Formation of agrophytocenoses and soybean productivity using fertilizers and stimulants

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The purpose of the studies is to increase the productivity of soybean crops in the formation of agrophytocenoses with the use of fertilizers and stimulants. Field experiments were carried out in May 2022-2023 in the fodder crop rotation of the Korma research laboratory of the Department of Crop Production and Agriculture, Samara SAU. The soil of the test site is chernozem, ordinary residual carbonate medium-weight heavy-carbonaceous (humus content up to 4-8%), pH – 5.8. Humidification is natural. The repetition of the experience is four times. The norm for sowing soybean seeds was 750 thousand /ha. The seeding was carried out by the AMAZONE seeder D9-25 in an ordinary way. Cleaning was carried out separately during the full ripeness phase. Three-factor experience included: 1) Background (factor A): Control (no fertilization); with fertilizer application together with N5P13K13 sowing. 2) Zoned varieties for this zone (factor B): Samer 1, Samer 2, Samer 4. 3) Crop treatments, which were carried out by phases with the following preparations and norms: Megamix system preparations (during the branching and budding phase – Megamix-Profi 0.7 l/ha + Boron 0.3 l/ha; Nitrogen (N) 0.5 l/ha + Potassium (K) 0.7 l/ha) and Vytanoll (Vytanoll NP 0.2 l/ha + Novosil 0.2 l/ha; in the budding phase – Vytanoll PK 0.2 l/ha + Novosil 0.2 l/ha + Vytanoll wetting agent 0.5 l/ha; in the bean formation phase – Vitanoll MICRO 0.5 l/ha + Novosil 0.2 l/ha + Vitanoll wetting agent 0.5 l/ha). All stimulants used had a positive effect on the formation of soy agrophytocenosis. The use of Megamix and Vytanoll systems with crop culture and vegetation treatments had a significant impact on biometric indicators of plants. The maximum yield was obtained against the background with the application of fertilizers N5P13K13 and treatment with Megamix system preparations on the Samer 1 variety – 1.55 t/ha, Samer 4 – 1.54 t/ha on average for two years.

Full Text

Соя занимает особое место среди зернобобовых культур, по площади возделывания среди бобовых культур соя на первом месте в мире. Благоприятное сочетание питательных веществ позволяет широко возделывать сою как пищевое, кормовое и техническое растение [2, 3]. В сравнении со всеми остальными полевыми культурами пищевые и кормовые ценности сои определяются высоким содержанием белка – до 55 %, масла – до 27 %, углеводов – до 30 %, а также витаминов А, В, С, Д, Е, ряда ферментов и минеральных солей кальция, магния, калия, фосфора. По содержанию и качественному составу белков соя превосходит все сельскохозяйственные культуры [7, 8, 10].

В последние годы одним из перспективных направлений управления продукционным процессом агроценозов сельскохозяйственных культур является применение удобрений и стимуляторов роста [12, 13]. Урожайность формируется под влиянием конкретных почвенно-климатических условий и элементов технологии выращивания. Известно, что для повышения продуктивности сои необходимо разрабатывать и внедрять новые технологии возделывания, которые включают перспективные сорта, удобрения и эффективные приемы использования стимуляторов роста с макро- и микроудобрениями, которые позволят получать высокие урожаи зерна с высоким качеством продукции [5, 9, 11].

Цель исследований – повышение продуктивности посевов сои при формировании агрофитоценозов с применением удобрений и стимулирующих препаратов.

Задачи исследований оценить динамику прироста надземной массы и накопление сухого вещества, биометрические показатели и урожайность сои при применении удобрений и стимулирующих препаратов.

Материал и методы исследований. Полевые опыты закладывались в мае 2022-2023 гг. в кормовом севообороте научно-исследовательской лаборатории «Корма» кафедры «Растениеводство и земледелие» Самарского ГАУ. Почва опытного участка – чернозем обыкновенный остаточно-карбонатный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый (содержание гумуса до 4-8 %), рН – 5,8. Увлажнение естественное. Площадь делянки под вариант составила 55 м2. Общая площадь опытного участка 1 га. Вариантов в опыте 18, повторность четырехкратная. Норма высева семян сои составила 750 тыс. шт./га. Посев проводился в мае сеялкой AMAZONE D9-25 рядовым способом. Уборка проводилась поделяночно в фазу полной спелости. Исследования проводились по методике полевого опыта Б. А. Доспехова [4].

