Результаты агротехнических исследований по подсолнечнику в Крыму

Введение. В Крыму общая посевная площадь сельскохозяйственных культур составляет 761,2 тыс. га (2021 г.). Масличные культуры занимают 112,3 тыс. га, из них подсолнечник – 64,20 тыс. га, масличный лен – 42,74 тыс. га, горчица – 4,51 тыс. га, расторопша – 0,37 тыс. га, соя – 0,26 тыс. га, рыжик – 0,13 тыс. га, сафлор – 0,08 тыс. га [1]. На полуострове подсолнечник всегда являлся высокорентабельной культурой [2]. В течение последних пяти лет прослеживалось некоторое уменьшение его посевных площадей параллельно с ростом валового сбора за счет повышения урожайности [1]. Культуру возделывают практически во всех районах Крыма, которые являются совершенно разными по почвенноклиматическим условиям, но наиболее благоприятной считается степная часть полуострова [3]. Анализируя статистические данные, можно сделать выводы, что самым крупным производителем подсолнечника в Крыму является Красногвардейский район (в среднем площадь возделывания составляет 15036,6 га). Валовые сборы культуры за годы исследований (2017–2021 гг.) выросли в Джанкойском, Кировском, Красногвардейском, Красноперекопском и Черноморском районах (базисный темп роста, рассчитываемый как процентное отношение каждого последующего уровня к первоначальному, варьировал в пределах 101–139 %); урожайность культуры возросла практически во всех районах (табл. 1). Исключение составили Белогорский и Советский районы, базисный темп роста которых равнялся 89 и 99 % соответственно.

Таблица 1

Динамика посевных площадей, валового сбора, урожайности подсолнечника и базисный темп роста в районах Крымского полуострова, среднее за 2017–2021 гг.

Район	Посевная площадь, га	Базис-ный темп роста, %	Валовой сбор, т	Базис-ный темп роста, %	Урожай-ность, т/га	Базис-ный темп роста, %
Белогорский	2164,1	52	1998,1	44	0,9	89
Джанкойский	9934,4	56	8650,1	127	0,9	203
Кировский	5940,6	78	5654,2	101	1,0	110
Красногвардейский	15036,6	73	16918,6	102	1,2	192
Красноперекопский	7547,3	56	10992,7	139	1,6	207
Ленинский	6056,3	36	5190,3	41	0,9	113
Нижнегорский	4997,9	33	5274,8	55	1,2	152
Первомайский	3706,3	44	3434,3	84	1,0	190
Раздольнен-ский	5856,6	41	6653,5	71	1,2	155
Сакский	3775,9	40	3245,8	72	1,0	183
Симферопольский	3740,9	49	4072,2	53	1,2	108
Советский	5221,4	28	5259,1	25	0,9	99
Черноморский	5756,6	69	5661,8	105	1,0	145

В России в структуре сортовых посевов подсолнечника в 2017 г. доля отечественных гибридов составляла 29,6 % против иностранных 59,4 % [4]. В Крыму также в этот период наблюдалось преимущество за иностранным семенным материалом. В рамках программы по им-портозамещению важной задачей стало в том числе удовлетворение потребности аграриев в семенах за счет внутреннего производства. Для достижения продовольственной безопасности страны поставлена задача перехода на возделывание отечественных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, в том числе и подсолнечника.

Экологическое испытание сортов и гибридов различных сельскохозяйственных культур, отличающихся продуктивностью и качеством семян, для определения адаптированных к климатическим условиям конкретной зоны является важным моментом в рациональном использовании имеющихся ресурсов среды для формирования максимально возможного количества хозяйственно полезной продукции [5; 6]. Кроме того, современные сорта и гибриды должны обладать максимальной устойчивостью к абиотическим стрессовым факторам, одним словом, быть экологически пластичными и стабильными [7; 8].

В виду недостаточного количества исследований о влиянии определенных сочетаний факторов внешней среды на потенциал продуктивности растений, актуальной задачей является разработка агроэкологических моделей, которые учитывают изменение климатических условий, требования к выращиваемым агрокультурам, более углубленное изучение физиологических и генетических закономерностей их онтогенеза [9; 10].

