СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕМЕННОЙ СОИ В СИСТЕМЕ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК A01C7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к внесению в почву минеральных удобрений и микроэлементов преимущественно под посевы семенной сои при возделывании в системе капельного орошения.

Известен способ разноглубинного внесения минерального удобрения одновременно со вспашкой почвы, включающий подрезание и крошение пласта, разноглубинное рыхление полос почвы с одновременной подачей удобрений на дно борозды (WO 9015520, МПК А01В 13108, А01В 17/00, А01С 5/06, A01C 7/06, А01В 13/00, А01В 17/00, A01C 5/00, A01C 7/00, заявл. 19.06.1989, опубл. 27.12.1990).

К недостаткам описанного способа разноглубинного внесения удобрений применительно к решаемой нами проблеме - повышение посевных качеств зерна сои для возделывания в орошаемом земледелии - относится то, что внесенные макроудобрения (фосфор и калий) в осенний период становятся малодоступными для корневых систем растений сои в периоды «Прорастание», «Посев-всходы», «Бутонизация» и «Цветение». Только в период «Плодообразование» скелетные и сосущие корни растений сои в условиях орошаемого земледелия при оптимальном режиме увлажнения 80-80-80% НВ достигают глубины 0,25-0,32 м.

Известен также способ посева и внесения удобрений одновременно со вспашкой, включающий подрезание и крошение пласта почвы, при этом в каждой полосе разрушают плужную подошву на расстоянии 1/3-2/3 ширины полосы (СА патент №1178850, МПК A01C 7/06, A01C 21/00, A01C 23/02, A01C 7/00, A01C 21/00, A01C 23/00, заявл. 15.09.1982, опубл. 04.12.1984).

К недостаткам описанного способа посева и внесения удобрений одновременно со вспашкой применительно к решаемой нами технической задаче относятся низкая эффективность усвоения растениями сои вносимых макроудобрений NPK на весь вегетационный период.

Известен также рабочий орган для внесения минеральных удобрений одновременно с безотвальной обработкой почвы, включающий плоскорежущую лапу со стойкой, тукопровод, распределительную камеру с установленным в ней отражателем воздушно-туковой смеси, в котором, в основании трубопровода над отражателем воздушно-туковой смеси установлена камера завихрения воздушного потока, а отражатель воздушно-туковой смеси выполнен в виде конической втулки с пластинами, расположенными на разной высоте и направленными в противоположные стороны; на конической втулке выполнены фигурные пазы для изменения положения пластин (RU патент №2075273 С 1, МПК⁶ А01В 49/06, A01C 7/00. Рабочий орган для внесения минеральных удобрений одновременно с безотвальной обработкой почвы / Б.Н.Емелин, И.В.Саяпин, С.В.Давыдов, Ю.А.Иванов (RU). - Заявка №94022954/15; заявл. 29.06.1994, опубл. 20.03.1997).

К недостаткам описанного рабочего органа для внесения минеральных удобрений с безотвальной обработкой почвы применительно к реализации технологии внесения удобрений и микроэлементов под посевы семенной сои относится, во-первых, неприемлемость самой безотвальной обработки. Это связано тем, что для получения чистых и здоровых посевов дневной пласт почвы с с.-х. вредителями и пожнивными остатками, сорняками, семенами сорняков и падалицей предшественника должны быть уложены на дно плужной канавы и запаханы. Вспашка пласта почвы должна вестись лемешно-отвальными плугами, снабженными предплужниками. Во-вторых, фосфорные и калийные удобрения размещаются на глубине 0,21-0,27 м от дневной поверхности и становятся недосягаемыми для корней растений сои в периоды «посев-всходы», «ветвление-бутонизация», «цветение-налив бобов» и «созревание зерна сои». Часть доступного азота для растений сои формируется азотофиксирующими бактериями из атмосферного воздуха. Этим восполняются потери урожая зерна сои. Безотвальная обработка почвы, так же как система обработки «No till», не способствует развитию азотофиксирующих бактерий в почве.

Кроме описанных известен пахотно-посевной агрегат, включающий раму с опорными колесами, лемешный плуг, орудие для поверхностного рыхления почвы и зерновые сеялки, в котором, с целью послойного внесения минеральных удобрений по бокам и впереди плуга, который выполнен оборотным с право- и левооборачивающими корпусами, установлены две туковые сеялки, одна из которых располагается над непаханым полем, а другая - над обработанной частью поля; зерновые сеялки установлены на шарнирно прикрепленных к раме агрегата поворотных рамках с возможностью поднятия сеялки, идущей над непаханым полем, выше уровня почвы (SU авторское свидетельство №365962, М.кл. А01В 49/04. Пахотно-посевной агрегат / Г.К.Демидов (СССР). - Заявка №1632781/30-15; заявл. 16.03.1971, опубл. 16.01.1973, Бюл. №7 // Открытия. Изобретения. - 1973. - №7).

К недостаткам описанного пахотно-посевного агрегата применительно к реализации технологии возделывания сои для семенных целей относятся неэффективность их усвоения растениями сои в основные фенологические фазы. О том, что эти удобрения (N, P, K) не используются растениями сои даже на 25…30% свидетельствует урожай зеленой массы кормовых трав в уравнительных опытных посевах. Пролонгирование макроэлементов N, P, K наблюдается на посевах трав на второй и третий годы после их внесения.

