Інкрустація — ефективний захід підвищення продуктивності сої
Завдяки діяльності азотфіксуючих бактерій соя накопичує азот та є добрим попередником для інших культур. Проте, попри такі важливі та унікальні переваги, соя в господарствах ще не набула значного поширення. Однак у виробничих умовах урожайність сої, на жаль, не досягла високого рівня, що свідчить про недостатнє вивчення особливостей технології її вирощування і не повною мірою використання її біологічних особливостей.
Стабільного виробництва зерна сої можна досягти завдяки підвищенню продуктивності даної культури шляхом подальшого вдосконалення і впровадження елементів адаптивних технологій вирощування для найповнішого використання потенціалу інтенсивних сортів. Питання наукового обгрунтування технологій вирощування сої наразі є актуальним і перспективним напрямом розв’язання цієї проблеми. Розширення площ посіву сої змінить структуру культур у сівозміні, вирішить проблему добрих попередників, покращить баланс азоту в грунті та підвищить його родючість.
Першочерговим завданням в реалізації потенційної продуктивності сої є ефективне використання всього комплексу агротехнічних заходів та оптимальної системи живлення. Продуктивність посівів сої залежить від наявності елементів живлення в грунті та забезпечення вчасного надходження їх у основні фази росту і розвитку рослин. Відомо, що для формування 100 кг насіння соя засвоює 7,2–10,0 кг азоту, 1,7–4,0 — фосфору та 2,2–4,4 кг калію. Навіть за такої великої потреби в елементах живлення ця культура дещо менше реагує, порівняно з іншими рослинами, на внесені добрива. Це зумовлено високою азотфіксуючою здатністю рослин сої завдяки симбіозу з бульбочковими бактеріями, які забезпечують її потреби в азоті на 70–80% і мають підвищену здатність до засвоєння важкорозчинних сполук фосфору та інших елементів живлення.
У сучасних умовах за максимального ресурсо- та енергозбереження внесення мінеральних добрив під сою набуває особливого значення. Це обумовлює пошук нових шляхів найраціональнішого використання туків під цю культуру. Отже, виникає необхідність визначення оптимальних і економічно обгрунтованих норм внесення мінеральних добрив впродовж вегетації.
Використання мінеральних добрив
Одним із важливих факторів впливу на підвищення продуктивності сої є використання мінеральних добрив. Для сільськогосподарських рослин життєво необхідними вважаються 20 хімічних елементів: вуглець, водень, кисень — ці елементи рослини одержують із води та повітря, шість макроелементів із грунту — азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірка та мікроелементи — бор, мідь, цинк, молібден, залізо, марганець, кобальт, хлор, натрій, нікель, кремній. На думку деяких дослідників, до мікроелементів необхідно долучити також йод, фтор, селен, літій та ін. Якщо нині про макроелементи вже зібрано значну кількість наукової інформації, то цього, на жаль, ще не можна сказати про мікроелементи, та попри це вони відіграють важливу роль у життєдіяльності рослин. Мікродобрива в рослинах виконують роль каталізаторів і активно прискорюють біохімічні та фізіологічні процеси, є регуляторами окислювально-відновлювальних процесів та обміну речовин. Вони входять до складу великої кількості ферментів, які приймають активну участь у біохімічних реакціях синтезу, обміну та розпаду органічних речовин. Взаємозв’язок макро- і мікроелементів позитивно впливає на процеси фотосинтезу, сприяє збільшенню кількості хлорофілу в листках рослин.
За результатами багатьох проведених досліджень, встановлено позитивний їхній вплив на здатність рослин адаптуватись до несприятливих погодних умов. Завдяки цьому зростає посухостійкість рослин та їхня толерантність до збудників бактеріальних, грибних та вірусних хвороб. Культурні рослини використовують, в першу чергу, ті елементи живлення, які найнеобхідніші в даній фазі розвитку. Недостатня їхня кількість призводить до значного зниження рівня продуктивності сільськогосподарських культур, суттєвого порушення обміну речовин та перебігу фізіологічних і біологічних процесів.
