Влияние норм высева семян на урожайность зерна гороха в условиях Предуральской степи Республики Башкортостан
В последние годы многие страны мира пытаются увеличить ресурсы пищевого и кормового белка путем расширения производства зернобобовых культур. В России и Республике Башкортостан среди этих культур наибольшее распространение получил горох. Однако, несмотря на высокую хозяйственную ценность гороха, объемы его производства растут очень медленно, что связано с нестабильной урожайностью и недостаточной разработанностью технологии возделывания.
На формирование урожайности гороха большое влияние оказывает обеспеченность растений минеральными веществами, теплом и влагой. Данные параметры зависят как от почвенно-климатических условий зоны возделывания, так и от сроков посева и норм высева. Посев гороха в благоприятные сроки дает возможность растениям наиболее эффективно использовать запасы почвенной влаги. Благодаря правильно подобранным нормам высева создается оптимальная площадь питания растений, что позволяет им максимально реализовать свой генетический потенциал продуктивности. При этом как увеличение нормы высева, так и их уменьшение может привести к снижению урожайности гороха, поскольку в загущенных посевах растения испытывают дефицит света, влаги и минерального питания, а в изреженных угнетаются из-за зарастания сорняками.
В агротехнике гороха ряд проблем всё еще остается нерешенным. Так, с повышением культуры земледелия и внесением в Государственный реестр селекционных достижений новых сортов возникает необходимость уточнения норм высева семян и сроков посева гороха. Такие важные вопросы, как влияние полевой всхожести семян на густоту всходов, количество сохранившихся к уборке растений и плодоносящих стеблей, а также влияние густоты стояния растений перед уборкой на величину урожая зерна гороха в условиях Республики Башкортостан, практически не изучались. В связи с этим стояла задача восполнить данные пробелы в агротехнике этой культуры.
Цель исследования заключалась в изучении влияния разных норм высева на урожайность и определении оптимальных норм высева семян новых сортов гороха в условиях Республики Башкортостан. Были поставлены основные задачи:
• изучить процесс формирования урожая зерна гороха при разных нормах высева (0,8, 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га);
• исследовать влияние полевой всхожести семян гороха на густоту всходов, число сохранившихся к уборке растений и плодоносящих стеблей;
• оценить влияние густоты стояния растений перед уборкой на величину урожая зерна гороха.
Материал и методы исследования
Исследования проводились в 2017–2020 гг. на опытном поле Чишминского селекционного центра по растениеводству Башкирского НИИСХ УФИЦ РАН, расположенном в Предуральской степи Республики Башкортостан. Почва опытного участка представлена карбонатным черноземом с pH = 6,9–7,0. Содержание гумуса в пахотном слое — 8,2%, кальция — 5,7%, общего азота — 0,4%, обменного и водорастворимого калия и окиси фосфора — соответственно, 42,0 мг и 23,6 мг на 100 г почвы.
Погодные условия в годы проведения исследования были различными по температурному режиму и влагообеспеченности, что характерно для климата Предуральской степной подзоны Республики Башкортостан. По сумме осадков и активных температур за вегетационный период благоприятными оказались 2017 г. (ГТК = 0,85) и 2020 г. (ГТК = 1,30), засушливыми — 2018 г. (ГТК = 0,52) и 2019 г. (ГТК = 0,67).
Объектом исследования послужили сорта гороха Чишминский 95, Чишминский 229, Памяти Хангильдина, Памяти Попова. Категория семян — ОС. Отбор проб проводили в соответствии с ГОСТ 12036-85, лабораторную всхожесть семян определяли по ГОСТ 12038-84, энергию прорастания — по ГОСТ 10968-88, массу 1000 семян — по ГОСТ 12042-80.
Опыты закладывались в шестикратной повторности. Предшественник — озимая пшеница. Учетная площадь делянки — 25 м2. Способ высева — обычный рядовой. Нормы высева — 0,8, 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га. Посев проводили селекционной сеялкой СН-10Ц в начале мая. Глубина заделки семян — 7–8 см.
Агротехника на опытных посевах — общепринятая для Предуральской степной подзоны Республики Башкортостан. Оценку всходов, фенологические наблюдения, учет урожая семян гороха проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Математическую обработку данных осуществляли методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову.
