Влияние элементов технологии на продуктивность сои в условиях обыкновенных черноземов

УДК 633.34:631.445.4

влияние элементов технологии на продуктивность сои в условиях обыкновенных черноземов

В.А. КУЛЫГИН, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Институтская 1, Рассвет, Аксайский р-н, Ростовская обл., 346735, Российская Федерация

Резюме. Исследования проведены на базе ФГУП «Семикаракор-ское» (Ростовской области) в 2011-2013 гг. с целью выявления оптимального сочетания способов основной обработки почвы и уровней минерального питания при возделывании сои в аспекте ресурсосбережения. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный с содержанием гумуса в слое 0-20 см 3,34%; N-N03 - 5,2; N-NН4 - 12,6; Р205 - 39,0; К20 - 545 мг/кг; рН 7,2-7,5. При проведении исследований использовали общепринятые методики. Изучали три варианта основной обработки почвы - отвальная (контроль), безотвальная, нулевая и три фона минерального питания - N60Р60К60 (рекомендованный для зоны), N30Р30К30 и без удобрений. При нулевой обработке в предпосевной период сои запасы влаги в слое почвы 1 м были на 12-17% больше, чем на фоне вспашке. Увеличение засоренности посевов происходило пропорционально снижению интенсивности основной обработки почвы. Самая высокая предуборочная засоренность сои отмечена на участках без основной обработки - в 2,5-2,8 раз больше, чем после вспашки. Отвальная основная обработка почвы способствовала формированию большей урожайности: при полной норме удобрений - 14,0 ц/га, половинной - 12,9 ц/га, без удобрений - 11,7 ц/га. По сравнению с контролем, снижение урожайности семян в условиях разных уровней удобрений на фоне безотвальной основной обработки составило 0,7-4,3%, при нулевой - 12,8-13,2%. Внесение половинной нормы удобрений на фоне разных способов основной обработки почвы повышало урожайность семян, по сравнению с контролем, на 9,8-11,6%, а при полной норме прибавка составила 19,7-24,1%. Наибольшее увеличение урожайности (2,7ц/га) отмечено на фоне N(ЮP(ЮK(Ю, где на 1 кг внесенных удобрений сформировано 1,5 кг дополнительной продукции.

Ключевые слова: соя, фон удобрений, способ основной обработки, запасы влаги, засоренность, урожайность, прибавка урожайности.

Для цитирования: Кулыгин В. А. Влияние элементов технологии на продуктивность сои в условиях обыкновенных черноземов // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 2. С. 69-71.

Соя - одна из самых перспективных культур в решении проблемы дефицита белка в питании людей, кормопроизводстве и обеспечении сырьем ряда отраслей промышленности [1, 2]. По питательной ценности семян и зеленой массы она превосходит горох, чину, нут и вику. В сухой массе семян сои содержится до 35-45% белка, 17-22% масла, 20-30% углеводов, много витаминов, каротиноидов и других полезных веществ [3, 4]. В то же время ее фактическая урожайность в зоне недостаточного увлажнения значительно ниже потенциальной. Например, за последние 5 лет по Веселовскому району Ростовской области она составила 12,5 ц/га, по Зерноградскому -7,4 ц/га, по Азовскому - 10,1 ц/га [5].

Главные факторы, ограничивающие продуктивность культуры в указанной зоне - дефицит почвенной влаги в критические периоды водопотребления растений, несовершенство применяемых технологий и недостаточное распространение новых эффективных сортов [1, 6]. Кроме того, в условиях неблагоприятного для сельхозтоваропроизводителей соотношения цен на материальные ресурсы (удобрения, специальную технику, ГСМ, средства химизации) и их продукцию приоритетным становится

рациональное использование удобрений, энергетических и трудовых затрат.

Цель исследований - выявление лучшего сочетания способов основной обработки почвы и уровней минерального питания при возделывании сои в аспекте ресурсосбережения в условиях обыкновенных черноземов.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили на базе ФГУП «Семикаракорское» (Ростовская область) в 2011-2013 гг. Почва опытных участков - чернозем обыкновенный, по гранулометрическому составу относится к разряду тяжелых глинистых почв. Средняя величина емкости поглощения 33-38 мг/100 г почвы. Содержание гумуса в слое 0-20 см составляет 3,34%; N-N03 - 5,2; N-NН4 - 12,6; Р205 - 39,0; 1С,0 - 545 мг/кг, что соответствует низкой обеспеченности азотом, средней - подвижным фосфором и высокой - обменным калием. Черноземы экспериментальных участков не проявляют солонцовых свойств, реакция их слабощелочная (рН 7,2-7,5).

