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.
Ключевые слова: соя, способи основного обробітку ґрунту та сівби, площа листкової поверхні, фотосинтетичний потенціал, чиста продуктивність фотосинтезу, суха речовина
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 [1; 2; 3; 4]. Встановлено тісний кореляційний зв‘язок між коефіцієнтом засвоєння рослинами ФАР і продуктивністю посівів [5, 6].
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 [2, 3, 7]. 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 [6].
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 [1; 2; 7; 8]. 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 [5, 6, 9].
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. Полицевий – ПЛН-4-35 на 20–22 см – (контроль); 2. Безполицевий – ПЧ-2,5 на 20–22 см; 3. Безполицевий – ПЧ-2,5 на 10–12 см; 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 [10].
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.
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).
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.
- 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.
- Список використаних джерел