УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СОИ СОРТА СК ФАРТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ПОСЕВА И НОРМ ВЫСЕВА В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СОИ СОРТА СК ФАРТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ПОСЕВА И НОРМ ВЫСЕВА В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
Аннотация
В настоящей научной работе представлены результаты исследований по определению влияния способов посева и норм высева на качество и урожайность сои. Способы посева и нормы высева, как правило, оказывают значительное влияние на урожайность и качество семян сельскохозяйственных культур, также на производственные затраты при их возделывании. Определение норм высева является одним важнейших показателей, способствующий рациональному использованию семенного фонда. Результаты исследований показали, что способы посева и нормы высева оказали влияние на такие показатели, как содержание белка и жира, общий сбор белка и жира с ед. площади, а также на урожайность и уровень рентабельности сои. Также были представлены результаты анализа динамики содержания азота в органах растений и потребления азота посевами сои.
1. Введение
Соя является одной из самых распространенных бобовых культур в мировом земледелии, обладающий уникальным химическим составом, содержание белка в котором достигает до 52,0%, а жира до 28,0% . Продукты переработки сои используются в различных отраслях сельского хозяйства – в производстве колбасных изделий и молочных продуктов. Благодаря симбиотической азотфиксации, соя способна обеспечивать себя около 70% азота воздуха, что подчеркивает агротехническое значение сои как сельскохозяйственной культуры .
Известно, что по площади возделывания в мировом земледелии соя занимает четвертое место после самой распространенной культуры на нашей планете – пшеницы, а также кукурузы и риса. Высокое содержание качественного белка в химическом составе зерна сои подчеркивает ее превосходство перед другими сельскохозяйственными культурами. По своей питательности белок, содержащийся в составе зерна сои, наиболее близок к белкам животного происхождения .
Как известно, агротехнические приемы возделывания сельскохозяйственных культур оказывают значительное влияние на урожайность и показатели качества продукции. Исследования, направленные на изучение способов и норм высева семян сои, являются актуальными для ее возделывания в условиях Чеченской Республики .
2. Цели и задачи
Целью данного опыта являлась исследование влияния различным способов посева и норм высева на качество и урожайность сои сорта СК Фарта в условиях Чеченской Республики.
Задачи исследования:
- исследование динамики формирования симбиотического аппарата;
- исследование динамики содержания азота в органах растений сои;
- исследование потребления азота посевами сои;
- исследование урожайности сои и его качества.
Исследования проводились на базе ЧНИИСХ Чеченской Республики в 2021-2023 гг., опыт – трехфакторный. Почвой опытного участка являлся выщелоченный чернозем с подстилаемым галечником, по гранулометрическому составу – тяжелый суглинок, рН сол. 6,8, содержание гумуса в исследуемых участках составляет – 3,9%, содержание легкогидролизуемого азота составило – 116-120 мг/кг, подвижного фосфора – 20-21 мг/кг, обменного калия – 248-257 мг/кг по Чирикову.
Объектами исследования являлись очень скороспелые сорта СК Фарта. Сорт Фарта является новым высокоурожайным очень скороспелым сортом, обладающим высокой потенциальной урожайностью, относится к полудетерминантному типу.
3. Схема опыта и ее обоснование
Как известно, в агротехнике способ посева является важнейшим элементом. Необходимо заметить, что с появлением гербицидов, необходимость в междурядной обработке, применявшаяся при борьбе с сорняками, в современных условиях в ряде случаев, как правило, отпадает. Срок посева – 25.06.2021 г.
Сорт Фарта полудетерменантного типа сеялась с междурядьями – 15 и 25 см, норма высева 350, 400, 450 тыс./га, масса 1000 семян сорта Фарта в среднем составило 159,3 г. В таблице 1 представлена схема опыта.