Продуктивность и агроэкологическая устойчивость культуры характеризуются отзывчивостью на находящиеся под агротехническим контролем факторы, в том числе на сроки посева и густоту стояния растений [11; 12]. Изучение влияния данных элементов агротехники на способность подсолнечника использовать атмосферные осадки позволяет определить степень зависимости от того или иного признака и более подробно изучить тесноту связи между ними, определяемой коэффициентом корреляции [13].

В этой связи целью исследования стали изучение адаптивных особенностей гибридов подсолнечника отечественной селекции для формирования параметров идиотипа подсолнечника в засушливых условиях полуострова, включая их оценку по экологической стабильности и адаптивности, а также разработка элементов технологии их возделывания и опре- деление закономерностей влияния природной влагообеспеченности региона и гидрометеорологических факторов на урожайность подсолнечника в зависимости от сроков посева и густоты стояния растений.

Материалы и методы. Исследования проводили в 2017–2021 гг. в научном севообороте отделения полевых культур ФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма» (с. Клепинино Красногвардейского района) на южном слабогумусированном черноземе. В пахотном слое почвы количество гумуса (по Тюрину И.В.) составляет 2,29 %, подвижного фосфора (по Мачигину Б.П.) содержится 5,6 мг/100 г, калия (по Мачигину Б.П.) - 35 мг/100 г.

Предшественник - озимые колосовые.

Закладку полевых опытов и статистическую обработку результатов осуществляли в соответствии с методическими указаниями Б.А. Доспехова [14], методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [15; 16] и методикой проведения полевых и агротехнических опытов с масличными культурами [17].

В экологическом сортоиспытании (2017-2020 гг.) изучали восемь гибридов Helianthus annuus L. селекции ФГБНУ «Федеральный научный центр «Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур имени В.С. Пустовойта», районированных по Северо-Кавказскому региону РФ и различающихся по продолжительности вегетационного периода. В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации изучаемые гибриды были внесены: Гарант и Сигнал (среднеранние) в 1998 г., Престиж (среднеранний) (контроль) - в 2002 г., Паритет (раннеспелый) - в 2014 г., Спринт (уль-траранний) - в 2015 г., Командор (среднеранний) - в 2017 г., Горстар (среднеспелый) и Комета (раннеспелый) – в 2018 г. [18]. Общая площадь делянки 56 м2, учетная - 28 м2. Повторность четы- рехкратая. Густота стояния 40 тыс. растений на 1 га. Посев проводили сеялкой СУПН-8 с междурядьем 70 см.

В двухфакторном опыте изучали продуктивность подсолнечника в зависимости от густоты стояния растений (30, 40, 50, 60 и 70 тыс. раст./га) при различных сроках посева: 1 – посев подсолнечника в период, когда температура почвы на глубине 8–10 см устойчиво прогреется и в течение 3–5 дней будет составлять 6–9 ºC; 2 – через 10 дней после первого срока посева; 3 – через 20 дней после первого срока посева. В годы исследований первый срок посева (с учетом температуры почвы на глубине 8–10 см) соответствовал I декаде апреля, второй – II декаде апреля, третий – III декаде апреля. Объекты исследования – гибриды подсолнечника селекции ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК (г. Краснодар): ультраранний Авангард (2017–2021 гг.) и раннеспелый Факел (2018–2021 гг.). Общая площадь делянки – 28 м2, учётная – 14 м2. Повторность трехкратная. Посев проводили ручными сажалками, по три семянки в гнездо, с последующей прорывкой в фазе 4–6 настоящих листьев. Формирование заданной густоты стояния достигалось оставлением в гнезде 1 растения.

Урожай определяли малогабаритным комбайном Сампо-130, с последующим пересчетом на 100%-ную чистоту и 10%-ную влажность семян. Содержание масла в семянках определяли по ГОСТ 8.596–2010 [19].

Гидротермический коэффициент увлажнения Селянинова (ГТК) рассчитывали по формуле: К = R × 10/Σt; где R – сумма осадков в миллиметрах за период с температурами выше +10 °C, Σt – сумма температур в градусах Цельсия (°C) за то же время, по данным метеостанции с. Клепинино [20].