Трехфакторный опыт включал в себя:

1. Контроль (без внесения удобрений) (А)

1.1. Без обработки посевов (В)

Контроль, без обработок

1.1.1…1.1.3. – сорта (С)

1.1.1. Самер 1

1.1.2. Самер 2

1.1.3. Самер 4

1.2. Обработка посевов препаратами системы Мегамикс

Мегамикс Профи 0,7 л/га + Бор 0,3 л/га – фаза 3-5 листа

Мегамикс Профи 0,7 л/га + Бор 0,3 л/га – фаза бутонизации

Азот (N) 0,5 л/га + Калий (К) 0,7 л/га – фаза образования бобов

1.2.1…1.2.3. – сорта

1.3. Обработка посевов препаратами системы Витанолл

Витанолл NP 0,2 л/га + Новосил 0,2 л/га – фаза 3-5 листа

Витанолл PK 0,2 л/га + Новосил 0,2 л/га + Витанолл смачиватель 0,5 л/га – фаза бутонизации

Витанолл MICRO 0,5 л/га + Новосил 0,2 л/га + Витанолл смачиватель 0,5 л/га – фаза образования бобов

1.3.1…1.3.3. – сорта

2. Внесение удобрений N10P26 K26

2.1. Без обработки посевов

2.1.1…2.1.3. – сорта

2.2. Обработка посевов препаратами системы Мегамикс

Мегамикс Профи 0,7 л/га + Бор 0,3 л/га – фаза 3-5 листа

Мегамикс Профи 0,7 л/га + Бор 0,3 л/га – фаза бутонизации

Азот (N) 0,5 л/га + Калий (К) 0,7 л/га – фаза образования бобов

3.2.1…2.2.3. – сорта

2.3. Обработка посевов препаратами системы Витанолл

Витанолл NP 0,2 л/га + Новосил 0,2 л/га – фаза 3-5 листа

Витанолл PK 0,2 л/га + Новосил 0,2 л/га + Витанолл смачиватель 0,5 л/га – фаза бутонизации

Витанолл MICRO 0,5 л/га + Новосил 0,2 л/га + Витанолл смачиватель 0,5 л/га – фаза образования бобов

2.3.1…2.3.3. – сорта.

Мегамикс – минеральное удобрение с высоким содержанием микроэлементов и мезоэлементов, которое помогает усиливать процессы азотофиксации, восполнять недостаток биогенных микроэлементов в период вегетации, повышает эффективность фотосинтеза, дыхания и ростовых процессов, способствует повышению урожайности и качества продукции. Мегамикс содержит: микроэлементы, г/л: бор (B) – 1,7, медь (Cu) – 12, цинк (Zn) – 11, марганец (Mn) – 2,5, молибден (Mo) – 1,7, кобальт (Co) – 0,5, селен (Se) – 0,06; мезоэлементы, г/л: железо (Fe) – 2,0, магний (Mg) – 17; макроэлементы, г/л: – азот (N) – 2,5, сера (S) – 25 [1].

Витанолл является витаминизированным удобрением, который восполняя дефицит макро- и микроэлементов в растениях. Обладает стимулирующими и антиоксидантными свойствами за счет присутствия в составе витаминов: аскорбиновой кислоты (0,01-0,05%), янтарной (0,1-0,2 %) и гуминовых кислот (0,05-0,1 %).

Витанолл NP содержит: азот (N) 9-12%, фосфор (P) 28-30%, микроэлементы – магний, марганец, сера, цинк, бор, молибден.

Витанолл PK содержит: фосфор (P) 13-16%, калий (К) 16-20%, микроэлементы – магний, марганец, сера, цинк, бор, молибден.

Витанолл MICRO – жидкое комплексное удобрение (содержит, г/л: магний – 20, сера – 25, марганец – 20, цинк – 20, железо – 5, медь – 2, бор – 2, молибден – 1).

