Особливості розвитку сорго звичайного двокольорового Sorghum bicolor (L.) залежно від норми висіву насіння

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків Національної академії аграрних наук України

Особливості розвитку сорго звичайного двокольорового (sorghum bicolor (l.) Залежно від норми висіву насіння

Правдива Л.А. - к.с.-г.н., с.н.с. відділу селекції і сталих технологій вирощування та переробляння біоенергетичних культур

Анотація

У статті наведено результати досліджень з вивчення впливу норм висіву насіння на ріст і розвиток рослин сорго звичайного двокольорового та соризу в умовах нестійкого зволоження східної частини Лісостепу України. Дослідження виконувались впродовж 2016-2020 рр. на дослідних ділянках Іванівської дослідно-селекційної станції Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН України.

Досліджено, що норма висіву насіння впливала на формування густоти стояння рослин сорго звичайного двокольорового та соризу, і відповідно, на виживаність, що впливало на розвиток та продуктивність культур. Густота стояння рослин залежала від посівних властивостей насіння, ґрунтово-кліматичних умов та елементів технології вирощування.

Встановлено, що найкраще розвивалися рослини за сівби з нормою висіву 200 тис. шт./га та з кінцевою густотою стояння 159 та 160 тис. При цьому отримана висока польова схожість насіння, яка становила 83,2% у соризу сорту Самаран 6 та 84,1% у сорго сорту Дніпровський 39; зменшувалась тривалість вегетаційного періоду, яка становила 111 діб у соризу та 112 діб у сорго. За сівби насіння 150 та 250 тис.шт./га польова схожість була нижчою в середньому на 1,0-1,8%, а вегетаційний період довшим в середньому на 2-4 доби. Сорти сорго звичайного утворювали найбільшу кількість додаткових стебел за норми висіву 150 та 200 тис.шт./га. За максимальної норми висіву рослини сорго і соризу практично не кущилися - 1,0 та 1,2 стебел на рослину. Відмічено, що маса рослин змен- шувалась із збільшенням норми висіву насіння від 135,6 до 110,8 г у сорту Дніпровський 39 та від 122,3 до 109,4 г у сорту Самаран 6. Аналогічна тенденція спостерігається із площею асиміляційної поверхні листя. Однак висота рослин збільшувалась і діаметр змен- шувався, це свідчить про те, у загущених посівах рослини витягуються більше у висоту, ніж потовщуються у ширину.

Ключові слова: сорти, норма висіву, польова схожість, період вегетації, біометричні показники, густота стояння рослин.

Abstract

Pravdyva L.A. Features of development of sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) depending on the seeding rate

The article presents the results of research on the influence of seed sowing rates on the growth and development of Sorghum bicolor and Sorghum orysoidum plants in conditions of unstable moisture in the eastern part of the Forest Steppe of Ukraine. The research was carried out during 2016-2020 at the research plots of the Ivanivka Research and Breeding Station of the Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet of the National Academy of Sciences of Ukraine.

It was investigated that the rate of seed sowing influenced the formation of the density of standing sorghum plants and, accordingly, survival, which affected the development and productivity of crops. The density of the plant stand depended on the sowing properties of the seeds, soil and climatic conditions and elements of the growing technology.

It was established that the plants developed best after sowing with a seeding rate of 200.000 pieces/ha and with a final stand density of 159.000 and 160.000. At the same time, high field seed germination was obtained, which was 83.2% in sorghum variety Samaran 6 and 84.1% in sorghum variety Dniprovskyi 39; the length of the growing season was reduced, which was 111 days for sorrel and 112 days for sorghum. When sowing 150 and 250 thousand seeds/ha, field germination was lower on average by 1.0-1.8%, and the growing season was longer on average by 2-4 days. Varieties of common sorghum formed the largest number of additional stems at sowing rates of 150 and 200 thousand pieces/ha. At the maximum seeding rate, Sorghum bicolor and Sorghum orysoidum plants practically did not sprout - 1.0 and 1.2 stems per plant. It was noted that the mass of plants decreased with an increase in the rate of sowing seeds from

135.6 to 110.8 g in the variety Dniprovskyi 39 and from 122.3 to 109.4 g in the variety Samaran 6. A similar trend is observed with the area of the assimilation surface of the leaves. However, the height of the plants increased and the diameter decreased, this indicates that in thickened crops, plants are stretched more in height than they thicken in width.

Key words: varieties, sowing rate, field germination, vegetation period, biometric indicators, plant density.