Для раціонального застосування добрив слід враховувати азотфіксуючу здатність сої та під час обробки насіння обов’язково використовувати бактерії, що фіксують азот з повітря. Таким чином майже повністю вирішуються потреби сої в даному макроелементі. Проте за посушливих умов літа процеси нітрифікації проходять значно повільніше або навіть повністю згасають. Тож якщо такі умови триватимуть довго, потреба в азоті зростатиме, особливо за наявності на поверхні грунту пожнивних решток, для розкладу яких мікроорганізмам потрібна додаткова кількість азоту, яку вони використовують із грунтових запасів. Отже, можливе виникнення дефіциту мінеральних форм цього макроелемента слід враховувати під час розробки системи удобрення. З цією метою для активації проходження даного мікробіологічного процесу потрібно застосувати незначну кількість азоту в межах 8–10 кг д. р. на кожну тонну пожнивних решток. Тому під час проведення сівби під сою слід вносити цю незначну кількість азоту, але за умови, що її не було внесено восени разом із комплексними добривами. Разом із тим, також слід звернути увагу на забезпеченість сої рухомими формами фосфору, оскільки соя вимоглива до елементів живлення, що знаходяться у мінімальній кількості в чорноземах звичайних.
Важливим фактором, який суттєво стримує ріст і розвиток продуктивності сої, є рівень забезпеченості фосфором, який приймає активну участь у розвитку кореневої системи та сприяє інтенсивному поділу клітин меристичних тканин, зосереджених у точках росту. Частково розв’язати проблему забезпеченості рослин сої фосфором на ранніх етапах її онтогенезу можливо шляхом проведення передпосівної інкрустації насіння, з уведенням до складу бакової суміші водорозчинного монофосфату калію. Це вирішить надходження сполук фосфору в ранні стадії розвитку та покращить стартові можливості росту і розвитку рослин сої.
Засвоєння фосфору
Рослини сої починають засвоювати фосфор за появи перших корінців, при цьому різко зменшується надходження фосфорних сполук із сім’ядолей. У рослинах сої фосфор міститься в органічних і мінеральних речовинах, входить до складу вітамінів, ферментів, фосфатидів, фітину, ліпоїдів. Важливу роль даний елемент відіграє під час перебігу процесів синтезу білка, росту та розмноження. За дефіциту цього макроелемента порушуються фізіологічні функції, затримуються фази розвитку і росту рослин, особливо цвітіння та дозрівання. Листя при цьому набуває темно-зеленого або фіолетового відтінку, на краях з’являється відмерла тканина бурого кольору. До значного посилення дефіциту фосфору призводять зниження температури та вологості грунту, особливо в початкові фази розвитку рослин сої.
Для повнішої реалізації генетичного потенціалу сучасних сортів і подальшого зростання продуктивності недостатньо лише одних макроелементів. Тому для кожної сільськогосподарської культури необхідно підібрати свої індивідуальні мікродобрива, щоб вони були близькими до хімічного складу зерна та відповідали необхідному співвідношенню у складі рослини. Як відомо, мікроелементи — це не просто залучені із грунту супутні компоненти, вони є важливою складовою фітогормонів, ферментів та інших біологічно активних речовин, без яких неможливий нормальний розвиток рослин. Мікроелементи відіграють важливу роль, тому їх досить часто називають головними елементами життя. Вони в рослинному організмі є активаторами та каталізаторами і підвищують активність багатьох ферментів, що життєво необхідні в регулюванні всіх процесів. Основна їхня роль — зв’язувати в ланки фермент із субстратом. Навіть за невеликої кількості їх поглинання рослинами із грунту вони за значимістю у формуванні врожаю прирівнюються до макроелементів. Тому досить часто за високого рівня використання макроелементів виникає гострий дефіцит у мікроелементах, лімітується подальше їхнє споживання, що призводить до уповільнення перебігу фізіологічних процесів у рослин. Задля запобігання цьому необхідно підвищити вміст рухомих форм мікроелементів.
