Возделывание семенных посевов перспективных сортов сои на орошении в сухостепной зоне Поволжья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 4(20), 2015 г., [57-72]

Возделывание семенных посевов перспективных сортов сои на орошении в сухостепной зоне Поволжья

В.А. Шадских, А.В. Кравчук, В.О. Пешкова,

В.Е. Кижаева, Л.Г. Романова, А.Г. Лапшова

Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации, Энгельс, Российская Федерация

Целью исследований являлось изучение технологического процесса возделывания перспективных сортов сои в условиях сухостепной зоны Поволжского региона при орошении. Актуальность разработки технологического процесса возделывания семенных посевов сои обуславливается интересом к сое, как белково-масличной сельскохозяйственной культуре, пользующейся спросом на внутреннем рынке сельскохозяйственной продукции. Наблюдения в опытах проводились в соответствии с общепринятыми методиками опытного дела и календарным планом исследований. Проведены экспериментальные исследования по всем элементам технологического процесса. Подобраны высокопродуктивные сорта сои разных селекций, которые обеспечивают высокую урожайность на орошаемых землях сухостепной зоны Поволжского региона: Бара - 3,12 т/га, Соер 4 - 3,58 т/га, Самер 1 - 2,83 т/га, Самер 3 - 2,54 т/га, Арлета - 3,10 т/га, Л-009-0077 - 3,90 т/га. Подобран оптимальный биопрепарат («Ризобакт»), содержащий эффективные штаммы азотофиксирующих бактерий, обеспечивающий фиксацию атмосферного азота до 60-80 кг/га. Дифференцированы поливы сои. В опытах принят к использованию оптимальный режим орошения по схеме 70-80-70 % от НВ. Проведена биометрическая характеристика всех сортов сои в течение вегетации. В результате 3-летних исследований элементов технологического процесса возделывания сои при орошении выявлены и рекомендованы к производству сорта сои, установлена оптимальная густота стояния растений 0,6 млн растений/га при междурядье 0,3 м, установлено влияние предпосевной обработки семян биопрепаратом «Ризобакт», получены значения коэффициента использования оросительной воды: от 1,53 до 2,56 кг/мі при режиме орошения 70-80-70 % от НВ в расчетном слое почвы 0,6 м.

Ключевые слова: мелиорация, технологический процесс, соя, сорт, орошение, продуктивность, биологический урожай.

Seed growing of promising soya cultivars under irrigation in dry steppe zone of Volga region. V.A. Shadskikh, A.V. Kravchuk, V.O. Peshkova, V.E. Kizhaeva, L.G. Romanova, A.G. Lapshovа

The aim of the research is to investigate technological process of growing of promising soya cultivars in dry steppe zone of Volga region under irrigation. The urgency of the development of technological process of soybean seed growing is caused by the interest in soya as a crop with high content of protein and oil and which has demand on the domestic market of agricultural products. Experiment observations were done in accordance with standard techniques of experimental work and schedule of study. The experiment investigations were carried out through all elements of technological process. High productive soya cultivars of different selections were chosen which can provide high yield at irrigation lands of dry steppe zone of Volga region: Bara - 3.12 t/ha, Soyer 4 - 3.58 t/ha, Samer 1 - 2.83 t/ha, Samer 3 - 2.54 t/ha, Arleta - 3.10 t/ha, L-009-0077 - 3.90 t/ha. The optimal biological preparation (“Rizobakt”) comprising effective strains of nitrogen fixing bacteria and providing fixation of atmosphere nitrogen up to 60-80 kg/ha was chosen. The irrigation events of soya were differentiated. The optimal irrigation regime by the scheme 70-80-70 % was accepted for use. Biometrics of all soya cultivars was done during vegetation. As a result of three-year study on technological elements of soybean growing under irrigation it was revealed and recommended for production soya cultivars. The optimal plant density of 0.6 million plants per hectare at space row 0.3 m was established. The impact of seed treatment before sowing by biological preparation “Rizobakt” was established. The values of irrigation water use coefficient from 1.53 to 2.56 kg/mі at irrigation regime 70-80-70 % from field capacity in soil layer 0.6 m were obtained.