Таблица 1 - Схема опыта
Сорт | Способ посева, (ширина междурядий в см) | Норма высева, в тыс./га |
СК Фарта | 15,0 | 350,0 |
400,0 | ||
450,0 | ||
25,0 | 350,0 | |
400,0 | ||
450,0 |
В Чеченской Республике для сои практически нет специфичных болезней и вредителей, так как эта культура является интродуцируемой в данном регионе. Предшественником сои, в данном случае, может быть любая сельскохозяйственная культура, кроме культур семейства бобовых, которые являются нежелательными предшественниками для сои. В проводимых нами исследованиях в качестве предшественников для сои были озимая пшеница и озимый ячмень. Как было отмечено выше, опытные участки обладали достаточно высокой обеспеченностью подвижным фосфором и обменным калием, в связи с чем фосфор и калий в виде минеральных удобрений не применялись. Семена сои инокулировали в день посева специфичным верулентным активным штаммом ризобий – 634б, исключая попадание солнечных лучей на ризобий.
Фиксация атмосферного азота воздуха является главной биологической особенности бобовых культур. Как известно, в данном процессе активное участие принимают клубеньковые бактерии, находящиеся в симбиозе с растением-хозяином. Формирование симбиотрофного аппарата зависит от влагообеспеченности почвы, в период проведения наших исследований наиболее благоприятным годом для формирования симбиотического аппарата был 2021 год, в этом году сумма осадков составили 330 мм за вегетационный период сои. В последующие годы сумма осадков была существенно ниже – 262 мм и 155 мм соответственно. В наших опытах мы изучали формирование симбиотрофного аппарата, а также его активность – динамика количества и массы клубеньков.
Таблица 2 - Показатели симбиотической деятельности растений сортов сои
Показатель | СК Фарта |
2021 | |
Образование клубеньков | 05.07 |
Образование легоглобина | 13.07 |
Переход легоглобина в хелоглобин | 07.08 |
Лизис клубеньков | 19.08 |
2022 | |
Образование клубеньков | 04.07 |
Образование легоглобина | 13.07 |
Переход легоглобина в хелоглобин | 02.08 |
Лизис клубеньков | 10.08 |
2023 | |
Образование клубеньков | 08.07 |
Образование легоглобина | 17.07 |
Переход легоглобина в хелоглобин | 02.08 |
Лизис клубеньков | 29.08 |
Переход легоглобина в неактивным холеглобин, главным образом, свидетельствует начало озеленения клубеньков в начале фазы налива семян сои. В первом году исследований продолжительность активного симбиоза составила 67 дней, в последующем году активность была короче на 5 дней, что, вероятно, было связано с высокой напряженностью температуры воздуха в этом году. В 2023 году образование клубеньков наблюдалось позже на 3-4 дня. Это можно объяснить тем, что в этом году наблюдалось снижение температуры на 3-40С относительно предыдущих годов исследований. Образование клубеньков в данном году исследований произошло в фазе 1-го тройчатого листа в 8 июля. Переход легоглобина в хелоглобин происходило фазе 3-го тройчатого листа. Лизис клубеньков в данном году отмечался 29 августа.
Содержание азота в органах растений является наиболее важным значением среди качественных показателей семян сои наряду с содержанием сырого протеина и жира, которыми, как правило, определяются кормовые и продовольственные достоинства сои. Как правило, от содержания азота в почве зависит концентрация данного элемента в органах растений, однако, в данном случае, изучаемая нами культура является исключением, так как благодаря симбиотической фиксации азота воздуха, соя удовлетворяет свои потребности в азоте. Динамику содержания азота в растениях сои в течении вегетационного периода изучали с целью определения количества фиксированного азота и анализа азотного питания растений.
Содержание азота различалось по органам растений. Наибольшее содержание азота из вегетативных органов имели листья, количество которого в фазе цветения в среднем за годы исследований составляло 4,50 до 4,54%. В фазе тройчатого листа содержание азота в стеблях составляло 2,72-2,74%. Из всех органов растений в корнях наблюдалось наименьшее содержание азота, количество которого в фазе тройчатого листа составляло 1,64-1,66%. Из репродуктивных органов растений наиболее высоким содержанием азота обладали семена, в которых в фазе полной спелости количество азота составляло 6,60%.
