Email this article Influence of ecological and agrochemical factors on the level of soybean yield
- Authors: Sinegovskaya V.T.1, Naumchenko E.T.1
-
Affiliations:
- All-Russian Scientific Research Institute of Soybean
- Issue: No 3 (2019)
- Pages: 16-18
- Section: Plant growing
- URL: https://journals.eco-vector.com/2500-2627/article/view/14286
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2500-26272019316-18
- ID: 14286
Cite item
Full Text
Abstract
The article presents the results of studies on the effectiveness of the use of mineral and organic-mineral fertilizer systems in a long-term stationary 5-course soy-grain crop rotation depending on agro-ecological factors. The goal of research is to study the effect of long-term application of mineral (annually N42 P48 kg of active ingredient / ha of crop rotation area) and organic-mineral (annually N24 P30 kg of active ingredient + 4.8 t of manure per 1 ha of crop rotation area) fertilizer system on the productivity of soybean in crop rotation. The objects of research were mid-ripening and early-ripening soybean varieties, preceding crops - annual grasses (soy-oat mixture) and spring wheat. The preceding crops, variety and hydrothermal conditions under which soybean was grown from 1963 to 2017 were considered as agro-ecological factors. It was established that the highest yield of soybean was obtained when placing soybean crops after wheat, while by the number of years, the yield level of 1,8 – 2,0 t/ha was repeated 16 % more often than when growing soybean after annual grasses. The maximum increase in yield relative to the control (0, 17 t/ha) was formed by the long-term use of organic-mineral fertilizer system for soybean cultivated after wheat. In cold wet years, the use of organic-mineral fertilizer system ensured plant resistance to unfavorable weather conditions, stimulating an increase in the soybean yield relative to the control by 0,18 t/ha. The most responsive to fertilizer application were the mid-ripening soybean varieties: the increase in grain yield amounted to 0,03 – 0,20 t/ha relative to the control, and the realization of potential yield of the variety increased by 2–7 %.
Keywords
Full Text
Рациональное использование природного биоэнергетического потенциала агроэкосистем – залог устойчивого функционирования отрасли растениеводства в системе земледелия Дальнего Востока [1, 2]. При этом важным фактором служит создание благоприятных для роста и развития растений условий, в том числе обеспеченность элементами минерального питания для включения в почвенно-растительный круговорот агроценоза [3-5]. Мировой опыт показывает, что в обосновании теоретических и практических основ повышения урожая сельскохозяйственных культур важная роль отводится длительным полевым опытам с удобрениями как наиболее репрезентативным методам исследований, объединяющим во времени и пространстве действие всех факторов жизни растений [6-11]. В связи с этим эффективность применения минеральной и органо-минеральной системы удобрений изучали в длительном стационарном 5-польном соево-зерновом севообороте. Целью исследований было определение влияния длительного применения минеральной (ежегодно N42Р48 кг д.в./га севооборотной площади) и органо-минеральной (ежегодно N24Р30 кг д.в. + 4,8 т навоза/га севооборотной площади) системы удобрений на продуктивность сои в севообороте в зависимости от агроэкологических факторов.
Методика. В системе длительного стационарного 5-польного севооборота с насыщением 20% однолетними травами (соя + овес) и по 40% соей и пшеницей изучали влияние длительного применения удобрений в течение 50 лет на опытном поле Всероссийского научно-исследовательского института сои (ВНИИ сои). Схема применения удобрений включала следующие варианты: 1 – контроль без удобрений под все культуры; 2 – N42P48 (среднегодовая доза/га севооборотной площади), N210P240 (сумма за ротацию), соответственно под однолетние травы, сою, пшеницу, сою, пшеницу: N90P60, N30P60, N30P30, N30P60, N30P30; 3 –N24P30 + 4,8 т/га навоза (среднегодовая доза/га севооборотной площади), N120P150 + 24 т/га навоза (сумма за ротацию) соответственно под однолетние травы, сою, пшеницу, сою, пшеницу: N60P30 + 12 т/га навоза, N30P60, N30, P60 + 12 т/га навоза и без удобрений.