Keywords: amelioration, technological process, soya, cultivar, irrigation, productivity, biological yield.

Развитие сельскохозяйственного производства в сухостепной зоне Поволжского региона возможно при использовании рациональных, экологически устойчивых и экономически выгодных технологических процессов возделывания. возделывание семенной посев сортов соя

Разработка технологического процесса возделывания семенных посевов перспективных сортов сои в условиях орошения в сухостепной зоне Поволжского региона проводится в рамках реализации научно-технического обеспечения федеральной целевой программы «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014-2020 годы» для обеспечения продовольственной безопасности и повышения эффективности использования мелиорированных земель Российской Федерации.

Расширение посевов сои в области способствует восстановлению плодородия почв, снижению экологической нагрузки на них за счет обогащения почвы биологическим азотом в процессе азотфиксации и органическими пожнивными остатками, улучшению мелиоративного состояния орошаемых земель.

Ресурсосберегающий технологический процесс способствует улучшению плодородия темно-каштановых почв Поволжья, росту урожайности сои, обеспечивает высокий уровень агротехники, ликвидирует дефицит качественных семян [1].

Получение неизменно высоких урожаев сои осложнено нестабильным обеспечением территории атмосферными осадками. В этих условиях устойчивая продуктивность данной культуры может быть достигнута только при нормированном орошении [2] и подборе высокоурожайных сортов.

Целью исследований являлось изучение технологического процесса возделывания перспективных сортов сои в условиях сухостепной зоны Поволжского региона при орошении.

Материал и методы. Исследования по разработке технологического процесса возделывания семенных посевов перспективных сортов сои проводились в сухостепной зоне Поволжья на полях ОПХ ВолжНИИГиМ, расположенного в Энгельсском районе Саратовской области (2012-2014 гг.).

Наблюдения в опытах проводились в соответствии с общепринятыми методиками опытного дела и календарным планом исследований («Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур», 1985 [3]; «Рекомендации по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте», 1973 [4]; ВНИИМК, 1983 [5]; «Методика полевого опыта», 2010 [6]).

Образцы для характеристики почвенного плодородия и водно-физических свойств почвы отобраны в слое 0-30 см, средний образец взят из 10 почвенных проб.

Определяли влажность почвы термостатно-весовым методом в 5-кратной повторности, периодичность наблюдения составляла 5-10 дней (в зависимости от погодных условий), глубина определения - до 1,0 м. Суммарное водопотребление определено по уравнению водного баланса для слоя почвы 1,0 м. Уравнение водного баланса активного слоя почвы [7]:

,

где - суммарное испарение за расчетный период, м3/га;

- сумма поливных норм за расчетный период, м3/га;

- сумма осадков за расчетный период, м3/га;

- влагозапасы в слое почвы 1,0 м в начале расчетного периода;

- влагозапасы в слое почвы 1,0 м в конце расчетного периода;

- влагообмен активного слоя почвы с нижележащими слоями, м3/га.

В опытах принят дифференцированный режим орошения по глубине увлажнения и предполивному порогу влажности по схеме 70-80-70 % НВ.

Вегетационный период сои разделен на три подпериода: первый - всходы - начало цветения, второй - начало цветения - зеленая (молочная) спелость зерна, третий - зеленая (молочная) - восковая спелость зерна.

Густота стояния растений (в тыс. шт./га) определялась при появлении полных всходов и перед уборкой путем подсчета 20 площадок по 0,5 м2 в 5-кратной повторности.

Измерение высоты растений сои проводилось в динамике по основным фазам роста.

При фенологических наблюдениях на посевах сои отмечались следующие фазы роста и развития растений: полные всходы; появление 1, 3 и 5-го настоящего листа; бутонизация; цветение; формирование бобов; молочная, восковая и полная спелость зерна. Начало фазы отмечалось при вступлении в нее 10 % растений, окончание - при вступлении 75 %.

Подсчет клубеньков на корнях сои проводился в фазу цветения. Определялось количество и масса клубеньков на одном растении. Повторность отбора на каждом сорте 20-кратная. Урожайность определена поделяночно, зерно приведено к стандартной 14%-ной влажности и 100%-ной чистоте.

