Урожайность и качество урожая сортов сои разных групп спелости при припосевном внесении минеральных удобрений в условиях Центральной природно-климатической зоны Краснодарского края

На формирование урожая сои и его качество большое влияние оказывают погода в течение вегетационного периода и условия минерального питания. Соя слабо отзывается на применение минеральных удобрений на плодородных почвах, т. к. способна обеспечивать свои потребности в азоте путем его симбиотической фиксации из воздуха, а фосфор и калий использовать из труднорастворимых соединений почвы.

Азотное питание сои во многом зависит от биологических особенностей сортов и почвенно-климатических условий. При инокуляции семян препаратами клубеньковых бактерий доля биологического азота в общем его потреблении может достигать более 70%, но стартовые дозы азотных удобрений (N20 - 50) могут положительно влиять на продуктивность растений за счет улучшения питания азотом до начала функционирования симбиотического аппарата.

Припосевное внесение азотно-фосфорного N6 - 12P26 - 52 и полного N6 - 12P26 - 52K18 удобрений на фоне инокуляции семян и некорневой подкормки растений комплексным минеральным удобрением марки  18:18:18 с микроэлементами (1,05 кг/га) в благоприятном по характеру увлажнения 2016 г. способствовало существенному увеличению урожайности сои сорта Лира - на 0,14 - 0,25 т/га, а в засушливом 2018 г. - только на 0,04 - 0,06 т/га.

Сера способствует активному развитию симбиотического аппарата сои, усвоению растениями макро- и микроэлементов, образованию аминокислот и накоплению белка в семенах. При низкой обеспеченности чернозема выщелоченного подвижными соединениями серы в условиях Краснодарского края подкормка растений сои серосодержащим удобрением N40S4 способствовала увеличению урожайности на 0,05 т/га и сбора протеина на 21 кг/га по сравнению с дозой N40.

Цель наших исследований - установить влияние припосевного внесения азотно-фосфорного N30P30 и азотно-фосфорно-серного N30P30S21 удобрений на фоне инокуляции семян препаратами клубеньковых бактерий на формирование урожая и его качество при выращивании сортов разных групп спелости селекции ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК в условиях Центральной природно-климатической зоны  Краснодарского края.

 Изучение влияния припосевного внесения удобрений на урожайность и качество урожая сортов сои проводили в полевом двухфакторном опыте на центральной экспериментальной базе ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК (г. Краснодар) согласно «Методике проведения агротехнических исследований в опытах с основными полевыми культурами».

Объектами исследований служили сорта сои (фактор А): Вита  - очень ранний, вегетационный период 90 - 100 суток; Славия - раннеспелый, вегетационный период 103 - 108 суток; Ирбис  - раннеспелый высокобелковый, вегетационный период 104 - 110 суток; Вилана бета - среднеранний, вегетационный период 112 - 120 суток.

Семена сои перед посевом инокулировали препаратом Хайкоут Супер Соя  (1,42 л/т) с адъювантом Хайкоут Супер Экстендер (1,42 л/т).

Посев широкорядный, с междурядьями 70 см, с одновременным внесением минеральных удобрений сеялкой «Gaspardo MT 8» по схеме (фактор В):

1. Контроль, без внесения удобрений;
2. N30P30 (тукосмесь из аммофоса и аммиачной селитры);
3. N30P30S21 (сульфоаммофос NP(S) марки 20:20 (14).

Общая площадь делянки 56 м², учётная  - 28 м², повторность четырёхкратная. Посев проводили в первой декаде мая, норма высева семян 430 тыс. шт./га. Глубина заделки семян 4 - 6 см, минеральных удобрений - 12 - 14 см со смещением на 3 см в сторону от линии ряда семян.

