Бутенко А.О. Сортові особливості формування урожаю соняшнику в умовах Північно-Східної України

summary

СТАН ПРОБЛЕМИ ТА АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

На підставі аналізу літературних джерел вітчизняних та зарубіжних дослідників з питань сортового добору, оптимальних параметрів площі живлення, строків сівби, системи удобрення соняшнику обгрунтовано необхідність проведення досліджень за темою дисертаційної роботи. Проаналізовано сучасні положення щодо особливостей формування продуктивності соняшнику за різного сортового складу і умов вирощування, визначено мету і завдання досліджень.

УМОВИ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводились в зернопольовій сівозміні навчально-дослідного господарства Сумського національного аграрного університету. Грунт дослідного поля – переважно чорнозем типовий потужний малогумусний вилужений середньосуглинковий. Реакція грунтового розчину близька до нейтральної – рН 6,5, загальний вміст гумусу 4%. Вміст легкогідролізованого азоту – 9,0 мг/кг, рухомих форм фосфору та обмінного калію – 14,0 і 6,7 мг/кг, відповідно. Грунтові води залягають на глибині 8-10 м.

Навчально-дослідне господарство знаходиться у другому агрокліматичному районі Сумської області, який характеризується помірним кліматом: літо тепле зі значною кількістю опадів, зима не дуже холодна, з відлигами. Середня багаторічна сума активних температур становить 2530 ^оС. Середньобагаторічна температура повітря за вегетаційний період соняшнику (травень-вересень) – 16,6 ^оС. За період від сходів до стиглості соняшнику кількість опадів становить 308,2 мм.

Метеорологічні умови в роки проведення досліджень істотно відрізнялися.

Вегетаційний період 2001 року характеризувався невеликою кількістю опадів та підвищеною температурою повітря. Опадів випало на 42,5% менше норми, а середньодобова температура повітря була на 2,1 ^оС вища норми. В цілому вегетаційний період можна охарактеризувати як сухий (близький до нього – помірносухий).

Вегетаційний період 2002 року був вологим та відносно прохолодним. Сума опадів складала 362 мм, що на 17,5% вище середньобагаторічної норми, а середньодобова температура повітря була на 0,8 ^оС нижчою середньобагаторічної. В цілому вегетаційний період 2002 року можна охарактеризувати як помірновологий (подібні умови вологого року).

Вегетаційний період 2003 року характеризувався помірним тепловим режимом. Кількість опадів та температура повітря були близькими до середньобагаторічних – 265 мм і 16,4 ^оС. За метеорологічними даними рік був близьким до середньостатистичного.

Польові досліди закладали рендомізованим способом. Попередник – кукурудза на силос. Повторність чотириразова. Площа елементарної облікової ділянки складала 28,0 м². Агротехніка –рекомендована для виробничих умов зони (крім тих варіантів, що вивчались).

Досліди проводились на сортах та гібридах різних груп стиглості: гібриди Красень, Харківський 49 – група з періодом вегетації до 100 днів; гібрид Ной, сорт Прометей – група з періодом вегетації 100-110 днів; гібриди Запорізький 28, Одеський 122, сорти Харківський 3, Постолянський – група з періодом вегетації більше 110 днів.

Відповідно до завдань досліджень були закладені 3 досліди.

1. Визначено вплив фактора густоти рослин з варіантами – 55, 60, 65, 70, 75, 85 тис./га.

2. Для визначення впливу строків сівби сорти і гібриди висівали у два строки:

1)   ранній, коли середньодобова температура грунту на глибині 10 см досягала 6-8 ⁰С (у роки досліджень цей період наставав з 10 квітня і тривав до 18 квітня);

2)   рекомендований для соняшнику в північно-східній частині Лісостепової зони при температурі грунту 10-12 ⁰С на тій же глибині (у роки досліджень цей період наставав з 25 квітня і тривав до 5 травня).

3. Для вивчення впливу мінеральних добрив на продуктивність соняшнику дослідження проводили за такою схемою:

1)      контроль – фон (попередник кукурудза на силос, розміщена по удобрених зернових);

2) фон + N₄₅P₆₀K₆₀ (розрахункова доза добрив на заплановану врожайність насіння   соняшнику – 3,0 т/га).

