Сортові особливості формування продуктивності сої залежно від рівня живлення в умовах північно-східного Лісостепу України

Abstract

Обґрунтування вибору теми дослідження. Соя є важливою культурою в світовому агропромисловому виробництві, адже це цінне джерело рослинного білка, наближене за своїм хімічним складом до тваринного, один із ресурсів жирів та головних компонентів сучасних сівозмін. На сьогоднішній день найдоступнішим і найдешевшим засобом підвищення аграрного виробництва є сорт, який реалізує потенціал культур на 30–60 %. Сучасні сорти є досить вибагливими до умов живлення і завдяки комплексному підходу до цього питання здатні сформувати найвищий рівень врожаю. Тому особливо ретельно слід розглядати не тільки забезпечення рослин макроелементами, а й мікроелементами також. Зважаючи на тенденції глобальної зміни клімату, комплексне використання добрив для позакореневого підживлення, що містять у своєму складі додаткові речовини, необхідні для підвищення толерантності рослин до стресових умов, є важливим та актуальним. Наукова новизна одержаних результатів. Уперше встановлено особливості формування продуктивності сучасних сортів сої іноземної та вітчизняної селекції, пошук раціональної системи удобрення шляхом установлення оптимальних норм мінеральних добрив та застосування систем позакореневих підживлень, запропонованих іноземними та вітчизняними виробниками у північно-східному Лісостепу України. Оптимізовано технологію вирощування сої для умов північно-східного Лісостепу України. Набули подальшого розвитку питання впливу погодних умов на ріст та розвиток рослин, показники структури врожаю, урожайність та якість зерна сої. Обґрунтовано економічну та енергетичну ефективність внесення різних норм добрив та позакореневого підживлення за вирощування сої. Практичне значення одержаних результатів. Основні елементи досліджень пройшли виробничу перевірку та впроваджені в господарствах Сумської та Полтавської областей, зокрема в ФГ «Тімченко» та ТОВ «Угроїдський цукровий завод» на загальній площі 110 га. У дисертаційній роботі викладено результати досліджень та теоретичне обґрунтування щодо удосконалення елементів технології вирощування сої: вивчення сортових особливостей, впливу різних норм мінеральних добрив та позакореневого підживлення на ріст і розвиток рослин сої, формування фотосинтетичного та симбіотичного апарату, продуктивність рослин, урожай та його якість. Проаналізовано вітчизняні та закордонні наукові праці щодо значення культури на світовому ринку та питань вирощування сої у світі, Україні та Сумській області, які показують позитивну динаміку до збільшення посівних площ та врожайностей культури за останні десятиріччя. Вивчено сучасний асортимент сортів сої та основні аспекти щодо особливостей її живлення, впливу основних поживних речовин в її життєвому циклі. Водночас наведено огляд літератури науковців із різних агрокліматичних зон щодо встановлення впливу різних норм мінеральних добрив, доцільності використання мікродобрив на хелатній основі для позакореневого підживлення на ростові процеси рослин сої, симбіотичну активність, продуктивність, врожай та його якість. Установлено, що зона північно-східного Лісостепу України є сприятливою для вирощування сої. За аналізом погодних умов виявлено, що умови періоду вегетації 2019 та 2020 року за рівнем зволоження були недостатніми (Кс=-0,7 та -0,59 відповідно). Дещо більшим режимом зволоження характеризувався вегетаційний період 2021 року (Кс=0,11). За температурним режимом умови всіх років були наближеними до звичайних (Кс=0,04–0,08). Аналіз гідротермічного коефіцієнта (ГТК) Селянинова за досліджувані роки показав, що за зволоженням 2019 та 2020 роки – сухі (ГТК=0,5–0,8). 2021 рік – нормальний (ГТК 1,2). За результатами досліджень виявлено, що найвищі рослини серед досліджуваних сортів було сформовано у сорту Кіото (72,5 см). Відмічено позитивний вплив внесення рекомендованої норми добрив (N60P60K60) на показники висоти рослин – 71,4 см. Найвищі рослини формувалися на варіантах за позакореневого підживлення комплексом Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант у сорту Ліссабон – 70,9 см та за застосування Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6 у сорту Кіото – 78,2 см у сорту Діадема Поділля – 67,7 см. Висота рослин на варіантах без внесення добрив та позакореневого підживлення становила у сортів: Ліссабон – 58,8 см, Кіото – 64,8 см, Діадема Поділля – 56,7 см. Площа асиміляційної поверхні та вміст хлорофілу є одними із найважливіших показників проходження процесу фотосинтезу, які можуть свідчити про реакцію