Из минеральных удобрений применяли двойной суперфосфат, аммиачную селитру и хлористый калий, из органических – полуперепревший навоз. Варианты опыта размещали систематически в 3-кратной повторности, общая площадь делянки – 180, учетная – 72 м2. Объекты исследований: среднеспелые сорта Салют 216, Амурская 310, Янтарная, ВНИИС 1 и скороспелый Лидия. Учет урожая сои выполняли методом сплошного обмолота комбайном с учетной площади делянки.
Почва опытного участка – луговая черноземовидная среднемощная. Особенность данного типа почв заключается в том, что содержание минерального азота и подвижного фосфора очень низкое – соответственно 25-42 и 28-32 мг/кг почвы, а потенциал плодородия сравнительно высокий. Учитывая, что растения сои за счет симбиотической фиксации молекулярного азота обеспечены азотом на 80%, можно утверждать, что эффективное плодородие почвы в основном определяется величиной доступного фосфора [12, 13]. Агроэкологическими факторами были предшествующая культура, сорт сои и гидротермические условия вегетационных периодов. Статистическая обработка данных проведена с использованием пакета программ Microsoft Office и Statistica 6.0.
Результаты и обсуждение. При размещении сои после однолетних трав средняя за годы исследований урожайность в контроле была меньше на 0,07 т/га, чем при ее выращивании после пшеницы (табл. 1). В этом случае по количеству лет на уровне 1,8-2,0 т/га и более она повторялась на 16 % реже, чем после пшеницы. За первые 5 ротаций применение минеральной системы удобрений под сою, возделываемую после однолетних трав, было более эффективным. Прибавка урожая относительно контроля составила около 20%, тогда как после пшеницы, при урожайности сои в контроле 2,09 т/га эффекта от применения удобрений не получено. В период с 5 по 10 ротации севооборота, когда в результате систематического внесения повышенных норм азотно-фосфорных удобрений количество подвижного фосфора в почве увеличилось вдвое, максимальное превышение урожайности сои после пшеницы над контролем (0,17 т/га) отмечено при длительном внесении органо-минеральных удобрений. По завершении 10-й ротации величина прибавки урожая сои от применения органо-минеральной системы удобрений стабилизировалась и оставалась на уровне 0,12 т/га независимо от предшественника.
Табл. 1. Урожайность сои (т/га) в зависимости от предшественника, в среднем за 1963–2013 гг.
Период наблюдений | Контроль (без удобрений) | N42Р48 | N24Р30 + 4,8 т навоза | Отклонение от контроля |
Предшественник – соево-овсяная смесь | ||||
1–5 ротация | 1,93 | 2,16 | 2,08 | 0,23* 0,15** |
5–10 ротация | 1,53 | 1,68 | 1,63 | 0,15 0,10 |
1–10 ротация | 1,73 | 1,92 | 1,85 | 0,19 0,12 |
| Предшественник – пшеница | |||
1–5 ротация | 2,09 | 2,15 | 2,15 | 0,06 0,06 |
5–10 ротация | 1,50 | 1,60 | 1,67 | 0,10 0,17 |
1–10 ротация | 1,80 | 1,88 | 1,92 | 0,08 0,12 |
* От применения N42Р48. ** От применения N24 Р30 +4,8 т навоза. | ||||
Несмотря на достаточное количество тепла, света и осадков, климат юга Амурской области характеризуется рядом неблагоприятных особенностей, отрицательно влияющих на рост и развитие сои [14-17]. Так, результаты опытов показали, что при количестве выпавших осадков и среднесуточной температуре в мае-сентябре, близких к среднемноголетним показателям, средняя урожайность сои составила 2,02-2,08 т/га. В этот период роста урожайности от внесения удобрений не отмечено (табл. 2).
Табл. 2. Урожайность (т/га) сои при длительном применении удобрений, в среднем за 1963–2017 гг.