Анализ структуры урожая сои проведен по пробным снопам с 1 м2.

Проводили испытание девяти сортов и сортолиний сои селекции Соевого комплекса (г. Краснодар), Самарского НИИСХ Россельхозакадемии и ГНУ «Ершовская ОСОЗ НИИСХ Юго-Востока» (г. Самара, Ершов), ФГБНУ «ВолжНИИГиМ» (г. Энгельс), ГНУ «Приморский НИИСХ» (г. Уссурийск) (таблица 1).

Таблица 1 - Перспективные сорта сои

Полевой опыт заложен для девяти сортов (таблица 1) в 3-кратной повторности на площади 454 м2, площадь опытной делянки - 18 м2, защитные полосы - 0,6 м, с вариантами на одной делянке с междурядьями 0,15 и 0,30 м (18 м2 Ч 9 сортов Ч 3 повторности = 486 м2; 486 м2 - 32,4 м2 защитных полос = 454 м2).

При весеннем бороновании применяли подобранный почвенный гербицид с широким спектром действия против однодольных и двудольных сорняков в посевах полевых культур «Фронтьер Оптима», КЭ, с действующим веществом диметенамид-р, обработку проводили до посева культуры нормой 0,8-1,2 л/га.

Почвы опытных участков темно-каштановые суглинистые, типичные для орошаемого массива Саратовского Поволжья.

Мощность перегнойного горизонта (А + В) колеблется от 40 до 50 см, содержание гумуса в пахотном горизонте, по данным на 2014 г., составляет 2,68 %. В поглощенном комплексе содержится обменного натрия 2-3 % от ППК. В связи с этим структура непрочная, комковатая, верхний слой часто распылен. Реакция почвенного раствора пахотного горизонта слабощелочная.

Плотность почвы пахотного горизонта - 1,24-1,30 г/см3, метрового - 1,39-1,41 г/см3, скважность - 48 %, наименьшая влагоемкость (НВ) - 20,7-21,2 %, влажность завядания - 8,7 % от абсолютно сухой почвы. Грунтовые воды залегают на глубине 15-16 м, пресные или слабоминерализованные.

Результаты и обсуждение. Исследования по возделыванию перспективных сортов сои проводились в 2012-2014 гг. Результаты обработки полевых исследований и анализ полученных результатов опытов приводим за 2014 г.

В результате наблюдений выявлено, что биологически оптимальные сроки сева сои наступают при среднесуточной температуре воздуха плюс 14-16 °С. Такие условия создаются в Поволжье в мае (таблица 2).

Таблица 2 - Метеорологические показатели периода вегетации сои (по данным метеопункта ВолжНИИГиМ, 2014 г.)

Содержание основных элементов питания в почве опытного участка по фазам развития культуры представлено в таблице 3.

По данным агрохимического анализа почв, все элементы минерального питания постепенно выносились из почвенного слоя в результате вымывания и использования культурой. Из таблицы 3 видно, что количество доступных форм азота в начале периода вегетации сои составляло 2,69 мг/100 г почвы, а к концу его снизилось до 1,71 мг/100 г почвы.

Таблица 3 - Содержание основных элементов питания в темно-каштановой орошаемой почве на посевах сои (по данным 2014 г.)

В мг/100 г почвы

Содержание в почве азота, фосфора и калия определяли по ГОСТ 26951-86 ГОСТ 26951-86. Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом. - Введ. 1986-06-30. - М.: Изд-во стандартов, 1986., ГОСТ 26205-91 ГОСТ 26205-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Мачигина в модификации ЦИНАО. - Введ. 1991-12-29. - М.: Изд-во стандартов, 1992..

Севообороты на орошаемых землях должны быть с короткой ротацией (5-8-польные), что способствует лучшему использованию орошаемой пашни, снижает потери воды на фильтрацию [8].

Состав и чередование культур в севообороте должны обеспечивать возможность воспроизводства почвенного плодородия. Главное в севооборотах с короткой ротацией - строгое чередование культур, обедняющих почву азотом (зерновых), и культур, обогащающих почву (бобовых).