Корреляционный анализ влияния осадков за предшествующий севу подсолнечника осенне-зимне-весенний период, запасов влаги в почве перед посевом, количества осадков за апрель–июнь (период активного роста и формирования урожая подсолнечника в условиях Крыма) и ГТК за вегетационный период на урожайность подсолнечника при различных сроках посева и густоте стояния растений проводили в программе для работы с электронными таблицами Microsoft Excel.

Коэффициент линейной регрессии (bi) урожайности (пластичность) и стабильность (Ϭd2) гибридов подсолнечника рассчитывали методом S.A. Eberhart и W.A. Russell [21].

Оптимальные параметры модели гибрида подсолнечника для условий степной части Крыма формировали в соответствии с многолетними данными по основным показателям продуктивности культуры.

Погодные условия во время вегетации подсолнечника в 2017–2021 гг. были контрастными. На Крымском полуострове ГТК за вегетационные периоды подсолнечника составил: в 2017 г. – 0,5, 2018 г. – 0,7, в 2019 г. – 0,8, в 2020 г. – 0,6, в 2021 г. – 1,0, что по Г.Т. Селянинову оценивается как засушливые условия [20]. Количество осадков осенне-зимнего периода три года из пяти было ниже значения среднемноголетней нормы: в 2017 г. – на 33,4, в 2018 г. – на 28,9, в 2021 г. – на 49,9 мм (табл. 2).

Таблица 2

Распределение количества осадков за годы исследований, мм метеостанция с. Клепинино, 2017–2021 гг.

Год	Сумма осадков за период ок-тябрь– март, мм	Количество осадков по месяцам						Сумма осадков за период апрель– сентябрь, мм
		апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь
Среднемноголетнее	199,0	32,0	35,0	62,0	45,0	45,0	30,0	249,0
2017	165,6	39,9	23,6	20,5	12,6	53,2	1,1	150,9
2018	170,1	3,1	15,6	46,3	136,8	4,3	88,8	294,9
2019	236,2	27,2	23,9	119,6	67,5	7,6	21,1	266,9
2020	247,3	16,9	25,3	84,6	34,5	11,0	16,8	189,1
2021	149,1	24,3	50,9	131,6	41,7	22,1	38,8	309,4

В 2019 и 2020 гг. – превысило среднемноголетние данные на 37,2 и на 48,3 мм соответственно. Осадки вегетационного периода варьировали в пределах 150,9– 309,4 мм (при среднемноголетних 249 мм). В целом погодные условия 2017, 2019 и 2021 гг. можно охарактеризовать как умеренно благоприятные для роста, развития и формирования урожая подсолнечника, 2018 и 2020 гг. – неблагоприятные.

В годы проведения исследований среднесуточная температура воздуха в период бутонизация – цветение превышала среднемноголетнюю норму (рис. 1).

Рисунок 1 – Среднесуточная температура воздуха в период вегетации подсолнечника, °С (метеостанция с. Клепинино, 2017–2021 гг.)

Результаты и обсуждение. Многолетние исследования для оценки гибридов подсолнечника отечественной селекции по экологической стабильности и адаптивности позволили установить, что в условиях степной зоны Крымского полуострова требовательными к уровню агротехники оказались гибриды Командор, Гарант, Спринт и Горстар (bi > 1) (табл. 3). Гибрид Комета зарекомендовал себя как подходящий для возделывания на экстенсивном фоне при минимуме затрат (bi < 1), он же признан наиболее стабильным по урожайности (Ϭ d2 = 0,48). Самым нестабильным оказался гибрид Командор (Ϭd2 = 2,19). В контрастные по погодным условиям годы по урожайности выдели- лись гибриды Сигнал (1,22 т/га), Гарант и Спринт (1,18 т/га).

Таблица 3

Урожайность, коэффициент линейной регрессии урожайности (bi) и стабильность (Ϭd2) гибридов подсолнечника отечественной селекции в условиях степной зоны Крыма, т/га

2017–2020 гг.