Агротехника в опытах рекомендована для Центральной природно-климатической зоны Краснодарского края. Предшественник - озимая пшеница, под которую вносили N90 - 100S24. Основная обработка почвы - улучшенная зябь, включающая два лущения стерни на 6 - 8 и 8 - 10 см и отвальную вспашку в октябре на глубину 20 - 22 см. Весной до посева проводили две культивации: в начале апреля (8 - 10 см) и перед посевом (6 - 8 см). В течение вегетации в 2020 - 2022 гг. проводили две междурядные культивации, ручные прополки для полного уничтожения сорняков. Только в 2022 г. в фазе образования третьего тройчатосложного листа у сои вносили гербицид Концепт, МД (1,0 л/га). Уборку урожая осуществляли по мере созревания сортов с третьей декады августа по вторую декаду сентября селекционным малогабаритным комбайном «Wintersteiger». Урожайные данные приводили к 100%-ной чистоте и 14%-ной влажности семян. Содержание протеина и масла в семенах определяли в лаборатории биохимии ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК на анализаторе «NIR System 4500».

Экспериментальные данные, полученные в опыте, оценивали методами дисперсионного и корреляционного анализа. Почва опытных участков - чернозем выщелоченный слабогумусный сверхмощный легкоглинистый на лёссовидной лёгкой глине. Перед посевом пахотный слой почвы (0 - 20 см) в годы исследований характеризовался слабокислой реакцией почвенного раствора (pHKCl = 5,0 -  5,2), средней нитрификационной способностью (11,2 - 13,5 мг/кг), низкой обеспеченностью подвижной серой (3,3 - 4,2 мг/кг), средней и повышенной обеспеченностью  подвижным фосфором (18,0 - 37,0 мг/кг в вытяжке по методу Мачигина) и повышенной обеспеченностью обменным калием (332,0 - 395,0 мг/кг в вытяжке по методу Мачигина).

Погодные условия вегетационного периода сои (с апреля по сентябрь) в 2020 - 2022 гг. существенно различались и оказывали влияние  на формирование урожая культуры. В 2020 и 2022 гг. общая сумма осадков за период апрель - сентябрь была меньше климатической нормы (средние данные за 1991 - 2020 гг.) на 60,7 и 30,5 мм соответственно, в 2021 г.  -  больше на 79,1 мм, но характер их распределения был для сои в 2020 и 2022 гг. более благоприятным, чем в 2021 г.

Особенностью погоды в 2020 г. была низкая влагообеспеченность посевов сои в начале вегетации (период «всходы  -  ветвление»): дефицит осадков в мае-июне составил 73,1 мм (50,9%), но в июле количество осадков превышало норму на 59,5 мм (89,5%).

В 2021 г. в начале вегетации сои выпадали обильные осадки (131,3% от климатической нормы), что способствовало накоплению большой вегетативной массы. Но в фазы бобообразования и налива семян (с середины июля до середины августа) сумма осадков составила всего 13 мм при среднесуточных температурах на 3,8 - 3,9° C выше среднемноголетнего показателя, что негативно повлияло на семенную продуктивность сои в 2021 г.

В 2022 г. хоть начало вегетации сои в мае до образования трех тройчатосложных листьев и сопровождалось небольшим дефицитом влаги, но до фазы созревания (вторая - третья декады августа) количество осадков было оптимальным и близким к норме.

Критическим периодом по отношению к влаге у сои являются фазы от цветения до окончания налива семян. Недостаток осадков в это время существенно снижает урожайность культуры. У изучаемых сортов в 2020, 2021 и 2022 гг. эти фазы протекали в период с третьей декады июня по первую декаду августа включительно. В 2021 г. сумма осадков в этот отрезок времени составила всего 58,3% от среднемноголетних показателей, а в 2020 и 2022 гг. - 120,1% и 167,7% от нормы соответственно. Так как продуктивность сои в наибольшей степени коррелирует с количеством осадков в период формирования генеративных органов, можно охарактеризовать 2021 г. как неблагоприятный, а 2020 и 2022 гг. - как благоприятные.

Выявлена положительная реакция сортов сои  на внесение удобрений при посеве: в среднем за 3 года прибавка урожая семян составила 0,12 т/га (табл. 1). Наибольшие и достоверные прибавки урожая получены при внесении N30P30 и N30P30S21 на сортах Славия - 0,17 - 0,21 т/га (6,2 - 7,6%) и Вилана бета - по 0,12 т/га (4,2%).