Мінеральні добрива вносили під культивацію у формі рідких комплексних добрив (РКД). Передпосівний обробіток грунту складався з ранньовесняного боронування та передпосівної культивації.

Обліки, вимірювання, супутні спостереження проводили у відповідності до методик проведення польових досліджень, згідно з методикою державного сортовипробування сільськогосподарських культур (Доспєхов Б.А., 1985; Волкодав В.В., 2000).

Лабораторну схожість насіння визначали за ГОСТом 12038-84. Масу 1000 насінин визначали за ГОСТом 12042-80. Вологість насіння – за ГОСТом 12041-82. Лушпинність насіння – за ГОСТом 10855-64. Вміст олії в насінні визначали на апараті Сокслета за ГОСТом 10857-64 (Молостов А.С., 1966; Волкодав В.В., 2000). Урожайність насіння розраховували на 12% вологість та 100% чистоту (Мойсейченко В.Ф., 1985).

Економічну ефективність з вивчення впливу густоти рослин, строків сівби та мінеральних добрив на продуктивність соняшнику визначали в цінах, які існували на рік закінчення досліджень.

Статистичні опрацювання результатів дослідів проводили методами дисперсійного аналізу, парних кореляцій, парної та множинної регресії. При цьому використовували пакети прикладних програм Statgraphics, Microsoft Excel.

ГУСТОТА СТОЯННЯ РОСЛИН ТА ПРОДУКТИВНІСТЬ СОРТІВ І ГІБРИДІВ СОНЯШНИКУ

Умови середовища й агротехнічні фактори впливають на формування врожаю соняшнику, в першу чергу, через зміну конкурентних ситуацій в посівах, які значною мірою залежать від густоти стояння рослин та рівномірності їх розподілу на площі.

Відповідно до завдань дисертаційної роботи протягом 2001-2003 років вивчали реакцію сортів і гібридів соняшнику різних груп стиглості на густоту рослин 55, 60, 65, 70, 75, 85 тис./га. За результатами проведених досліджень встановлено, що рівень впливу фактора густоти рослин на основні кількісні та якісні показники визначався особливостями погодних умов у роки проведення досліджень та генотипом рослин.

У соняшнику існує досить тісна кореляційна залежність між тривалістю вегетаційного періоду, загальною фітомасою і масою урожаю. При цьому загальна фітомаса рослин соняшнику, в основному, визначається висотою та діаметром стебла. Для кожного генотипу встановлена критична межа загущення, після якої відзначаються непропорційні зміни показників вегетативної сфери (ефект “витягування за світлом”). Найбільш варіабельними показниками були висота рослин та площа листкової поверхні. Вплив густоти стояння рослин на зміну значень цих показників збільшувався у помірновологі роки та на варіантах у груп генотипів з періодом вегетації 100-110 днів і більше, змінюючись від 74,3 до 81,2%.

Фактор густоти рослин мав статистично суттєвий вплив і на зміну значень показників площі листкової поверхні. Тенденція до збільшення площі листкової поверхні посіву за рахунок густоти рослин спостерігалася у гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів (Красень, Харківський 49) від 55 до 70 тис.росл./га та від 65 до 70 тис. росл./га – у сортів і гібридів з періодом вегетації більше 110 днів (Харківський 3, Постолянський, Запорізький 28, Одеський 122). Стабілізація показника відбувалася за рахунок зменшення площі листкової поверхні окремих рослин.

Найбільш стійкими до зміни рівня густоти рослин були генотипи групи з періодом вегетації до 100 днів, які збільшували площу листкової поверхні посіву без статистично суттєвих змін висоти рослин при густоті від 55 до 70 тис. росл./га у помірновологі та в близькі до середньорічних за кількістю опадів роки. Верхня межа густоти рослин генотипів груп з періодом вегетації до 100 днів та більше 110 днів складала 65 тис. росл./га, знижуючись до 50 тис. росл./га в помірновологі та близькі до середньостатистичних роки.