Характеристика погодных условий, количество лет | Контроль (без удобрений) | N42Р48 | N24Р30 + 4,8 т навоза | Отклонение от контроля* |
Количество выпавших осадков и среднесуточная температура в мае-сентябре, близкие к среднемноголетним показателям – соответственно 423 мм и 16,4 ºС (12 лет) |
2,02 |
2,05 |
2,08 |
0,03 0,05 |
Теплые и влажные, осадков на 50-100 мм выше нормы, температура – на 0,7-1,2 ºС (14 лет) |
1,73 |
1,80 |
1,80 |
0,07 0,07 |
Сухие и теплые, осадков на 50-100 мм ниже нормы, температура – на 0,7-1,2 ºС выше нормы (16 лет) |
1,76 |
1,76 |
1,85 |
0 0,11 |
Холодные и влажные, осадков на 50–100 мм ниже нормы, температура – на 0,5-0,7 (8 лет) |
1,44 |
1,54 |
1,62 |
0,10 0,18 |
*См. примечание к табл. 1. | ||||
В теплые годы при выпадении осадков выше и ниже нормы урожайность сои в контрольном варианте снизилась на 13–14%, а в холодные и влажные – на 30%. В холодные и влажные годы применение органо-минеральной системы удобрений способствовало ее увеличению относительно контроля на 0,18 т/га. Следовательно, наряду с предшественником, погодные условия вегетационных периодов играют важную роль в формировании повышенной урожайности сои при применении удобрений.
Данные об отзывчивости сортов сои на удобрение представлены в табл. 3. Ранее [18] мы выяснили, что на гидротермические условия и содержание подвижных форм фосфора в почве в большей степени отзываются сорта сои Соната (R=0,92), Салют 216 (R=0,86), Амурская 310 (R=0,82), в меньшей – ВНИИС 1 (R=0,63), Янтарная (R=0,60) и Лидия (R=0,37), которые обеспечивают сравнительно высокий уровень реализации потенциала сорта. Длительное применение системы удобрений в посевах с использованием только минеральных удобрений способствовало повышению относительно контроля урожайности среднеспелых сортов сои на 0,06-0,14 т/га. При замене эквивалентно дозы минеральных удобрений полуперепревшим навозом урожайность возрастала на 0,05-0,20 т/га. При этом показатель реализации потенциальной урожайности увеличивался по сравнению с контролем на 2-7 % у среднеспелых сортов и оставался неизменным у скороспелого сорта.
Табл. 3. Урожайность сои, в среднем за годы возделывания сорта
Сорт сои, количество лет возделывания | Урожайность, т/га | Реализация потенциала сорта, % | ||||
контроль (без удобрений) | N42Р48 | N24Р30 + 4,8 т навоза | контроль (без удобрений) | N42Р48 | N24Р30 + 4,8 т навоза | |
Салют 216 (8 лет) | 1,44 | 1,50 | 1,49 | 56 | 58 | 58 |
Амурская 310 (8 лет) | 1,72 | 1,86 | 1,92 | 58 | 62 | 64 |
Янтарная (9 лет) |
2,01 |
2,10 |
2,16 |
85 |
89 |
91 |
ВНИИС 1 (7 лет) |
2,04 |
2,17 |
2,24 |
70 |
74 |
77 |
Лидия (10 лет) |
2,04 |
2,04 |
2,03 |
67 |
67 |
67 |
Таким образом, из эколого-агрохимических факторов на урожайность зерна сои в большей мере влияют удобрения. Лучший результат получен при размещении посевов сои после пшеницы. Урожайность культуры в контроле была на 0,07 т/га выше, чем при выращивании ее после однолетних трав, при этом по количеству лет уровень 1,8-2,0 т/га повторялся на 16% чаще. Максимальная прибавка относительно контроля (0,17 т/га) получена при длительном внесении органо-минеральной системы удобрений под сою, возделываемую после пшеницы. Применение этой системы удобрений обеспечило устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям, особенно в холодные и влажные годы, что способствовало увеличению урожайности сои на 0,18 т/га. Наиболее отзывчивыми на внесение удобрений были среднеспелые сорта сои: прибавка урожая зерна составила 0,05-0,20 т/га относительно контроля, а реализация потенциальной урожайности возросла на 2-7 % .