Рисунок 1 - Содержание азота в листьях растений сои в фазе цветения
Рисунок 2 - Содержание азота в стеблях растений сои в фазе тройчатого листа
В зависимости от количества органической массы, сформированной отдельными органами растений в процессе вегетации на определенную фазу определяется величина накопления азота посевами, в частности, сои, для которой характерно потребление большого количества питательных элементов, при этом, сравнительная продуктивность у нее небольшая по сравнению с зерновыми культурами, что объясняется тем, что данная в составе семенах сои содержится высокое количество белка и жира.
В зависимости от года исследования растения сои потребляло различное по количеству азота. Это, главным образом, обусловлено погодными условиями, а также от архитектоники посева. Так же необходимо отметить, что колебания количества потребляемого азота по годам исследований может зависеть от различной степени участия азота в формировании урожая сои.
На таблице 3 представлены результаты анализа потребления азота растениями сои при различных условиях посева.
Таблица 3 - Потребление азота растениями сои при разных способах посева и нормах высева
Фаза | СК ФАРТА | |||||
Варианты опыта | ||||||
С15Н350, кг/га | С15Н400, кг/га | С15Н450, кг/га | С25Н350, кг/га | С25Н400, кг/га | С25Н450, кг/га | |
2021 г. | ||||||
3-й тройчатый лист | 15 | 18 | 20 | 16 | 15 | 21 |
Цветение | 70 | 73 | 76 | 69 | 71 | 76 |
Образование бобов | 114 | 125 | 127 | 111 | 118 | 122 |
Полный налив семян | 194 | 207 | 210 | 183 | 196 | 199 |
Полная спелость | 172 | 183 | 187 | 157 | 169 | 173 |
2022 г. | ||||||
3-й тройчатый лист | 16 | 19 | 21 | 17 | 18 | 19 |
Цветение | 70 | 71 | 74 | 68 | 70 | 72 |
Образование бобов | 109 | 120 | 125 | 104 | 113 | 116 |
Полный налив семян | 183 | 194 | 196 | 175 | 186 | 188 |
Полная спелость | 158 | 172 | 178 | 145 | 157 | 166 |
2023 г. | ||||||
3-й тройчатый лист | 15 | 17 | 19 | 14 | 16 | 18 |
Цветение | 73 | 74 | 78 | 72 | 73 | 76 |
Образование бобов | 92 | 90 | 89 | 94 | 93 | 93 |
Полный налив семян | 132 | 129 | 127 | 138 | 135 | 133 |
Полная спелость | 113 | 114 | 105 | 127 | 125 | 117 |
Как видно из таблицы 4, накопление азота растениями сои при разных условиях сева в значительной степени различается. Наиболее существенное различие в зависимости от условий сева наблюдается в фазе образования бобов, где в вариантах при способе посева С15Н350 и С15Н400 различие составило 9 кг/га, тогда как дальнейшее повышение нормы показало различие только 2 кг/га. В фазе полного налива по всем года также между этими двумя вариантами наблюдалось наибольшая разница, которая, в данном случае составил 11 кг/га, в первом варианте, где способ посева производился с расстоянием междурядий 15 см в фазе полного налива количество накопленного азота составил 194 кг/га, во втором варианте с нормой высева 400 тыс.шт./га семян составил 207 кг/га, а при норме высева 450 тыс.шт./га при том же способе посева накопление азота в растениях составляло 210 кг/га. Соответственно, по мере повышения норм высева увеличивалось и накопление азота в растениях сои.
Стоит отметить, что на широкорядных посевах накопление азота растениями было значительно ниже относительно посевов с расстоянием междурядий 15 см, в среднем по нормам высева 10-12 кг/га. Такая тенденция наблюдалась по всем фазам развития. Таким образом, широкорядные посевы показали низкое количество накопленного азота в растениях относительно узкорядных посевов сои.