Вплив густоти рослин соняшнику на зміну значень показника розміру суцвіття в середньому становив 90,3%, практично не змінюючись за роками. Статистично суттєве зменшення діаметра кошика на градієнті було відзначено при густоті 70 і 85 тис. росл./га. При цьому відносні показники зміни діаметра кошика максимально проявлялись у гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів і становили 20,0%, тоді як у сортів і гібридів групи з періодом вегетації 100-110 днів та більше 110 днів, відповідно, 17,2 та 16,6%. Значення коефіцієнта кореляції для цього показника варіювали в межах 0,84-0,91.

Менш варіабельним показником була маса 1000 насінин, значення якого значною мірою контролюється генетичними механізмами. Загущеність рослин від 55 до 70 тис./га призводила до збільшення значень показника у гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів на 6,1-7,5% і навпаки, зменшення – у сортів і гібридів групи з періодом вегетації 100-110 днів та більше 110 днів на 8,2-18,3%. Густота посіву 70 тис.росл./га була оптимальною для гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів, за максимальною масою 1000 насінин. Це пояснюється, перш за все, оптимальною площею живлення, що в свою чергу послаблювало конкуренцію між рослинами за основні фактори життя.

Основним параметром, що визначає відповідність умов вирощування вимогам виробництва є кількість основного врожаю. Аналіз урожайності насіння на варіантах досліду за роками дозволив виявити різницю щодо реакції сортів і гібридів соняшнику різних груп стиглості на фактор густоти стояння рослин, особливо в роки, які суттєво відрізнялися від середньостатистичних за кількістю опадів та сумою позитивних температур. Для гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів збільшення густоти від 55 до 70 тис. росл./га, в середньому, супроводжувалося підвищенням урожайності на 4,0-9,0%, у сортів і гібридів групи з періодом вегетації 100-110 днів та більше відзначалося збільшення та стабілізація значень урожайності при густоті 60, 65 тис. росл./га. Статистично суттєве зниження урожайності було відзначено при густоті рослин 75 тис./га для гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів у всі роки досліджень і 65 тис. росл./га – для груп з періодом вегетації 100-110 днів та більше 110 днів у роки з високою вологозабезпеченістю та пониженим рівнем показника суми позитивних температур.

Аналіз показника олійності насіння виявив значні коливання на градієнті густоти. При збільшенні густоти стояння рослин від 55 до 70 тис./га спостерігалося варіювання значень різниці мінімального й максимального показника олійності насіння: у групі з періодом вегетації до 100 днів – від 1,9 до 2,5%, 100-110 днів – 0,6-1,2%, більше 110 днів – 0,4-0,8%. При густоті рослин     85 тис./га – у гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів цей показник підвищувався до 2,0-4,6%, у групі з періодом вегетації більше 110 днів навпаки знижувався – від 0,2 до 3,3%.

У посушливі роки вміст олії був вищим на 3,0-3,7%, ніж у роки, які характеризувались оптимальним та надмірним рівнем зволоження. Це негативно впливало на сорти і гібриди з більш тривалим вегетаційним періодом (більше 110 днів). Олійність насіння на варіантах істотно змінювалась у гібридів: Запорізький 28, Харківський 49, Красень, які неоднозначно реагували на фактор густоти рослин, тоді як у решти сортів і гібридів на ділянках досліду спостерігалася тенденція до зниження показника олійності насіння при підвищенні густоти рослин.

Основним показником продуктивності соняшнику є вихід насіння і олії з одиниці площі, який залежить від продуктивності окремих рослин та в цілому посівів. У залежності від тривалості вегетаційного періоду сорти та гібриди по-різному реагували на зміну густоти стояння рослин.

Абсолютні показники урожайності насіння при густоті 55, 60 тис. росл./га в середньому становили: для гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів – 2,78-2,86 т/га, для сорту і гібриду групи з періодом вегетації 100-110 днів – 2,63-2,7 т/га, для сортів і гібридів групи з періодом вегетації більше 110 днів – 2,64-2,7 т/га; при густоті рослин 65, 70 тис./га – 2,92-3,03; 2,63-2,59; 2,65-2,55 т/га, відповідно; при густоті рослин 75, 85 тис./га – 2,29-1,55; 1,86-1,58; 2,0-1,53 т/га, відповідно. Найбільш стійкими до зміни рівня густоти стояння рослин були гібриди Харківський 49 і Красень. Найбільш стабільну, за роками, урожайність насіння мали сорти Постолянський і Харківський 3 та гібрид Ной при густоті 60 тис. росл./га. Критичний рівень загущення становив: для гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів – 75 тис. росл./га, сортів і гібридів груп з періодом вегетації 100-110 та більше 110 днів – 70 тис. росл./га.

