Урожайность сортов сои при поливе дождеванием и системами капельного орошения в условиях Ростовской области

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Соя является одной из важнейших и самых распространенных культур растениеводства, возделываемых по всему миру. Ее популярность объясняется биологическими характеристиками, а также биохимическим составом зерна, что позволяет широко ее применять во многих отраслях, в т. ч. кулинарии, медицине, химической, пищевой промышленности, кормопроизводстве.

Уникальность семян этой культуры заключается в высоком содержании белка, жира, углеводов, витаминов и макро- и микроэлементов. Содержание белка в семенах сои составляет 35-40 %, а в некоторых сортах до 50 %, что значительно выше показателей бобовых культур. В состав белка входят незаменимые аминокислоты, сопоставимые с белком куриных яиц и мяса говядины по качеству, но значительно дешевле по себестоимости.

Содержание углеводов в зерне составляет 17-33 %, и представлены они в основном растворимыми сахарами и полисахаридами [1, 2].

Зерно сои ценится за содержание в нем жира до 27 %. Масло, изготавливаемое из семян сои, богато полиненасыщенными кислотами (линолевой и линоленолевой), благодаря чему хорошо усваивается.

Высокое содержание макро- и микроэлементов (калия, фосфора, кальция, магния, бора, меди, алюминия и др.) позволяет использовать сою в лечебном питании.

В переработке сои задействованы до 10 отраслей промышленности. В кормопроизводстве используются соевый жмых и шрот, экструдированная соя, молоко, силос, зеленый корм и др. В пищевой промышленности распространение получили молочные соевые продукты - молоко, творог, сыр (тофу), йогурт и др., мясные полуфабрикаты (текстураты и концентраты), хлебопекарные и кондитерские изделия [3-5].

Помимо этих качеств соя имеет большое агротехническое значение. Являясь бобовой культурой, она способна за счет симбиотической деятельности не только удовлетворять до 70 % собственных нужд в азоте, но и накапливать в почве азота до 120 кг/га, что повышает плодородие почвы и урожайность следующих за ней культур полевых севооборотов - озимых зерновых, кукурузы, овощных культур и др. Успешно соя культивируется и в рисовых севооборотах. Возделанная в широкорядных посевах, она улучшает фитосанитарное состояние посевов, позволяет более полно проводить борьбу с сорняками [6-9].

Эти и другие положительные качества сои, ее широкое применение, а также экономическая эффективность производства культуры предопределили распространение ее на пяти континентах и обеспечили лидирующую роль среди белково-масличных культур. Благодаря высокой пластичности сою возделывают в умеренном, субтропическом и тропическом поясах.

Ареал возделывания сои простирается от 48-50° ю. ш. (Австралия, Южная Америка) до 54-56° с. ш. (Дальний Восток России, Канада).

Мировое производство соевых бобов к 2018 г. достигло 350 млн т. Признанными лидерами являются США, Бразилия и Аргентина, где валовые сборы составили 119,5; 112,5 и 50,5 млн т зерна соответственно [10].

Россия занимает 8-е место в рейтинге стран - производителей сои. За последние годы отмечается значительный рост производства этой культуры. Посевная площадь ее в 2017 г. составила 2,64 млн га, что по сравнению с 2005 г. больше в 3,67 раза. Валовой сбор за этот же период увеличился в 4,86 раза и составил в 2017 г. 3,6 млн т. Средняя урожайность сои по России составляет около 1,5 т/га. Основным соесеющим регионом продолжает оставаться Дальний Восток, за последние пять лет значительно увеличились посевы в европейской части России. На юге России посевы сои в основном располагаются в Краснодарском крае (около 160 тыс. га). В Ростовской области посевная площадь составляет около 10 тыс. га [11, 12].