Общеизвестно, что на обработку почвы приходится около трети всех затрат при выращивании сои, и обоснованная экономия расходов может способствовать повышению эффективности производства [7]. В связи с этим, наряду с традиционной для южного региона отвальной основной обработкой почвы, под сою изучали менее энергозатратные варианты. Кроме того, несмотря на значительную потребность сои в элементах питания, установлено, что на богатых по естественному плодородию типах почвы, в честности черноземах, она может слабо реагировать на минеральные удобрения [4, 6], поэтому в эксперимент также был включен ресурсосберегающий вариант фона удобрений.

Исходя из сказанного, на опытном стационаре был заложен двухфакторный опыт. Изучали три варианта основной обработки почвы (фактор А): отвальная на глубину 25-27 см (контроль); безотвальная на глубину 25-27 см; нулевая обработка.

Также схема опыта предусматривала три уровня минерального питания (фактор Б): ^0Р60К60 - норма, рекомендованная для зоны возделывания ^РК); ^0Р30К30 - норма, сниженная на 50% (0,5 NPK); без удобрений (контроль).

Эксперимент проводили в четырехкратной повтор-ности. Предшественник - озимая пшеница. Удобрения вносили под основную обработку почвы, а в варианте с нулевой обработкой - поверхностно. В полевом опыте выращивали позднеспелый сорт Таврия, характеризующийся высокой засухоустойчивостью, что необходимо при возделывании культуры в зоне недостаточного увлажнения. Посев осуществляли в первой-второй декаде мая, продолжительность вегетационного периода культуры составляла 128-132 сут. Рядовой посев в вариантах со вспашкой и безотвальной обработками проводили с помощью сеялки СЗ-5,4, при нулевой - сеялкой прямого сева «Джорджия». Густота стояния растений во всех вариантах опыта составляла 600 тыс. шт./га.

Один из важных факторов, оказывающих определяющее влияние на рост и урожайность сельскохозяйственных культур - метеорологические условия [1, 8], которые различались в годы исследований.

Наиболее благоприятным для роста и развития растений по тепловлагообеспеченности был 2011 г., когда гидротермический коэффициент (ГТК) в период вегета-

Таблица 1. Гидротермический режим периода вегетации сои

Год Сумма осадков, мм Сумма температур, оС ГТК

2011 215,1 3189 0,67

2012 117,5 3013 0,39

2013 51,0 2864 0,18

ции сои составил 0,67 (табл. 1). Однако в последующие годы условия резко ухудшились. В 2012 г. большая часть осадков пришлась на послепосевной период сои, когда потребность растений во влаге не была острой. В 2013 г. отмечен самый высокий дефицит атмосферных осадков и соответственно наиболее низкий гидротермический коэффициент - 0,18, что позволяет охарактеризовать вегетационный период как «очень сухой». Таким образом, два года из трех отличались недостаточно благоприятными погодными условиями для вегетации сои.

Исследования проводили по общепринятым методикам [9-13] с использованием рекомендованной зональной системой земледелия агротехники [14]. Оценку содержания влаги в 1 м слоя почвы осуществляли на основе следующей шкалы: более 160 мм - «отличное», 160130 мм - «хорошее», 130-90 - «удовлетворительное», 9060 мм - «плохое», менее 60 мм - «очень плохое» [15].

При статистической обработке результатов двухфак-торного опыта использовали программу Excel и методику Б. А. Доспехова [9].