ВПЛИВ СТРОКІВ СІВБИ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ СОРТІВ І ГІБРИДІВ СОНЯШНИКУ

За результатами досліджень, спрямованих на вивчення характеристик сортів і гібридів за їх придатністю до ранніх строків сівби, виявлено, що генотипи мали як індивідуальні, так і групові прояви реакції на комплексний фактор раннього посіву. Реакція на ранній строк посіву більш суттєво проявлялась у роки, які характеризувалися відхиленням від середньостатистичного як у напрямі збільшення, так і зменшення температури вегетаційного періоду та кількості опадів.

Найбільш стабільні ознаки параметрів вегетативної та генеративної сфери мали гібриди групи з періодом вегетації до 100 днів. За роками та при різних строках посіву значення цих показників змінювались несуттєво (2,0-3,4%). Генотипи групи з періодом вегетації до 100 днів за помірних та посушливих умов проявляли стабільні характеристики щодо інтенсивності наростання маси вегетативних органів. У роки з надмірною кількістю опадів сорти і гібриди груп з періодом вегетації 100-110 днів та більше при зміщенні строків сівби відзначались інтенсивним ростом вегетативних органів і збільшенням значень параметрів генеративної сфери. Вплив фактора раннього строку сівби практично не залежав від групових особливостей генотипу і  по-різному проявлявся у нерівнозначні за кількістю опадів роки. Було виявлено, що при зміщенні строків сівби на більш ранні більшість досліджуваних генотипів мали подібну норму реакції й зменшували вміст олії в насінні. Зниження показників було більш істотним у посушливі та помірновологі роки досліджень, менш вираженим – у середньостатистичні.

Найбільш стійкими до зміщення строків сівби, за показником вмісту олії, були гібриди групи з періодом вегетації до 100 днів, де досліджувані показники варіювали за роками несуттєво. За умов раннього посіву сорт і гібрид групи з періодом вегетації 100-110 днів характеризувались зниженням значень цього показника в помірновологі роки. У межах групи з періодом вегетації більше 110 днів сорти Постолянський та Харківський 3 виявляли індивідуальну реакцію в помірновологі та близькі до середньостатистичних роки, їх показники олійності насіння підвищувалися на 0,5-1,5%, тоді як групові – знижувалися.

Вплив фактора раннього строку сівби по-різному проявлявся в роки з різними погодними умовами та в залежності від природи генотипу. Гібриди групи з періодом вегетації до 100 днів забезпечували збільшення врожаю в порівнянні з другим строком сівби (надалі – з контролем) від 0,3 до 0,42 т/га. Проте, у роки з неадекватними погодними умовами збільшення врожаю було статистично несуттєвим. У середньому, для груп генотипів з періодом вегетації 100-110 днів та більше 110 днів, за роки досліджень спостерігалося зниження продуктивності в порівнянні з контролем. Статистично суттєве збільшення врожаю за всі роки досліджень (0,31 т/га) забезпечував лише гібрид Ной. У межах групи з періодом вегетації більше 110 днів індивідуальну реакцію на фактор раннього строку сівби проявляли сорти Постолянський і Харківський 3, у яких відзначалося підвищення врожайності насіння, особливо в помірновологий рік, на 0,21-0,32 т/га.

На основі фенологічних спостережень встановлено, що ранній посів супроводжувався зниженням польової схожості насіння, в порівнянні з контролем, у середньому на 5,5%. Зміна значень показника залежала від умов року і практично не залежала від генотипу. Максимальне зниження показника польової схожості насіння на 8,3% відмічено у помірновологі та посушливі роки. У помірновологі роки зниження показника варіювало в межах 4,4% (порівняно з контролем). Ранній строк сівби супроводжувався підвищенням рівня ураженості хворобами рослин соняшнику в середньому на 6,2%. При цьому для гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів, у середньому, – на 6,5%; сорту й гібриду групи з періодом вегетації 100-110 днів – на 4,5%; сортів і гібридів групи з періодом вегетації більше 110 днів – на 5,5%. Індивідуальні особливості генотипів у межах груп були несуттєвими.