Постановка проблеми

Основним завданням науки є пошук таких сільсько- господарських культур, які б в умовах зміни клімату - потепління, ефективно вико- ристовували поживні елементи та формували високу продуктивність [1-3]. Однією з таких культур є сорго звичайне двокольорове або зернове (Sorghum bicolor (l.) Moenh). Це цінна харчова, кормова та технічна злакова культура. Займає п'яте місце після основних зернових культур та шосте місце у світі за валовим збором зерна [4, 5]. Сорго витримує різноманітні умови вирощування, а саме: високу температуру повітря, недостатню кількість опадів, низьку родючість ґрунту, нестачу елементів живлення тощо, формуючи при цьому високу урожайність [6, 7]. У світі сорго зви- чайне двокольорове вирощується переважно у напівзасушливих районах Африки та Азії, де є основним продуктом харчування для місцевого населення [8, 9]. Остан- нім часом сорго звичайне вважають енергетичною культурою, так як його можна використовувати для виробництва біоетанолу (етиловий спирт) і твердого палива: надземна маса використовується для виробництво брикетів і пелет [10-12]. насіння рослина сорго

В Україні сорго звичайне двокольорове малопоширене, вирощується на незначних площах, тому враховуючи універсальність використання та невибагли- вість до умов культивування, доцільним та актуальним буде вивчення елементів технології вирощування, зокрема норм висіву насіння в умовах східної частини Лісостепу України.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Одним із основних чинників фор- мування високої продуктивності культури є оптимальна густота стояння рослин. Проте для її корегування необхідно знати оптимальну норму висіву насіння, вра- ховуючи відсоток рослин, що знищуються в результаті механічного обробітку ґрунту під час догляду за посівами і в цілому в період вегетації рослин [13].

За даними Сторожик Л.І. [14], важливим фактором є польова схожість насіння, яка залежить від його якості, так як чим вища якість посівних показників, тим вища польова схожість насіння. Польова схожість корелюється показником виживання рослин - тобто числом збережених до збирання рослин у відсотках до кількості висіяного схожого насіння. Цей показник інтегрований і характеризує здатність насіння створювати в конкретних умовах повноцінні сходи, а також є важливим елементом для формування максимальної продуктивності посівів саме на почат- кових етапах органогенезу рослини. Він свідчить про адаптованість конкретного генотипу сорго цукрового до ґрунтово-кліматичних умов і показує, наскільки оптимізовані технологічні прийоми в плані формування їх густоти стояння.

Оптимальна норма висіву насіння та густота стояння рослин є основою отри- мання гарного стеблостою, отримання високої урожайності зерна та максималь- ного прибутку [15].

Із загущенням посівів виникає конкуренція рослин за воду, світло і поживні речовини, що негативно впливає на урожайність [16]. Надто низька кількість осо- бин в популяції спричиняє посилення конкуренції з бур'янами і також знижує можливості реалізації потенціалу [17].

Багато вчених [18-21] займалося дослідженням норм висіву та густоти стояння рослин сорго звичайного двокольорового, проте практично відсутні наукові дані щодо росту та розвитку рослин залежно від впливу норм висіву насіння в умовах східної частини Лісостепу України, що, загалом, й визначає актуальність прове- дення досліджень.

Постановка завдання

Метою досліджень було встановити вплив норм висіву насіння на ріст і розвиток сорго звичайного двокольорового та соризу в умовах східної частини Лісостепу України.

Дослідження проводились впродовж 2016-2020 рр. в умовах Іванівської дослідно-селекційної станції Інституту біоенергетичних культур і цукрових буря- ків НААН - зона нестійкого зволоження східної частини Лісостепу України.

Схема досліду: сорти (фактор А): Дніпровський 39 (сорго звичайне дво- кольорове) та Самаран 6 (сориз) та норми висіву (фактор В): 1) 150 тис.шт./га;

2) 200 тис.шт./га; 250 тис.шт./га

Площа посівної ділянки 50 м2, облікової - 30 м2, повторність досліду - чотири- разова. Дослід закладається за методом систематичних повторювань: в кожному повторенні варіанти досліду розміщуються по ділянках послідовно. Сівбу насіння здійснювали у ІІ декаді травня на глибину 4-6 см, ширина міжрядь 45 см.

Грунти дослідної ділянки представлені чорноземом типовим слабосолонцю- ватим важкосуглинковим. Агрохімічні показники орного шару грунту (0-30 см) характеризувалися наступними даними: вміст гумусу - 4,5-4,7% (за Тюріним); рН водне - 7,2-7,4; лужногідролізованого азоту - 180 мг/кг ґрунту; вміст Р2О5 - 19-20 мг/кг, К2О - 100-110 мг/кг ґрунту (за Мачигіним). Ємкість поглинання обмін- них катіонів становить 26-31 мг-екв на 100 г ґрунту. Залягання ґрунтових вод спо- стерігається на глибині 15-20 м, відповідно вирощувані культури використовують вологу для свого росту і розвитку за рахунок атмосферних опадів.

Погодні умови в роки проведення досліджень були типовими для цієї зони, однак мали певні відхилення від середніх багаторічних даних (рис. 1). У 2018 році спостерігається найвища температура, яка в середньому перевищувала середні

Рис. 1. Температура повітря по місяцях за період вегетації

багаторічні показники на 3,5 °С. Температура у весняні місяці - квітні та травні становила 12,3 та 18,9 °С, що на 4,3 та 3,8 °С вище за середньо багаторічні дані. У літні місяці та вересні температура повітря становила 20,2; 24,0; 24,1 та 18,3, що вище на 1,5; 3,6; 4,7 та 4,6 °С за середньо-багаторічні дані. У 2016, 2017, 2019 та 2020 роках температура повітря за вегетаційний період перевищувала середні багаторічні значення в середньому на 2,2; 1,8; 2,4 та 2,2 °С, відповідно.