результаты и обсуждение. В период посева сои запасы почвенной влаги в метровом слое в годы исследований во всех вариантах опыта были достаточными и характеризовались как «хорошие» и «отличные», изменяясь в зависимости от способа обработки в 2011 г. в пределах 142-166 мм, в 2012 г. - 158-179 и в 2013 г. - 137-154 мм (табл. 2). Однако уже к фазе цветения, когда растения

Таблица 2. Запасы продуктивной почвенной влаги в слое 1 м в зависимости от способа основной обработки почвы на фоне NPK, мм

Год Способ Период определения

основной посев цвете- созрева-

обработки ние ние

2011 отвальная 142 121 73

безотвальная 154 123 71

нулевая 166 128 76

2012 отвальная 158 103 55

безотвальная 174 110 61

нулевая 179 113 64

2013 отвальная 137 79 43

безотвальная 149 86 49

нулевая 154 88 52

испытывают наибольшую потребность во влаге, из-за высоких среднесуточных температур воздуха и недостаточного количества атмосферных осадков они сильно истощались. Относительно благоприятные показатели отмечены только в 2011 г., когда в период цветения содержание влаги в почве изменялось по вариантам от 121 до 128 мм, что соответствует удовлетворительной обеспеченности. В 2012 г. величина этого показателя была ниже (103-114 мм), хотя и такие запасы оцениваются как удовлетворительные. Самыми неблагоприятными оказались условия 2013 г., когда в период цветения сои количество влаги в почве снизилось до 79-88 мм и соответствовало плохой обеспеченности. В период созревания сои запасы влаги во все годы исследований и во всех вариантах были низкими, их оценивали как «плохие» и «очень плохие».

Следует отметить, что количество влаги, сохранившейся в почве перед посевом сои, уменьшалось пропорционально увеличению интенсивности основной обработки.

Самым высоким оно было на участках с нулевой обработкой: на 12,4-16,9% больше, чем в варианте со вспашкой. Однако уже к периоду цветения различия по величине этого показателя между вариантами опыта сокращались.

В нашем опыте прослеживалась тенденция увеличения засоренности посевов сои пропорционально снижению интенсивности обработки почвы (табл. 3).

Таблица 3. Засоренность посевов сои в зависимости от способов основной обработки почвы и фона минерального питания

Способ основной обработки Фон удобрений Количество сорняков, шт./м2

полные всходы перед уборкой

Отвальная ЫРК 1,1 4,1

0,5 NPK 0,9 3,9

без удобрений 0,8 3,3

Безотвальная ЫРК 1,6 7,8

0,5 NPK 1,5 7,5

без удобрений 1,2 7,1

Нулевая ЫРК 1,9 10,4

0,5 NPK 1,7 9,9

без удобрений 1,4 9,2

В период полных всходов самое низкое количество сорняков отмечали после вспашки: в зависимости от фона минерального питания от 0,8 до 1,1 шт./м2. На участках с безотвальной и нулевой обработками засоренность была выше - соответственно 1,2-1,6 и 1,4-1,9 шт./м2. При этом разница между вариантом со вспашкой и нулевой обработкой достигала 1,7-1,9 раз. К периоду уборки количество сорных растений в варианте со вспашкой увеличилось, по сравнению с фазой полных всходов, в 3,7-4,3 раза; с безотвальной обработкой - в 4,9-5,9; с нулевой - в 5,5-6,6 раз. Самая высокая засоренность посевов отмечена на делянках с прямым посевом: в 2,5-2,8 раз больше, чем после вспашки. Разница между вариантами с безотвальной и отвальной основной обработкой составила 1,9-2,2 раза.

Вспашка (контроль) способствовала формированию наибольшей в опыте урожайности, которая при полной норме удобрений в среднем составила 14,0 ц/га, при половинной - 12,9 ц/га, без удобрений - 11,7 ц/га (табл. 4). Однако после безотвальной основной обработки она была лишь немного ниже, разница с отвальной в зависимости от уровня минерального питания не превышала 0,1-0,5 ц/га, или 0,7-4,3% (в пределах ошибки опыта). На участках с нулевой обработкой величина этого показателя была меньше, чем в контроле, на 1,5-1,7 ц/га, или 12,8-13,2%. При этом следует отметить, что затраты на

Таблица 4. влияние норм удобрений на урожайность сои при разных способах основной обработки почвы

Норма удобрений

Урожайность, ц/га

Прибавка, ц/ га

Дополнительная продукция на 1 кг удобрений, кг

Отвальная обработка

Без удобрений 11,7 -12,9 1,2 14,0 2,3 Безотвальная обработка

N P K

рз0 Кз0

60 60 60

1,33 1,28

Без удобрений

11,2

12,5 1,3 13,9 2,7 Нулевая обработка

10,2 -11,2 1,0 12,3 2,1

НСР05 (для урожайности): частных различий = 0,88 ц/ га, по фактору А (обработка почвы) - 0,71, по фактору Б (удобрение) - 0,95 ц/га_

N3" P30 K30 60 60 60

Без удобрений N P K

N30 р30 K30 60 60 60

1,44 1,50

1,11 1,17

проведение отвальной вспашки [13] составили 360 МДж/ га, безотвальной - 144 МДж/га.

