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

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.

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).

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).

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.