У грунтах нашої країни наявність мікроелементів досить різна. Навіть багаті на поживні речовини чорноземи Лісостепу та Степу можуть мати низький вміст практично всіх мікроелементів, а особливо це відмічається на сильно- і середньоеродорованих схилових землях. Тому практично на всіх орних землях та під всі сільськогосподарські культури не зайвим буде використання мікродобрив для подальшого зростання їхньої продуктивності.
Для бобових культур, у том числі і для сої, необхідно достатнє надходження молібдену. Це пов’язано з тим, що кількість засвоєного азоту бульбочковими бактеріями бобових культур значною мірою, залежить від рівня молібденового живлення рослин. Дія молібдену обумовлена не тільки збільшенням кількості бульбочок на коріннях бобових рослин, але й відновленням нітратів до аміаку.
Молібден
Приймає активну участь у фіксації молекулярного азоту бобовими рослинами в симбіозі з бульбочковими бактеріями, прискорює початкові механізми проростання насіння, сприяє синтезу хлорофілу, бере участь в окислювально-відновних процесах, синтезі вітамінів, білків та обміні фосфорних сполук. Симптоми дефіциту виявляються у світло-зеленому або жовтуватому забарвленні рослин.
Кобальт
Значно посилює азотфіксуючу здатність бульбочкових бактерій, підвищує інтенсивність росту та прискорює розвиток рослин, покращує якість вирощеної продукції.
Бор
Мікроелемент, який постійно необхідний рослинам впродовж всієї вегетації, активізує поділ і ріст клітин, має сильний вплив на вуглеводний та білковий обмін. Особливо впливає на ріст і розвиток кореневої системи та репродуктивних органів. За борної нестачі порушуються ріст і розвиток азотфіксуючих бульбочкових бактерій, знижується рівень фіксації азоту з повітря, уповільнюється живлення рослин. Недостатня його кількість призводить до зниження продуктивністі сільськогосподарських культур, погіршення якості одержаної продукції.
Мікродобрива, в першу чергу застосовують на грунтах з низьким вмістом їхніх рухомих форм. Для виявлення дефіциту мікродобрив необхідно провести обстеження грунтів. Бажано враховувати біологічні особливості культури, яку вирощують, хімічний склад зерна, за якого можливо визначити необхідні мікродобрива та розрахувати оптимальні норми їхнього використання під час передпосівної інкрустації насіння. До того ж слід чітко знати і розуміти процеси, що проходять від початку проростання насіння до сходів та у наступні фази розвитку рослин.
Найефективнішим способом використання мікродобрив є передпосівна обробка насіння. Інкрустація насіння — це важливий елемент у ресурсо- та енергозберігаючої технології вирощування сої. Проте даному питанню приділяється ще мало уваги, крім того, не враховуються біологічні особливості цієї бобової культури та її потреби у вологі й теплі, що зумовлює спрощення елементів технології вирощування і зниження її продуктивності.
Інкрустація — це технологічний процес нанесення тонкого шару із плівкоутворюючої речовини на поверхню насіння, до якої додають стимулятори росту, мікроелементи, фунгіциди, інсектициди. На початку розвитку рослин, навіть за сприятливих умов, через відсутність розвинутої кореневої системи сходи потерпають від нестачі мікро- та макроелементів, що послаблює їхню імунну систему і збільшує ризик враження шкідниками та, особливо, хворобами. Важливу роль відіграє інкрустація як засіб захисту плівкою травмованих ділянок насіння, при цьому зростають енергія проростання та схожість.
Такий метод підготовки насіння повинен бути складовою інтенсивної технології вирощування сільськогосподарських культур. Цей захід дає змогу одержати додатково 15–20% врожаю зернових культур, у тому числі кукурудзи — 8–12%. Тому виникла необхідність у розробці і удосконаленні цього агрозаходу під час передпосівної підготовки насіння сої.
