Формирование продуктивности экспериментальных вертикальнолистных гибридов подсолнечника селекции ВНИИМК при различной площади питания растений

Введение. Традиционная технология возделывания подсолнечника основана на комплексном применении высокопродуктивного посевного материала, оптимизации водного и питательного режимов и выполнении интегрированных мероприятий по защите растений. Для повышения продуктивности культуры большое значение, наряду с выбором лучших гибридов, адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям, имеет использование приемов сортовой агротехники, и, в частности, подбор оптимальной густоты стояния растений [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7].

Равномерное размещение растений в посеве и оптимальная площадь питания способствуют наиболее полному использованию факторов среды. В связи с не-прекращающейся работой по созданию новых высокопродуктивных сортов и гибридов культуры, вопросы обоснования сортовой агротехники, способствующей наиболее полно реализовать генетический потенциал продуктивности, неизменно требуют своего решения. Такая работа, позволяющая учесть как многообразие природно-климатических условий, так и достижения селекционеров, на постоянной основе ведется в различных регионах возделывания подсолнечника.

Ещё с первой половины прошлого века во ВНИИМК проводили исследования зависимости урожайности подсолнечника от густоты стояния растений и ширины междурядий при гнездовом и пунктирном размещении семян. Было выявлено, что при одиночном и гнездовом размещении подсолнечник, в разной степени используя питательные вещества и влагу почвы, формировал одинаковый урожай, равно как и при различном расположении семян в гнёздах – скученном или разреженном. При одиночном расположении семян на урожайность повлияло не изменение ширины междурядий (в пределах 45–90 см), а оптимальное количество растений на единице площади [8]. Было установлено, что в районах достаточного увлажнения наибольшая урожайность получена при густоте стояния растений 50–60 тыс. шт./га, а при недостатке влаги – 40–50 тыс. шт./га независимо от ширины междурядий (53, 58 и 71 см). Отмечено также, что в результате оптимизации площади питания и более экономного расходования почвенной влаги некоторые сорта и гибриды реагировали на сужение междурядий с 70 до 45 см прибавкой урожайности на 0,07– 0,37 т/га [9].

Исследования, проводимые в Институте сельского хозяйства степной зоны НААН Украины, показали, что посевы подсолнечника с междурядьями 35 см от- личались большей урожайностью, чем при 70 см, и при густоте стояния 40 тыс. шт./га разница составила 0,06 т/га. Увеличение густоты стояния растений с 40 до 70 тыс. шт./га обеспечило прирост урожайности на 0,22 т/га [10].

В условиях Алтайского края сужение междурядий с 70 до 45 см позволило повысить урожайность подсолнечника на 0,15–0,30 т/га. При этом, согласно исследованиям Сибирской опытной станции ВНИИМК и других научных учреждений, увеличение густоты стояния растений до 80–90 тыс. шт./га приводило к снижению урожайности подсолнечника [11]. В то же время некоторые авторы в ряде районов Сибири считают норму высева 90 тыс. шт./га обычной [12].

В XX веке технологии возделывания подсолнечника были основаны на выращивании его с междурядьями 70 см, что имело неоспоримые преимущества перед возделыванием с более узкими междурядьями. Основной довод в пользу более широких междурядий заключался в возможности эффективно бороться с сорной растительностью путем механизированной прополки, к тому же проведение междурядных культиваций способствует улучшению условий вегетации растений за счет рыхления верхнего слоя почвы, оптимизируя ее водный и воздушный режимы. Вследствие этого разработанные индустриальная и интенсивная технологии возделывания предусматривали посев с междурядьями 70 см. С этой же шириной междурядий возделывался и ряд других пропашных культур, например – кукуруза, соя. Такая унификация позволяет использовать при выращивании разных культур один и тот же набор техники, снижая издержки на содержание машинно-тракторного парка сельскохозяйственных предприятий.