Известен способ внесения удобрений, включающий образование в почве вертикальной щели, подачу в нее удобрений, фиксацию удобрений по глубине и заделку щели, в котором, с целью повышения урожайности и репродукционных качеств семян, вдоль вертикальной щели выполняют ярусно на разной глубине горизонтальные канавки, а микроэлементы и удобрения подают в щель и канавки в виде отдельных потоков с учетом органогенеза растений.

Для реализации описанного способа известна машина для внесения удобрений, содержащая бункер, рабочие органы для закладки удобрений в виде вертикальных ножей и размещенных в створе за ними тукопроводов, и дозирующее устройство в виде размещенного в тукопроводе спирального транспортера с гибким канатом внутри, закрепленным на приводном валу, в которой бункер удобрений разделен на секции, рабочие органы для закладки удобрений снабжены дополнительными ножами и тукопроводами с отогнутыми горизонтально концами, расположенными ярусно на разной глубине, приводной вал выполнен эксцентриковым, а дозирующее устройство снабжено активатором в виде сегмента диска с заточенной кромкой, размещенного на приводном эксцентриковым валу в бункере и связанного гибким канатом с выходным окном винтового транспортера, а тукопроводы снабжены высевными окнами (SU авторское свидетельство №1759271 А 1, М. кл⁵. А01С 7/00, А01В 49/06, А01С 21/00. Способ внесения удобрений и машина для его осуществления / В.И.Пожилов, А.П.Сапунков, П.Е.Топилин, A.M.Салдаев, Р.П.Заднепровский (СССР). - Заявка №4775937/15; заявл. 02.02.1990, опубл. 07.09.1992, Бюл. №33 // Открытия. Изобретения. - 1992. - №33).

Описанный способ внесения удобрений нами принят в качестве наиближайшего аналога.

К недостаткам описанного способа, рассматривая как вариант для решения нашей задачи, относится то, что распределение макроудобрений по почвенным горизонтам не соответствует биологии растений сои. Растения сои в основные периоды «посев-всходы», «бутонизация-ветвление» и «цветение-плодообразование», «налив и созревание зерна» нуждаются в макроэлементах N, Р, К в иных объемах и в других сочетаниях.

Известен также способ внесения органоминеральных удобрений при возделывании сои в зернокормовом севообороте, включающий уборку предшественника, дискование на глубину 0,06…0,08 м, поверхностное внесение органических и минеральных удобрений нормами 30…60 т/га навоза и N₁₂₀P₈₀K₆₀, отвальную вспашку, ранневесеннее покровное боронование в два следа, внесение почвенного гербицида Харнес дозой 2,5 л/га, широкорядный посев семян на глубину до 0,08 м, междурядные уходы, вегетационные поливы дождевальным агрегатом ДДА-100 МА нормами 1750…1800 м³/га и уборку в фазу восковой спелости зерна (см., например, И.П.Кружилин, A.M.Белоусов, В.В.Толоконников, А.Н.Боженков. Эффективность применения органоминеральных удобрений при возделывании сои в зернокормовом севообороте / Агроэкологические аспекты орошаемого земледелия в аридной зоне Поволжья: Сб. науч. тр. / Редкол.: Кружилин И.П. / Отв. ред. и др. - Волгоград: Комитет по печати и информации, 1999. - 192 с. - С.37-47).

Экспериментально установлено, что вносимые органические удобрения (навоз) нормой 30…60 т/га влияют лишь на качество зерна сои, т.е. навоз влияет на содержание в зерне масла (в %) и незначительно снижает трипсиноингибирующую активность (ТИА, мг/г зерна). Внесенные макроудобрения N₁₂₀Р₈₀К₆₀ увеличивают урожайность зерна сои, но натура (масса 1000 штук семян) остается на низком уровне.

Известна машина для внесения удобрений, содержащая бункер, рабочие органы для закладки удобрений в виде вертикальных ножей и размещенных в створе с ними тукопроводов и дозирующее устройство в виде размещенного в тукопроводе спирального транспортера с гибким канатом внутри, в которой, с целью обеспечения равномерного высева малосыпучих и переувлажненных минеральных удобрений и микроэлементов, бункер выполнен секционным, а на дне каждой секции установлены переходные стаканы с раструбом в верхней части, причем стенки переходных стаканов снабжены радиальными пазами, внешняя нижняя кромка которых размещена на уровне дна бункера, а конечные участки радиальных пазов выполнены наклонными к горизонту, при этом дозирующее устройство снабжено установленным на эксцентриковом приводном валу активатором, причем на канате дозирующего устройства ниже активатора установлены посредством дистанционных втулок фигурные элементы, а рабочие органы снабжены дополнительными ножами и тукопроводами с отогнутыми горизонтально концами; фигурный элемент выполнен в виде двойного конуса; конусность внешней поверхности фигурного элемента выполнена меньшей величины тангенса двойного угла трения минеральных удобрений о сталь; внутренняя поверхность фигурного элемента образована конической поверхностью с углом наклона образующей к оси элемента, равным 30-40°; переход внутренней конической поверхности в тело фигурного элемента выполнен по галтели с радиусом больше 3 мм; конечные участки радиальных пазов выполнены под углом 40-60° к горизонту; контактирующие поверхности фигурного элемента и дистанционной втулки выполнены сферическими; угол раствора раструба выполнен меньше угла трения частиц удобрений о сталь (SU авторское свидетельство №1819510, М.кл⁵. A01C 15/10. Машина для внесения удобрений / A.M.Салдаев (СССР). - Заявка №4941033/15, заявл. 29.03.1991, опубл. 07.06.1993, Бюл. №21 // Открытия. Изобретения. - 1993. - №21).