На Ерастівській дослідній станції Інституту сільського господарства степової зони НААН вивчалась ефективність використання мікродобрив під час інкрустації насіння сої. Інкрустацію проводили перед сівбою. Мікроелементи вводять до складу оболонок з урахуванням потреб сої за результатами попереднього агрохімічного обстеження грунту, що дає можливість підвищити врожайність цієї культури. Посівний матеріал обробляли препаратом Антистрес (200 г/т) і сумішшю, складовими якої були такі компоненти: комплексонати металів молібдену і бору (по 100 г/т кожного) з плівкоутворювачем Марс ЕL (200 г/т) та протруйником Гранівіт (2,5 л/т). Необхідні норми мікроелементів для інкрустації насіння встановлено експериментальним шляхом у лабораторних дослідах. Для знищення бур’янів застосовували гербіцид Харнес під передпосівну культивацію в нормі 2 л/га.
У степовій зоні досить часто навесні мають місце складні погодні умови — зокрема нерідко відмічають швидке наростання середньодобової температури повітря. Тому на час настання оптимальних строків сівби в грунті не завжди вдається зберегти достатню кількість продуктивної вологи, внаслідок чого надто складно отримати повноцінні та дружні сходи. Через біологічні властивості та різноякісність насіння культури період проростання триває досить довго, що залежить від енергії проростання та реакції рослин на несприятливі умови вирощування. При цьому рослини розвиваються нерівномірно, що призводить до зниження врожаю. Для підвищення польової схожості насіння сільськогосподарських культур у науково-дослідних установах випробовують значну кількість рістрегулюючих і біологічно активних препаратів та мікроелементів для обробки насіння на предмет виявлення їхньої ефективності. За результатами наших досліджень, досить важливу роль у підвищенні енергії проростання та схожості відіграє інкрустація насіння.
Вплив інкрустації на польову схожість насіння
Важливим показником одержання дружних і повноцінних сходів є польова схожість насіння. Позитивний вплив мікроелементів за передпосівної інкрустації насіння спостерігають уже на початкових етапах завдяки активації ферментів, що підвищує енергію проростання і збільшує схожість насіння. Як наслідок на два-три дні раніше з’являються сходи, прискорюється розвиток рослин, що обумовлює формування більш життєздатних та адаптованих агроценозів до дії факторів довкілля. Так, за період проведення досліджень на контрольних ділянках без використання допосівної інкрустації проросло лише 79,5% насіння сої.
Застосування протруйника Гранівіт (2,5 л/т) з плівкоутворювачем
Марс ЕL сприяло незначному (4,2%) збільшенню кількості пророслого насіння. Використання тільки препарату Антистрес, що містить калій фосфорнокислий (легко-розчинне добриво) та плівкоутворювач, забезпечило підвищення схожості на 6,0–6,4% порівняно з контролем. Інкрустація насіння сої препаратом Антистрес з молібденом, бором та сумісно з протруйником сприяла підвищенню польової схожості на 10,8–11,8%.
Густота стояння є важливим показником розміщення рослин, що визначає площу їхнього живлення та умови росту і розвитку. Результати обліку густоти рослин у період повних сходів сої показали, що посіви сформували різну їхню кількість залежно від досліджуваних препаратів. Так, на контролі густота стояння становила майже 350 тис./га, за обробки протруйником із плівкоутворювачем вона зросла на 6,8%, а сумісне використання за інкрустації насіння препаратом Антистрес з молібденом, бором та протруйником забезпечило формування більшої густоти стояння рослин сої на 11,6–12,6% порівняно з контрольними ділянками.
Використання мікроелемента молібдену зумовило не тільки збільшення кількості бульбочок азотфіксуючих бактерій на коренях сої, але й посилило відновлення нітратів до аміаку, що, своєю чергою, знизило непродуктивні втрати азоту, підвищило коефіцієнт його застосування цією культурою.
Одержані дані біометричних показників рослин сої вказують на те, в яких умовах впродовж вегетації вони росли і розвивалися. Аналіз біометричних показників рослин показав, що допосівна інкрустація насіння позитивно впливає на ростові процеси сої впродовж вегетації. Отримані біометричні показники свідчать про покращання умов росту і розвитку рослин сої під впливом цього фактора.
Так, рослини сої під час цвітіння на контрольних ділянках мали висоту 42,9 см, а за застосування плівкоутворювача Марс ЕL разом із протруйником — 44,7 см. Завдяки використанню плівкоутворювача, комплексонатів металів бору або молібдену та протруйника під час підготовки насіння до сівби висота рослин сої збільшилась до 46,5–46,8 см.