Внедрение адаптивных технологий, пришедших на смену интенсивным, наряду с высокопродуктивными сортами и гибридами, позволило увеличить производство подсолнечника, урожайность которого с 2001 по 2013 гг. возросла в России почти в 2 раза: с 0,78 до 1,55 т/га.

Однако в дальнейшем, с 2013 по 2018 гг., роста урожайности культуры не наблюдалось, и она находилась в пределах 1,40– 1,72 т/га. Одна из причин тому – исчерпание возможностей реализации потенциала продуктивности подсолнечника при существующих агротехнологиях.

При принятом способе посева площадь питания каждого растения по форме представляет прямоугольную площадку шириной 70 см, длина которой зависит от густоты стояния растений (рис. 1).

		Густота стояния растений	Линейные размеры (в × а)	Площадь питания
		40 тыс. шт./га	70 × 36 см	2520 см2
^8^		50 тыс. шт./га	70 × 29 см	2030 см2
в	а	60 тыс. шт./га	70 × 24 см	1680 см2

Рисунок 1 – Площадь питания одного растения подсолнечника при разной густоте в посеве с междурядьями 70 см

Недостатком такой схемы посева является то, что она предопределяет конкуренцию растений подсолнечника за свет, влагу и питательные вещества, которая при неблагоприятных условиях может проявиться уже в начальные фазы развития, сдерживая в целом возможности роста продуктивности. Поэтому ряду исследователей (Андрюхов В.Г., Шипилов М.А., 1984; Деревянко В.А., Лиман П.В., 1990; Харченко Н.И., 1993) не удавалось повысить урожайность подсолнечника только за счет увеличения количества растений в рядке [13].

Максимальный урожай растения подсолнечника способны формировать тогда, когда занимаемая ими площадь имеет форму, близкую к шестиугольнику, и расстояние между растениями одинаково a = const (рис. 2). Однако в практических условиях такая схема неосуществи- ма ввиду отсутствия технических средств, способных ее реализовать.

Рисунок 2 - Конфигурация площади питания растений подсолнечника при равномерном распределении в посеве

При производстве подсолнечника не маловажен и тот факт, что на почвах с высоким плодородием каждому растению требуется меньшая площадь питания, т.е. для обеспечения максимальной урожайности густоту стояния растений можно увеличить. При этом создается затенение поверхности почвы, тем самым регулируя тепловой режим в посевах и защищая растения от перегрева, ограничивается поступление света сорнякам.

С целью повышения продуктивности подсолнечника на современном этапе появились предпосылки для разработки элементов технологии выращивания с междурядьем (b), меньшим, чем при традиционном посеве (30, 35, 45 см и др.), и повышенной нормой высева семян. Это стало возможным, во-первых, за счет появления новых генотипов подсолнечника с измененным габитусом растений (с эректоидным типом листа), имеющих меньшую, чем у существующих сортов и гибридов, проективную площадь листовой поверхности. Такие экспериментальные гибриды получены во ВНИИМК [14]; во-вторых, за счет наличия необходимых средств механизации, используемых в производстве при выращивании сои, свеклы и других культур, позволяющих технически проводить посев, обработку междурядий и уборку подсолнечника, возделываемого с меньшей шириной междурядий. В-третьих, даже при отсутствии необходимой техники для междурядных культиваций, ассортимент современных гербицидов позволяет использовать химическую прополку, являющуюся эффективной альтернативой механическому способу борьбы с сорняками.

Однако возделывание подсолнечника в таких посевах может иметь ряд сложностей, а именно: особенности конкуренции за факторы среды между растениями, продолжающейся до конца вегетации, и создание благоприятного микроклимата для развития патогенов на культуре, вследствие ухудшения продуваемости посевов. Поэтому исследования возможности возделывания подсолнечника с эректоидным расположением листьев с разной густотой стояния растений при ширине междурядий 35 см являются актуальными и имеют важное практическое значение.

Материалы и методы . Исследования проводили на черноземе выщелоченном на центральной экспериментальной базе ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, наблюдения, учеты и анализы выполняли с использованием общепринятых методик [15; 16].