Применение минеральных удобрений способствовало увеличению урожайности сои. Внесение половинной нормы (0,5 NРК) на фоне разных способов основной обработки почвы повышало ее, по сравнению с контролем, на 1,0-1,3 ц/га, или 9,8-11,6%. Прибавка в вариантах с полной нормой ^РК) достигала 2,1-2,7 ц/га, или 19,7-24,1%.

После вспашки эффективность использования удобрений оказалась выше в варианте с половинной нормой (0,5 NPK), благодаря которой было произведено 1,33 кг дополнительной продукции на 1 кг внесенных удобрений.

Однако на фоне безотвальной и нулевой обработок лучшие результаты наблюдали в варианте с полной нормой. Наиболее высокая отдача от применения удобрений отмечена после безотвальной основной обработки при внесении ^0Р60К60, когда на 1 кг удобрений было сформировано 1,5 кг дополнительной продукции.

выводы. Перед посевом сои наибольшие запасы влаги в метровом слое почвы накапливаются на участках без основной обработки - 154-179 мм, что на 12-17% больше, чем после вспашки.

Увеличение засоренности посевов сои происходит пропорционально снижению интенсивности основной обработки почвы. Предуборочная засоренность в вариантах с прямым посевом в зависимости от фона удобрений была больше, чем после вспашки, в 2,5-2,8 раз, а с безотвальной - в 1,9-2,2 раза.

Вспашка обеспечивала формирование самой высокой в опыте урожайности: при полной норме удобрений -14,0 ц/га, на фоне половинной - 12,9 ц/га, без удобрений - 11,7 ц/га. При безотвальной основной обработке сбор семян снижался, по сравнению с вариантами со вспашкой, на 0,7-4,3%. В случае прямого посева разница с контролем достигала12,8-13,2%.

Внесение половинной нормы удобрений (0,5 NРК) на фоне разных способов основной обработки почвы повышало урожайность сои на 9,8-11,6%, по сравнению с контролем, полной ^РК) - на 19,7-24,1%. Наибольшая прибавка на фоне NРК (2,7 ц/га) отмечена после безотвальной обработки, в этом же варианте была и самая высокая отдача от применения удобрений -1,5 кг дополнительной продукции на 1 кг удобрений. На фоне вспашки более эффективно использование половинной нормы (0,5 NPK) - 1,33 кг дополнительной продукции на 1 кг удобрений.

Таким образом, в качестве способа основной обработки почвы под сою можно рекомендовать безотвальное рыхление, которое при несущественном снижении показателей урожайности позволяет уменьшить энергетические затраты в 2,5 раз, по сравнению с отвальной вспашкой. В условиях дефицита минеральных удобрений при отвальной основной обработке под сою можно вносить половинную норму, обеспечивающую на таком фоне больший выход дополнительной продукции на 1 кг удобрений.

Литература.

1. Балакай Г.Т. Соя на орошаемых землях. М.: ГУ ЦНТИ Мелиоводинформ, 1999. 198 с.

2. Spiertz J.H.J., Ewert F. Crop production and resource use to meet the growing demand for food, feed and fuel: opportunities and constraints// NJAS. 2009. №4. Pp. 281-299.

3. Соя в России - действительность и возможность / В.М. Лукомец, А.В. Кочегура, В.Ф. Баранов, В.Л. Махонин. Краснодар: ООО «Просвещение-Юг», 2013. 102 с.

4. Шевченко П.Д., Зинченко В.Е. Растениеводство. Новочеркасск: Лик, 2012. 520 с.

5. Григорьева А.В. Урожайность сои в условиях Ростовской области//Материалы VIII междунар. конф. молодых ученых и специалистов. Краснодар: ВНИИМК, 2015. С. 51.

6. Шевченко П.Д., Дробилко А.Д. Продуктивные агроландшафты степной зоны России. Новочеркасск: Лик, 2011. 336 с.