Результаты и обсуждение
Полевая всхожесть оказывает значительное влияние на формирование таких элементов структуры урожая, как густота всходов, количество сохранившихся к уборке растений и продуктивность стеблестоя. У гороха с повышением полевой всхожести увеличивается не только число взошедших растений, но и число сохранившихся к уборке растений и плодоносящих стеблей. Через эти показатели элементов структуры урожая полевая всхожесть оказывает свое влияние на урожайность данной культуры.
Полевую всхожесть семян принято выражать в процентах взошедших растений от числа высеянных семян. В исследованиях полевая всхожесть семян колебалась значительно сильнее лабораторной. При одной и той же лабораторной всхожести семян полевая всхожесть была различной и зависела от метеорологических условий, складывающихся в поле в межфазный период «посев — всходы». Поэтому прогнозировать величину этого показателя на основе данных о лабораторной всхожести крайне трудно. Так, в среднем за 2017–2020 гг. полевая всхожесть была ниже лабораторной при норме высева 0,8, 1,0, 1,2, 1,4 мл шт. всхожих семян на 1 га у сорта Чишминский 95, соответственно, на 3,1, 2,0, 3,0, 4,5%, у сорта Чишминский 229 — на 2,0, 2,4, 2,5, 2,6%, у сорта Памяти Хангильдина — на 3,2, 3,0, 3,8, 4,6%, у сорта Памяти Попова — на 1,9, 2,4, 2,8, 3,3%.
По нашим данным, в среднем за годы исследования энергия прорастания была ниже лабораторной всхожести семян у сорта Чишминский 95 на 4,1%, у сорта Чишминский 229 — на 4,6%, у сортов Памяти Хангильдина и Памяти Попова — на 4,3% (табл. 1).
В опытах снижения полевой всхожести семян с увеличением нормы высева от 0,8 до 1,0 млн шт. всхожих семян на 1 га практически не наблюдалось. Как видно из данных (табл. 1), в среднем за годы исследования полевая всхожесть у сорта Чишминский 95 при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га составила 95%, при норме высева 1,0 млн шт. всхожих семян на 1 га — 96%, у сорта Чишминский 229 при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га — 96,3%, при норме высева 1,0 млн шт. всхожих семян на 1 га — 96,0%, у сорта Памяти Хангильдина при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га — 95,0%, при норме высева 1,0 млн шт. всхожих семян на 1 га — 95,0%, у сорта Памяти Попова при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га — 96,3%, при норме высева 1,0 млн шт. всхожих семян на 1 га — 96,0%. Некоторое снижение полевой всхожести семян при увеличении нормы высева свыше 1,2 млн шт. всхожих семян на 1 га объясняется, по-видимому, взаимным угнетением растений из-за недостатка влаги.
Так, в наших опытах полевая всхожесть семян при норме высева 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га у сорта Чишминский 95 составила 93,6%, у сорта Чишминский 229 — 95,7%, у сорта Памяти Хангильдина — 93,6%, у сорта Памяти Попова — 95,0%. Таким образом, норма высева семян гороха на полноту всходов практически не влияла. Полевая всхожесть семян зависела от агротехнических, почвенных и погодных условий. Также на данный показатель оказывало влияние качество семенного материала: кондиционность по всхожести, энергия прорастания, крупность, выравненность семян, степень травмированности, пораженность болезнями и вредителями.
Не все взошедшие растения доживают до созревания семян, часть из них погибают из-за неблагоприятных погодных условий, поражения болезнями и вредителями. Выпадение растений в период вегетации — достаточно распространенное явление. Их выживаемость зависит от полевой всхожести семян и сохранности растений в течение вегетационного периода. Показатели выживаемости растений гороха приведены в таблице 2.
Как видно из данных (табл. 2), с увеличением густоты посева возрастал процент выпадения растений, а с уменьшением — отмечались более высокие показатели выживаемости растений. В среднем за 2017–2020 гг. гибель всходов у сорта Чишминский 95 при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га составила 2,9%, при норме высева 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га — соответственно, 4,3, 4,6, 7,3%, у сорта Чишминский 229 при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га — 4,1%, при норме высева 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га — соответственно, 5,4, 5,4, 7,6%, у сорта Памяти Хангильдина при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га — 1,6%, при норме высева 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га — соответственно, 3,4, 3,9, 5,8%, у сорта Памяти Попова при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га — 4,1%, при норме высева 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га — соответственно, 4,3, 4,5, 6,2%.