Гибрид	Средняя урожайность, т/га	Коэффициент линейной регрессии урожайности (bi)	Стабильность (Ϭd2)
Гарант	1,18	1,1	1,17
Командор	0,89	1,5	2,19
Сигнал	1,22	1,0	0,97
Паритет	1,03	1,0	0,97
Престиж	1,13	1,0	0,97
Спринт	1,18	1,0	0,97
Горстар	1,12	1,1	1,17
Комета	0,91	0,7	0,48

На основании результатов многолетних данных (2017–2020 гг.) по основным показателям продуктивности культуры были определены оптимальные параметры модели гибрида подсолнечника масличного типа для условий степной зоны полуострова:

• -    продолжительность вегетационного периода – 92–98 суток;

• -    высота растения – 161–166 см;

• -    масса 1000 семян – 69,5–83,0 г;

• -    продуктивная площадь корзинки – 313–379 см²;

• -    урожайность – 2,26–2,49 т/га;

• -    масличность семян – 47 %.

Повышение предельного для полуострова уровня среднегодовой температуры воздуха, засухи, отсутствие продуктивных осадков или их выпадение в аномально низком количестве являются факторами, обуславливающими в Республике Крым возникновение рискованного земледелия. За последние тридцать лет гидротермический коэффициент снизился с 0,77 до 0,58.

В этой связи в ходе исследований были установлены закономерности влияния показателей запасов влаги в почве перед посевом, ГТК и количества осадков за ве- гетационный период, а также среднегодовой влагообеспеченности зоны возделывания на урожайность подсолнечника на фоне разной густоты стояния растений при трех сроках посева. Выявлено, что в условиях степной зоны Крыма при сроках посева в первую и вторую декады апреля урожай семян культуры формировался за счет осадков, выпавших в начале вегетации: в апреле (г = 0,814-0,931) и мае (г = 0,932-0,977) (табл. 4). При третьем сроке посева тесная связь (r = 0,835) отмечена между урожайностью и ГТК вегетационного периода.

Таблица 4

Коэффициенты корреляции между показателями влагообеспеченности и урожайности подсолнечника при различных сроках посева

(среднее за 2017–2019 гг.)

Показатель		Срок посева
		I декада апреля	II декада апреля	III декада апреля
Запасы влаги в почве перед посевом, мм		0,752*	0,978*	0,892*
Осадки, мм (месяц)	апрель	0,814*	0,931*	0,665*
	май	0,932*	0,977*	0,878*
	июнь	0,412	0,229	0,649*
ГТК за вегетационный период		0,648*	0,505	0,835*

*- достоверный коэффициент корреляции (р > 99 %) (по таблице "Стандартных коэффициентов корреляции" (по Л.С. Каминскому) при числе степеней свободы (n = 2)

При посеве подсолнечника с густотой стояния растений 30–40 тыс. шт./га существенную роль в формировании урожая семян играют осадки апреля и мая, о чем свидетельствует очень тесная положительная связь (r = 0,853–0,972) между ними, запасами влаги в почве перед посевом и урожайностью культуры (табл. 5). При увеличении густоты стояния растений прослеживается некоторый рост положительного коэффициента корреляции между урожайностью и ГТК вегетационного периода (г = > 0,7).

Таблица 5

Коэффициенты корреляции между показателями влагообеспеченности и урожайности подсолнечника при различной густоте стояния растений

(среднее за 2017–2019 гг.)

Показатель		Густота стояния растений, тыс. шт./га
		30	40	50	60	70
Запасы влаги в почве перед посевом, мм		0,856*	0,853*	0,768**	0,798*	0,788**
Осадки, мм (месяц)	апрель	0,929*	0,860*	0,763**	0,787**	0,774**
	май	0,953*	0,972*	0,916*	0,952*	0,938*
	июнь	0,171	0,400	0,499	0,534	0,531
ГТК за вегетационный период		0,448	0,651	0,718***	0,759**	0,752**

* - достоверный коэффициент корреляции (р > 99 %) (по таблице "Стандартных коэффициентов корреляции" (по Л.С. Каминскому) при числе степеней свободы (n = 2)

** - достоверный коэффициент корреляции (р > 98 %)

*** - достоверный коэффициент корреляции (р > 95 %)

В годы проведения исследований урожайность гибридов подсолнечника зависела от элементов технологии возделывания, в частности от густоты стояния растений и сроков посева.