Основное требование к предшественникам сои - очищение поля от сорной растительности. Наилучшими предшественниками при орошении для этой культуры являются озимая пшеница, злаково-бобовая травосмесь на корм, оборот пласта люцерны.

Положительным здесь является то, что при инокуляции семян клубеньковыми бактериями в почве остаются в большем количестве клубеньки, которые обогащают почву азотом, плюс корневые и пожнивные остатки.

Введение сои в севооборот и правильное чередование ее с другими культурами позволяют повысить продуктивность севооборота, восполнить баланс азота в почве и увеличить среднее содержание протеина в урожае культур севооборота.

Средние метеорологические показатели за исследуемый вегетационный период характеризуют его как умеренно засушливый (таблица 2). Кратковременные засухи чередовались в течение вегетации сои с осадками. Количество выпавших осадков в начале вегетации было равным 20,1 мм, в середине колебалось от 51,4 до 15,5 мм, в конце вегетационного периода составило 43,5 мм, в сентябре осадков не было.

Наименьшая влажность почвы отмечалась в середине вегетационного периода в фазу налива зерна сои. В верхних слоях почвы (0-50 см) она опускалась до 67,4 % НВ. Перед уборкой исследуемых сортов сои влажность почвенного слоя 50 см на опытных участках достигала 55 % от НВ, что способствовало ускорению созревания зерна с влажностью 14 %.

Анализ полевой всхожести семян девяти исследуемых сортов показывает, что данный параметр у всех сортов находится в пределах 53,7-94,1 % при высеве 800 тыс. шт./га, примерно такая же амплитуда колебания всхожести обнаружена и при высеве 600 тыс. шт./га (в пределах 59,0-91,3 %). Густота стояния растений в фазу полных всходов приведена в таблице 4.

Таблица 4 - Густота травостоя в период полных всходов сои в опыте с семенными посевами перспективных сортов (данные 2014 г.)

Биометрические наблюдения свидетельствуют о том, что при междурядьях 0,15 и 0,30 м на посевах сои сортов Соер 4, Бара, Арлета, Самер 1, Самер 2, Самер 3 в диапазоне загущения от 0,6 до 0,8 млн шт./га существенного отличия по высоте не выявлено.

Отмечено, что чем выше сорт, тем он менее кустист, имеет меньше междоузлий и сформированных бобов. Растения более низких сортов имеют большую кустистость, у них формируется большее количество междоузлий и, соответственно, развивается большее количество бобов. Эти сорта отличаются и по урожайности [9, 10].

Одним из важных элементов технологического процесса возделывания сои является инокуляция семян перед посевом - обработка их биопрепаратом «Ризобакт», СП [11].

Обработка семян «Ризобактом», СП, способствовала образованию более сильного ризобиального комплекса. Самое большое количество клубеньков образовалось на корневой системе у сортолинии Л-009-0077 (36,4 шт.), наименьшее количество отмечено у сорта Самер 2 (14,1 шт.). Выявлено, что у одного и того же сорта вес клубеньков не увеличивался, хотя количество крупных клубеньков (> 3 мм) было больше (данные клубеньки характеризуются как более продуктивные в азотфиксации) (таблица 5).

Сравнивая массу клубеньков и урожайность сортов сои, выявили зависимость: чем больше масса клубеньков, тем выше урожай. Самые высокие показатели у сортолинии Л-009-0077: масса сухих клубеньков - 0,20 г, биологическая урожайность - 3,90 т/га; самые низкие показатели у сорта Самер 2: масса сухих клубеньков - 0,08 г, биологическая урожайность - 2,06 т/га (таблица 5).

Таблица 5 - Структурный анализ ризобиального комплекса и урожайности сои (обработка «Ризобактом», СП) (данные 2014 г.)

Наряду с агромелиоративными мероприятиями по возделыванию сои в сухостепной зоне Поволжья решающее значение имеет орошение.