рослин за різних агротехнічних заходів. Максимальним показником площі листкової поверхні, визначеної методом висічок, серед сортів відзначився сорт Ліссабон – 32,7 тис. м2/га. Внесення розрахункової норми добрив (N30P60K90) та позакореневе підживлення добривами забезпечило формування найбільшої площі листової поверхні: Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант у сортів Ліссабон – 37,2 тис. м2/га та Діадема Поділля – 34,7 тис. м2/га; Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6 у сорту Кіото – 36,3 тис. м2/га. Максимальні значення вмісту хлорофілів «a» та «b» серед досліджуваних сортів, які було визначено біохімічним аналізом на спектрофотометрі ULAB 102, було отримано у сорту Діадема Поділля – 2,15 мг/г. Виявлено максимальний вміст хлорофілу за внесення N60P60K60 (2,36 мг/г). На цьому фоні удобрення за позакореневого підживлення Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6 зафіксовано найвищий вміст хлорофілу в сортів Ліссабон та Кіото – 2,58 та 2,40 мг/г сирої маси. За підживлення Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант та ЯраВіта Брасітрел Про + ЯраВіта Молітрак 250 + ЯраВіта Універсал Біо у сорту Діадема Поділля – 2,62 мг/г. Важливим показником придатності рослин сої до механізованого збирання є висота кріплення нижнього бобу. Найбільші показники висоти кріплення серед сортів зафіксовано у Ліссабону (12,6 см); серед норм добрив – на фоні N60P60K60 (12,5 см). Позакореневе підживлення добривами ЯраВіта Брасітрел Про + ЯраВіта Молітрак 250 + ЯраВіта Універсал Біо забезпечувала найбільші показники висоти кріплення нижнього бобу на фоні рекомендованої норми добрив (N60P60K60) у сортів Ліссабон та Діадема Поділля (13,5 та 12,7 см відповідно); Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант та Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6 – у сорту Кіото (по 12,3 см). Коренева система є важливим показником адаптації та розвитку рослин. Методом зважування сирої кореневої системи сої виявлено, що найбільшими показниками її маси (4,95 г) характеризувалися варіанти за внесення рекомендованої норми добрив (N60P60K60) та позакореневого підживлення хелатними добривами Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант у сортів: Ліссабон – 5,24 г, Кіото – 5,34 г, Діадема Поділля – 4,83 г. Важливою біологічною особливістю рослин сої, як і інших бобових культур, є біологічна фіксація азоту з атмосфери. За внесення розрахункової норми добрив (N30P60K90) зафіксовано найбільшу кількість і масу бульбочкових бактерій – 36,3 шт. та 0,7 г відповідно. Максимальну кількість бульбочок формували сорти Ліссабон – 41,1 шт., Кіото – 34,9 шт. та Діадема Поділля – 38,3 шт. за позакореневого підживлення добривами Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант. Найбільшу масу бульбочкових бактерій з однієї рослини на такому фоні удобрення формували сорти Ліссабон – 0,63 г, Кіото – 0,73 г та Діадема Поділля – 0,81 г за внесення добрив Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6. Кількість бобів на рослині сої та кількість насінин у плоді є важливими показниками продуктивності й елементами структури врожаю, які залежать один від одного. Серед сортів найбільша кількість бобів і чисельність насіння була у сорту Кіото – 22,8 та 48,5 шт. відповідно; дещо менше було розраховано для сорту Ліссабон – 20,6 та 42,8 шт.; найменше – у сорту Діадема Поділля (19,5 та 38,6 шт.). Найбільшу кількість плодів та насіння було сформовано за внесення розрахункової норми добрив (N30P60K90) – 24,0 шт. та 49,2 шт. відповідно, що на 8,2 та 15,8 шт. більше порівняно із варіантами без внесення добрив. Серед варіантів позакореневого підживлення найбільшу прибавку до кількості бобів (1,9–2,2 шт.) та насіння (8,7–9,2 шт.) отримано порівняно з контролем сформовано за внесення Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6 (в середньому 22,3 шт. та 46,1 шт.) та Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант (22,0 та 45,6 шт.), що більше на 3,9–4,2 шт. бобів та на 8,7–9,2 шт. насінин порівняно із контролем. За результатами дисперсійного аналізу норми мінеральних добрив мали найбільший вплив на кількість бобів та насіння – 61,4–69,48 %. Ще одним важливим показником структури врожаю є маса насіння з однієї рослини. Установлено, що найбільшою масою насіння з однієї рослини характеризувався сорт Ліссабон – 6,63 г порівняно з іншими: Кіото – 6,44 г; Діадема Поділля – 6,04 г. Максимальну прибавку маси насіння порівняно із контролем (4,84 г) зафіксовано за внесення розрахункової норми добрив (N30P60K90) – 2,43 г, дещо меншу отримано на варіантах за внесення