Агроклиматический потенциал Ростовской области позволяет возделывать сою почти во всех природно-климатических зонах. Основным лимитирующим фактором при возделывании сои является недостаточная обеспеченность влагой. Особенности возделывания сои на орошаемых землях в Ростовской области и других регионах страны изучались многими исследователями. Ими доказано, что орошение обеспечивает получение стабильных урожаев зерна сои, превышающих в 3-4 раза урожайность сои на богарных землях [13]. Поэтому вопросам совершенствования техники и технологии орошения постоянно уделяется особое внимание [14-18]. Основным способом орошения на посевах сои является дождевание, в последнее время в хозяйствах применяют системы капельного орошения.

Важным условием получения высоких урожаев является также использование высокоурожайных сортов, адаптированных к местным агроклиматическим условиям.

В этой связи целью наших исследований было изучение продукционной способности перспективных сортов сои разных групп спелости для условий Ростовской области и усовершенствование элементов технологии возделывания сои на орошаемых землях при поливе дождеванием и системами капельного орошения.

В процессе работы проведены полевые исследования и получены результаты изучения продуктивности перспективных высокоурожайных сортов сои селекции Компании «Соевый комплекс» и ВНИИМК, возделываемых при орошении.

Материалы и методы. Исследования, посвященные изучению роста, развития и продуктивности перспективных сортов сои при орошении дождеванием, проводились в 2015 г. (девять сортов) и в 2016 г. (11 сортов) в ОАО «Агропредприятие «Бессергеневское» Октябрьского района и при капельном орошении в 2017 г. в ООО «Рассвет» Куйбышевского района Ростовской области на землях, расположенных в приазовской природно-климатической зоне.

По морфологическому строению почвенный покров опытного участка в ОАО «Агропредприятие «Бессергеневское» однороден и представлен лугово-черноземными почвами среднемощными по мощности гумусового слоя и слабогумусированными по содержанию общего гумуса.

Водно-физические свойства лугово-черноземных почв, согласно классификации, хорошие и характеризуются следующими показателями: наименьшая влагоемкость почвы для слоя 0-60 см составляет 28,6 %, а для слоя 0-100 см - 27,9 %. Плотность почвы в слое 0,6 м составляет 1,29 т/м3, а в метровом слое - 1,34 т/м3.

По морфологическому строению почв почвенный покров обследуемого участка в ООО «Рассвет» Куйбышевского района представлен в основном черноземами обыкновенными среднемощными с карбонатными вкраплениями. сельскохозяйственный высокоурожайный соя

Черноземы обыкновенные имеют однородный гранулометрический состав по всему почвенному профилю, он представлен легкой глиной. Наименьшая влагоемкость в слое почвы 0-60 см составляет 28,5 % от массы сухой почвы, в слое 0-100 см - 26,7 %. Плотность почвы в слое 0-60 см составляет 1,31 т/м3.

Территория Октябрьского и Куйбышевского районов расположена в зоне рискованного земледелия, поэтому произрастание сельскохозяйственных культур, а соответственно, и урожаи в значительной мере определяются агроклиматическими условиями.

По агроклиматическим данным рассматриваемая территория в достаточной мере обеспечена теплом. Переход температуры воздуха через +10 °С наблюдается в середине второй декады апреля. Продолжительность периода с температурой выше +10 °С в среднем составляет 167-173 дня. Сумма положительных температур воздуха за период с t > 10 °С в среднем составляет 3000-3200 °С [19].

По данным о теплообеспеченности, соя полностью обеспечена теплом, начиная с ультраскороспелых (1700 °С за вегетацию) и заканчивая позднеспелыми (2601-3000 °С) сортами.

Гидротермический коэффициент (ГТК) составляет 0,7-0,8, характеризует район с засушливым климатом. Естественная влагообеспеченность сои составляет всего около 40 % от оптимальной [20].

Таким образом, при данных природно-климатических характеристиках района условием получения высоких и стабильных урожаев сои является ее возделывание на орошаемых землях при поддержании научно обоснованных норм влагообеспеченности.