Содержание белка и жира в семенах сои является одним из самых основных технологических свойств данной культуры, ради которых, как правило, ее и возделывают на больших площадях. Нами исследовано содержание белка и жира по годам, нормам высева и способам посева. 2021 и 2022 года отличались большими осадками, в наших исследованиях в эти годы наблюдалось увеличение урожайности, однако, содержание белка было ниже. Такое явление называется обратной корреляцией между урожайностью и белковитостью. В относительно засушливом 2023 году содержание белка в семенах было выше относительно предыдущих лет, однако, по содержанию жира урожай в данном году уступал предыдущим годам исследований.
В варианте с междурядьями 15 см в 2021 и 2022 года при различных нормах высева не наблюдалось значительного колебания белка и жира. В 2023 году содержание белка было в среднем на 1,2 г выше относительно предыдущих годов, однако содержание жира в том же году было ниже в среднем на 1,0 г. В таблице 3 представлены результаты анализа содержания белка и жира в семенах сои.
Таблица 4 - Содержание белка и жира в семенах сои
Ширина междурядий | Норма высева семян, тыс. шт/га | 2021 г. | 2022 г. | 2023 г. | В среднем за 3 года | |
Белок, % от абсолютно сухого вещества | ||||||
15 | 350 | 41,4 | 41,8 | 42,7 | 42,0 | |
400 | 41,4 | 41,8 | 43,1 | 42,1 | ||
450 | 41,5 | 41,7 | 43,0 | 42,1 | ||
25 | 400 | 41,1 | 41,3 | 42,6 | 41,7 | |
500 | 41,0 | 41,8 | 42,6 | 41,8 | ||
600 | 41,0 | 41,7 | 42,9 | 41,9 | ||
Жир, % от абсолютно сухого вещества | ||||||
15 | 350 | 17,3 | 17,0 | 16,1 | 16,8 | |
400 | 17,0 | 16,9 | 16,1 | 16,7 | ||
450 | 17,3 | 16,7 | 15,9 | 16,6 | ||
25 | 350 | 17,7 | 17,3 | 16,4 | 17,1 | |
400 | 17,5 | 17,2 | 16,2 | 17,0 | ||
450 | 17,5 | 17,1 | 16,2 | 16,9 |
Способы посева, как и нормы высева не оказывали существенного влияния на содержания белка и жира в семенах сои, наибольшее различие наблюдалось только по годам исследований, главным образом, отличился 2023 год. Таким образом, в наших исследованиях содержание белка и жира зависело от погодно-климатических условий. Существенного влияния норм высева и способов посева на качество урожая не наблюдалось.
Наибольший сбор белка был отмечен в 2021 году в варианте с междурядьями 15 см с нормой высева 450 тыс.шт/га – 1041 кг/га. 2023 год отмечался низким сбором белка независимо от норм высева в варианте с междурядьями 15 см. Средний показатель сбора белка в варианте с междурядьями 15 см и нормой высева 350 тыс.шт/га, 400 тыс.шт/га и 450 тыс.шт/га составлял 814,0, 864,0 и 858,0 кг/га. По среднему показателю наибольший сбор обеспечил вариант с междурядьями 15 см с нормой высева 400 тыс.шт/га – 864,0 кг/га.
В варианте с междурядьями 25 см наибольший сбор белка обеспечивала норма высева 450 тыс.шт/га – 966,0 кг/га. Наименьший сбор белка наблюдался при норме высева 350 тыс.шт/га – в среднем 793,0 кг/га, при норме высева 400 тыс.шт/га сбор белка было выше на 47,0 кг/га, а при норме высева 450 тыс.шт/га средний показатель составил 833, кг/га, что на 7,0 кг/га ниже относительно предыдущего варианта. Таким образом, при способах посева с междурядьями 15 см и 25 см наиболее высокие показатели по сбору белка обеспечивал вариант с нормой высева семян 400 тыс.шт/га.
