Продуктивність сої залежно від технологій вирощування в умовах правобережного Лісостепу України

Результати дворічних досліджень засвідчили суттєву перевагу систематичної оранки та поверхневого беззмінного обробітку ґрунту над обробітками no-till. На тлі систематичної оранки та внесення мінеральних добрив дозою N₄₅P₄₅K₄₅ у поєднанні з дворазовим позакореневим підживленням мікроелементами у фази листкоутворення та початку цвітіння з нормою витрати 2 л/га отримали максимальні показники індивідуальної продуктивності: 45,7 бобу з однієї рослини, 105,1 шт. насінин, 21,2 г насіння, масу 1000 насінин 201,8 г з рівнем урожайності 3,10 т/га та збором білка з одиниці площі — 1,28 т/га. Застосування no-till обробітків протягом двох років засвідчило зниження врожайності сої від 0,11 (4,0%) до 0,24 т/га (7,3%) до систематичної оранки

Унікальність сої

Однією з найважливіших проблем землеробства є збереження і відтворення ґрунтової родючості, яка є основою, що визначає продуктивність рослинництва. Важливу роль у розв’язанні цих завдань відводять зернобобовим культурам, зокрема сої (Glycinemax [L.] Merr). Культура сприяє поліпшенню азотного балансу ґрунту внаслідок симбіотичної азотфіксації й покращенню його структури, поповненню кормових ресурсів та збільшенню виробництва харчових продуктів.

Унікальність сої зумовлена багатим біохімічним складом насіння і насамперед високим умістом білка, що дозволяє усунути проблеми його дефіциту. Проте на сьогодні з огляду на тенденції клімату в бік потепління та загальної посушливості, що спостерігаються протягом останніх десятиліть, потребують істотного перегляду структури сільськогосподарського виробництва, основу якого становлять волого- та ресурсоощадні адаптивні технології вирощування, ефективніші системи живлення рослин. Адже соя — культура мусонного клімату, має підвищені вимоги до забезпечення вологою і теплом, вибаглива до раціонального забезпечення рослин макро- та мікроелементами, що є напрямом відновлювальної системи землеробства. Саме збалансоване застосування макро- і мікроелементів для позакореневого підживлення не лише оптимізує загальний баланс живлення рослин, а й підвищує ефективність добрив, забезпечує якіснішу повноту реалізації стресостійкості, резистентності до біотичних чинників, але й значно підвищує якість отриманої продукції за білковим складом, умістом жирів тощо. Дослідники стверджують, що на формування 1 т зерна та відповідної маси соломи залежно від доз і співвідношень добрив у сівозміні на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу соя засвоює 52,0–59,4 кг азоту, 20,6–26,9 — Р₂О₅ і 23,4–26,4 кг — К₂О, або в середньому, відповідно, 56,4; 23,7 і 24,0 кг. На формування одиниці врожаю насіння та відповідної маси соломи соя засвоює N, P₂O₅ і K₂O у такому співвідношенні мас: 1 : 0,4 : 0,4.

_____________________

Визначено оптимальні технології вирощування сої для умов нестійкого зволоження правобережного Лісостепу України, які забезпечують найбільші прирости зернової продуктивності та якості зерна

_____________________

Серед заходів, спрямованих на реалізацію генетичного потенціалу сортів сої, набуває впровадження енергоощадних технологій вирощування та систем землеробства (мінімальний і нульовий (no-till) обробітки ґрунту) з наявністю рослинних решток на поверхні ґрунту. За іншими думками застосування нульових технологій не мають стабільної переваги проти інших виробничих технологій, однак мають певні переваги (запаси вологи в окремі періоди вегетації, можливість оперативної сівби в кращі агротехнічні терміни, вирівняність поверхні поля). Світовий досвід засвідчує, що застосування no-till у довгостроковому режимі (17 років) позитивно впливає на фізичні та водні характеристики ґрунту, поліпшуючи фізіологічні реакції, взаємозв’язок ґрунт-рослина та врожайність сої. На сьогодні прихильники й противники ресурсоощадних технологій обробітку ґрунту ведуть дискусію щодо їхньої доцільності та придатності для впровадження за ґрунтово-кліматичних умов України. За сучасних умов господарювання ці питання є особливо актуальними, а стратегія й тактика переходу від інтенсивного обробітку до мінімізації й нульового обробітку ґрунту має забезпечувати стабілізацію продуктивності культур в агроценозах Центрального Лісостепу України. Тому з огляду на суттєве зниження продуктивності сільськогосподарських культур у перші роки впровадження системи no-till, яке призводить до її дискредитації, виникає потреба провести дослідження із запровадження цієї системи, що дасть можливість оптимізувати структурно-агрегатний та гумусний стани чорнозему, відтворити природну диференціацію оброблюваного шару ґрунту за родючістю та сформувати шар ґрунтово-рослинної мульчі в 0–12 см шарі чорнозему й тим самим запобігти різкому зниженню продуктивності зернової сівозміни в перші 5 років застосування системи no-till в умовах Центрального Лісостепу України.