Новосил – стимулятор роста, обладающий росторегулирующим и фунгицидным действием, повышает всхожесть семян, увеличивает сопротивляемость растений неблагоприятному климатическому воздействию, повышает рост урожайности до 25%. По составу представляет 5-10 % водную эмульсию солей тритерпеновых кислот (абиесоновой и абиесоловой), экстрагированных из пихтовой коры и хвои [6].

Результаты исследований. Установлено, что на характер прироста надземной массы оказывают влияние удобрения и применение препаратов. Так, в контроле (без внесения удобрений) к фазе образования бобов соя накапливала 2540,0…2662,0 г/м2, при применении – 2866,0…3141,0 г/м2. При обработке посевов препаратами системы Мегамикс прирост надземной массы составил 2811,0…2901,0 г/м2 и 3074,0…3202,0 г/м2 (табл. 1).

Следовательно, характер накопления надземной массы существенно зависит от применения удобрений и обработки посевов стимулирующими препаратами.

 

Таблица 1. Динамика прироста надземной массы сои, в среднем за 2022-2023 гг., г/м2

Доза

внесенных

удобрений

Обработка

по

вегетации

Сорт

Фаза развития

3-5

листа

бутонизация

образование

бобов

Контроль (без внесения удобрений)

Контроль (без обработки)

Самер 1

635,5

1461,0

2540,0

Самер 2

858,0

1644,0

2763,0

Самер 4

665,5

1490,0

2662,0

Система Мегамикс

Самер 1

731,0

1545,0

2844,0

Самер 2

936,0

1646,0

2901,0

Самер 4

739,0

1628,0

2811,0

Система Витанолл

Самер 1

726,5

1557,5

2742,0

Самер 2

969,0

1633,5

2886,0

Самер 4

723,0

1669,0

2756,5

Внесение N5P13K13

Контроль (без обработки)

Самер 1

786,0

1615,0

2866,0

Самер 2

979,0

1804,0

3096,0

Самер 4

914,0

1697,0

3141,0

Система Мегамикс

Самер 1

900,0

1712,0

3074,0

Самер 2

1030,0

1833,5

3325,0

Самер 4

1016,0

1808,0

3218,0

Система Витанолл

Самер 1

917,0

1708,0

3057,0

Самер 2

1049,0

1868,0

3265,0

Самер 4

1025,5

1905,0

3313,0

 

Накопление сухого вещества не увеличивалось с приростом надземной массы.

На контроле (без внесения удобрений) по всем сортам и обработкам от фазы 3-5 листьев до фазы образования бобов накопление сухого вещества возрастало от 148,2 до 916,8 г/м2, на фоне с внесением N5P13K13 от 203,3 до 1031,0 г/м2 (табл. 2).

 

Таблица 2. Динамика накопления сухого вещества сои, в среднем за 2022-2023 гг., г/м2

Доза внесенных удобрений

Обработка по вегетации

Сорт

Фаза развития

3-5 листа

бутонизация

образование бобов

Контроль

(без

внесения

удобрений)

Контроль

(без

обработки)

Самер 1

148,2

430,9

750,1

Самер 2

217,3

467,0

883,8

Самер 4

162,8

435,2

856,0

Система

Мегамикс

Самер 1

192,4

472,1

822,2

Самер 2

244,2

577,5

916,8

Самер 4

196,7

508,3

909,3

Система

Витанолл

Самер 1

178,6

474,8

796,7

Самер 2

251,2

577,9

881,3

Самер 4

190,0

497,5

848,8

Внесение

N5P13K13

Контроль

(без

обработки)

Самер 1

203,3

571,1

916,6

Самер 2

253,4

606,8

1009,5

Самер 4

242,4

497,6

952,1

Система

Мегамикс

Самер 1

240,5

600,4

958,1

Самер 2

278,3

614,3

1031,0

Самер 4

275,0

531,4

972,6

Система

Витанолл

Самер 1

233,9

603,6

954,8

Самер 2

276,8

620,6

1009,7

Самер 4

279,2

544,1

981,1

 

Стимулирующие препараты оказали положительное влияние на данный показатель, так наибольшее накопление сухого вещества получено в фазу образования бобов на фоне с внесением удобрений N5P13K13 при обработке препаратами системы Мегамикс на сорте Самер 2 – 1031,0 г/м2, что существенно выше накопления сухого вещества в контроле (без внесения удобрений).