При способе посева с междурядьями 15 см наибольший сбор жира по среднему показателя обеспечила норма высева семян 400 тыс.шт/га – 345 кг/га, при повышении нормы высева до 450 тыс.шт/га снижение количества сбора жира было незначительным. Однако, при норма высева 350 тыс.шт/га наблюдался наименьший сбор жира в среднем по годам исследований 328 кг/га. При способе посева с междурядьями 25 см наибольший сбор жира обеспечила норма высева 400 тыс.шт/га в среднем по годам, при повышении нормы высева до 450 тыс.шт/га снижение сбора жира было так же незначительным. Таким образом, при способах посева с междурядьями 15 см и 25 см наиболее высокий сбор жира с га обеспечивала норма высева 400 тыс.шт/га – 345,0 и 343,0 кг/га.
Таблица 5 - Сбор белка и жира с урожаем семян сои
Ширина междурядий, см (А) | Норма высева семян, тыс. шт/га (В) | 2021 г. , кг/га | 2022 г. , кг/га | 2023 г. , кг/га | В среднем за 3 года, кг/га | |
Белок | ||||||
15 | 350 | 940 | 875 | 626 | 814 | |
400 | 1019 | 952 | 620 | 864 | ||
450 | 1041 | 973 | 559 | 858 | ||
25 | 350 | 870 | 807 | 702 | 793 | |
400 | 943 | 879 | 697 | 840 | ||
450 | 966 | 902 | 632 | 833 | ||
НСР05 для частных различий | 38,878 | 32,098 | 21,012 | 31,465 | ||
НСР05 для фактора А | 15,872 | 13,104 | 9,803 | 12,846 | ||
НСР05 для фактора В | 19,439 | 16,049 | 12,006 | 15,733 | ||
НСР05 для взаимодействия факторов АВ | - | - | 16,979 | 22,249 | ||
Жир | ||||||
15 | 350 | 392 | 356 | 236 | 328 | |
400 | 425 | 380 | 229 | 345 | ||
450 | 431 | 390 | 207 | 343 | ||
25 | 350 | 377 | 336 | 271 | 328 | |
400 | 403 | 363 | 264 | 343 | ||
450 | 410 | 371 | 240 | 340 | ||
НСР05 для частных различий | 20,216 | 15,714 | 11,405 | 15,695 | ||
НСР05 для фактора А | 8,253 | 6,415 | 4,656 | 6,408 | ||
НСР05 для фактора В | 10,108 | 7,857 | 5,702 | 7,848 | ||
НСР05 для взаимодействия факторов АВ | - | - | 8,064 | 11,098 |
При способе посева с междурядьями 25 см наибольший сбор жира обеспечила норма высева 400 тыс.шт/га в среднем по годам, при повышении нормы высева до 450 тыс.шт/га снижение сбора жира было так же незначительным. Таким образом, при способах посева с междурядьями 15 см и 25 см наиболее высокий сбор жира с га обеспечивала норма высева 400 тыс.шт/га – 345,0 и 343,0 кг/га.
На таблице 6 представлена урожайность сои в среднем за годы исследований и экономическая эффективность возделывания в зависимости от способов посева и норм высева семян.