Дослідження з вивчення впливу систем основного обробітку ґрунту й фону живлення на індивідуальну продуктивність, урожайність і якість зерна сої проводили в тимчасових польових дослідах короткоротаційної польової п’ятипільної сівозміни Черкаської ДСГДС ННЦ «Інститут землеробства НААН». Структура сівозміни: зернові — 60%, зокрема: озима пшениця — 20%, ярі колосові — 40, зернобобові (горох) — 20, технічні (соя) — 20%.

Ґрунт дослідної ділянки — чорнозем опідзолений сильно реградований малогумусний середньосуглинковий на карбонатному лесі з умістом гумусу в орному шарі 2,58–3,02%; рHkсl — 6,18–6,37, сума поглинутих основ — 22,5,0–23,5 мг-екв/100 г ґрунту й ступінь насичення основами — 94,3–96,3%. Забезпеченість ґрунту основними елементами живлення — середня, мікроелементами — низька (марганець, цинк, молібден, кобальт) і середня (бор, мідь).

У вивченні систем основного обробітку ґрунту було передбачено проведення п’ятирічного підготовчого (2016–2020) та перехідного (2021) етапів від традиційного й ґрунтозахисного обробітків до системи no-till.

У 2021–2022 рр. дослідження проводили за двофакторними схемами. Фактор А — система основного обробітку ґрунту:

• систематична оранка (дискування, оранка на глибину 20–22 см, культивація);
• no-till обробіток (пряма сівба на фоні систематичної оранки);
• поверхневий беззмінний обробіток (дискування, культивація на глибину висіву насіння);
• no-till обробіток (пряма сівба на фоні поверхневого беззмінного обробітку).

Фактор В — фон мінерального живлення:

• без добрив (контроль);
• N₄₅Р₄₅К₄₅ (фон);
• N₄₅P₄₅K₄₅ (фон) + дворазове позакореневе підживлення органо-мінеральним добривом на основі гумату калію у фази листкоутворення (3–5-й трійчастий листок) та на початку цвітіння з нормою витрати 2,0 л/га.

В основне удобрення восени вносили мінеральні добрива (нітроамофоска — N₁₆Р₁₆К₁₆). На фоні мінеральних добрив для покращення азотного живлення рослин сої в основні етапи росту й розвитку за схемою досліджень проводили дворазове позакореневе підживлення рослин макро- та мікроелементами (Фрея-Аква (бобові) марки С(12)). У зерновій сівозміні була використана вся побічна продукція попередника (пшениця озима з унесенням компенсаційного азоту (10 кг/га).

Повторність досліду — триразова. Розміщення ділянок — систематичне (послідовне). Посівна площа дослідних ділянок — 80,0 м², облікових — 55,0 м².

Технологія вирощування сої (крім досліджуваних технологій і систем основного обробітку ґрунту) — загальноприйнята для зони Лісостепу України. Об’єктом досліджень слугував скоростиглий сорт Муза (оригінатор ННЦ «Інститут землеробства»). Висівали сою звичайним рядковим способом сівби з нормою висіву 700 тис. шт./га. Посівний матеріал обробляли бактеріальним препаратом Нітрагіном на основі бульбочкових бактерій Brodyrhizobium japonicum 634б. За нульовою (no-till) технологією сівбу проводили сівалкою Great Plains 2S 2600F.

Результати дослідження

Роки досліджень (2021–2022) за температурним режимом і кількістю опадів упродовж вегетації сої мали свої особливості, що характеризувалися різною кількістю опадів. У перший рік досліджень випало на 12 мм опадів більше (348 мм) від середнього багаторічного значення (346 мм) і 290 мм у другий рік досліджень, що на 46 °С менше мм від середньобагаторічного значення (336 мм) за середньодобової температури повітря 17,2 і 16,6 °С та ГТК за Селяниновим 1,26 і 0,99, відповідно. Проте середня температура повітря за квітень-травень була однаково меншою (на 1,4 °С) від середньобагаторічного показника (9,4 °С). Динаміка середньої температури повітря впродовж вегетаційного періоду сої засвідчила деяке підвищення, що становило 1,1 і 0,6 °С, відповідно. Загалом ріст, розвиток рослин сої та формування її продуктивності протягом років досліджень відбувався за відносно сприятливих погодних умов із достатнім та оптимальним вологозабезпеченням.