К недостаткам описанной машины для внесения удобрений, несмотря на имеющуюся возможность ярусной закладки минеральных удобрений N, Р, К, относятся невозможность внесения жизненно важных для роста и развития растений сои микроэлементов Мо, В, Со, Zn, Cu и макроэлементов Mn, S, Са как до посева, так и в период вегетации.

Известен способ возделывания сои на орошаемых землях, включающий лущение стерни предшественника, обработку гербицидом, внесение удобрений, вспашку, ранневесеннее рыхление почвы и выравнивание, предпосевной полив и культивацию на 4-5 см, прикатывание почвы до и после посева, боронование всходов, орошение, в котором, с целью повышения урожайности за счет ускорения появления дружных и равномерных всходов, уменьшения повреждения и гибели проростков сои и устранения угнетения азотофиксирующих бактерий, а также снижения трудозатрат, гербициды вносят за 14-20 дней до предпосевного полива, а сев производят узкорядный или перекрестным посевом с нормой высева 1,3-1,5 млн всхожих семян на 1 га скороспелыми сортами сои (SU авторское свидетельство №1519539 А1, М.Кл.⁴ А01В 79/02. Способ возделывания сои на орошаемых землях/ П.Е.Губанов (СССР). - Заявка №4366797/30-15; заявл. 10.11.1987, опубл. 07.11.1989; Бюл. №41 // Открытия. Изобретения. - 1989. - №41).

К недостаткам описанного способа применительно к решаемой нами проблеме относятся низкие урожайность и качество зерна сои из-за отсутствия в почве необходимых для растения сои доступных для усвоения микроэлементов.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение семенных качеств сои при возделывании в системе капельного орошения.

Технический результат - повышение урожайности и выравненности семян сои.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе возделывания семенной сои в системе капельного орошения, включающем установление места сои в севообороте, выбор сорта, выбор предшественника, уборку предшественника, лущение стерни предшественника, внесение гербицидов для подавления злостных многолетних сорняков, основную обработку почвы с запашкой пожнивных и растительных остатков, внесение органических и минеральных удобрений, покровное боронование, ранневесеннюю культивацию на глубину 6-8 см и выравнивание микрорельефа поля, инокуляцию и предпосевную обработку семян ризоторфином, защитными и ростовыми препаратами, предпосевную культивацию почвы на глубину 4-5 см, допосевное прикатывание, выбор способа посева, установление нормы высева, сев, послепосевное прикатывание, довсходовое боронование по диагонали поля, послевсходовое боронование, раскладку гибких поливных трубопроводов вдоль рядков растений и их фиксацию, первый вегетационный полив, уничтожение сорной растительности в рядках, рыхление междурядий, вегетационные поливы, некорневую подкормку растений микроэлементами, защиту растений от с.х. вредителей и болезней, сматывание гибких поливных трубопроводов в бобины, десикацию посевов, комбайновую уборку бобов и их обмолот, согласно изобретению, установив по выносу макроудобрений и микроэлементов зерном и вегетативной массой сои общее количество необходимых элементов на одну тонну зерна и на одну тонну биологической массы, расчетные нормы макроэлементов азота (N), фосфора (Р), калия (К), кальция (Са), серы (S) вносят дробно: из необходимых элементов питания азота 90 кг/т, фосфора 30 кг/т, калия 60 кг/т, кальция 9 кг/т и серы 12 кг/т до посева в слой 6-8 см при ранневесенней культивации заделывают в почву 8-12% N, 10-16% Р, 4-6% К и 20-26% Са рядовым посевом зернотуковыми сеялками, предпосевную культивацию выполняют фрезерованием верхнего слоя на глубину 4-5 см перпендикулярно направлению внесения удобрений N, Р, К, Са, S, в фазу ветвление в посевах сои вместе с поливной водой при капельном орошении вносят макроэлементы 30-45% азота, 20-25% фосфора, 10-12% калия, 6-18% кальция и 20-25% серы и микроэлементы 10-12% молибдена (Мо), 14-18% бора (В), 8-14% кобальта (Со), 18-22% цинка (Zn) и 8-17% меди (Си), в период бутонизация - элементы N, Р, К, Са, S, Мо, В, Со, Zn, Cu, соответственно 32-42; 30-35; 21-36; 40-45; 36-42; 52-60; 37-44; 56-64; 40-50; 50-66%, в фазу цветение - вместе с поливной водой адресно к корневым системам растений сои макроэлементы N (15-21%), Р (16-18%), К (20-26%), Са (11-34%), S (17-36%) и некорневую подкормку опрыскиванием рабочим раствором 200-250 л/га из микроэлементов Мо, В, Со, Zn, Cu нормами 30-36, 42-45, 26-32, 32-38 и 26-33% от номинальных доз, в период налив бобов - созревание зерна с поливной водой из систем капельного орошения вносят 30-35% калия, 8-16% серы и завершают операцию внесения элементов питания подачей фосфора дозой 6-24% от номинального значения подачей раствора ортофосфорной кислоты Н₃PO₄ концентрацией 6-12%.