About the authors
V. T. Sinegovskaya
All-Russian Scientific Research Institute of Soybean
Author for correspondence.
Email: valsin09@gmail.com
academician of RAS
Russian Federation, 675027, Amur region, Blagoveshchensk, Ignatievskoe shosse, 19E. T. Naumchenko
All-Russian Scientific Research Institute of Soybean
Email: valsin09@gmail.com
candidate of agricultural sciences
Russian Federation, 675027, Amur region, Blagoveshchensk, Ignatievskoe shosse, 19References
- Система земледелия Амурской области: производственно-практический справочник / Под общей ре-дакцией П.В. Тихончука. – Благовещенск: Изд-во ДальГАУ, 2016. – 570 с.
- Синеговская В.Т., Асеева Т.А. Инновационные разработки для решения задач импортозамещения // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. – 2018. – № 2. – С. 24–37.
- Делаев У.А. Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиоти-ческой и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях Предкавказья: дис… д-ра с.-х. наук. – Грозный, 2012.– 397 с.
- Посыпанов Г.С. Соя в Подмосковье: сорта северного экотипа для Центрального Нечерноземья и техно-логия их возделывания // СОИСАФ. – М.: Изд-во РГАУ – МСХА им. К.А.Тимирязева, 2007. – 200 с.
- Технология и комплекс машин для производства зерновых культур и сои в Амурской области: коллек-тивная научная монография / ВНИИ сои, ДальНИИМЭСХ. – Благовещенск: Изд-во «Агромаксинформ», 2001. – 134 с.
- Ferreras L. Effect of organic amendments on some physical, chemical and biological properties in a horticul-tural soil // Bioresource Technology. – 2006. – V. 97. – P. 635–640.
- Nayak D.R. Long-term application of compost influences microbial biomass and enzyme activities in a tropical Aeric Endoaquept planted to rice under flooded condition // Soil Biology & Biochemistry. – 2007. – V. 39. – P. 1897–1906.
- Никитишен В.И., Личко В.И. Эффективность прямого действия и последействия длительного примене-ния удобрений на серой лесной почве // Агрохимия. – 2011. – № 1. – С.11-19.
- Серая Т.М., Богатырева Е.Н., Мезенцева Е.Г., Бирюкова О.М. Влияние систем удобрения на продук-тивность севооборота и изменение агрохимических показателей дерново-подзолистой легкосуглини-стой почвы // Агрохимия. – 2011. – № 11. – С. 17-24.
- Лазарев В.И. Отзывчивость сельскохозяйственных культур на отдельные виды минеральных удобрений и их сочетания в длительном стационарном опыте // Агрохимия. – 2017. – № 2. – С. 28–33.
- Кошкин Е.И. Физиология устойчивости сельскохозяйственных культур. – М: Дрофа, 2010. – 638 с.
- Кобозева Т.П. Научно-практические основы интродукции и эффективного возделывания сои в Нечер-ноземной зоне Российской Федерации: автореф. дис… д-ра. с.-х. наук. – Орёл, 2007. – 38 с.
- Посыпанов Г.С. Белковая продуктивность бобовых культур при симбиотрофном и автотрофном типах питания азотом.: автореф. дис. на соиск. учён. ст. докт. с.-х. наук. – Л., 1983. –50 с.
- Практикум по агрометеорологии / В.А. Сенников [и др.]. – М.:Колос, 2006. – 216 с.
- Степанова В.М. Биоклиматология сои. – М.: Гидрометеоиздат, 1972. – 124 с.
- Стёпкина Р.Н. Эффективность систематического применения удобрений в севообороте на луговых черноземовидных почвах Приамурья / Отв. ред. А.И. Каземова. – Благовещенск: Изд-во ДальГАУ, 2001. – С. 20–25.
- Синеговская В.Т. Посевы сои в Приамурье как фотосинтезирующие системы. – Благовещенск: Изд-во «Зея», 2005. –120 с.
- Наумченко Е.Т., Малашонок А.А. Агроэкологические условия формирования урожайности сои в сево-обороте // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. – 2016. – № 6. – С. 27–29.
Supplementary files