В качестве объекта исследований взяты гибриды подсолнечника с эректоид-ным типом листьев, которые являются аналогами двух межлинейных гибридов Триумф и Беркут с эректоидным расположением листьев, контролируемым двумя разными генами эректоидности. Семена изучаемых гибридов получены в лаборатории генетики ВНИИМК, под условными наименованиями Триумф-н (не эректоидный), Триумф er-2, Триумф Er-3, Беркут-н (не эректоидный), Беркут er-2 и Беркут Er-3. За контроль был взят гибрид Тайфун (не эректоидный). В опытах было изучено влияние густоты стояния растений (80, 100 и 120 тыс. шт./га) на биомет- рические показатели, продуктивность и качество урожая подсолнечника при широкорядном посеве с междурядьями 35 см. При этом расстояния между растениями в ряду были такими же, как и при традиционном способе посева с междурядьями 70 см, но площадь питания растений по форме близка к квадрату (рис. 3). В качестве сравнения, в работе приведены данные посева гибрида подсолнечника Тайфун с междурядьями 70 см и густотой стояния растений 40 тыс. шт./га.

Рисунок 3 – Площадь питания растений подсолнечника при различной ширине междурядий и густоте стояния

Опыт полевой, двухфакторный:

• - фактор А – гибрид:

• •      обычный:

• 1)    Тайфун (контроль); 2) Триумф-н;

• 3)    Беркут-н;

• •      с эректоидным типом листа:

• 4)    Триумф er-2; 5) Триумф Er-3;

• 6)    Беркут er-2; 7) Беркут Er-3.

• - фактор В – густота стояния растений, тыс. шт./га: 1) 80; 2) 100; 3) 120.

Повторность 3-кратная, размещение опытных делянок систематическое со смещением. Общая площадь делянки 15,75 м2, учетная – 3,15 м2. Уборку урожая с учетной площади осуществляли вручную с последующим обмолотом корзинок малогабаритным комбайном Wintersteiger. Урожайность приводили к 100%-ной чистоте и стандартной 10%-ной влажности семян.

Результаты и обсуждение. В годы проведения исследований в допосевной период (октябрь – март) выпало достаточное количество осадков для накопления значительных запасов влаги в почве. Так, сумма осадков за октябрь 2017 г. – март 2018 г. была на 129,7 мм, или на 39,9 %, выше уровня средней многолетней нормы (325 мм) и составила 454,7 мм. В допосевной период 2019 г. запасы влаги в почве были на уровне среднемноголетних значений – 323,6 мм. Данные по вла-гообеспеченности вегетационного периода приведены в таблице 1.

Таблица 1

Распределение осадков в период проведения исследований, мм

Метеостанция ВНИИМК, г. Краснодар

Год	Месяц					Сумма осадков за май – сентябрь
	май	июнь	июль	август	сентябрь
Средне-многолетнее	57	67	60	48	38	270
2018	86,0	11,0	119,2	6,8	80,4	303,4
2019	67,6	17,4	133,6	57,0	43,8	319,4

Вегетационный период подсолнечника в 2018 г. отличался неравномерным распределением осадков:   превышением среднемноголетнего уровня в мае, июле и сентябре и их недостатком в июне и августе. В 2019 г. меньше нормы выпало осадков в июне, зато в июле их количество более чем в два раза превысило среднемноголетние значения. В целом, количество выпавших осадков за вегетацию культуры в 2018 и в 2019 гг. на 12– 18 % превышало среднемноголетние значения.

Рост и развитие растений подсолнечника в 2018–2019 гг. проходили на температурном фоне, превышающем среднемноголетние значения на 0,8–3,9 оС (табл. 2). Высокие майские температуры, в комплексе с достаточным количеством осадков, выпавших в этот месяц, способствовали хорошему развитию растений в период всходов. Однако недостаток влаги, наряду с повышенным температурным фоном июня, сыграл негативную роль в формировании урожая 61

культуры. В целом, погодные условия 2018 и 2019 гг. можно характеризовать как умеренно-благоприятные для роста и развития подсолнечника.