рекомендованої норми добрив (N60P60K60) – 2,17 г. За позакореневого підживлення добривами Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант та Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6 розраховано максимальну масу насіння серед досліджуваних варіантів – 6,83 та 6,81 г. Найбільшу частку впливу на продуктивність рослин мали норми мінеральних добрив – 69,5 %. Отримано найбільшу середню урожайність за вирощування сорту Ліссабон – 2,95 т/га, яка варіювала в межах 2,21–3,45 т/га, дещо меншу урожайність сформували посіви сорту Кіото – 2,85 т/га (2,02–3,37 т/га). Урожайність сорту Діадема Поділля – 2,66 т/га (1,81–3,22 т/га). За внесення мінеральних добрив було отримано 0,65 т/га прибавки на фоні N60P60K60 та 0,81 т/га на фоні N30P60K90 порівняно із контролем (2,21 т/га). За позакореневого підживлення прибавка до урожайності варіювала в межах від 0,25 до 0,42 т/га. Найбільшу урожайність у розрізі застосування позакореневого підживлення було отримано за позакореневого підживлення добривами Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант (2,96 т/га) та Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6 (2,95 т/га). На варіантах без внесення добрив та позакореневого підживлення (абсолютний контроль) було сформовано урожай: у сорту Ліссабон – 2,21 т/га; Кіото – 2,02 т/га; Діадема Поділля – 1,81 т/га. За результатами дисперсійного аналізу найбільший вплив на урожайність мали норми добрив – 76,89 %, вплив сорту – 6,02 %, позакореневе підживлення – 9,68 %, погодні умови – 6,64 %. Одним із важливих показників якості зерна сої є його крупність, яка визначається масою 1000 шт. зерен. За результатами дослідження встановлено, що найбільший показник маси 1000 шт. зерен було сформовано у сорту Діадема Поділля – 156,3 г, дещо менший у сорту Ліссабон – 154,5 г. Найдрібнішим насінням характеризувався сорт Кіото – 134,6 г. Виявлено позитивний вплив внесення добрив на цей показник: на фоні N30P60K90 у середньому – 149,7 г; на фоні N60P60K60 – 149,3 г, що більше на 3–3,7 г порівняно із контролем (146,3 г). Позакореневе підживлення посівів підвищувало масу 1000 зерен у середньому на 2,6–6 г порівняно із контролем (144,9 г). Серед добрив для позакореневого підживлення найбільшою масою відзначилися варіанти Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант (150,9 г) та Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6 (149,1 г). Значний вплив на масу 1000 шт. зерен мали сортові особливості – 86,67 %, що могло бути обумовлено збільшенням кількості плодів та насіння на фоні удобрення. Соя є важливою технічною культурою із високим вмістом білка та олії. За допомогою інфрачервоного аналізатора якості зерна SupNir 2700 було визначено вміст білка та жиру в зерні сої. За вмістом якісних показників у зерні сорти розподілилися в такому порядку: Кіото – 40,8 %, Діадема Поділля – 39,4 %, Ліссабон – 38,7 %; за вмістом жиру: Ліссабон – 19,2 %, Діадема Поділля – 19,1 %, Кіото – 18,4 %. На фоні розрахункової норми добрив (N30P60K90) було отримано найбільші середні значення білка (40,1 %) та жиру (19,3 %), що більше від контрольних варіантів у середньому на 1,1 та 0,8 % відповідно. Очевидним є позитивний вплив позакореневого підживлення добривами: Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант (39,8 %) та Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6 (39,8 %) на вміст білка; Вуксал Мікроплант + Вуксал Комбі Плюс + Вуксал Аміноплант (19,0 %) та ЯраВіта Брасітрел Про + ЯраВіта Молітрак 250 + ЯраВіта Універсал Біо (19,0 %) на вміст жиру. Найменші показники якості спостерігалися на варіантах без внесення добрив та позакореневого підживлення (абсолютни й контроль): білок – 37,1–39,7 %; олії – 17,7–18,5 %. За результатами дисперсійного аналізу найбільший вплив мали: на вміст білка – погодні умови (64,2 %); вміст жиру – сортові особливості – 38,1 %. Розраховані нами показники економічної ефективності свідчать про доцільність вирощування сої в умовах північно-східного Лісостепу України, адже показники рівня рентабельності варіювали в межах 138–290 %. Максимальний прибуток було отримано шляхом внесення розрахункової норми добрив (N30P60K90) за позакореневого підживлення добривами Басфоліар 36 Екстра + Солю Бор + Басфоліар 6-12-6: для сорту Ліссабон – 35 167 грн/га; Кіото – 35 032 грн/га, Діадема Поділля – 32 484 грн/га. Найбільшу частку у структурі витрат мали саме мінеральні добрива – 39 %. Максимальні значення коефіцієнта енергетичної ефективності (Кее=3,37–5,03) для всіх сортів забезпечили такі фактори, як відсутність комплексного внесення мінеральних добрив та позакореневого підживлення.