Таблица 6 - Экономическая эффективность возделывания сои в среднем за годы исследований
Вариант | Урожайность ц/га | Цена реализации, руб/ц | Стоимость урожая, руб/га | Производственные затраты руб/га | Себестоимость 1ц семян, руб | Чистый доход, руб/га | Уровень рентабельности, % |
С15Н350 | 19,4 | 830 | 16130 | 6873 | 367 | 9257 | 134,7 |
С15Н400 | 20,6 | 830 | 17070 | 7204 | 370 | 9867 | 136,9 |
С15Н450 | 20,5 | 830 | 16987 | 7646 | 407 | 9341 | 122,1 |
С25Н350 | 19,1 | 830 | 15825 | 7172 | 380 | 8653 | 120,6 |
С25Н400 | 20,1 | 830 | 16711 | 7507 | 381 | 9204 | 122,6 |
С25Н450 | 20,0 | 830 | 16572 | 7944 | 414 | 8628 | 108,6 |
Примечание: 2021-2023 гг
Как видно из таблицы 5, наибольшая урожайность в среднем по годам исследований наблюдается в варианте с междурядьем 15 см и нормой высева семян 400 тыс.шт./га – 20,6 ц/га. По уровню рентабельности данный вариант превосходит остальные исследуемые варианты – 136,9%. Наименьшем уровнем рентабельности при высоких затратах отметился вариант с междурядьем 25 см и нормой высева 450 тыс.шт./га, где средняя урожайность по годам исследований составила 20,0 ц/га, а уровень рентабельности 108,6%. Чем выше норма высева семян, тем выше были производственные затраты, так же, варианты с междурядьями 15 см отличался низкими затратами относительно вариантов с междурядьями 25 см. Таким образом, наибольшая урожайность достигалась при способе посева с междурядьями 15 см при норме высева семян 400 тыс.шт./га, где урожайность составляла 20,6 ц/га. В вариантах с междурядьем 25 см наибольшая урожайность достигалась при норме высева семян 400 тыс. шт./га – 20,1 ц/га. Уровень рентабельности данных вариантов составил 136,9% и 122,6% соответственно.
4. Заключение
1. Установлено, что наибольшее содержание азота из вегетативных органов имели листья, количество которого в фазе цветения в среднем за годы исследований составляло 4,50 до 4,54%.
2. Установлено, что в фазе тройчатого листа содержание азота в стеблях составляло 2,72-2,74%.
3. Установлено, что из всех органов растений в корнях наблюдалось наименьшее содержание азота, количество которого в фазе тройчатого листа составляло 1,64-1,66%.
4. Установлено, что из репродуктивных органов растений наиболее высоким содержанием азота обладали семена, в которых в фазе полной спелости количество азота составляло 6,60%.
5. Установлено, способы посева, как и нормы высева не оказывали существенного влияния на содержания белка и жира в семенах сои, наибольшее различие наблюдалось только по годам исследований.
6. Установлено, что наибольший сбор белка был отмечен в 2021 году в варианте с междурядьями 15 см с нормой высева 450 тыс.шт/га – 1041 кг/га. 2023 год отмечался низким сбором белка независимо от норм высева в варианте с междурядьями 15 см. Средний показатель сбора белка в варианте с междурядьями 15 см и нормой высева 350 тыс.шт/га, 400 тыс.шт/га и 450 тыс.шт/га составлял 814,0, 864,0 и 858,0 кг/га. По среднему показателю наибольший сбор обеспечил вариант с междурядьями 15 см с нормой высева 400 тыс.шт/га – 864,0 кг/га.
7. В варианте с междурядьями 25 см наибольший сбор белка обеспечивала норма высева 450 тыс.шт/га – 966,0 кг/га. Наименьший сбор белка наблюдался при норме высева 350 тыс.шт/га – в среднем 793,0 кг/га.
8. При способе посева с междурядьями 15 см наибольший сбор жира по среднему показателя обеспечила норма высева семян 400 тыс.шт/га – 345 кг/га.
9. При способах посева с междурядьями 15 см и 25 см наиболее высокий сбор жира с га обеспечивала норма высева 400 тыс.шт/га – 345,0 и 343,0 кг/га.
10. Наибольшая урожайность в среднем по годам исследований наблюдается в варианте с междурядьем 15 см и нормой высева семян 400 тыс.шт./га – 20,6 ц/га, по уровню рентабельности данный вариант превосходит остальные исследуемые варианты – 136,9%.
11. Наименьшем уровнем рентабельности при высоких затратах отметился вариант с междурядьем 25 см и нормой высева 450 тыс.шт./га, где средняя урожайность по годам исследований составила 20,0 ц/га, а уровень рентабельности 108,6%.
В вариантах с междурядьем 25 см наибольшая урожайность достигалась при норме высева семян 400 тыс. шт./га – 20,1 ц/га. Уровень рентабельности данных вариантов составил 136,9% и 122,6% соответственно.