Изобретение поясняется числовыми данными, приведенными в таблицах.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Способ возделывания семенной сои в системе капельного орошения включает сложившиеся в мировой практике возделывания сои ряд машинных технологических операций, выполняемые в сжатые агротехнические сроки: установление места сои в севообороте, выбор сорта, выбор предшественника, уборку предшественника, лущение стерни предшественника, внесение гербицидов для подавления злостных многолетних сорняков, основную обработку почвы с запашкой пожнивных и растительных остатков, внесение органических и минеральных удобрений, покровное боронование, ранневесеннюю культивацию на глубину 6-8 см и выравнивание микрорельефа поля, инокуляцию и предпосевную обработку семян ризоторфином, защитными и ростовыми препаратами, предпосевную культивацию почвы на глубину 4-5 см, допосевное прикатывание, довсходовое боронование по диагонали поля, послевсходовое боронование, раскладку гибких поливных трубопроводов со встроенными в них капельницами вдоль рядков растений и их фиксацию, первый вегетационный полив, уничтожение сорной растительности в рядках, рыхление междурядий, вегетационные поливы, некорневую подкормку растений, защиту от с.х. вредителей и болезней, сматывание гибких поливных трубопроводов в бобины, десикацию посевов, комбайновую уборку бобов и их обмолот.

Ниже приводим доказательную базу воплощения заявленного способа внесения удобрений и микроэлементов под посевы семенной сои для получения высококачественного посевного материала.

Существующие в производстве системы капельного орошения включают водозаборное и насосное оборудование, блок фильтров для очистки воды, устройства для внесения макроудобрений, микроэлементов, пестицидов, гербицидов, химмелиорантов, регуляторы давлений, магистральный, распределительный и водоподводящие трубопроводы, запорную арматуру, гибкие поливные трубопроводы со встроенными в их плоскостями капельницами с расходом воды от 0,8 до 8,0 л/ч. Шаг между капельницами в гибких поливных трубопроводах - 0,2;0,3; 0,41; 0,45; 0,5; 0,61; 0,7; 1,0 м и др. Система капельного орошения позволяет упростить технологию внесения минеральных удобрений.

Наибольшим содержанием фосфора (0,66...0,72%) и калия (1,85... 1,90%) характеризуются семена с орошаемых посевов в сухостепной зоне по сравнению с неорошаемым агроценозом черноземных почв. Вероятно, это объясняется более высокой теплообеспеченностью посевов в сухостепной зоне в период налива и созревания семян.

Учитывая это, семеноводческие посевы сои целесообразно выращивать в сухостепной зоне, где только в орошаемых посевах формируются более качественные семена, чем в неорошаемом агроценозе менее теплообеспеченной степной зоны черноземных почв.

Посев более крупными семенами сои гарантирует получение более высокого урожая. Такие семена образуют более сильные корешки и проростки, которые способны обеспечить лучшее развитие и сохранение растений к уборке. Зародышевый корень полновесного семени легче проникает в глубину почвы, а сильный росток успешнее прорастает, поэтому полевая всхожесть крупных семян выше, чем мелких, что в значительной степени обеспечивает более высокую урожайность.

Откалиброванные крупные и однородные семена сои дают дружные всходы, имеют более высокую полевую всхожесть и урожайность, чем некалиброванные.

В орошаемых посевах сои по сравнению с неорошаемыми формируются более крупные семена и наиболее полно проявляются другие хозяйственные признаки и свойства сорта, определяющие урожайные качества семян.

Оригинальные и элитные посевы должны иметь сортовую чистоту не ниже 99,5%. Не допускаются карантинные сорняки и клещи.

Экспериментально установлено, что у сои наиболее ценными являются семена нижнего и среднего ярусов.

Разнокачественность семян сои проявляется и в пределах одного боба независимо от положения его на материнском растении. В период роста и развития и в фазе полной спелости третьи от пестика семена имеют меньшие размеры и массу 1000 шт., чем первые и вторые, поэтому посевной материал обычно бывает различных фракций. Проведенный анализ семян сои сорта Волгоградка-1 показал, что они представлены двумя фракциями, различными по массе 1000 штук, всхожести и урожайным качествам.

В почвенно-гидрологических условиях региона исследований Нижней Волги основными факторами, определяющими формирование водного режима почвы, являются атмосферные осадки, поливы, запасы почвенной влаги перед посевом (которые могут являться зависимым фактором в случае проведения влагозарядковых поливов) и динамика потребления воды посевами сельскохозяйственных культур. Недостаточная обеспеченность региона атмосферными осадками обуславливает возможность преимущественного регулирования водного режима почвы за счет проведения вегетационных поливов.

Учитывая биологические особенности сои, ее требования к наличию и степени доступности почвенной влаги, программой исследований предусматривалось поддержание двух постоянных (70 и 80% НВ) и одного дифференцированного (70-80% НВ) в течение вегетационного периода порога предполивной влажности почвы. Предполивной уровень влажности почвы поддерживался в слое 0,3 м в течение вегетационного периода, а также в периоды от посева до начала цветения с последующим увеличением горизонта промачивания до 0,5 м. Минеральный фон рассчитывался на планируемые уровни урожайности 3, 4 и 5 т/га зерна сои соответственно N₆₀Р₆₀К₃₀, N₈₅P₈₀K₅₀ и N₁₁₀P₁₀₀K₇₀. Исследования проводились в 2002-2004 гг. на орошаемых землях фермерского хозяйства «Садко» Дубовского района Волгоградской области с применением систем капельного полива.