Таблица 1. Урожайность сортов сои при припосевном внесении минеральных удобрений ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2020 - 2022 гг.

Отмечена сортовая специфика формирования величины урожайности в зависимости от продолжительности вегетационного периода и погодных условий в период цветения  -  налива семян изучаемых сортов. Наибольшая и близкая урожайность получена у среднераннего сорта Вилана бета и раннеспелого сорта Славия (2,92 и 2,88 т/га соответственно), а самая низкая - у очень раннего сорта Вита (2,31 т/га).

Самая высокая урожайность в опыте получена в 2022 г. В среднем по вариантам опыта она составила 3,27 т/га. Наименьшая - в 2021 г. (2,07 т/га).

Доля влияния припосевного удобрения на урожайность сортов сои варьировала по годам: от 1,8% в 2022 г. до 14,1% в 2021 г. при доле влияния сорта от 59,7% в 2021 г. до 94,9% в 2022 г.

По результатам исследований установлена положительная зависимость урожайности изучаемых сортов сои от количества осадков в период цветения - налива семян (третья декада июня  -  первая декада августа) с коэффициентами корреляции от 0,971 у Славии до 0,995 у Ирбиса при необходимом значении (df = 34) 0,33. При увеличении количества осадков на 20 мм урожайность сорта Вилана бета увеличивалась на 0,31 т/га, сортов Славия и Ирбис  -  на 0,21 - 0,22 т/га и сорта Вита - на 0,11 т/га.

На содержание протеина в семенах изучаемых сортов применение удобрений в среднем за 2020 - 2022 гг. не оказывало существенного влияния (табл. 2).

Таблица 2. Содержание протеина в семенах сортов сои при припосевном внесении минеральных удобрений, ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2020 - 2022 гг.

В 2021 г. при внесении при посеве дозы N30P30 содержание протеина в семенах сортов Славия и Ирбис увеличивалось на 0,5 - 0,7% и снижалось у сорта Вилана бета при внесении N30P30S21 на 0,8% по сравнению с контролем без удобрений. В 2022 г. при внесении N30P30S21 у сорта Вита содержание протеина относительно контроля увеличивалось на 0,5%, а у сорта Ирбис снижалось на 0,5%.

Отмечались значительные различия по этому показателю между сортами: в среднем за 2020 - 2022 гг. максимальное содержание протеина в семенах было у высокобелкового сорта Ирбис (44,9%), наименьшее  -  у сорта Славия (41,4%).

В 2021 г. получено наибольшее содержание протеина в семенах - 44,6% в среднем по опыту. В 2022 г. показатель был меньше на 1,9%, а в 2020 г. - на 2,9%.

Доля влияния припосевного внесения  минеральных удобрений на содержание протеина в семенах изучаемых сортов сои была очень низкой: в 2020 г. она составила 0,5%, в 2021 г. - 1,0%, а в 2022 г. влияния не установлено.

Установлена отрицательная зависимость содержания протеина от урожайности у изучаемых сортов сои, что подтверждает результаты проведенных ранее во ВНИИМК исследований. Высокая зависимость установлена у сортов Вита (r = -0,781) и Ирбис (r = -0,724),  средняя - у Славии (r = -0,554) и Виланы бета (r = -0,549).

По результатам корреляционного анализа выявлена положительная зависимость содержания протеина в семенах от количества осадков в фазе налива семян у сортов сои Славия (r = 0,993), Ирбис (r = 0,989) и Вилана бета (r = 0,981) и отрицательная у сорта Вита (r = -0,897).

В среднем по опыту наименьшее содержание масла в семенах наблюдалось в 2021 г. - 20,0%, в 2020 и 2022 гг. показатель был больше на 1,7% и 1,6% соответственно в сравнении с 2021 г.

По результатам корреляционного анализа выявлена положительная зависимость содержания масла в семенах от количества осадков в фазе налива семян у сорта Вита (r = 0,801) и отрицательная у сортов Славия (r = -0,966), Ирбис (r = -0,924) и Вилана бета (r = -0,872).

