Продуктивность различных сортов сои разной скороспелости в лесостепной зоне РСО-Алания

Актуальность проблемы. Важной проблемой, стоящей перед агропромышленным комплексом России, является расширение производства сои. Инt терес к этой важнейшей белково-масличной культуре мирового земледелия обусловлен высококачественным составом ее зерна, содержащего, в зависимости от сорта и условий произрастания — 35−55% легкоусвояемого белка, 17−27% жира, до 30% углеводов, витамины и др. Благодаря богатому и разнообразному химическому составу, она широко используется как продовольственная, кормовая и техническая культура.

Велико агротехническое значение сои, прежде всего, как азотфиксирую-щей культуры. При инокуляции нитрагином (ризоторфином) в условиях оптимальной влажности она накапливает в почве значительное количество азота и г поэтому является хорошим предшественником зерновых и других небобовых сельскохозяйственных культур. Обладая активной усваяюшей способностью корней, соя использует малодоступные и труднорастворимые для злаков минеральные соединения не только из пахотного, но из более глубоких слоев. Соя может также успешно использоваться и в качестве зеленого удобрения.

С 1991 по 1997 гг. происходило сокращение площади посевов сои в РФ с 664,05 до 404,48 тыс. га, или почти на 40%. Уменьшился и валовой сбор зерна с 662 до 280 тыс. т, или более чем в 2 раза. Этот негативный процесс был приостановлен лишь в 1998 г (33- 80).

В Северо-Кавказском регионе в 1995;1997 гг. также отмечалось сокращение ее посевов до 36−48 тыс. га по сравнению с 58−66 тыс. га в начале 90-х годов. Однако в 1998 г. площади посева здесь были резко увеличены и составили почти 100 тыс. га, или 22% общей площади ее посевов в стране (80).

Отсутствие рекомендаций по возделыванию сои в РСО — Алания также привели к существенному сокращению ее посевов. Так, если в 1982 г. посевная площадь ее в республике составляла 2000 га, в 1995 г.-700 га, а в 2002 г.-850 га.

Одной из причин этого является отсутствие скороспелых сортов. Районированный в республике среднеспелый сорт Краснодарской селекции ВНИИМК-3895, не всегда устойчиво вызревает в лесостепной зоне. В последние годы ряд хозяйств испытывают и другие сорта Краснодарской селекции: Лань, Диана, Руно, а также сорта северного экотипа: Магева и Светлая, которые не отличаются стабильной продуктивностью в предгорных районах. Поэтому, подбор новых более приспособленных и скороспелых сортов и разработка их сортовой агротехники является актуальной задачей науки и производства.

Известно, что соя культура позднего срока сева. Оптимальная температура для прорастания семян 14−16° С, что для условий лесостепной зоны Северной Осетии совпадает с третьей декадой мая. В этой связи нами впервые была поставлена задача о возможности проведения более ранних посевов, путем обработки семян гидрофобной пленкой с введением в нее протравителя, микродоз удобрений (как макро, так и микро). Это дает возможность решить проблему вызревания любого сорта до наступления осенних заморозков, защитить всходы от болезней и вредителей при одновременном обеспечении элементами питания.

Цель и задачи исследований.

Цель исследований заключалась в изучении действия различных доз минеральных удобрений, гидрофобизации семян на особенности продукционного процесса перспективных сортов сои, величину и активность симбиотического аппарата с учетом энергетической и экономической эффективности, а также экологической безопасности.

Для реализации намеченной цели были поставлены следующие задачи:

— изучить динамику пищевого режима почвы (NO3, NH4, Р2О5, К20);

— установить динамику формирования, величину и активность симбиотического аппарата сортов сои в зависимости от условий выращивания;

— выявить величину активного симбиотического потенциала за вегетацию;

— определить особенности формирования площади листьев различных t сортов сои в зависимости от доз удобрений, гидрофобизации семян, а также динамику накопления сухого вещества, чистую продуктивность фотосинтеза и фотосинтетический потенциал посевов;

— установить общую биологическую активность почвы под различными сортами сои в зависимости от изучаемых вариантов;

— изучить влияние минеральных удобрений, гидрофобизации семян на рост и развитие сои, урожайность и качество получаемой продукции;

— дать экономическую и энергетическую оценку изучаемым вариантам;

— разработать и внедрить в производство рекомендации по совершенствог ванию технологии возделывания сои.