Локальный характер увлажнения почвогрунта при капельном орошении обуславливает повышенные требования к установлению качественных и количественных закономерностей формирования зон увлажнения при разной исходной влажности почвы. Исследованиями установлено существенное влияние уровня предполивного влагосодержания увлажняемой зоны почвогрунта на формирование количественных параметров зоны увлажнения. Существенно изменяется глубина промачивания почвы при разных уровнях влажности почвы.

Так, через час после начала полива, что при интенсивности подачи воды 2 л/ч соответствовало объему водоподачи, равному 36 м³/га, глубина промачивания почвенного горизонта при исходной предполивной влажности почвогрунта 70% НВ составила 0,14 м. При повышении исходной влажности почвы до уровня 80 и 90% НВ глубина промачивания почвы возрастала соответственно до 0,21 и 0,35 м. Через два часа полива глубина промачивания почвы на участках с исходной влажностью 70, 80 и 90% НВ составила 0,21, 0,31 и 0,54 м, через три часа соответственно 0,29, 0,44 и 0,74 м.

Влияние исходной влажности почвы на диаметр зоны увлажнения было существенно ниже, а в ряде случаев численные значения диаметров были равнозначны на участках с разным уровнем предполивного влагосодержания.

На основании экспериментального материала получено математическое выражение, устанавливающее соотношение диаметра и глубины увлажняемой зоны почвогрунта в зависимости от уровня исходной влажности почвы. Выражение представлено уравнением множественной регрессии вида:

где h - горизонт промачивания почвы (зависит от биологических особенностей культуры), м; δ% - уровень исходной влажности почвы, % НВ; d - диаметр зоны увлажнения почвогрунта, м.

Коэффициент детерминации аппроксимации 0,92 свидетельствует о высокой коррелируемости анализируемых параметров. Формула (1) может применяться в сходных почвенно-гидрологических условиях.

Из полученного выражения (1) следует, что доля увлажняемой площади, определяемая как S=d/H (где Н - расстояние между увлажнителями) при определенной глубине промачивания почвенного горизонта существенно зависит от уровня предполивиой влажности почвы. В исследованиях ВКО ГНУ ВНИИГиМ на светло-каштановых, тяжелосуглинистых почвах Волго-Донского междуречья, при расстоянии между соседними увлажнителями 1,4 м, доля увлажняемой почвы для предполивного уровня влажности почвы 70% НВ составила 43%, для предполивного уровня влажности 80% НВ - 37%.

Регулирование водного и пищевого режима почвы, а также размеров зон увлажнения в динамике по фазам развития культуры СОИ существенно определяет рост и распространение корневой системы растений и ее функционирование. Доля дисперсии показателей сухой массы корней сои по факторам уровня предполивной влажности, а также зоны увлажнения почвы составила 63%.

Улучшение условий водного и минерального питания сои во все годы исследований увеличивало размеры и массу среднего растения. Наименьшие значения 5,32-5,38 т/га биологической массы сои отмечены при внесении минеральных удобрений

дозой N₆₀Р₆₀К₃₀ и поддержании постоянного порога предполивной влажности почвы на уровне 70% НВ в слое 0,3 или 0,3-0,5 м. Разница в массе органического вещества на участках промачивания 0,3 м и 0,3-0,5 м слоя почвы при таком уровне предполивной влажности почвы статистически несущественна (НСР₀₅=0,11 т/га). На участках поддержания дифференцированного, 70-80% НВ, порога предполивной влажности почвы разница в сухом веществе посева на участках с глубиной промачивания почвы 0,3 м и 0,3-0,5 м статистически существенна. На фоне внесения Н₆₀Р₆₀К₃₀ промачивание дифференцированного по фазам развития растений горизонта почвы 0,3-0,5 м в сочетании с поддержанием порога предполивной влажности на уровне 70-80% НВ на 1,57 т/га увеличивало массу накопленного сухого вещества сои в сравнении с посевами, где горизонт промачивания в течение вегетационного периода составлял 0,3 м. Наибольшие значения накопленной за вегетационный период органической массы сои 11,21 т/га при внесении N₁₁₀P₁₀₀K₇₀ отмечены на участках поддержания постоянного порога предполивной влажности почвы 80% НВ в слое 0,3 м.

Установлено существенное влияние размеров увлажняемых зон и уровня их предполивного влагосодержания на урожайность семян сои. Урожайность на уровне 3 т/га обеспечивалась восемью сочетаниями регулируемых в опыте факторов. Наименьшие отклонения от запланированного уровня отмечены при сочетании дозы внесения минеральных удобрений, N₆₀Р₆₀К₃₀, с поддержанием порога предполивной влажности почвы на уровне 70-80% НВ в слое 0,3 м или 70% НВ в течение всего вегетационного периода, а также при поддержании порога предполивного влагосодержания увлажняемой зоны почвогрунта, 70% НВ в слое 0,3 м, со всеми, изучаемыми в опыте, дозами минеральных удобрений. Наиболее близкие к планируемому на уровне 4 т/га урожаи сои формировались на участках, где при внесении N₈₅P₈₀K₅₀ порог предполивной влажности почвы поддерживали на уровне 80% НВ в слое 0,3 м или дифференцирование, 0,3-0,5 м, а также при поддержании дифференцированного порога предполивной влажности почвы, 70-80% НВ в слое 0,3-0,5 м. Отклонения составили соответственно 8,3, 3,3 и 1,8%. Наименьший 0,03 т/га недобор до планируемого на уровне 5 т/га урожая зерна сои отмечен при поддержании порога предполивной влажности почвы 80% НВ в слое 0,3 м. Однако по затратам водных ресурсов на формирование тонны зерна сои, 808 м³/т, наиболее выгодно порог предполивной влажности почвы поддерживать по дифференцированной схеме 70-80% НВ в слое 0,3-0,5 м.