Таблица 2

Среднесуточная температура воздуха в период проведения исследований, оС

Метеостанция ВНИИМК, г. Краснодар

Год	Месяц					Средняя за май – сентябрь
	май	июнь	июль	август	сентябрь
Среднемноголетняя	16,8	20,4	23,2	23,7	17,3	20,3
2018	19,0	23,5	26,3	25,4	19,5	22,7
2019	19,3	25,1	23,0	23,6	18,2	21,8
Средняя за 2018–2019 гг.	19,2	24,3	24,7	24,5	18,9	22,3
Отношение средней температуры за 2018–2019 гг. к среднемноголетней, оС	2,4	3,9	1,5	0,8	1,6	2,0

В процессе проведения исследований установлено, что в среднем за два года высота изучаемых гибридов подсолнечника (табл. 3) находилась в интервале от 150,3 см (Беркут Er-3) до 165,6 см (Триумф er-2). Изменчивость данного показателя у изучаемых гибридов была незначительной, коэффициент вариации не превышал 7,1 %.

Диаметр корзинки гибридов подсолнечника располагался в достаточно узком диапазоне (13,4–15,5 см) и отличался средней изменчивостью с коэффициентом вариации от 14,2 % (Триумф-н) до 18,9 % (Беркут Er-3). При увеличении густоты стояния от 80 до 120 тыс. шт./га отмечено снижение диаметра корзинки на 0,7– 2,2 см (рис. 4).

В годы проведения исследований при анализе некоторых элементов структуры урожая эректоидных генотипов подсолнечника установлено, что с увеличением густоты стояния растений происходит снижение массы 1000 семян. Так, в условиях 2018 г. изменение было существенным на 5%-ном уровне значимости, причем в среднем по гибридам наибольшее значение показателя – 41,6 г – отмечено при 80 тыс. шт./га, а при увеличении 62

густоты до 100 и 120 тыс. шт./га она снижалась до 38,4 и 35,5 г соответственно. В условиях 2019 г. при густоте стояния растений 80 и 100 тыс. шт./га масса 1000 семян отличалась незначительно: 42,3 и 42,2 г соответственно, однако отмечено существенное ее снижение – до 36,8 г при 120 тыс. шт./га.

Рисунок 4 – Диаметр корзинки гибридов подсолнечника при различной густоте стояния растений

( ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2018-2019 гг.)

Гибриды подсолнечника имели отличия по массе 1000 семян. В среднем по густоте стояния растений наибольшее значение показателя – 50,0 г (табл. 4), зафиксировано у гибрида Триумф-н, что на 6,0–18,9 г больше, чем у остальных гибридов, а наименьшее – 31,1 г – у гибрида Беркут Er-3.

Изменение густоты стояния не оказало влияния на лузжистость изучаемых гибридов подсолнечника (Fф = 0,9…1,0 < F 05 = 3,2), средние значения которой в 2018– 2019 гг. находились в пределах 21,0–23,6 %. Минимальная лузжистость (21,0 %) отмечена у гибридов Тайфун и Беркут Er-3, максимальная (23,6 %) – у гибрида Три-умф-н. В сравнительном посеве гибрида Тайфун при густоте стояния 40 тыс. шт./га и ширине междурядий 70 см значения показателя были несколько ниже – 20,5 %.

Таблица 3 и 4

При проведении исследований был выполнен анализ величины повреждаемости (изломов стеблей и полегания) растений к моменту уборки в зависимости от густоты стояния для различных гибридов подсолнечника. Ввиду того, что место повреждения стебля оказывает большое влияние на качество комбайновой уборки культуры, была введена градация по положению излома: в верхней, в средней или в нижней части стебля. Отличие между ними в том, что растения с повреждением стебля в верхней части благополучно срезаются жаткой комбайна и их корзинки обмолачиваются наравне с неповреждёнными, а у растений, стебель которых был изломлен в средней или нижней части, корзинки не попадают в молотилку комбайна, что неизбежно ведет к снижению урожайности. Данные анализа представлены в таблице 5.