В годы исследований у очень раннего сорта Вита фаза налива семян протекала в период с третьей декады июля по первую декаду августа включительно, у раннеспелого сорта Славия  -  с третьей декады июля по вторую декаду августа, у раннеспелого сорта Ирбис и среднераннего Вилана бета  -  с первой по третью декаду августа. При увеличении количества осадков на 20 мм содержание протеина в семенах сортов Славия, Ирбис и Вилана бета увеличивалось на 1,5%, 1,1% и 0,7% соответственно, а у сорта Вита уменьшалось на 1,0 %.

Таблица 3. Содержание масла в семенах сортов сои при припосевном внесении минеральных удобрений, ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2020 - 2022 гг.

На содержание масла в семенах изучаемых сортов применение удобрений в среднем за 2020 - 2022 гг. не оказывало существенного влияния. Отмечались значительные различия по этому показателю между сортами: максимальное содержание масла в семенах было у очень раннего сорта Вита (22,1%), наименьшее  -  у высокобелкового сорта Ирбис (19,7%).

При увеличении количества осадков на 20 мм содержание масла в семенах сорта Вита увеличивается на 0,6%, а у сортов Ирбис, Славия и Вилана бета уменьшается на 0,8%, 0,7% и 0,5% соответственно.

Установлена отрицательная зависимость между содержанием протеина в семенах сои и содержанием масла с коэффициентами корреляции от r =-0,799 у Виты до r = -0,963 у Славии, а в среднем по изучаемым сортам r = -0,925, что согласуется с проведенными ранее исследованиями.

Выводы

1. Припосевное внесение минеральных удобрений в дозах N30P30 и N30P30S21 на фоне заделки в почву растительных остатков предшественника  озимой пшеницы и инокуляции семян сои  клубеньковыми бактериями в среднем за 2020 - 2022 гг. способствовало достоверному увеличению урожайности у раннеспелого сорта Славия (на 0,17 - 0,21 т/га) и среднераннего сорта Вилана бета (на 0,12 т/га).

В среднем по сортам прибавка урожая составила 0,12 т/га. Урожайность сортов Вита и Ирбис существенно не изменялась при внесении удобрений. Серосодержащее припосевное удобрение в дозе N30P30S21 не способствовало достоверному изменению урожайности изучаемых сортов сои по сравнению с дозой N30P30. Доля влияния внесенного удобрения на урожайность составляла 1,8 - 14,1% в зависимости от года исследований при доле влияния сорта 59,7 - 94,9%.

2. Минеральные удобрения, внесенные   при посеве, не оказывали существенного влияния на содержание в семенах сои протеина и масла. Наибольшее содержание протеина в среднем за 3 года наблюдалось в семенах сорта Ирбис (44,9%), масла - сорта Вита (22,1%). Подтверждена отрицательная зависимость содержания  протеина в семенах от урожайности сои.

3. Установлена сильная зависимость урожайности изучаемых сортов сои от количества осадков, выпавших в период формирования генеративных органов (цветение  -  налив семян). Среднеранний сорт Вилана бета в большей степени реагирует на изменение условий увлажнения: при увеличении осадков в этот период на 20 мм его урожайность увеличивается на 0,31 т/га, раннеспелых сортов Славия и Ирбис - на 0,21 - 0,22 т/га, а очень раннего сорта Вита - на 0,11 т/га.

4. Выявлены зависимость содержания протеина и масла в семенах сои от количества осадков, выпавших в фазе налива семян, и сортовая специфика формирования качества урожая от условий увлажнения. При увеличении количества осадков    в фазе налива семян на 20 мм у сорта Вита наблюдались увеличение содержания масла в семенах на 0,6% и снижение содержания протеина на 1,0%, а у сортов Славия, Ирбис и Вилана бета в этих условиях содержание протеина увеличивалось на 0,7 - 1,5%, а масла снижалось на 0,5 -  0,8%.

М. ШКАРУПА, ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК.

Работа выполнена под руководством д. с.-х. н. Н. М.  Тишкова.

Автор выражает благодарность д. б. н., академику РАН В. А Тильбе и к. с.-х. н., В. Л. Махонину за помощь и советы при проведении исследования.