Наші дослідження показали, що формування елементів продуктивності сої сорту Муза мали різні показники індивідуальної продуктивності, а ступінь їх розвитку значною мірою зумовлювався генетичним потенціалом, гідротермічними умовами, способами основного обробітку ґрунту та рівнем живлення рослин. Результати досліджень засвідчили, що вагоміший вплив на біометричні показники й індивідуальну продуктивність сої мав фон живлення, на другому місці — система основного обробітку ґрунту. За досліджуваних обробітків ґрунту показники висоти рослин були на рівні (88,6–101,5 см) й не мали суттєвої різниці між обробітками. Фактор фон живлення істотніше впливав на показник лінійного росту, формуючи до контролю приріст заввишки 3,2–3,4 см по фоновому внесенню мінеральних добрив і 6,6–9,3 см у варіантах із дворазовим позакореневим підживленням мікроелементами на фоні N₄₅Р₄₅К₄₅. За поверхневого обробітку і системи no-till на фоні поверхневого обробітку в середньому була сформована найбільша висота рослин — 92,4–101,5 см, а найменші її значення (88,6–92,4 см) — на контролі.

Важливе значення має висота кріплення нижнього бобу, яка за досліджуваних варіантів була різною й у середньому становила в межах оптимальних значень — від 13,2 до 15,2 см.

Найвище (14,8–15,2 см) боби кріпилися у варіантах фонового внесення мінеральних добрив і позакореневих підживлень, де спостерігалося суттєве зростання висоти кріплення (на 1,4–1,8 см), що становило 10,3–13,6% до контролю. Найнижче кріплення нижніх бобів (13,2–13,6 см) виявлено у варіантах без унесення добрив, незалежно від системи обробітку ґрунту.

Урожайність Музи

Основними показниками, що визначають продуктивність сої, є кількість бобів, кількість і маса насіння з однієї рослини. Аналіз структури врожаю показав, що найменша кількість плодоелементів була сформована на контролі: 23,1–24,2 бобу на рослині, 50,2–53,8 шт. насінин на рослину й 9,4–10,6 г насіння з однієї рослини. Поліпшення мінерального живлення сприяло підвищенню показників, незалежно від способу обробітку ґрунту. Так, у варіантах із фоновим унесенням мінеральних добрив і дворазового позакореневого внесення мікродобрив отримали вищі значення: 30,5–34,0 боби, 70,0–77,8 шт. насінин, 13,4–15,6 г насіння і 40,2–45,7 бобу, 92,6–105,1 шт. насінин, 18,1–21,2 г насіння з однієї ­рослини, ­відповідно. У середньому за два роки найбільшу кількість плодоелементів було сформовано за систематичної оранки та беззмінного поверхневого обробітків як на контролі, так і на удобрених варіантах. Максимальну ж їхню кількість отримали на фоні дворазового позакореневого підживлення мікроелементами впродовж вегетації сої: 45,7 бобу, 105,1 шт. насінин, 21,2 г насіння з однієї рослини за оранки і 44,6 бобу, 104,2 шт. насінин, 21,2 г насіння за поверхневого обробітку, що дещо менше, проте без істотної різниці між ними. За системи no-till обробітку на фоні оранки помічено суттєве зменшення плодоелементів відносно систематичної оранки.

_____________________

Істотно впливали досліджувані елементи технології на врожайність зерна сої. Так, у середньому за 2021–2022 рр. рівень урожайності насіння сої коливався в межах від 2,10 до 3,10 т/га

_____________________

Кількість насінин на біб коливалася від одної насінини до чотирьох штук. Найбільшу кількість насінин на біб (2,24–2,32 і 2,22–2,34 шт.) і масу насіння з однієї рослини (10,6–21,2 і 10,1–21,2 г) було отримано за систематичної оранки та поверхневого обробітків відповідно. Максимальні значення за вказаних обробітків отримали на фоні внесення N₄₅P₄₅K₄₅ і позакореневих підживлень гуматом калію — 2,32 і 2,34 шт. насінин на біб та 21,2 г насіння з однієї рослини, що свідчить про їхню можливість корегувати індивідуальну продуктивність сої. За вказаного варіанта удобрення на фоні поверхневого обробітку і систематичної оранки було сформовано й найвищі значення маси 1000 насінин — 202,2 і 201,8 г з незначною різницею (0,4 г) між ними. За no-till обробітків на фоні оранки й на фоні поверхневого беззмінного обробітку показник маси 1000 насінин був суттєво меншим (на 5,4–7,6 і 6,0–9,6 г) і становив 187,0–195,8 г і 186,6–194,6 г, відповідно.