Установлено, что в засушливых условиях степной зоны Крыма загущение посевов негативно сказывается на урожайности семян. При уменьшении площади питания растения конкурируют между собой за влагу, которая является лимитирующим фактором. Ввиду того, что в течение периода вегетации вероятность отсутствия осадков очень высока, возделывание подсолнечника предусматривает минимальный стеблестой в пределах оптимальной густоты стояния.

Существенную роль в разработке технологии возделывания гибридов подсолнечника играет изучение их отзывчивости на срок посева, который определяется для каждой почвенноклиматической зоны и должен быть ориентирован на обеспечение формирования высокой продуктивности растений. В условиях засушливой степной части Крыма преимущество следует отдавать 65

раннеспелым гибридам, а посев проводить в сроки, позволяющие наиболее продуктивно использовать запасы влаги осенне-зимнего периода.

Для гарантированного получения высоких урожаев гибрид подсолнечника Авангард следует высевать в первой или третьей декадах апреля с густотой стояния растений 40–50 тыс. шт./га (рис. 2). При посеве во второй декаде апреля отмечается резкое снижение продуктивности культуры.

Рисунок 2 – Урожайность гибрида подсолнечника Авангард в зависимости от срока посева и густоты стояния растений, т/га (среднее за 2017–2021 гг.)

Содержание масла в семенах гибрида, в среднем по опыту, уменьшалось при позднем сроке посева (от 45,2 до 41,6 %), а его колебания в зависимости от густоты стояния растений были не существенны (рис. 3).

Рисунок 3 – Содержание масла в семянках гибрида подсолнечника Авангард в зависимости от сроков посева и густоты стояния растений, % (2017–2021 гг.)

Сбор масла снижался при позднем сроке посева (0,42 против 0,37 т/га) и с увеличением густоты стояния растений от

40 до 70 тыс. шт./га (0,43 против 0,36 т/га) (табл. 6).

Таблица 6

Сбор масла гибрида подсолнечника Авангард в зависимости от сроков посева и густоты стояния растений, т/га

(2017–2021 гг.)

Срок посева (фактор А)	Густота стояния растений, тыс. шт./га (фактор В)
	30	40	50	60	70	средняя по фактору А (НСР 05 =0,04)
I декада апреля	0,37	0,49	0,46	0,41	0,37	0,42
II декада апреля	0,34	0,40	0,39	0,37	0,35	0,37
III декада апреля	0,36	0,42	0,38	0,37	0,35	0,37
Средняя по фактору В (НСР 05 = 0,05)	0,36	0,43	0,41	0,38	0,36	-

НСР 05 для частных средних = 0,09

Для гарантированного получения высокого уровня урожайности (1,35–1,39 т/га) гибрид подсолнечника Факел, ввиду неопределенности обеспеченности влагой вегетационного периода, целесообразно высевать в два срока – часть в ранний (1), часть в поздний (3) с густотой стояния растений 40 тыс. шт./га (рис. 4).

Рисунок 4 – Урожайность гибрида подсолнечника Факел в зависимости от срока посева и густоты стояния растений, т/га (среднее за 2018–2021 гг.)

Масличность семян подсолнечника гибрида Факел в среднем по опыту уменьшалась при позднем посеве (45,2 против 40,8 %) и не зависела от густоты стояния растений (рис. 5).

Рисунок 5 – Масличность семян гибрида подсолнечника Факел в зависимости от сроков посева и густоты стояния растений, % (2018–2021 гг.)

Сбор масла в среднем по опыту недостоверно повысился при позднем посеве (до 0,47 т/га), а с уменьшением площади питания растений снизился от 0,49 до 0,42 т/га (табл. 7).

Таблица 7

Сбор масла гибрида подсолнечника Факел в зависимости от сроков посева и густоты стояния растений, т/га

(2018–2021 гг.)