Структура урожая определялась по показателям: количество бобов на одном растении, количество семян в одном бобе и масса 1000 семян. Оценка влияния удобрений и стимулирующих препаратов позволяют выявить ряд особенностей формирования продуктивности сои (табл. 3).

 

Таблица 3. Структура урожая сои, в среднем за 2022-2023 гг.

Доза

внесенных

удобрений

Обработка

по

вегетации

Cорт

Кол-во

растений,

шт./м2

Кол-во

бобов

на одном

растении,

шт.

Кол-во

семян

в одном

бобе,

шт.

Масса

1000

семян, г

Контроль

(без

внесения

удобрений)

Контроль

(без

обработки)

Самер 1

45,4

16,1

1,6

137,01

Самер 2

38,9

13,2

1,7

135,68

Самер 4

48,1

14,7

1,4

137,84

Система

Мегамикс

Самер 1

46,3

16,7

1,7

140,13

Самер 2

39,9

14,7

1,8

142,83

Самер 4

49,2

16,7

1,5

139,27

Система

Витанолл

Самер 1

46,3

16,6

1,6

139,98

Самер 2

39,0

14,9

1,7

143,68

Самер 4

49,7

16,4

1,7

143,01

Внесение

N5P13K13

Контроль

(без

обработки)

Самер 1

47,8

16,4

1,7

147,05

Самер 2

40,6

14,9

1,7

146,45

Самер 4

50,6

16,2

1,7

150,01

Система

Мегамикс

Самер 1

48,0

17,7

1,7

153,87

Самер 2

41,6

16,0

1,8

147,41

Самер 4

52,1

18,3

1,8

152,25

Система

Витанолл

Самер 1

48,5

16,9

1,7

148,75

Самер 2

42,1

16,6

1,7

150,74

Самер 4

51,3

18,0

1,9

150,80

НСР05

2022 год

0,76

0,41

0,09

2,75

2023 год

1,23

0,35

0,03

3,39

 

Количество бобов на одном растении по всем сортам на всех фонах при системных обработках по вегетации составило от 13,3 до 18,8 шт. Наибольшее количество бобов на одном растении получено на фоне с внесением удобрений N5P13K13 при обработке препаратами системы Мегамикс на сорте Самер 4 (18,3 шт.).

Применение стимулирующих препаратов на сорте Самер 4 способствовало статистически значимому увеличению количества семян в бобе на 7,1-35,7%. Наибольшее влияние на данный показатель оказала обработка препаратами системы Мегамикс – 1,8 шт. и Витанолл – 1,9 шт., при среднем количестве семян в бобе на контроле – 1,4 шт. На остальных вариантах опыта наблюдалась тенденция к увеличению озерненности боба при обработке стимулирующими препаратами.

Масса 1000 семян находилась в пределах от 135,68 до 152,25 г. Максимальные показатели получены на фоне с применением удобрений N5P13K13 при обработке препаратами системы Мегамикс на сорте Самер 1 (153,87 г), и на сорте Самер 4 (152,25 г), минимальный – в контрольном варианте (135,68 г). Следовательно, применение стимулирующих препаратов оказывает положительное влияние на биометрические показатели структуры урожая.

Таким образом, стимулирующие препараты на всех изучаемых вариантах опыта оказали положительное действие на семенную продуктивность сои.

В годы проведения исследований условия вегетационных периодов по тепло- и влагообеспеченности различались, это позволило объективно оценить уровень варьирования урожайности сортов сои в зависимости от сложившихся внешних условий, внесения удобрений и обработок стимулирующими препаратами.

За 2 года в среднем, по всем вариантам применения удобрений, обработки по вегетации и сортам, урожайность составила 1,35 т/га. Однако не на всех вариантах исследования получили статистически значимую прибавку урожайности в сравнении с контрольным вариантом (табл. 4).

 

Таблица 4. Урожайность сои, в среднем за 2022-2023 гг.

Доза

внесенных

удобрений

Обработка

по

вегетации

Сорт

Урожайность, т/га

2022 г.

2023 г.