Найбільшу висоту рослини сої формували на ділянках, де насіння перед сівбою було оброблене плівкоутворювачем, препаратом Антистрес та комплексонатами металів молібдену і бору з протруйником — 47,0–49,0 см.
Вплив інкрустації на формування листкової поверхні
Відомо, що фотосинтетична діяльність агроценозу є важливим показ-ником формування врожаю. Своєю чергою, важливим кількісним показником фотосинтетичної діяльності посіву є площа асиміляційної листкової поверхні. Проведений облік площі асиміляційної листкової поверхні показав, що ці показники суттєво залежали від інкрустації насіння. Посіви сої на контрольних ділянках (без інкрустації) сформували асиміляційну площу листя всього лише 21,7 тис. м2/га, а за застосування плівкоутворювача Марс ЕL з протруйником вона збільшилась до 26,2 тис. За використання для інкрустації препарату Антистрес асиміляційна поверхня зростала до 27,5 тис. м2/га. Найбільшу асиміляційну поверхню (33,7 тис. м2/га) формували посіви сої за інкрустації насіння препаратом Антистрес з комплексонатами металів молібдену і бору та протруйником.
Мікродобрива та азотфіксація
Під впливом дії мікроелемента молібдену різко зросла фіксація атмосферного азоту у азотобактера, порівняно з контролем, а завдяки бору краще відбувалося проростання пилку, знизилось опадання квіток та посилився рівень формування репродуктивних органів. У результаті позитивного комплексного впливу цих двох мікроелементів та препарату Антистрес, який посилив ріст кореневої системи, урожайність насіння сої, порівняно із контролем, зросла на 0,36 т/га. Позитивні зміни стосовно урожайності насіння сої тісно корелювали з такими біометричними показниками, як висота рослин, кількість бобів та насіння в них порівняно з контролем.
Використання такого ефективного заходу, як інкрустація насіння, позитивно вплинула на складові морфологічної структури врожаю сої. Проведений аналіз її показав, що рослини сої за кращих умов для росту і розвитку формували більшу кількість гілок, бобів та насіння в них.
Використання комплексу мікродобрив дає змогу підвищити пряму дію та післядію внесених мікроелементів, збільшити врожай, покращити якість одержаної продукції та знизити витрати на її виробництво.
За застосування хімічних засобів знищення бур’янів за весь період досліджень найбільшу продуктивність (2,18 т/га) рослин сої спостерігали під час використання для інкрустації насіння препарату Антистрес та комплексонатів металів у хелатній формі — молібдену і бору разом із протруйником.
Завдяки комплексному позитивному впливу двох мікроелементів у хелатній формі (Мо і В) та препарату Антистрес разом з протруйником посіви сої за сприятливих умов щодо зволоження сформували найвищий урожай — 31,1 т/га, що на 18,2% перевищувало показники контрольних ділянок.
Цей агрозахід повинен стати важливим елементом ресурсо- та енергоощадної технології вирощування сої. Враховуючи позитивний вплив на рослини мікроелементів завдяки інкрустації насіння, необхідно широко впроваджувати цей малозатратний та ефективний захід у всіх господарствах. Передпосівна інкрустація насіння має бути обов’язковим агротехнічним заходом із використання бакового розчину, до складу якого входять мікродобрива в хелатній формі, ефективний прилипач та протруйник. За використання такої бакової суміші норму витрати протруйника знижують на 20–30% від рекомендованої. При цьому не відбувається зниження захисної дії протруйника від патогенної мікрофлори.
За різних погодних умов упродовж всіх років досліджень найкращий врожай насіння (2,18 т/га) формували посіви сої за використання для інкрустації посівного матеріалу препарату Антистрес (200 г/т) і комплексонатів металів молібдену, бору (100 г/т кожного) та протруйника Гранівіт (2,5 л/т) або його аналогів.
С. Артеменко, канд. с.-г. наук,
С. Крамарьов, д-р с.-г. наук,
Інститут сільського господарства степової зони НААН