Метеорологические показатели за периоды исследований представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Метеорологические данные за 2015-2016 гг., метеостанция г. Ростов-на-Дону

Таблица 2 - Метеорологические данные 2017 г.

В целом годы исследования в Октябрьском районе можно охарактеризовать как сухой и очень засушливый: в 2015 г. ГТК = 0,37, в 2016 г. ГТК = 0,55.

Климатические условия в Куйбышевском районе характеризовались по метеостанции п. Матвеев Курган и представлены в таблице 2.

Количество осадков за вегетационный период составило 82 % от среднемноголетних значений. Наименьшее их количество наблюдалось в июле - 36 % от нормы. В августе за счет ливневых осадков месячное количество составило 165 % от нормы.

Температура воздуха за вегетационный период была близка к среднемноголетним значениям.

ГТК за вегетационный период составил 0,64, что характеризует его как засушливый.

Полевые опыты закладывались рендомизированным методом в соответствии с общепринятыми методиками опытного дела по Б.А. Доспехову [21]. Фенологические наблюдения проводили методом учетных площадок в соответствии с методикой государственного сортоиспытания по М.А. Федину, В.Н. Плешакову и др. [22-24]. Густоту стояния растений подсчитывали в фазе полных всходов и перед уборкой. Учет биологического урожая сои осуществлялся в фазе полного созревания семян методом отбора пробных снопов с метровок [24, 25].

Программой исследований был предусмотрен опыт по подбору перспективных сортов сои разного срока созревания селекции ФГБНУ «ФНЦ «ВНИИМК им. В.С. Пустовойта» и Компании «Соевый комплекс» (г. Краснодар) для возделывания в условиях орошения. Схема опыта в 2015 г. включала изучение девяти сортов, в 2016 г. - 11 сортов сои (таблица 3).

Таблица 3 - Варианты посева сортов сои в годы исследований

Схема опыта в 2017 г. включала изучение четырех сортов: Селекта 201, СК 158, Селекта 302 и Селекта 301.

Общий вид посевов сои представлен на рисунке 1.

Агротехника сои заключалась в проведении следующих технологических операций. Предшественником сои являлась озимая пшеница. Основная обработка почвы заключалась в лущении стерни на глубину 6-8 см, вспашке зяби на глубину 23-25 см. Предпосевная обработка почвы включала ранневесеннее боронование и предпосевную культивацию. Посев сои проводили широкорядным способом с междурядьем 70 см сеялкой МС-8 (СПБ-8). Норма высева семян сои составила 600 тыс. шт./га. Под посевы сои вносились минеральные удобрения: осенью под вспашку - фосфорно-калийные и весной под культивацию и подкормки - азотосодержащие расчетной нормой [23]. Перед посевом семена обрабатывались азотфиксирующими клубеньковыми бактериями в форме Нитрофикс Ж. Для борьбы с сорной растительностью на посевах сои применялся довсходовый гербицид Фронтьер Оптима, КЭ, дозой 1 кг/га и Базагран дозой 2,2 кг/га по всходам.

Рисунок 1 - Общий вид посевов сои в фазе начала цветения при капельном орошении в ООО «Рассвет» (автор фото С.А. Селицкий)

Поливы проводились дождевальной машиной «Фрегат», при этом влажность почвы поддерживалась на уровне 80-100 % НВ в слое почвы 0,6 м.

При поливах системой капельного орошения обеспечивалось поддержание уровня увлажнения в пределах 80-100 % НВ в слое почвы 0,6 м. Капельные ленты располагались в междурядьях через ряд посева сои, т. е. 1,4 м между капельными линиями.

Результаты и обсуждение. Технологические приемы возделывания сельскохозяйственных культур должны соответствовать требованиям сорта к факторам жизни растений по фенологическим фазам роста и развития. Поэтому знание биологических особенностей сорта, его свойств и отношения к условиям произрастания является необходимым для достижения потенциального, заложенного генотипом сорта продукционного результата.