Для всех сортов сои влажность в основные фазы развития поддерживалась в пределах 70-80-70 % от НВ в расчетном слое почвы 0,6 м (корнеобитаемом слое). Полив в начале и конце вегетации сои проводили поливными нормами 250-450 м3/га, в период максимального водопотребления они составляли порядка 500-550 м3/га. Оросительная норма в 2014 г. равнялась 1350 м3/га (таблица 6).

Сроки поливов сои назначались с учетом наступления нижнего порога влажности почвы. Коэффициенты использования оросительной воды у сортов сои находились в пределах 1,53-2,56 кг/м3 (таблица 7).

Применяли нормированное орошение методом дождевания с использованием многоопорной дождевальной машины кругового действия «Фрегат».Таблица 6 - Сроки, нормы поливов и оросительная норма на посевах сои при оптимальном режиме орошения 70-80-70 % от НВ (данные 2014 г.)

Таблица 7 - Коэффициенты водопотребления и использования оросительной воды (данные 2014 г.)

Многолетние исследования по разработке дифференцированных режимов орошения сои на темно-каштановых почвах Саратовского Заволжья проводились в ВолжНИИГиМ, СГАУ им. Н. И. Вавилова [10, 12].

Уход за посевами заключается в борьбе с сорняками, вредителями и болезнями, поддержании в рыхлом состоянии почвы, создании оптимального водного и пищевого режима почвы, что достигается с помощью гербицидов, пестицидов, боронования, поливов.

Уборка - ответственная операция при возделывании сои. При нарушении сроков уборки, несоблюдении правил подготовки к работе и использования уборочной техники потери зерна могут достигать 15 % и более. Это связано со специфическими биологическими особенностями сои: созревание идет неравномерно, бобы размещены низко. Уборку проводили при полном созревании семян (влажность 14-16 %).

Таблица 8 - Биологическая урожайность зерна сои (данные 2014 г.)

Наивысшая биологическая урожайность зерна сои у всех испытуемых сортов получена в варианте с густотой травостоя 0,8 млн шт./га (в пределах 2,29-3,46 т/га). Уменьшение количества растений до 0,6 млн шт./га снизило урожайность в среднем на 0,57 т/га, она находилась в пределах 2,06-2,56 т/га, что меньше на 10-24 % по сравнению с вариантом 0,8 млн шт./га, при режиме орошения 70-80-70 % от НВ (таблица 8).

Анализ биологического урожая девяти испытуемых сортов сои показал, что семь сортов: Л-009-0077, Самер 3, Самер 2, Самер 1, Арлета, Бара, Соер 4 - являются перспективными для возделывания на семена в сухостепной зоне Поволжского региона при орошении; два сорта: Приморская 13 и Пегас - не вызрели и проявляют себя как позднеспелые (таблица 8).

Сорта Пегас и Приморская 13 могут быть рекомендованы к использованию в качестве белкового донора в многокомпонентной кормосмеси на силос и зеленый корм.

На основании исследований по подбору сортов можно рекомендовать к возделыванию в условиях сухостепной зоны Поволжского региона на фоне орошения сорта селекции Соевого комплекса Бара, Арлета, Л-009-0077; сорт Ершовской ОСОЗ Соер 4; сорта Самарского НИИСХ и Ершовской ОСОЗ Самер 1, Самер 2, Самер 3, обеспечивающие урожайность зерна 2,0-3,5 т/га.

В условиях умеренно засушливого вегетационного периода с тремя поливами и тщательным соблюдением агроприемов семь сортов проявляют себя как высокопродуктивные, дающие высокие урожаи при нормированном орошении.

Эти сорта сои создали экологически устойчивые, высокопродуктивные агроценозы в условиях сухостепной зоны и могут быть рекомендованы к возделыванию в Поволжье.