Установлено, что с увеличением густоты стояния с 80 до 120 тыс. шт./га, относительное количество растений с изломом стебля снижается: в верхней части стебля с 3,7 до 3,0 %, в средней части – с 0,2 до 0,1 %. В нижней части изломов стеблей не было.

Относительно много изломов в верхней части стебля зафиксировано у гибридов Беркут-н, Тайфун, Беркут еr-2 и Беркут Еr-3 – 7,1 %, 6,9, 5,1 и 4,2 % соответственно.

Полегание способно существенно снизить бункерную урожайность подсолнечника в связи с отсутствием возможности обмолота упавших растений. Значения величины полегания растений в опыте варьировали в диапазоне от 0,2 % у гибрида Тайфун до 30,2 % у Триумф er-2 (табл. 6).

Относительно высокая полегаемость наблюдалась также у генотипов Триумф Еr-3 и Триумф-н: 10,9 и 6,4 % соответственно. Изменение густоты стояния растений с 80 до 120 тыс. шт./га способствовало незначительному увеличению полегания – от 6,5 до 7,3 %.

Прирост урожайности при возделывании гибрида Тайфун с густотой стояния растений 80 тыс. шт./га и междурядьями 35 см в сравнении с посевом по общепринятой технологии (ширина междурядий 70 см, густота стояния 40 тыс. шт./га) составил 0,56 т/га (табл. 7). В среднем за два года наибольшее значение урожайности подсолнечника отмечено в варианте с густотой стояния 80 тыс. шт./га – 2,79 т/га, однако в 2018 г. разница урожайности при 80 и 100 тыс. шт./га (0,01 т/га) была несущественной, но увеличение густоты стояния до 120 тыс. шт./га значительно (на 0,1 т/га) её снижало, а в 2019 г. урожайность семян при 80 тыс. шт./га (2,74 т/га) была существенно выше, чем при 100 и 120 тыс. шт./га, – на 0,26 и 0,23 т/га соответственно.

В опыте наибольшая масличность семян отмечена у гибридов подсолнечника Беркут-н, Беркут er-2, Тайфун и Беркут Er-3 – 52,5; 52,3; 52,1 и 52,0 % соответственно (табл. 8). В зависимости от густоты стояния растений в среднем по гибридам она варьировала незначительно, однако у некоторых гибридов (Триумф er-2, Триумф Er-3 и др.) закономерно повышалась при увеличении плотности посева.

В 2018 г. существенно высокий сбор масла был отмечен на контроле, при посеве гибридов Тайфун – 1,57 т/га и Беркут-н – 1,54 т/га (табл. 9). При увеличении густоты стояния растений сбор масла изменялся незначительно, наибольшее его количество (1,29 т/га) зафиксировано при 80 тыс. шт./га, а минимальное (1,25 т/га) – при 120 тыс. шт./га.

В 2019 г. максимальный сбор масла – 1,35 т/га – был в контроле (гибрид Тайфун) и при посеве гибридов Беркут-н и Беркут er-2, что существенно выше, чем у остальных гибридов (0,95–1,15 т/га). Максимальный сбор масла (1,27 т/га) отмечен при 80 тыс. шт./га, а увеличение густоты стояния до 100 и 120 тыс. шт./га существенно снизило значения этого показателя – до 1,15 и 1,17 т/га соответственно.

Выводы . В среднем за два года в широкорядном посеве с междурядьями 35 см наибольшая урожайность, масличность семян и сбор масла нормальных и экспериментальных вертикальнолистных гибридов подсолнечника с эректоидным типом листа получены при густоте стояния растений 80 тыс. шт./га. Загущение посевов до 100 и 120 тыс. раст./га не приводит к увеличению их продуктивности, что указывает на нецелесообразность возделывания подсолнечника с такой густотой стояния и шириной междурядий независимо от габитуса растений.