Срок посева (фактор А)	Густота стояния растений, тыс. шт./га (фактор В)
	30	40	50	60	70	средняя по фактору А (НСР 05 = 0,06)
I декада апреля	0,40	0,50	0,48	0,44	0,43	0,45
II декада апреля	0,38	0,45	0,43	0,41	0,41	0,42
III декада апреля	0,41	0,53	0,52	0,48	0,43	0,47
Средняя по фактору В (НСР 05 = 0,07)	0,40	0,49	0,48	0,44	0,42	-

НСР 05 для частных средних = 0,13

Заключение. Результаты экологического сортоиспытания гибридов подсолнечника отечественной селекции свидетельствуют о высоком потенциале продуктивности культуры в Крыму. В контрастные по погодным условиям годы (2017–2021 гг.) по урожайности выделились гибриды Сигнал (1,22 т/га), Гарант и Спринт (1,18 т/га).

Многолетние исследования для оценки гибридов подсолнечника отечественной селекции по экологической стабильности и адаптивности позволили сделать вывод о том, что условиях степной зоны Крымского полуострова как требовательные к уровню агротехники зарекомендовали себя гибриды Командор, Гарант, Спринт и Горстар (bi > 1). Гибрид Комета возможно возделывать на экстенсивном фоне при минимуме затрат (bi < 1), он же является наиболее стабильным по урожайности (Ϭd2 = 0,48). Самым нестабильным оказался гибрид Командор (Ϭd2 = 2,19).

Определены оптимальные параметры модели гибрида подсолнечника для условий степной зоны полуострова: продолжительность вегетационного периода – 92–98 суток, высота растения – 161– 166 см, масса 1000 семян – 69,5–83,0 г, продуктивная площадь корзинки – 313– 379 см2, урожайность – 2,26–2,49 т/га, масличность семян – 45–47 %.

Установлены закономерности влияния запасов влаги в почве перед посевом, ГТК и количества осадков за вегетационный период, а также природной влагообеспе-ченности зоны возделывания на урожайность подсолнечника в зависимости от густоты стояния растений при различных сроках посева. В период проведения исследований тесная корреляция отмечена: при посеве в I-й декаде апреля между урожайностью культуры и количеством осадков мая (r = 0,932); при посеве во II-й декаде апреля – между урожайностью культуры, количеством осадков мая (r = 0,932) и запасами влаги перед посевом (r = 0,977–0,978); при посеве в III-й декаде апреля – между урожайностью культуры и запасами влаги перед посевом (r = 0,892); при густоте стояния растений 40 тыс. шт./га – между количеством осадков апреля – мая, запасами влаги в почве перед посевом и урожайностью подсолнечника (r = 0,853–0,972); в загущенных посевах (50–70 тыс. шт./га) – между урожайностью и количеством осадков мая (r = 0,916–0,952); между ГТК и урожайностью подсолнечника в апреле и мае (r = > 0,7).

Продуктивность подсолнечника зависела от элементов технологии возделывания, в частности от густоты стояния растений и сроков посева. В засушливых условиях центральной степи Крыма за- гущение посевов негативно отражается на урожайности культуры и предпочтение следует отдавать раннеспелым сортам и гибридам, осуществляя посев в сроки, позволяющие наиболее продуктивно использовать осенне-зимние запасы влаги.

Для гарантированного получения высоких урожаев (1,19–1,32 т/га) гибрид подсолнечника Авангард следует высевать в I-й или III-й декадах апреля с густотой стояния растений 40–50 тыс. шт./га. При посеве во II-й декаде апреля отмечается резкое снижение его продуктивности. Содержание масла в семенах подсолнечника не зависело от густоты стояния растений и уменьшалось при позднем посеве (от 45,2 до 41,6 %). Сбор масла понижался при позднем посеве (0,42 против 0,37 т/га) и с увеличением густоты стояния растений от 40 до 70 тыс. шт./га (0,43 против 0,36 т/га). Гибрид подсолнечника Факел, ввиду неопределенности обеспеченности влагой вегетационного периода, целесообразно высевать в два срока – часть в I-й декаде апреля, часть в III-й декаде апреля с густотой стояния растений 40 тыс. шт./га (1,35–1,39 т/га). Содержание масла в его семенах уменьшалось с посевом в поздний срок (45,2 против 40,8 %) и не зависело от густоты стояния растений. Сбор масла в среднем недостоверно повышался при позднем посеве (до 0,47 т/га); с увеличением густоты стояния растений от 40 до 70 тыс. шт./га снижался от 0,49 до 0,42 т/га.