Научная новизна. Новизна работы заключается в том, что впервые в лесостепной зоне РСОАлания:

— установлено влияние различного уровня минерального питания на динамику подвижных форм питательных веществ (азота, фосфора и калия);

— выявлена общая биологическая активность почв при выращивании сои;

— изучено формирование симбиотического аппарата и активность сим-биотической фиксации растений- «^ г.

— установлена азотфиксирующая способность сои;

— изучена фотосинтетическая деятельность растений (площадь листьев, ФП и ЧИФ) и продуктивность различных сортов сои в зависимости от уровня минерального питания и гидрофобизации семян;

— определена энергетическая и экономическая оценка изучаемых сортов. Исследования являются составной частью тематического плана НИР Горского государственного аграрного университета, номер государственной регистрации 01. 09. 80 003 166.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследований по пищевому режиму почвы в зависимости от уровня минерального питания.

2. Основные направления биологических процессов почвы.

3. Азотфиксирующая способность сои.

4. Фотосинтетическая деятельность посевов сои в зависимости от гидро-фобизации семян и доз удобрений.

5. Рост, развитие и продуктивность различных сортов сои в зависимости от уровня минерального питания.

6. Эколого — энергетическая и экономическая оценка возделывания различных сортов сои в лесостепной зоне РСО — Алания.

Практическая значимость и реализация результатов.

Материалы исследований использованы при составлении рекомендаций по технологии возделывания сои в Северной Осетии: обоснована возможность возделывания перспективных сортов сои (Волна, Рассвет) в условиях лесостепной зоны РСО-Аланиянормы удобрений, предложенные в работе, позволяют балансировать использование минеральных и биологических форм азота растениями, выявить эффективность покрытия семян гидрофобной пленкой.

Разработанные агротехнические приемы (подбор сортов, гидрофобизация семян, применение различных норм удобрений) позволяют отобрать и реализовать скороспелые сорта сои с длиной вегетационного периода 115−120 дней, обеспечить ранние сроки сева (10−15 мая) и уборки (10−20-сентября) при этом обеспечивая прибавку урожая зерна при внесении Р45К45 на 3,6 ц/га, а при Р90К45 на 4,6 ц/га.

Результаты исследований внедрены на полях АКХ «Ногир» (на площади 22 га) и ОПХ «Михайловское» (на площади 2 га) и доказали возможность повышения продуктивности семян на 15,4−17,8% при снижении общих энергетических затрат (акты внедрения научно-исследовательской работы от 9.04.2003 г. и 21.04.2003 г.).

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на республиканской биологической конференции по итогам НИР за 1999 год (Владикавказ, 2000), региональной конференции молодых ученых «Биолого-экологические особенности ландшафтного земледелия в горах и предгорьях Северного Кавказа» (Владикавказ, 2000), 76-ой научно — практической конференции агрономического факультета Горского ГАУ «Резервы экологической стабилизации аграрного производства» (Владикавказ, 2000), на 1 Международной научной конференции «Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия» (Ставрополь, 2001), 76-ой научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов агрономического факультета, посвященной 80-летию доктора с.-х. наук, профессора, Заслуженного деятеля наук РФ, Г. Г. Джанаева (Владикавказ, 2001), IV Международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий» (Владикавказ. 2001), научно — технических советах СКНИИГПСХ (Владикавказ, 1999;2002 гг).

По материалам диссертации опубликовано 12 работ и получено положительное решение на изобретение (Способ предпосевной обработки семян сои. Заявка № 2 001 127 131/13 (28 875)05.01.2003 г.).