Выводы. В результате 3-летних исследований для условий сухостепной зоны Поволжского региона подобраны перспективные сорта сои, обеспечивающие получение урожайности на уровне 3,2-3,9 т/га: Бара - 3,12 т/га, Соер 4 - 3,58 т/га, Самер 1 - 2,83 т/га, Самер 3 - 2,54 т/га, Арлета - 3,10 т/га, Л-009-0077 - 3,90 т/га; установлено, что уменьшение густоты стояния растений сои за счет увеличения междурядий и получение до 0,6 млн растений/га не приводят к значительному снижению урожая зерна сои; разработан режим орошения 70-80-70 % от НВ в расчетном слое почвы 0,6 м; определены коэффициенты использования оросительной воды (1,53-2,56 кг/м3) и коэффициенты водопотребления (1028-1873 м3/т) для каждого сорта; выявлено положительное влияние предпосевной обработки семян биопрепаратом «Ризобакт» на формирование мощного ризобиального комплекса, что способствует продуктивности растений в течение всего вегетационного периода.

Разработан технологический процесс возделывания семенных посевов сои при орошении для условий сухостепной зоны Поволжского региона [13].

Для возделывания девяти сортов сои разного эколого-географического происхождения из соесеющих регионов Российской Федерации применялась ресурсосберегающая технология, разработанная в ФГБНУ «ВолжНИИГиМ» (патент № 1519539).

Список литературы

1 Рекомендации по интенсивной технологии возделывания сои на орошаемых землях Саратовской области / В. А. Нагорный, В. А. Шадских, П. Е. Губанов, Ю. И. Панченко; ФГНУ «ВолжНИИГиМ». - Саратов, 2008. - 19 с.

2 Островчук, П. П. Факторы, влияющие на продуктивность сои / П. П. Островчук, В. А. Ищенко // Масличные культуры. - 1989. - № 4. - С. 12-15.

3 Федин, М. А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / М. А. Федин. - М., 1985. - 267 с.

4 Рекомендации по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте / под ред. Б. М. Смирнова. - Саратов: Приволж. кн. изд-во, 1973. - 223 с.

5 Методика проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами / В. М. Лукомец [и др.]. - Краснодар, 2010. - 327 с.

6 Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 2010. - 352 с.

7 Алпатьев, С. М. Опыт использования биоклиматического расчета испарения при формировании эксплуатационного режима орошения / С. М. Алпатьев, В. П. Остапчик // Биоклиматические основы орошаемого земледелия. - М.: Наука, 1974. - С. 127.

8 Ресурсосберегающая технология возделывания сои в Саратовской области: рекомендации производству / В. А. Нагорный, Н. М. Ружейникова, В. А. Шадских, Н. Н. Кулева. - Саратов, 2007. - 32 с.

9 Рекомендации по совершенствованию зональной сортовой технологии возделывания сои на семена в Центральной левобережной микрозоне Саратовской области / В. К. Брель, В. А. Шадских, Е. В. Кудряшов, В. О. Пешкова, В. Е. Кижаева, Л. Г. Романова, Н. А. Тимофеева; ФГБНУ «ВолжНИИГиМ». - Саратов, 2012. - 24 с.

10 Рекомендации по возделыванию сои на семена на орошаемых землях Саратовского Заволжья / В. А. Нагорный, В. А. Шадских, П. Е. Губанов, Ю. И. Панченко; ФГНУ «ВолжНИИГиМ». - Саратов, 2009. - 15 с.

11 Панченко, Ю. И. Влияние обработки семян ризоторфином (штамм 9024) на урожайность зерна сои и формирование бобово-ризобиального комплекса на почвах, зараженных азотфиксирующими бактериями / Ю. И. Панченко, Н. А. Тимофеева // Проблемы повышения эффективности использования водных и земельных ресурсов Поволжья: сб. науч. тр. / ФГНУ «ВолжНИИГиМ». - Саратов: Науч. кн., 2011. -

С. 159-161.

12 Завадский, М. С. Дифференцированные режимы орошения сои на темно-каштановых почвах Саратовского Заволжья: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.02 / Завадский Игорь Сергеевич. - Саратов, 2009. - 21 с.

13 Шадских, В. А. Особенности типового технологического процесса возделывания сои на зерно в Саратовском Поволжье / В. А. Шадских, В. О. Пешкова, В. Е. Кижаева // Инженерное обеспечение инновационных технологий в АПК: материалы междунар. конф. / МичГАУ. - Мичуринск, 2014. - С. 62-69.

Размещено на Allbest.ru