Наблюдения за ростом и развитием изучаемых сортов сои на участке с капельным поливом в 2017 г. позволили установить, что выживаемость растений к концу вегетации составила 85,4-91,0 % (таблица 4).

Таблица 4 - Выживаемость растений у сортов сои

Наименьший показатель был отмечен на посевах сорта Селекта 302. На всхожесть семян сои повлияли низкие температуры в первой декаде мая, которые также отразились и на продолжительности появления всходов.

Наблюдения за наступлением и продолжительностью фенофаз, длиной вегетационного периода показали, что разница между изучаемыми сортами сои до 10 дней (таблица 5).

Таблица 5 - Продолжительность фаз вегетации растений сои В сут

Возделывание сои в условиях орошения увеличило продолжительность фаз вегетации, в результате чего вегетационный период варьировал от 120 до 131 дня. Быстрее всех созрел сорт Селекта 201, позже - сорт Селекта 301.

Условия произрастания и генетические особенности сои повлияли на рост и развитие растений. Проведенные биометрические наблюдения позволили установить динамику линейного роста (таблицы 6 и 7). В сравнении с сортами сои, выращенными при дождевании в ОАО «Агропредприятие «Бессергеневское», при капельном орошении высота растений в фазы ветвления и цветения была больше на 10 см и более.

Таблица 6 - Линейный рост сои в зависимости от сорта, 2017 г. В см

Таблица 7 - Линейный рост сои в зависимости от сорта, 2015-2016 гг. В см

В 2017 г. к концу вегетации наименьшая высота растений отмечена у сорта СК 158 - 108,8 см, а наибольшая у сорта Селекта 302 - 146,7 см.

Анализ динамики линейного роста сортов сои в среднем за
2015-2016 гг. показывает, что наибольшая высота растений наблюдалась в фазе налива семян и варьировала от 75,5 до 104,6 см.

Условия произрастания сои, такие как влагообеспеченность, пищевой режим, способ посева и норма высева, в значительной степени обуславливают продуктивность растений. Как показывает анализ структуры урожая сои, наибольшая продуктивность зерна на 1 м2 наблюдалась у сортов Селекта 302 и СК 158 - 438,0 и 461,0 г соответственно (таблица 8).

Таблица 8 - Структура урожая сортов сои

Наиболее крупные семена сформировались на посевах сои сортов Селекта 301 и Селекта 302, у которых масса 1000 зерен составила 178,8 и 165,8 г соответственно. Прикрепление нижнего боба у всех сортов изменялось незначительно и варьировалось от 13,8 до 14,5 см.

Так как на посевах сои применялась единая агротехнология, сформированный к концу вегетации урожай отражает биологические особенности каждого сорта (таблица 9). Наибольшая урожайность сои при поливе дождеванием получена при возделывании одного из перспективных сортов Славия (3,22 т/га), наименьшая (2,74 т/га) - у Л-10-0082.

Таблица 9 - Урожайность сортов сои, 2015-2016 гг. В т/га

Возделывание перспективных сортов сои на обыкновенных черноземах в условиях орошения позволяет получать стабильные урожаи более 4,5 т/га, что выше среднестатистических показателей урожайности по Ростовской области более чем в 3 раза. Результаты оценки биологической урожайности сои, полученные в 2017 г. на участке капельного орошения, приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Биологическая урожайность сои в 2017 г. В т/га

На посевах сортов сои Селекта 201, СК 158 и Селекта 302 сформирован урожай зерна от 4,38 до 4,61 т/га, сорта Селекта 301 - 3,71 т/га. Анализ биологического урожая четырех испытуемых сортов сои показал, что все они являются перспективными для возделывания на семена при орошении в засушливой зоне Ростовской области.