Экономически целесообразно возделывание сои на семена с использованием систем капельного орошения при получении урожайности не ниже 4 т/га и сочетании поддержания порога предполивного влагосодержания почвогрунта, 70-80% НВ, в дифференцированном по фазам роста и развития растений горизонте почвы, 0,3-0,5 м, с внесением минеральных удобрений дозой N₈₅P₈₀K₅₀ или N₁₁₀P₁₀₀K₇₀. Сальдо денежного потока при таком сочетании факторов составляет соответственно 24120 и 29750 руб./га, а срок окупаемости проекта с учетом капитальных вложений на приобретение и монтаж системы капельного орошения не превышает 3 года.

Особенности пищевого режима сои. Роль воды в жизни растения не ограничивается поддержанием тургора и нормального прохождения всех физиологических процессов в тканях растения. Вода, являясь универсальным растворителем, способствует растворению в ней минеральных солей и переносу их через корень внутрь растения. Поэтому в зоне недостаточного увлажнения орошение является одним из основных факторов, влияющих на пищевой режим почвы, условия роста и развития растений.

Соя, при формировании урожая, требовательна к условиям минерального питания. Она поглощает относительно больше, чем другие культуры азота, фосфора, серы, калия, кальция, магния и других веществ.

С 1 т урожая сухого вещества сои, убранной на зеленую массу, выносится азота (N) 22,1-28,6 кг, фосфора (Р) 7,4-8,8 кг и калия (К) 17,7-19,2 кг. В условиях недостаточного увлажнения роль калия как элемента, способствующего удержанию воды в тканях растений, повышается. Поэтому при орошении содержание калия в зерне снижается на 6% с 1,88 до 1,77 кг по сравнению с неорошаемой соей.

Накопление сухих веществ растениями в зерне сои идет до конца вегетации. При созревании сои доля сухих веществ в надземной части растений распределяется следующим образом: зерно - 25%, стебли - 37%, створки бобов - 3%, опавшие листья - 35%.

С 1 т зерна сои в среднем выносится: азота 54 кг, фосфора 19 кг, калия 23 кг и с 1 т побочной продукции - азота 7,2 кг, фосфора 2,4 кг и калия 8,7 кг.

Общий вынос этих веществ зависит в основном от величины урожая.

Общая масса сухих веществ при уборке сои на зерно увеличивается по сравнению с урожаем зеленой массы с 8,33 до 9,35 т/га или на 12%. Однако основная доля питательных веществ (около 60%) концентрируется в зерне и составляет 25% от общей массы сухих веществ растения. В побочной продукции (солома, листья и створки бобов) их в несколько раз меньше.

С урожаем сухих веществ зеленой массы, например, 8,3 т/га выносится 417 кг/га N, Р, К, в том числе азота 197 кг/га (47%), фосфора 73 кг/га (18%), калия 147 кг/га (35%). Их соотношение N:Р:К составляет 2,5:1:2.

Вынос питательных веществ с урожаем сухого зерна и побочной продукцией уменьшается по сравнению с зеленой массой с 417 до 318 кг/га (на 13%) и в том числе одним зерном до 181 кг/га или на 130%. Соотношение элементов N:P:K в зерне составляет 2,8:1:1,2. Необходимые элементы питания поступают из почвы и восполняют потребности растений в них. Часть азота поступает от симбиоза клубеньковых бактерий и растений.

Содержание питательных веществ в динамике изменяется. В орошаемых вариантах накопление азота в почве постоянно возрастает в течение вегетации и достигает максимальной величины при достаточном увлажнении почвы (80-80-80% НВ) - 247 кг/га, против 187 кг - без орошения. Получается, что орошение повышает эффективность симбиоза. Часть азота используется растениями и оставляет в почве без учета органических остатков 60 кг/га азота. При снижении влажности почвы до 60-70% НВ во втором периоде накопление азота снижается до 22-35 кг/га.

Содержание в почве фосфора снижается пропорционально величине урожая и влагообеспеченности. При достаточном увлажнении (80% НВ) с урожаем выносится большое количество фосфора и в конце вегетации содержание его в почве снижается на 69 кг/га.

Какой-либо закономерной зависимости содержания в почве калия от условий влагообеспеченности или величины урожая растений не обнаруживается.

Исследования по изучению влияния минеральных удобрений на рост и развитие сои показали, что при высоком содержании в почве азота, фосфора и калия минеральные удобрения в дозе от N₆₀ Р₆₀ до N₂₄₀ P₂₄₀ оказывали незначительное влияние на полевую всхожесть и выживаемость растений к концу вегетации, но способствовали увеличению линейного роста растений. При малых дозах удобрений N₆₀ и Р₆₀, применяемых отдельно и совместно, линейный рост увеличился на 4-10% и при увеличении дозы, вносимых удобрений до N₂₄₀ Р₂₄₀, - на 22%.