7. Бородин Н.Н. Система обработки почвы в полевых севооборотах Ростовской области // Повышение плодородия почв Ростовской области. Зерноград: АЧИМСХ, 1982. С. 27-39.

8. Isoda A., Wang P. Leaf temperature and transpiration of field grown cotton and soybean under arid and humid conditions // Plant Product. 2002. Vol. 5. №3. P. 224-228.

9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Сельхозгиз, 1985. 424 с.

10. Методика полевых опытов с кормовыми культурами. М.: Изд-во ВНИИ кормов, 1971. 157 с.

11. Аринушкина Е.В. Руководство по анализу почв. М.: Изд-во Москов. гос. ун-та, 1970. 488 с.

12. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1963. 303 с.

13. Основы биоэнергетической оценки производства продукции растениеводства /А.В. Удалов, А.П. Авдеенко, А.М. Струк, В.В. Удалов, И.В. Петровская, М.А. Збраилов. п. Персиановский: ФГОУ ВПО «Донской ГАУ», 2008. 103 с.

14. Зональные системы земледелия Ростовской области (на период 2013-2020 гг.): монография. Донской зональный НИИ сельского хозяйства РАСХН / С.С. Авдеенко, А.Н. Бабичев, Г.Т. Балакай, Л.А. Воеводина, А.В. Гринько, Л.М. Докучаева,

H.А. Иванова, И.Н. Ильинская, Н.П. Кривко, Ю.Г. Кузнецов, В.А. Кулыгин, А.В. Лабынцев, В.В. Огнев, С.В. Пасько, С.А. Селицкий, Г.А. Сенчуков, О.А. Целуйко, В.В. Чулков. Ростов н/Д.: МСХиП РО, 2013. Ч. 3. 375 с.

15. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. С. 151.

influence of technology elements on soybean productivity under conditions

of ordinary chernozem

V.A. Kulygin

Don Zonal Research Institute of Agriculture, ul. Institutskaya, 1, Rassvet, Aksay r-n, Rostovskaya obl., 346735, Russian Federation Summary. The investigations were carried out in FGUP "Semikarakorskoe" (Rostov region) in 2011-2013 in order to reveal the optimal combination of tillage methods and mineral nutrition levels at soybean cultivation in terms of resource conservation. The soil of the test plot was ordinary chernozem with the content of humus in the layer 0-20 cm 3.34%; N-N03 - 5.2 mg/kg; N-NH4 - 12.6 mg/kg; Р2О5 - 39.0 mg/kg; К2О - 545 mg/kg; рН was 7.2-7.5. The conventional methods were used at the research. We studied three variants of soil tillage: moldboard (control), nonmoldboard, zero (no-till) ones, and three levels of mineral nutrition: N60R60K60 (recommended for the zone), N30R30K30 and without fertilizer. It was found that at zero tillage during presowing period the soil moisture reserve in one-meter layer was higher by 12-17% than at the moldboard tillage. The increase of crop infestation occurred proportionally to the decrease of the intensity of tillage. The highest weed infestation of soybean before the harvest was observed at the plots without tillage, it was 2.5-2.8 times higher than after moldboard ploughing. Moldboard main tillage contributed to the increase in crop yields, which at the full rate of fertilizer was 1.40 t/ha, at the half norm - 1.29 t/ha, without fertilizer -

I.17 t/ha. Compared to the control, the decrease in seed yield under conditions of different fertilizer rates against nonmoldboard tillage was 0.7-4.3%, against zero one - 12.8-13.2%. Application of the the half norm of fertilizers against the background of different cultivation increased soybean yield on 9.8-11.6% compared to the control, and at full norm of fertilizer the increase was 19.7-24.1%. The greatest increase in crop yields (270 kg/ha) was registered against the background N60P60K60, where 1.5 kg of additional product was formed per 1 kg of applied fertilizers. Keywords: soybeans, fertilizer background, tillage method, moisture reserve, weed infestation, productivity, yield increase. Author Details: V.A. Kulygin, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: kulygin-vladimir@rambler.ru).

For citation: Kulygin V.A. Influence of Technology Elements on Soybean Productivity under Conditions of Ordinary Chernozem. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2016. Vol. 30. No. 2. Pp. 69-71 (In Russ.).