Место и годы проведения опытов. Работа выполнена в соответствии с планом аспирантской работы с 1999 по 2001 гг. включительно. Полевые исследования проводились на землях ОПХ «Михайловское» Пригородного района РСО — Алания.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ: t.

1. Соя относится к растениям с повышенной требовательностью к теплу и влаге. Потребляя на формирования урожая больше влаги и питательных веществ, чем многие другие культуры, она отличается специфичностью питания, неравномерностью поглощения влаги и элементов пищи.

2. Динамика нитратов, аммония, фосфора и калия в почве под соей характеризовалась закономерным снижением их содержания от начала вегетации до фазы образования бобов и некоторым повышением к моменту уборки урожая. Содержание NO3, NH4, Р2О5 и К20 в почве с глубиной уменьшалось. Максимальное количество их было отмечено в слое почвы 0−10 см, хотя в отдельные г сроки наблюдений максимум нитратного и аммонийного азота обнаруживалось в более глубоких слоях, что связано с вымыванием их атмосферными осадками. Вносимые в почву удобрения оказывали положительное влияние на размеры их накопления при неизменной динамике.

3. Интенсивность разложения целлюлозы зависело от продолжительности ее экспозиции в почве, температуры, влажности, норм удобрений. Внесение минеральных удобрений повышало общую биологическую активность почвы на 55,15%. С увеличением срока экспозиции с 1 до 3 месяцев биологическая активность почвы увеличивалась на контрольном варианте на 40,13%, а при внесении Р45К45 и Р90К45 соответственно на 39,19 и 46,06%.

4. Инокуляция семян активным штаммом ризобий и оптимизация питания фосфором повышали содержание азота, фосфора и калия во всех органах растений сои. Максимальное количество азота отмечалось в фазу налива семян, которое по сортам Волна и Рассвет (в ср. за 3 г.) соответственно составило 143,9 и 134,7 кг/га. Максимальное накопление фосфора у растений сои (19,6 и 17,8 кг/га) отмечено в фазу налива семян, а калия — (82,9 и 80,3 кг/га) в период образования бобов.

5. Внесение минеральных удобрений (Р45К45 и Р90К45) способствовало увеличению числа клубеньков (на 8,5 и 15,4 шт.) и средней их массы (на 6,3 и.

19,2 мг) у сорта ВНИИМК-3895. На контроле клубеньки располагались по всей корневой системе, а при внесении фосфорно-калийных удобрений они находились в основном на главном корне или близко к нему, что свидетельствовало об усилении процесса фиксации азота.

6. Нарастание ассимиляционной поверхности продолжалось до образования бобов, а затем сильно уменьшалась в период от налива семян до их созревания. Применение удобрений способствовало увеличению листовой поверхнол сти на 3,0 тыс. м /га, а добавление в пленку протравителя, минеральных удобрений — на 3,3 тыс. м /га по сравнению с контролем (без удобрений). В порядке убывания ассимиляционной поверхности варианты с гидрофобной пленкой располагались: ЫаКМЦ + Mo + Р удоб. +ТМТДЫаКМЦ + ТМТДЫаКМЦ + Р удоб.- ЫаКМЦ + Моконтроль (без гидрофобной пленки).

7. Самый высокий фотосинтетический потенциал (ФП) за вегетационный период имел среднеспелый сорт ВНИИМК-3895, который по неудобренному фону (в ср. за 3 г.) составил 2572,1 тыс. м /га * дни. По вариантам Р45К45 и У.

Р90К45 ФП был равен соответственно 2780,8 и 2947,4 тыс. м /га х дни. В опыте по гидрофобизации семян выделился вариант ЫаКМЦ + Mo + Р удоб. + ТМТД, где значение суммарного ФП по сравнению с контролем было выше на 373,2 л тыс. м /га х дни.