При внесении удобрений усиливаются процессы фотосинтеза, повышается среднесуточное накопление сухих веществ и продуктивность растений. Так, например, в ОПХ Сунженское при внесении одного фосфора Р₆₀ накопление сухих веществ увеличилось на 3%, N₆₀ - на 11% и при совместном применении N₆₀ Р₆₀ - на 15%. При дальнейшем увеличении норм удобрений до N₂₄₀ Р₂₄₀ эффективность их использования не возрастает.

Совместное применение минеральных удобрений и нитрагина повышает эффективность их использования. Обработка семян нитрагином на фоне N₆₀ Р₆₀ и без удобрений, в ОПХ Сунженское, способствовала увеличению линейного роста сои со 1,28 м до 1,37 и 1,34 м и среднесуточного накопления сухих веществ с 6,8 до 7,8 г/м².

Минеральные удобрения создают более благоприятные условия для развития растений, и они удлиняют вегетационный период. Причем этому способствуют в большей мере азотные удобрения. Так, при внесении Р₆₀ соя созрела за 154 дня, а в варианте N₆₀ - за 156 дней. Совместное внесение N₆₀ Р₆₀ отодвигает созревание на 4 дня, со 154 до 158 дней. Увеличение норм удобрений до N₆₀ Р₉₀ эти сроки сдвигают на 9 дней.

Виды и дозы удобрений по-разному влияют и на сроки прохождения фенофаз. Азотные удобрения, при раздельном и совместном применении с фосфорными, способствуют удлинению периодов: всходы - ветвление, ветвление - начало цветения, цветение - начало налива бобов на 1-2 дня и в целом всего периода вегетации до 9 дней. Фосфорные удобрения, внесенные под основную обработку дозой Р₆₀ + при посеве P₁₂, способствовали ускорению наступления фазы цветения и сократили период вегетации на 1-2 дня.

Установив по выносу макроудобрений и микроэлементов зерном и вегетативной массой сои общее количество необходимых элементов питания на одну тонну зерна и на одну тонну биологической массы расчетные дозы макроэлементов азота (N), фосфора (Р), калия (К), кальция (Са), серы (S) вносят дробно. Необходимые элементы питания для сортов сои ВНИИО3-86, Руно, Зерноградская-2 рассчитывают из установок: азота 90 кг/т, фосфора 30 кг/т, калия 60 кг/т, кальция 9 кг/т и серы 12 кг/т. До посева из необходимых элементов питания в почвенный слой 6-8 см при ранневесенней культивации заделывают в почву 8-12% N, 10-16% Р, 4-6% К и 20-26% Са рядовым посевом зернотуковыми сеялками СТ3-3,6 с шириной междурядий 0,15 м. Предпосевную культивацию выполняют фрезерованием верхнего слоя на глубину 4-5 см фрезерной машиной RF-4 перпендикулярно направления внесения минеральных удобрений N, Р, К, Са, S.

В фазу «ветвление» в посевах сои вместе с поливной водой при капельном орошении вносят макроэлементы 30-45% азота, 20-25% фосфора, 10-12% калия, 6-18% кальция и 20-25% серы и микроэлементы 10-12% молибдена (Мо), 14-18% бора (В), 8-14% кобальта (Со), 18-22% цинка (Zn) и 8-17% меди (Cu).

Для получения высокого качества семян сои одновременно с макроудобрениями вместе с поливной водой вносят микроэлементы молибден (Мо) нормой 200-350 г/га, бор (В) - 925-1705 г/га, кобальт (Co) - 200-300 г/га, цинк (Zn) - 335-455 г/га, медь (Cu) - 250-350 г/га.

В период «бутонизация» в посевы сои добавляют элементы N, Р, К, Са, S, Мо, В, Со, Zn, Cu соответственно от установленных норм: 32-42; 30-35; 21-36; 40-45; 36-42; 52-60; 37-44; 56-64; 40-50; 50-66%. Микроэлементы вносят в водорастворимой форме вместе с поливной водой.

В фазу «цветение» в соевые семенники направляют вместе с поливной водой адресно к корневым системам растений сои макроэлементы 15-21% N, 16-18% P, 20-26% К, 11-34% Ca, 17-36% S и проводят некорневую подкормку опрыскиванием посевов сои рабочим раствором 200-250 л/га из микроэлементов Мо, В, Со, Zn, Cu нормами 30-36, 42-45, 26-32, 32-38 и 26-33% от номинальных доз.

На соевых плантациях в период «налив бобов - созревание зерна» с поливной водой из систем капельного орошения вносят 30-35% калия, 8-16% серы и завершают операцию внесения элементов питания подачей фосфора дозой 6-24% от номинального значения подачей раствора ортофосфорной кислоты Н₃PO₄ концентрацией 6-12%.

Результаты полевых (хозяйственных) испытаний в период 2004-2006 гг. по сорту ВНИИО3-86 представлены в таблицах 1, 2, 3. В приведенных таблицах 1-3 представлены индексы семян сои и натура (масса, т/м³). Таким образом, представленные сведения подтверждают возможность достижения указанного технического результата.