ВПЛИВ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ СОРТІВ І ГІБРИДІВ СОНЯШНИКУ

Результати наших дослідів показали, що генотипи мали різну норму реакції на фактор мінерального забезпечення, що проявлялося у зміні значень як вегетативної, так і генеративної сфери рослин. Вплив фактора суттєво змінювався в залежності від погодних умов року.

Норма реакції гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів на фактор розрахункової дози добрив проявлялась у статистично суттєвому збільшенні висоти рослин у помірновологі роки (14,6%). Генотипи з періодом вегетації 100-110 днів за цих умов характеризувалися неістотними змінами морфологічних ознак рослин (3,4%). У групі з періодом вегетації більше 110 днів на ділянках з добривами відзначалося суттєве збільшення їх висоти в помірновологі роки (12,4%). Нашими дослідженнями встановлено, що рівень впливу мінеральних добрив на зміну господарсько-цінних ознак також був статистично значущий. Відзначено виражену норму реакції на фактор мінерального живлення у сортів групи з періодом вегетації більше 110 днів, що проявлялося істотним збільшенням значень показників генеративної сфери рослин у помірновологі та близькі до середньостатистичних роки (17,8%).

На фоні рекомендованої дози мінеральних добрив відзначено найбільш інтенсивне підвищення значень олійності насіння в посушливих умовах у гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів та сортів групи з періодом вегетації більше 110 днів. При середньому для групи значенні 49,3%, у сортів Постолянський та Харківський 49 вони складали – 50,3; 49,8%, відповідно. Проведеними дослідженнями встановлено, що внесення оптимальної дози мінеральних добрив, у порівнянні з контролем, збільшує врожайність насіння сортів і гібридів соняшнику в середньому на 0,27 т/га.

Для гібридів групи з періодом вегетації до 100 днів внесення рекомендованої дози добрив забезпечувало збільшення врожаю в середньому на 0,34 т/га. При цьому збільшення було статистично суттєвим у всі роки досліджень. Генотипи групи з періодом вегетації 100-110 днів характеризувалися статистично значущим підвищенням показника врожайності насіння (0,24 т/га) лише у середньостатистичні та помірновологі роки. Сорти і гібриди з періодом вегетації більше 110 днів забезпечували збільшення врожаю на 0,29 т/га.

У посушливі та середньостатистичні роки збільшення врожаю складало 0,24-0,27 т/га, тоді як у помірновологі роки збільшення було несуттєвим і коливалося в межах 0,2-0,23 т/га. При цьому, на ділянках з розрахунковою дозою мінеральних добрив, відзначалося підвищення рівня ураженості органів рослин (стебла, кошики) сортів і гібридів з періодом вегетації більше 110 днів білою та сірою гнилями в середньому на 3,0-5,1%, а також спостерігалося подовження періоду технологічної стиглості на 3-5 днів.

Таким чином, статистично суттєве збільщення врожаю після внесення добрив було зафіксоване в посушливі роки в гібридів Запорізький 28 (0,33 т/га), Харківський 49 (0,32 т/га), сорту Харківський 3 (0,28 т/га); у роки, близькі до середньостатистичних – Харківський 49       (0,26 т/га); у помірновологі – Харківський 49 (0,36 т/га), Красень (0,29 т/га).

ПРОЯВ ГЕНЕТИЧНОГО ТА БІОЛОГІЧНОГО ПОТЕНЦІАЛУ СОРТІВ І ГІБРИДІВ СОНЯШНИКУ РІЗНИХ ГРУП СТИГЛОСТІ

Сучасні сорти та гібриди соняшнику створені на великому селекційному матеріалі, часто із залученням міжвидової гібридизації. Результатом цього є виражена різниця у вимогах до умов вирощування, яка не може бути реалізована діленням на групи для конкретних зон вирощування за тривалістю вегетації. Застосування стандартних (прийнятих для зони) технологій вирощування культури дозволяє отримувати посередні результати з різким коливанням урожайності в різні роки. Це ставить отримання високого врожаю в залежність не лише від дотримання технології вирощування, а й від рівня відповідності сорту погодним умовам року.