Соя очень требовательна к влаге, особенно в так называемые критические периоды развития растений - плодообразование - созревание, когда отмечается наибольшая потребность во влаге [26-28]. В наших исследованиях во всех вариантах опыта поддерживались одинаковые условия увлажнения корнеобитаемого слоя почвы (не ниже 80 % НВ в слое 0,6 м) системой капельного орошения. Поливной режим сои сформировался из 26 поливов нормой 120 м3/га, оросительная норма составила 3120 м3/га. Показатели суммарного водопотребления сои приведены в таблице 11.

За вегетационный период сои суммарный расход воды на участке с капельным орошением составил 5296-5332 м3/га, а на формирование 1 т зерна израсходовалось от 1157 до 1426 м3/т воды в зависимости от урожайности сорта. Более экономно влага использовалась сортами СК 158 и Селекта 201, у которых коэффициент водопотребления составил соответственно 1157 и 1177 т/м3.

Таблица 11 - Суммарное водопотребление сои

Поливной режим сои при орошении дождеванием в среднем за
2015-2016 гг. сложился из проведения четырех поливов нормой 400 м3/га при поддержании уровня увлажнения в пределах 80-100 % НВ в слое почвы 0,6 м. В среднем за два года суммарное водопотребление составило 3241 м3/га. Количество воды на создание 1 т зерна сои составило 1006,5 м3/т.

Выводы

1. Необходимым условием высокой продуктивности сои в Ростовской области является применение перспективных сортов, возделываемых в условиях орошения. В приазовской зоне Ростовской области на черноземах обыкновенных среднемощных сорта сои Селекта 201, СК 158, Селекта 302, Селекта 301 при поливе системами капельного орошения обеспечили получение урожайности зерна сои на уровне 3,71-4,61 т/га.

2. Установлено, что на посевах сои при поддержании уровня увлажнения в пределах 80-100 % НВ в слое почвы 0,6 м системами капельного орошения суммарное водопотребление составило 5296-5332 м3/га в зависимости от сорта, а коэффициент водопотребления - 1157-1426 м3/т.

3. На орошаемом участке при поливе дождеванием в среднем за два года урожайность лучшего сорта Славия составила 3,22 т/га, при этом суммарное водопотребление составило 3241 м3/га, а коэффициент водопотребления - 1006,5 м3/т.

Литература

1. Соя в России - действительность и возможность / В.М. Лукомец, А.В. Кочегура, В.Ф. Баранов, В.Л. Махонин. - Краснодар: ВНИИМК, 2013. - 99 с.

2. Кочегура, А.В. Потенциал современных сортов сои для юга европейской части России / А.В. Кочегура, М.В. Трунова // Земледелие. - 2010. - № 3. - С. 42-44.

3. Петибская, В.С. Соя: химический состав и использование / В.С. Петибская. - Майкоп: Полиграф-Юг, 2012. - 432 с.

4. Соя в России: монография / В.А. Федотов [и др.]. - М.: Агролига России, 2013. - 429 с.

5. Балакай, Г.Т. Соя: экология, агротехника, переработка / Г.Т. Балакай, О.С. Безуглова. - Ростов н/Д.: Феникс, 2003. - 160 с.

6. Лукомец, В.М. Возделывание сои в рисовых севооборотах Кубани - крупный резерв пополнения кормового белка / В.М. Лукомец, В.Л. Махонин // Кормопроизводство. - 2014. - № 3. - С. 32-34.

7. Емельянов, А.Н. Соя как источник белка в смешанных посевах кормовых культур / А.Н. Емельянов, Т.В. Наумова, О.И. Хасбиуллина // Кормопроизводство. - 2013. - № 1. - С. 11-12.

8. Баранов, В.Ф. Агромероприятия как основа биологизации технологии возделывания сои / В.Ф. Баранов, В.Л. Махонин // Масличные культуры: науч.-техн. бюл. ВНИИМК. - Краснодар, 2013. - Вып. 1(153-154). - С. 141-150.