В среднем за 2017–2020 гг. выживаемость растений была высокой и в зависимости от нормы высева составила от 86,3 до 92,1% у сорта Чишминский 95, от 88,1 до 92,2% у сорта Чишминский 229, от 87,8 до 93,4% у сорта Памяти Хангильдина, от 88,8 до 92,2% у сорта Памяти Попова. Наиболее высокая выживаемость у гороха была отмечена в благоприятные для роста и развития 2017 г. и 2020 г. Некоторое снижение выживаемости растений при увеличении нормы высева свыше 1,2 млн шт. всхожих семян на 1 га, особенно в засушливый 2019 г., вероятно, было связано с их взаимным угнетением (конкуренцией) из-за недостатка элементов питания и дефицита влаги.
Таким образом, исследование показало, что на полевую всхожесть и выживаемость растений гороха большое влияние оказывают температурный режим и количество осадков в предпосевной период, а также в периоды от посева до всходов и от всходов до созревания. Резкое отклонение погодных условий от нормы в это время негативно влияет на полевую всхожесть семян и выживаемость растений гороха.
Густота стояния растений определяется числом взошедших и сохранившихся к уборке растений. В опытах густота стояния растений гороха перед уборкой и их выживаемость находились в положительной связи с урожайностью зерна (r = 0,853). Увеличение числа сохранившихся к уборке растений и повышение их выживаемости у всех изученных нами сортов сопровождались повышением урожайности (табл. 2).
Из данных (табл. 2) видно, что разные условия влагообеспеченности, освещенности и питания растений гороха, обусловленные различными нормами высева семян, оказали значительное влияние на урожайность. Наибольшая прибавка урожая зерна была получена при норме высева 1,2 млн шт. всхожих семян на 1 га и составила, соответственно, 0,34, 0,32 т/га у листочковых сортов Чишминский 95, Чишминский 229 и 0,31, 0,41 т/га — у усатых сортов Памяти Хангильдина, Памяти Попова. Изменение нормы высева семян влияло на урожайность зерна у всех изученных нами сортов гороха. Установлено, что при повышении нормы высева с 0,8 до 1,2 млн шт. всхожих семян на 1 га их урожайность возрастает. Дальнейшее увеличение нормы высева до 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га приводит к некоторому снижению урожая зерна: у сорта Чишминский 95 — на 0,1 т/га, Чишминский 229 — на 0,09 т/га, Памяти Хангильдина — 0,04 т/га, Памяти Попова — 0,08 т/га по сравнению с нормой высева 1,2 млн шт. всхожих семян на 1 га.
Фенологические наблюдения и полевые оценки показали, что при повышенных нормах высева семян гороха их созревание происходит дружнее и равномернее, чем на посевах с нормами высева 0,8, 1,0 млн шт. всхожих семян на 1 га. Это объясняется тем, что на посевах с пониженными нормами высева количество мелких семян увеличивается за счет большего числа бобов в верхних ярусах. Анализ структуры урожая показал, что при повышении нормы высева с 0,8 до 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га у сортов Чишминский 95, Чишминский 229, Памяти Хангильдина и Памяти Попова произошло уменьшение числа бобов на растении с 4,03 ± 0,28 до 2,64 ± 0,17, с 4,22 ± 0,25 до 2,96 ± 0,18, с 4,01 ± 0,22 до 2,54 ± 0,15, с 4,17 ± 0,23 до 2,81 ± 0,19 шт. соответственно, числа семян в бобе — с 3,76 ± 0,25 до 3,22 ± 0,20, с 3,54 ± 0,19 до 3,11 ± 0,18, с 3,90 ± 0,23 до 3,51 ± 0,19, с 4,52 ± 0,29 до 4,25 ± 0,25 шт. соответственно, массы 1000 семян — с 215,6 ± 9,5 до 205,7 ± 7,1, с 227,4 ± 11,6 до 218,1 ± 10,1, с 226,5 ± 11,1 до 212,0 ± 9,5, с 206,6 ± 7,2 до 194,7 ± 7,7 г соответственно (табл. 3).