Сущность способа возделывания семенной сои заключается в том, что установив на основе химических анализов вынос макроудобрений и микроэлементов зерном и вегетативной массой (не зерновой частью) сои, общее количество необходимых элементов питания на одну тонну зерна и на одну тонну биологической массы макроэлементы N, Р, К, Са, S вносят дробно. Часть из макроэлементов заделывают в почву до посева при ранневесенней культивации в слой 6-8 см. Берут азот в пределах 8-12% от расчетной нормы азота, равной 90 кг/т, 10-16% фосфора от его нормы 30 кг/т, 4-6% калия от нормы 60 кг/т, 20-26% кальция от нормы 9 кг/т и серы 12 кг/т. Перед посевом осуществляют фрезерование верхнего слоя почвы на глубину 4-5 см перпендикулярно направлению внесения удобрений. Для равномерного распределения N, Р, К, Са, S их вносят рядовым посевом зернотуковыми сеялками семейства СЗТ-3,6. В фазу ветвление в посевы сои вместе с поливной водой при капельном орошении вносят макроэлементы 30-45% N, 20-25% Р, 10-12% К, 6-18% Са и 20-25% S и микроэлементы 10-12% Мо, 14-18% В, 8-14% Со, 18-22% Zn и 8-17% Cu. В период бутонизации для исключения стерильности сои с поливной водой вносят элементы N, Р, К, Са, S, Мо, В, Со, Zn, Cu, соответственно 32-42%; 30-35%; 21-36%; 40-45%; 36-42%; 52-60%; 37-44%; 56-64%; 40-50%; 50-66%. В фазу цветение для обеспечения выравненности семян в бобах сои вместе с поливной водой адресно к корневым системам растений сои вносят макроэлементы 15-21% N, 16-18% Р, 20-26% К, 11-34% Са, 17-36% S и выполняют некорневую подкормку опрыскиванием вегетативной массы рабочим раствором 200-250 л/га из микроэлементов Мо, В, Со, Zn, Cu нормами 30-36%, 42-45%, 26-32%, 32-38% и 26-33% от номинальных доз. В период налив бобов - созревание зерна для повышения содержания белка и жира и снижения ТИА с поливной водой из систем капельного орошения вносят 30-35% К, 8-16% S. Завершают операцию внесения макроэлементов подачей Р дозой 6-24% от номинального значения подачей раствора ортофосфорной кислоты Н₃PO₄ концентрацией 6-12%. Использование способа позволит обеспечить повышение урожайности и выравненности семян сои. 3 табл.

Способ возделывания семенной сои в системе капельного орошения, включающий установление места сои в севообороте, выбор сорта, выбор предшественника, уборку предшественника, лущение стерни предшественника, внесение гербицидов для подавления злостных многолетних сорняков, основную обработку почвы с запашкой пожнивных и растительных остатков, внесение органических и минеральных удобрений, покровное боронование, ранневесеннюю культивацию на глубину 6-8 см и выравнивание микрорельефа поля, инокуляцию и предпосевную обработку семян ризоторфином, защитными и ростовыми препаратами, предпосевную культивацию почвы на глубину 4-5 см, допосевное прикатывание, выбор способа посева, установление нормы высева, сев, послепосевное прикатывание, довсходовое боронование по диагонали поля, послевсходовое боронование, раскладку гибких поливных трубопроводов вдоль рядков растений и их фиксацию, первый вегетационный полив, уничтожение сорной растительности в рядках, рыхление междурядий, вегетационные поливы, некорневую подкормку растений микроэлементами, защиту растений от сельскохозяйственных вредителей и болезней, сматывание гибких поливных трубопроводов в бобины, десикацию посевов, комбайновую уборку бобов и их обмолот, отличающийся тем, что установив по выносу макроудобрений и микроэлементов зерном и вегетативной массой сои общее количество необходимых элементов питания на одну тонну зерна и на одну тонну биологической массы расчетные нормы макроэлементов азота (N), фосфора (Р), калия (К), кальция (Са), серы (S) вносят дробно: до посева из необходимых элементов питания азота 90 кг/т, фосфора 30 кг/т, калия 60 кг/т, кг/т в слой 6-8 см при ранневесенней культивации заделывают в почву 8-12% N, 10-16% Р, 4-6% К и 20-26% Са рядовым посевом зернотуковыми сеялками, предпосевную культивацию выполняют фрезерованием верхнего слоя на глубину 4-5 см перпендикулярно направлению внесения удобрений N, Р, К, Са, S, в фазу ветвление в посевы сои вместе с поливной водой при капельном орошении вносят макроэлементы 30-45% азота, 20-25% фосфора, 10-12% калия, 6-18% кальция и 20-25% серы и микроэлементы 10-12% молибдена (Мо), 14-18% бора (В), 8-14% кобальта (Со), 18-22% цинка (Zn) и 8-17% меди (Cu), в период бутонизации добавляют элементы N, Р, К, Са, S, Мо, В, Со, Zn, Cu соответственно 32-42%; 30-35%; 21-36%; 40-45%; 36-42%; 52-60%; 37-44%; 56-64%; 40-50%; 50-66%, в фазу цветение направляют вместе с поливной водой адресно к корневым системам растений сои макроэлементы N 15-21%, Р 16-18%, К 20-26%, Са 11-34%, S 17-36% и проводят некорневую подкормку опрыскиванием рабочим раствором 200-250 л/га из микроэлементов Мо, В, Со, Zn, Cu нормами 30-36%, 42-45%, 26-32%, 32-38% и 26-33% от номинальных доз, в период налив бобов - созревание зерна с поливной водой из систем капельного орошения вносят 30-35% калия, 8-16% серы и завершают операцию внесения элементов питания подачей фосфора дозой 6-24% от номинального значения подачей раствора ортофосфорной кислоты Н₃PO₄ концентрацией 6-12%.