Среднее

Контроль

(без

внесения

удобрений)

Контроль

(без

обработки)

Самер 1

1,31

1,00

1,16

Самер 2

1,19

0,88

1,04

Самер 4

1,50

0,81

1,16

Система

Мегамикс

Самер 1

1,36

1,25

1,31

Самер 2

1,30

1,13

1,22

Самер 4

1,55

1,18

1,37

Система

Витанолл

Самер 1

1,29

1,27

1,28

Самер 2

1,30

1,23

1,27

Самер 4

1,54

1,19

1,37

Внесение

N5P13K13

Контроль

(без

обработки)

Самер 1

1,41

1,25

1,33

Самер 2

1,30

1,41

1,36

Самер 4

1,60

1,19

1,40

Система

Мегамикс

Самер 1

1,51

1,59

1,55

Самер 2

1,36

1,60

1,48

Самер 4

1,68

1,40

1,54

Система

Витанолл

Самер 1

1,51

1,38

1,45

Самер 2

1,50

1,37

1,44

Самер 4

1,72

1,23

1,48

2022 г. – НСРОБ.= 0,32; А= 0,11; В= 0,13; С= 0,13; АВ= 0,19; АС= 0,19; ВС= 0,23.

2023 г. – НСРОБ.= 0,29; А= 0,10; В= 0,12; С= 0,12; АВ= 0,17; АС = 0,17; ВС= 0,21.

 

В 2022 г. на контроле (без внесения удобрений) урожайность сои изменялась от 1,19 до 1,55 т/га, и в среднем по опыту находилась в пределах 1,38 т/га, с применение удобрений N5P13K13 поднялась до 1,72 т/га, в среднем по опыту – 1,51 т/га, что на 9 % (0,13 т/га) выше контрольного варианта. Прибавка урожая наблюдалась при обработке препаратами системы Мегамикс совместно с внесением N5P13K13 – 0,12 т/га, и препаратами системы Витанолл – 0,21 т/га относительно контроля. Наибольшую достоверную прибавку в 2022 г. получили на фоне с внесением удобрений N5P13K13 при обработке препаратами системы Витанолл, с урожайностью на посевах сорта Самера 4 – 1,72 т/га, что превысило контроль на 13 %, Самер 1 (1,51 т/га) и Самер 2 (1,50 т/га) – на 21 %.

Урожайность сои в 2023 г. на контроле (без внесения удобрений) находилась в пределах 0,81…1,27 т/га, в среднем по опыту – 1,10 т/га, с применением удобрений варьировалась от 1,19 до 1,60 т/га, в среднем по опыту – 1,38 т/га, что на 25 % больше, чем в контрольном варианте. Внесение удобрений совместно с применением стимулирующих препаратов положительно влияет на урожайность, повышая ее на фоне N5P13K13 при обработке системой Мегамикс на 29 % (0,34 т/га). Наибольшая статистически значимая прибавка была получена на фоне с внесением удобрений N5P13K13 при обработке препаратами системы Мегамикс на сорте Самер 2, превысив контроль на 82 %, посевы сортов Самер 4 и Самер 1 также достоверно превысили контрольный вариант на 73 % и 59%.

Заключение. Все применяемые стимулирующие препараты оказали положительное действие на формирование агрофитоценоза сои. Применение совместно с посевом макроудобрений, и обработки по вегетации препаратами системы Мегамикс и Витанолл оказали существенное влияние на биометрические показатели растений. Максимальная урожайность получена на фоне с внесением удобрений N5P13K13 при обработке препаратами системы Мегамикс на сорте Самер 1 – 1,55 т/га, Самер 4 – 1,54 т/га, в среднем за два года.