9. Махонин, В.Л. Агротехнические аспекты возделывания сои в рисовых севооборотах Краснодарского края / В.Л. Махонин // Земледелие. - 2011. - № 7. - С. 31-33.

10. Производство сои: прогноз на сезон 2017/18 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:мниап.рф/analytics/Proizvodstvo-soi-prognoz-na-sezon-2017-18/, 2019.

11. Тильба, В.А. Биология сои: возможности оптимизации отдельных продукционных процессов / В.А. Тильба, Н.М. Тишков // Масличные культуры: науч.-техн. бюл. ВНИИМК. - 2016. - Вып. 3(167). - С. 78-87.

12. Дробин, Г.В. Соя: значение и место в АПК России / Г.В. Дробин // Техника и оборудование для села. - 2012. - № 5. - С. 24-26.

13. Щедрин, В.Н. Проблемы эффективного использования орошаемых земель ЮФО (на примере Ростовской области) / В.Н. Щедрин // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. науч. тр. по материалам междунар. науч.-практ. семинара «Опыт и перспективы возделывания сои на орошаемых землях Юга России», 15-16 дек. 2005 г. / ФГНУ «РосНИИПМ». - Новочеркасск, 2005. - С. 8-17.

14. Балакай, Г.Т. Концепция дождевальной машины нового поколения для технологии прецизионного орошения / Г.Т. Балакай, С.М. Васильев, А.Н. Бабичев // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. - 2017. - № 2(26). - С. 1-18. - Режим доступа: http:rosniipm-sm.ru/dl_files/udb_files/udb13-rec477-field6.pdf.

15. Васильев, С.М. Технические средства капельного орошения: учеб. пособие / С.М. Васильев, Т.В. Коржова, В.Н. Шкура. - Новочеркасск: РосНИИПМ, 2017. - 200 с.

16. Соя при дождевании и капельном орошении / В.В. Бородычев [и др.] // Мелиорация и водное хозяйство. - 2008. - № 2. - С. 48-49.

17. Данилов, А.Н. Соя в орошаемых агрофитоценозах Поволжья / А.Н. Данилов, Г.И. Караваева, С.И. Калмыков. - Саратов: Изд-во Саратовского ГАУ, 2005. - 260 с.

18. Morel, F. La vitrine haute-technologie du soja / F. Morel // Progress. - 2000. - № 1157. - Р. 18-20.

19. Агроклиматические ресурсы Ростовской области: справочник. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 251 с.

20. Климат и агроклиматические ресурсы Ростовской области / Ю.П. Хрусталев [и др.]. - Ростов н/Д.: Батайское кн. изд-во, 2002. - 184 с.

21. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 315 с.

22. Плешаков, В.Н. Методика полевого опыта в условиях орошения: рекомендации / сост. В.Н. Плешаков; ВНИИОЗ. - Волгоград, 1983. - 150 c.

23. Программирование технологии возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях Северного Кавказа: монография / Н.А. Кан [и др.]. - Ростов н/Д.: Рост. кн. изд-во, 1985. - 120 с.

24. Федин, М.А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / М.А. Федин. - М., 1989. - 194 с.

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

26. Бородычев, В.В. Эффективность орошения сои в условиях Нижнего Поволжья / В.В. Бородычев, М.Н. Лытов, М.Ю. Моисеев // Мелиорация и водное хозяйство. - 2004. - № 6. - С. 36-38.

27. Бородычев, В.В. Орошение и удобрение перспективных сортов сои / В.В. Бородычев, М.Н. Лытов // Плодородие. - 2004. - № 6. - С. 30-31.

28. Шевченко, П.Д. Кормопроизводство степной зоны России: монография / П.Д. Шевченко, Г.Т. Балакай. - Новочеркасск: Оникс+, 2007. - 421 с.

Размещено на Allbest.ru