Істотно впливали досліджувані елементи технології на врожайність зерна сої. Так, у середньому за 2021–2022 рр. рівень урожайності насіння сої коливався в межах від 2,10 до 3,10 т/га. Найменший показник (2,10–2,22 т/га) за всіх обробітків ґрунту формувався у варіантах без унесення добрив.

Мінеральне підживлення

Унесення мінеральних добрив позитивно впливало на формування рівня врожаю сої. Так, на фоні внесення N₄₅Р₄₅К₄₅ приріст додаткового врожаю до контролю становив 0,42–0,48 т/га (20,0–22,2%). Комплексна дія мінеральних добрив і позакореневих підживлень упродовж вегетації сої забезпечили істотний приріст, що становив 0,76–0,88 т/га, або 36,2–40,7%. Значно менше впливали на рівень урожайності сої способи основного обробітку ґрунту. Систематична оранка в середньому забезпечила максимальний рівень урожайності, який, залежно від рівня живлення, був у межах від 2,22 до 3,10 т/га. Поверхневий беззмінний обробіток посів другу позицію у порівнянні до оранки, формуючи рівень врожайності від 2,16 до 3,04 т/га, що менше на 0,05–0,06 т/га (0,8–2,2%) та не мало вірогідної різниці між обробітками (за НІР₀₅ для фактора А — 0,07–0,08 т/га, для фактора В — 0,06–0,08 т/га).

У перші два роки досліджень no-till обробітки істотно поступалися традиційним. Найменшу врожайність отримали за нульових обробітків: 2,10–2,86 на фоні оранки й 2,11–2,90 т/га на фоні поверхневого беззмінного обробітку з мінімальною різницею між ними. Порівнюючи із систематичною оранкою, показники рівня врожайності були меншими на 0,12–0,24 т/га або 4,0–7,3% за системи no-till на фоні оранки й на 0,11–0,20 т/га або 4,8–6,4% за системи no-till на фоні поверхневого беззмінного обробітку.

Таким чином, для більшої переконливості в результатах досліджень із визначення впливу системи обробітку ґрунту на продуктивність сої в умовах регіону дослідження варто продовжити.

Аналіз якісних показників засвідчив, що способи основного обробітку ґрунту та рівень живлення по різному впливали на вміст білка та олії в насінні сої. В середньому за дослідом уміст білка був у межах від 40,89 до 42,06%, олії — від 21,28 до 21,72%. Виявлено тенденцію до зростання якісних показників за поліпшення фону живлення. Так, фонове внесення мінеральних добрив за різних систем обробітку, порівнюючи з контролем, сприяло деякому зростанню білка (на 0,16–0,33%) та олії (0,03–0,44%), за позакореневого підживлення мікродобривами по фоновому внесенню білок зріс у середньому на 0,32–0,41%.

Позакореневе підживлення сої мікродобривом, яке у своєму складі крім стандартного комплексу NPK містить дев’ять основних мікроелементів із підвищеним умістом сірки, міді, бору, цинку та марганцю в органічній і хелатній формах, сприяло як зростанню врожайності зерна, так і поліпшенню його якості. Зокрема, забезпечивши на цьому варіанті максимальні значення вмісту білка — 41,30–42,06% та його виходу з одиниці площі — 0,61–0,66 т/га. Однак за останнього варіанта до фонового внесення мінеральних добрив спостерігалась тенденція до зниження олійності в зерні насіння й водночас зростання білка, незалежно від систем обробітку ґрунту. У варіанті з фоновим унесенням N₄₅P₄₅K₄₅ у комплексі з позакореневими підживленнями гуматом калію і традиційних обробітків (оранка і поверхневий) відбулося рівнозначно максимальне накопичення вмісту білка (по 1,28 т/га) та олії (0,66 і 0,65 т/га, відповідно) з одиниці площі, що в основному визначалося рівнем урожайності. За no-till обробітків накопичення білка і олії було найменшими й, відповідно, становило: 0,87–1,19 і 0,45–0,61 т/г за no-till обробітку на фоні оранки і 0,88–1,21 т/га і 0,45–0,62 т/га за no-till обробітку на фоні поверхневого беззмінного обробітку.

Володимир Расевич, канд. біол. наук,
Наталія Тетерещенко, старша наукова співробітниця
Черкаська державна сільськогосподарська
дослідна станція ННЦ «Інститут землеробства НААН»