×

About the authors

Vasily G. Vasin

Samara State Agrarian University

Email: vasin_vg@ssaa.ru
ORCID iD: 0000-0002-7880-9008

Doctor of Agricultural Sciences, Professor

Russian Federation, Ust-Kinelsky, Samara region

Alina S. Shishina

Samara State Agrarian University

Author for correspondence.
Email: pandaalina-shishina09@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7504-6597

Graduate student

Russian Federation, Ust-Kinelsky, Samara region

Veronika V. Rakitina

Samara State Agrarian University

Email: vvrakitina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5699-7343

Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor

Russian Federation, Ust-Kinelsky, Samara region

Alexander V. Vasin

Samara State Agrarian University

Email: vasin_av@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-8647-0884

Doctor of Agricultural Sciences

Russian Federation, Ust-Kinelsky, Samara region

References

  1. Burunov, A. N. & Vasin, V. G. et al. (2021).The influence of the system of using Megamix stimulant drugs on the productivity of spring barley crops. Samara AgroVektor (Samara AgroVector), 1, 10–22 (in Russ.).
  2. Vasin, V. G., Vasin, A. V. & Burunov, A. N. et al. (2019).The use of micronutrient mixtures and biologics in soybean cultivation. Agrohimicheskij vestnik (Agrochemical Herald), 2, 47–52 (in Russ.).
  3. Vasin, V. G., Vasin, A. V. & Yelchaninova, N. N. (2009).Crop production. Samara : PC Samara State Agricultural Academy (in Russ.).
  4. Dospekhov, B. A. (2023). Methodology of field experience: with the basics of statistical processing of research results. Moscow : Book on Demand (in Russ.).
  5. Kadychegov, A. N., Murtaev, V. N. & Kadychegova, V. I. (2021).Variability of protein content in soybean grain in the dry steppe of the south of Central Siberia. Vestnik Buriatskoi gosudarstvennoi seliskokhoziaistvennoi akademii im. V. R. Filippova (Bulletin Buryat State Academy of Agriculture named after V. R. Philippov), 4 (65), 28–33 (in Russ.).
  6. Nafikov, M. M. & Smirnov, S. G. (2023). The influence of the methods of basic, pre-sowing and post-harvest agrotechnical measures on the formation of the soybean harvest. Vestnik Uliianovskoi gosudarstvennoi seliskokhoziaistvennoi akademii (Vestnik of Ulyanovsk state agricultural academy), 4(64), 6–11 (in Russ.).
  7. Omelianyuk, L. V., Asanov, A. M., Chibis, V. V. & Markarian, E. D. (2020). Features of crop formation and elements of its structure by soybean plants in the conditions of the southern forest-steppe of Western Siberia. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Bulletin of the Omsk State Agrarian University), 3(39), 28–33 (in Russ.).
  8. Pigorev, I. Ya., Ishkov, I. V. & Stepanyuk, V. V. (2021).Productivity of soybean varieties Opus on typical chernozem depending on the timing of sowing. Vestnik Kurskoi gosudarstvennoi seliskohoziaistvennoi akademii (Vestnik of Kursk State Agricultural Academy), 9, 6–12 (in Russ.).
  9. Technology of soybean cultivation. Retrieved from https://agrostory.com/info-centre/agronomists/tekhnologiya-vyrashchivaniya-soi/ (in Russ.).
  10. Filimonov, Ya. I. & Kotsareva, N. V. (2022). The influence of seed and plant treatment with micronutrients and growth stimulants on the seed productivity of soybean varieties. Innovacii v APK: problemy i perspektivy (Innovations in Agricultural Complex: problems and perspectives), 1 (33), 165–171 (in Russ.).
  11. Filimonov, Ya. I. & Kotsareva, N. V. (2022).The effectiveness of the influence of micronutrients and growth stimulants on soybean seed productivity. Vestnik Kurskoi gosudarstvennoi seliskohoziaistvennoi akademii (Vestnik of Kursk State Agricultural Academy), 1, 3 (1), 54–59 (in Russ.).
  12. Chekaev, N. P. & Koryagin, Yu. V. et al. (2022).The effectiveness of the use of microbiological fertilizers in the cultivation of agricultural crops. Niva Povolzhiia (Niva Povolzhya), 4(64), 1004 (in Russ.).
  13. Chibis, V. V., Asanov, A. M. & Chibis, S. P. (2020). Inclusion of the bean component in field crop rotations of Western Siberia. Vestnik Buriatskoi gosudarstvennoi seliskokhoziaistvennoi akademii im. V. R. Filippova (Bulletin Buryat State Academy of Agriculture named after V. R. Philippov), 3(60), 54–59 (in Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Vasin V.G., Shishina A.S., Rakitina V.V., Vasin A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies