Продуктивність фотосинтезу сої залежно від погодних умов і технологічних прийомів вирощування в східній частині лівобережного Лісостепу України

Автор: Огурцов Є.М., Белінський Ю.В.

Джерело: Вісник Центру наукового забезпечення агропромислового виробництва Харківської області 2014 г. №17

Представлено результати досліджень з впливу різних способів основного обробітку ґрунту та сівби на площу листкової поверхні, фотосинтетичний потенціал, чисту продуктивність фотосинтезу і нагромадження сухої речовини ранньостиглого сорту сої Романтика залежно від погодних умов періоду вегетації. Встановлено найбільш оптимальний варіант поєднання способу основного обробітку ґрунту та сівби.

Фотосинтез і азотфіксація є найбільш важливими процесами в житті бобових рослин. Регулюванню цих процесів переважно й підпорядковані агротехнології, спрямовані на забезпечення ефективного використання необхідних для рослин факторів навколишнього середовища. Встановлено тісний кореляційний зв‘язок між коефіцієнтом засвоєння рослинами ФАР і продуктивністю посівів.

Формування органічної речовини внаслідок фотосинтетичної діяльності рослин визначається насамперед за розміром листкової поверхні. Листковий апарат сої формується у доволі широкому діапазоні – від 20 до 70 тис. м2/га залежно від умов вирощування. Оптимальною площею листкової поверхні, коли формується висока врожайність насіння сої, вважають площу в межах 40–50 тис. м2/га. За даними А. А. Ничипоровича, вирішальним тут є не площа листків, а термін її активної роботи. Досить продуктивними посівами він вважає такі, у яких фотосинтетичний потенціал становить 2 млн. м2 днів/га у перерахунку на кожні 100 днів вегетації, що фактично відбулася.

Чиста продуктивність фотосинтезу залежить як від біологічних особливостей культури, так і від комплексу зовнішніх факторів: сонячної радіації, температури повітря, вологості ґрунту, рівня мінерального живлення, а також застосування регуляторів росту рослин. Чиста продуктивність фотосинтезу повніше, ніж площа листків, відображає реальні можливості агробіоценозу щодо синтезу органічної речовини. Вона є одним із найважливіших параметрів, з яким корелює рівень урожайності.

Мета і завдання статті. Досліджень стосовно вивчення комплексної дії погодних умов і технологічних факторів на формування фотосинтетичного апарату нових ранньостиглих сортів сої в умовах східної частини Лівобережного Лісостепу не проводили. Необхідність розв‘язання зазначених питань і визначила вибір теми досліджень.

Завданням наших досліджень було встановити залежність формування фотосинтетичного апарату ранньостиглого сорту сої Романтика від гідротермічних умов періоду вегетації, способів основного обробітку ґрунту і способів сівби. Для виконання поставлених завдань у 2011–2013 рр. було закладено дослід за способом основного обробітку ґрунту (фактор (А):

  1. 1. Полицевий – ПЛН-4-35 на 20–22 см – (контроль);
  2. 2. Безполицевий – ПЧ-2,5 на 20–22 см;
  3. 3. Безполицевий – ПЧ-2,5 на 10–12 см;
  4. 4. Дискування – ДМТ-4А на 10–12 см,

а також за способом сівби (фактор (В):

  • 1. Рядковий – сівалкою СЗ-5,4 із шириною міжрядь 15 см;
  • 2. Розріджений – сівалкою Моріс Контоур Дріл із шириною міжрядь 30 см;
  • 3. Широкорядний – сівалкою Гаспардо Метро 24 МТР із шириною міжрядь 45 см.

Технологія вирощування сої в досліді, за винятком досліджуваних факторів, була загальноприйнятою для східної частини Лівобережного Лісостепу України. Повторення у досліді чотириразове, розміщення ділянок послідовне, систематичним методом, в одну смугу. Площа посівної ділянки 154 м2, облікової – 100 м2. Польові та лабораторні досліди проводили за загальноприйнятою в рослинництві методикою польового досліду, супроводжуючи їх спостереженнями, визначеннями, обліками та аналізами.

Наші спостереження показали, що площа листків протягом усього періоду вегетації сої на варіанті із застосуванням оранки була більшою порівняно з іншими варіантами основного обробітку ґрунту у фазі сходів на 0,07–0,22 тис./м2 га, у фазі третього трійчастого листка – на 0,02–2,30 тис./м2 га, на початку цвітіння – на 0,40–1,80, в кінці цвітіння – на 1,60–2,40, у фазі утворення бобів – на 0,80–2,90, у фазі наливу – на 0,50–1,70 тис./м2 га.

Більшою площа листків в усі фази спостереження була також на варіанті з використанням розрідженого способу сівби. Переважання листкової поверхні на цьому варіанті досліду порівняно з рядковим посівом становило в середньому за 2011–2013 рр. за фазами розвитку від 7 до 18 %. При цьому, більш помітною різниця за площею листкової поверхні була на початку вегетації – в період від фази сходів до початку цвітіння – і дорівнювала 10–18 %.

Спостереження також засвідчили, що динаміка збільшення листкової поверхні значною мірою залежала від погодних умов періоду вегетації сої (табл. 1). Порівняльний аналіз, проведений у фазі утворення бобів – максимальне формування листкової поверхні, показав, що найбільшою в цілому по досліду поверхня листків була у 2011 р. (53,0 до 59,0 тис./м2 га), гідротермічний коефіцієнт періоду вегетації якого дорівнював 1,62. У посушливому 2012 р., з гідротермічним коефіцієнтом вегетаційного періоду сої 0,68, площа листків була найменшою і становила 36,0–40,6 тис./м2 га.

Таблиця 1. Площа листкової поверхні сої сорту Романтика у фазі утворення бобів, тис./ м2га​

спосіб основного обробітку ґрунту спосіб сівби
рядковий, (контроль) розріджений широкорядний
роки
2011  2012  2013  середнє  2011  2012  2013  середнє  2011  2012  2013  середнє
1.оранка на 20–22см (контроль) 57,2 38,3 45,6 46,9 59,0 40,6 47,0 48,8 57,4 38,4 46,2 47,3
2. безполицевий обробіток на 20–22 см 56,4 37,5 44,2 46,0 57,4 39,8 46,1 47,7 56,3 38,3 44,9 46,5
3. безполицевий обробіток на 10–12 см 54,4 35,5 43,6 44,5 56,9 37,7 45,6 46,7 54,6 37,9 43,6 45,3
4. дискування дмт–4а на 10–12 см 53,0 36,0 43,0 44,0 56,0 38,1 44,7 46,3 55,6 36,4 43,4 45,1

 

Шляхом спостережень за фотосинтетичним потенціалом (ФП), який характеризує динамічні зміни площі листків за певний період вегетації, встановили, що цей показник був найбільшим на варіанті із застосуванням оранки у період сходи–початок цвітіння на 0,021–0,090 млн. м2 днів/га; початок цвітіння – кінець цвітіння – на 0,030–0,092; цвітіння – утворення бобів – на 0,107–0,300; утворення бобів – налив насіння – на 0,102–0,339 млн. м2 днів/га. Максимальний ФП посівів сої формувався у період утворення бобів – наливу насіння. В цей час залежно від варіантів досліду він коливався в межах 2,394–2,883 млн. м2 днів/га (рис. 1).

Рис. 1. Фотосинтетичний потенціал посівів сої сорту Романтика залежно від способу обробітку ґрунту і способу сівби, млн. м2 днів/га, середнє за 2011–2013 рр.

 

  1. Оранка ПН-4-35 на 20–22 см (контроль); 
  2. Безполицевий обробіток ПЧ-2,5 на 20–22 см; 
  3. Безполицевий обробіток ПЧ-2,5 на 10–12 см; 
  4. Дискування ДМТ-4А на 10–12 см.

ФП посівів сої на варіанті з розрідженим способом сівби становив у періоди сходи – початок цвітіння – 0,673–0,751 млн. м2 днів/га; початок цвітіння – кінець цвітіння – 1,902–1,994; цвітіння – утворення бобів – 2,134–2,434; утворення бобів – налив насіння – 2,544–2,883 млн. м2 днів/га і був вищий ніж на варіанті із застосуванням рядкового способу сівбивідповідно до зазначених періодів на 0,051–0,058; 0,108–0,122; 0,061–0,113; 0,150–0,209 млн. м2 днів/га.

ФП як і площа листкової поверхні, значною мірою залежав від погодних умов періоду вегетації сої. За період утворення бобів – налив насіння ФП найвищим був у 2011 р. – від 2,913 до 3,284 млн. м2 днів/га; у 2012 р. він становив 2,045–2,434; у 2013 р.– 2,333–2,734 млн. м2 днів/га.

Важливим показником, що характеризує потенційні можливості рослин щодо формування урожаю, є чиста продуктивність фотосинтезу (ЧПФ). Встановлено, що, на відміну від формування асиміляційної поверхні листків, динаміка ЧПФ сої протягом вегетаційного періоду мала зворотну залежність: від сходів до початку цвітіння вона зростала, набувала абсолютного максимуму, а з фази цвітіння зменшувалася; за період кінець цвітіння – утворення бобів вона знову зростала і досягала другого максимуму, хоча порівняно з першим зростанням ЧПФ друге є помітно нижчим. Далі ЧПФ знову зменшувалося, що таким чином, визначило синусоїдний характер формування показників ЧПФ

Спостереження показали, що на варіанті із застосуванням оранки ЧПФ у сорту Романтика становила у період сходи – початок цвітіння – 3,35–3,49; початок цвітіння – кінець цвітіння – 2,34–2,48; цвітіння – утворення бобів – 2,19–2,33; утворення бобів – налив насіння – 1,69–1,82 г/м2 за добу і була більшою ніж на варіанті з безполицевим обробіткомчизелем на 20–22 см відповідно до міжфазних періодів на 0,20–0,23; 0,08–0,14; 0,12–0,16; 0,04–0,11 г/м2 за добу (табл. 2).