Установлено, что снижение продуктивности растений при повышенных нормах высева семян компенсировалось увеличением числа растений на единицу площади, в результате чего урожайность повышалась. Увеличение нормы высева до 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га привело к некоторому снижению урожая зерна из-за уменьшения продуктивности отдельных растений гороха.
По нашим наблюдениям, более загущенные посевы гороха значительно лучше подавляли сорняки. Так, в среднем за 2017–2020 гг. в посевах сорта Чишминский 95 при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га количество сорняков составило 133,3 ± 6,5 шт/м2, при норме высева 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га — 130,8 ± 5,9, 124,6 ± 5,0, 106,2 ± 4,8 шт/м2 соответственно, в посевах сорта Чишминский 229 при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га — 135,0 ± 6,3 шт/м2, при норме высева 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га — 127,5 ± 5,7, 120,1 ± 5,2; 102,8 ± 4,6 шт/м2 соответственно, в посевах сорта Памяти Хангильдина при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га — 140,6 ± 7,0 шт/м2, при норме высева 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га — 133,3 ± 6,3, 128,4 ± 5,1, 110,7 ± 4,9 шт/м2 соответственно, в посевах сорта Памяти Попова при норме высева 0,8 млн шт. всхожих семян на 1 га — 137,5 ± 6,7 шт/м2, при норме высева 1,0, 1,2, 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га — 130,0 ± 5,8, 125,2 ± 5,3, 107,1 ± 4,7 шт/м2 соответственно (табл. 3). Однако следует отметить, что при сильной засоренности почвы большое количество сорняков развивается при любой густоте посева. Поэтому основными способами борьбы с сорняками в посевах гороха являются боронование (довсходовое, послевсходовое) и применение гербицидов. Проведенные опыты и наблюдения подтвердили, что оптимальное сочетание густоты стояния растений и их озерненности отмечается при норме высева 1,2 млн шт. всхожих семян на 1 га. На таких посевах все изученные нами сорта гороха характеризовались наибольшей урожайностью зерна.
Выводы
Установлено, что полевая всхожесть семян оказывала значительное влияние на полноту всходов, число сохранившихся к уборке растений и продуктивность стеблестоя, а через них и на величину урожая. Полевая всхожесть семян зависела от комплекса климатических, агротехнических и почвенных условий. Чем больше эти условия соответствовали потребностям прорастающих семян, тем выше была их полевая всхожесть, причем наиболее важную роль играл уровень агротехники. Так, соблюдение рекомендованных агротехнических приемов — основное условие повышения полевой всхожести семян. Определение оптимальных норм высева семян должно производиться только с учетом их лабораторной всхожести. Так, в большинстве случаев семена с высокой лабораторной всхожестью показывали более высокую полевую всхожесть.
Густота стояния растений перед уборкой определяется числом всходов и их выживаемостью. По результатам исследований при увеличении каждого из этих показателей число растений перед уборкой возрастало. Число сохранившихся растений перед уборкой оказывало значительное влияние на величину урожая. Высокие и стабильные урожаи зерна горох формирует при ранних сроках посева (в конце апреля — начале мая) с нормой высева 1,2 млн шт. всхожих семян на 1 га, что обусловлено снижением засоренности посевов на 8,1–1,1% по сравнению с минимальной нормой высева, лучшим сочетанием массы семян с одного растения и числа растений на единицу площади. Увеличение нормы высева до 1,4 млн шт. всхожих семян на 1 га в условиях Республики Башкортостан приводило к снижению продуктивности гороха на 0,4–1,0 ц/га по сравнению с нормой высева 1,2 млн шт. всхожих семян на 1 га.
Об авторах
Фирзинат Аглямович Давлетов, кандидат сельскохозяйственных наук, Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства — обособленного структурного подразделения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, ул. Рихарда Зорге, 19, Уфа, 450059, Россия
davletovfa@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-7421-869Х
Карина Петровна Гайнуллина, кандидат сельскохозяйственных наук:
• Институт биохимии и генетики — обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, пр-т Октября, 71/1Е, Уфа, 450054, Россия;
• Опытная станция «Уфимская» — обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, ул. Тополиная, 1, с. Чернолесовский, Уфимский район, Республика Башкортостан, 450535, Россия
karina28021985@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0001-6246-1214
УДК 633.358:631.53.048 DOI: 0.32634/0869-8155-2023-370-5-72-77
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