8. Наиболее высокие значения чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) отмечались в начале вегетации, а пик приходился на конец фазы бутонизации — начала цветения. В конце фазы цветения — начала образования бобов, когда интенсивно формировался ассимиляционный аппарат, значение ЧПФ снижалось и к фазе налива семян достигало второго пика, абсолютные значения которого были несколько ниже. И лишь к концу фазы налива семян — начало созревания ЧПФ резко падала. Если ЧПФ по неудобренному фону (в ср. за 3 г.) У составила 2,27 г/м х сутки, то внесение удобрений Р45К45 и Р90К45 обеспечило л повышение ЧПФ соответственно на 0,17 и 0,23 г/м х сутки. Гидрофобизация 2 семян приводила к увеличению ЧПФ на 0,13 г/м х сутки.

— 1259. Установлена четко выраженная тенденция повышения объемной массы семян по мере увеличения высоты формирования их на растении. Средняя величина объемной массы семян за 3 г. в верхнем ярусе составила 753,4 г/л, что на 16,3 г/л выше среднего и на 21,8 г/л нижнего, боковых ветвей на 12,6 г/л, контроля на 13,0 г/л. Самые крупные семена формировались в нижнем ярусе, самые мелкие — в верхнем. Среднее значение массы 1000 семян в нижнем ярусе составило 214,8 г., в среднем 207,8, в верхнем — 196,3 г.

10. Самым большим выходом крупной фракции отличались семена нижнего яруса, которые составили 48,6%, среднего 43,5%, верхнего — 31,0%. Наибольшим выходом средней фракции отличались семена верхнего яруса — 35,9%, а наименьшим — 31,0% - нижнего.

11. Внесение Р45К45 способствовало повышению продуктивности всех испытываемых сортов сои (в ср. за 3 г.) на 3,4−4,7 ц/га по сравнению с контролем. Наибольшая прибавка урожая от внесения Р45К45 была отмечена по сорту Волна (4,7 ц/га), наименьшая по сорту Мажор (3,4 ц/га). Удвоение нормы фосфорных удобрений (Р90К45) приводило к дальнейшему росту продуктивности посева от 22,9 до 36,7%. Наибольшую прибавку урожая зерна при гидрофобизации семян обеспечило внесение в пленку микроэлемента (Мо), удобрений (Р) и протравителя (ТМТД), которая составила — 4,6 ц (25,8%) у сорта ВНИИМК-3895, 4,7 ц (25,3%) у сорта Мажор и 6,2 ц (38,3%) у сорта Веселка.

12. Оптимизация условий минерального питания увеличивала общее энергосодержание в урожае на 9,2 ГДж, чистый энергетический доход на 6,45 ГДж/га, а коэффициент энергетической эффективности на 0,17. Энергетическая себестоимость «продукции при этом снижалась по сравнению с контролем на 0,8 ГДж/т.

13. Самая высокая себестоимость 1 ц зерна была на контроле (277,1 руб), а при внесении Р45К45 и Р90К45 составила соответственно 253,9 и 260,9 руб. Удвоение дозы фосфорных удобрений (Р90К45) приводило к снижению чистой прибыли на 143 руб и уровня рентабельности на 3,9% относительно варианта.

Р45К45.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ. t.

1.Для получения зерна сои порядка 16−20 ц/га в лесостепной зоне РСОАлания необходимо возделывать скороспелые сорта с вегетационным периодом 115−120 дней (Веселка и Мажор), а на кормовые цели — среднеспелый (ВНИИМК — 3895) с вегетационным периодом 130−140 дней.

2.Повышение урожайности сои на 4,4−7,1 ц/га может быть достигнуто при внесении удобрений Р90К45, которые активизируют процессы мобилизации почвенного плодородия и усиливают микробиологическую деятельность.

3.Для проведения сева в более ранние сроки и сохранения жизнеспособности семян, защиты растений от болезней и вредителей, повышение их засухоt и морозоустойчивости, а также урожая и качества продукции необходимо проводить предпосевную обработку семян протравителями, макрои микроэлементами с пленкообразующими полимерами.