Таблиця 2. Чиста продуктивність фотосинтезу посівів сої за період сходи – налив насіння, г/м2 за добу, середнє за 2011–2013 рр.

Спосіб основного обробітку ґрунту Спосіб сівби Середнє за способом обробітку ґрунту
Рядковий, (контроль) Розріджений Широкорядний
1. Оранка на 20–22 см (контроль) 2,40 2,53 2,44 2,28
2. Безполицевий – на 20–22 см 2,24 2,39 2,32 2,19
3. Безполицевий –на 10–12 см 2,15 2,27 2,22 2,12
4. Дискування ДМТ-4А на 10–12 см 2,08 2,22 2,15 2,07
Середнє за способом сівби 2,22 2,35 2,28

 

За період сходи – налив насіння ЧПФ сорту Романтика на варіанті із застосуванням оранки була більшою ніж на варіанті з безполицевим обробітком чизелем ПЧ-2,5 на 10–12 см на 11 % і на 13 % – ніж на варіанті із застосуванням дискування ДМТ-4А на 10–12 см. Це свідчить про значно меншу інтенсивність синтезу органічної речовини на варіантах із застосуванням поверхневого обробітку ґрунту.

У середньому по досліду за період сходи – налив насіння у сорту Романтика найбільшою ЧПФ була на варіанті розрідженого способу сівби – 2,35 г/м2 за добу, дещо меншою вона була в широкорядному посіві – 2,28 г/м2 за добу і найменшою – в рядковому посіві – 2,22 г/м2 за добу.

Узагальнюючим показником продуктивності різних культур є вихід сухої речовини господарсько цінної маси врожаю рослин. Протягом усього періоду спостереження сухої речовини нагромаджувалося найбільше на варіанті з одночасним застосуванням оранки і розрідженого посіву. В середньому за 2011–2013 рр. у сорту Романтика на цьому варіанті досліду за період сходи – початок цвітіння сухої речовини нагромаджувалося 1,80 т/га; за період початок цвітіння – кінець цвітіння – 3,99; цвітіння – утворення бобів – 6,39; утворення бобів – налив насіння – 5,97 т/га. Порівняно з іншими варіантами досліду цей показник був більшим на 9–25; 3–14; 3–27; 8–28 % відповідно до міжфазних періодів. Найменшими показники нагромадження сухої речовини були на варіанті із застосуванням дискування ДМТ-4А та рядкового посіву і становили відповідно до міжфазних періодів 1,35; 3,43; 4,65; 4,29 т/га.

Висновки. Встановлено, що у ранньостиглого сорту сої Романтика площа листкової поверхні, фотосинтетичний потенціал, чиста продуктивність фотосинтезу і нагромадження сухої речовини істотно залежали від погодних умов періоду вегетації і були найбільшими на варіанті із сумісним застосуванням оранки і розрідженого способу сівби.

Список використаних джерел

  • Агробиологические особенности возделывания сои в Украине / Ф. Ф. Адамень, В. А. Вергунов, П. Н. Лазер, И. Н. Вергунова. – К.: Аграр. наука, 2006. – 456 с.
  • Бабич А.О. Проблема фотосинтезу і біологічної фіксації азоту бобовими культурами / А.О. Бабич, В.Ф. Петриченко, Ф.Ф. Адамень // Вісник аграр. науки. – 1996. – № 2. – С. 34–39.
  • Бабич А.О. Освітленість рослин та її вплив на динаміку листкового індексу посівів сої в умовах правобережного Лісостепу України / А.О. Бабич, М.Л. Новохацький //Аграр. вісник Причорномор‘я. – 2001. – Вип. 12. – С. 179–184.
  • Колісник С. І. Формування продуктивності сої залежно від способів сівби, густоти рослин і добрив в умовах центрального Лісостепу України. - Автореф. дис. ... канд. с.-г. наук / С. І. Колісник – Кам‘янець - Подільський, 1996.– 18 с.
  • Кашманов А. А. Свет и развитие растений / А. А. Кашманов – М.: Сельхозгиз, 1963. –354 с.
  • Ничипорович А. А. Фотосинтетическая деятельность растений в посівах /А.А. Ничипорович. – М.: Изд-во АН СССР, 1961. – 136 с.
  • Бабич О.А. Фотосинтетична діяльність та урожайність насіння сої залежно від строків сівби та системи захисту від хвороб в умовах лісостепу України / О.А. Бабич, О.М. Венедиктов // Корми і кормовиробництво. – 2004. – Вип. 53. – С. 83–88.
  • Caulfield F. Comparative responses of photosynthesis to growth temperature in soybean (Glycine max (L.) Merrill) cultivars / F. Caulfield, J. Bunce // Canad. J. Plant Sc. – 1988. – T. 68,№ 2. – P. 419–425.
  • Bone S. Reduces tillage systems for soybean production / S. Bone // Soybean news. – 1978. –V. 28. – № 2. – Р. 1–2.
  • Доспехов Б. А. Методика полевого опыта: [учеб. пособие] / Б. А. Доспехов. – М.: Колос, 1985. – 416 с.