Кількості опадів також мала деякі відхилення від середніх багаторічних даних за роками, так і за окремими місяцями (рис. 2). У 2016 році за квітень-вересень кількість опадів становила 372 мм, що більше за середні багаторічні показники на 43,0 мм. Кількість опадів була максимальною у травні і дорівнювала 115,0 мм, що перевищувало на 62,0 мм багаторічні показники, проте у липні та серпні їх кіль- кість була на 41,0 та 40,0 мм меншою.

Кількість опадів у 2017 році впродовж вегетаційного періоду була меншою на 120,0 мм в порівнянні з середньо-багаторічними значеннями.

У 2018 році в середньому за період вегетації випало 230,0 мм опадів, що менше на 99,0 мм за середньо-багаторічні показники. У 2019 та 2020 роках сума опадів за період вегетації (квітень - вересень) дорівнювала 228,0 та 300 мм, що було менше за середні багаторічні значення на 101,0 мм та 29,0 мм відповідно.

У дослідженнях визначали польову схожість насіння після повних сходів, від- ношенням числа насіння, що зійшло, до висіяного, виражене у відсотках. Висоту рослин визначали від поверхні ґрунту до верхівки головного стебла у досліджу- вані фази росту і розвитку рослин мірною лінійкою, шляхом вимірювання на закріплених кілочками 40 рослинах на двох несуміжних повтореннях. Діаметр стебла визначали штангельциркулем на висоті скошування рослин у період зби- рання, шляхом вимірювання на закріплених кілочками 40 рослинах на двох несу- міжних повтореннях. [22].

Результати досліджень опрацьовували використовуючи статистичні методи за допомогою програми Statistica [23].

Виклад основного матеріалу

За результатами досліджень, встановлено, що польова схожість насіння залежала від умов вирощування, норм висіву та якісних

Рис. 2. Кількість опадів за період вегетації

показників насіння (рис. 3). Із збільшенням норми висіву польова схожість підви- щувалась, сходи були швидшими і дружніми.

Так, за найменшої норми висіву насіння (150 тис.шт./га) польова схожість була найнижчою і дорівнювала 82,6% у сорту Дніпровський 39 та 81,4% у сорту Самаран 6. За норми висіву 200 тис. шт./га схожість була вищою на 1,5 та 1,8%, відповідно. У посівах, де норма висіву була найбільша польова схожість стано- вила 83,4% у сорго звичайного двокольорового сорту Дніпровський 39 та 83,0% у соризу сорту Самаран 6.

Дослідження проведені в умовах недостатнього зволоження східної частини Лісостепу України показують, що найкоротший період вегетації спостерігається за норми висіву 200 тис.шт./га як в сорго сорту Дніпровський 39, так і в соризу сорту Самаран 6 і становить 111 та 112 діб,відповідно (рис. 4).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Польова схожість насіння сорго звичайного двокольорового сорту Дніпровський 39 та соризу сорту Самаран 6 залежно від норми висіву насіння,% (середнє за 2016-2020 рр.)

Рис. 4. Тривалість вегетаційного періоду сорго звичайного двокольорового сорту Дніпровський 39 та соризу сорту Самаран 6 залежно від норми висіву насіння, діб (середнє за 2016-2020 рр.)

Дещо довший період вегетації спостерігається за норми висіву насіння 150 та 250 тис.шт./га. І у сорго звичайного двокольорового становив 115 та 116 діб, у соризу 113 та 115 діб.

Фенологічні спостереження за розвитком рослин показують, що із збіль- шенням норми висіву змінювалась висота рослин, зменшувався діаметр сте- бла, також зменшувалась кущистість та маса рослин (табл. 1). За норми висіву 150 та 200 тис. шт./га висота рослин була майже однаковою і становила У сорту Дніпровський 39 - 113-114 см, у сорту Самаран 6 - 112-113 см. За найбільшої норми висіву висота рослин становила 117 та 118 см, відповідно.

Діаметр стебла за найбільшої норми висіву був найменшим і становив 1,3 см у обох сортів.

Найкраще кущилися рослини за менших норм висіву і становили 1,5- 1,6 шт./рослину у сорго звичайного двокольорового сорту Дніпровський 39 та 1,6-1,7 шт./рослину у соризу сорту Самаран 6. За норми висіву 250 тис.шт./га рослини обох сортів практично не утворювали додаткових продуктивних стебел.

Вимірюючи масу рослини та площу листкової поверхні спостерігається одна- кова тенденція: із збільшенням норми висіву насіння ці показники зменшуються. Маса рослини із збільшенням норми висіву від 150 до 250 тис.шт./га зменшува- лася від 135,6 до 110,8 г у сорту Дніпровський 39 та від 122,3 до 109,4 г у сорту Самаран 6; площа листкової поверхні однієї рослини, відповідно, від 1625 до 1198 см2 у сорго та від 1538 до 1120 см2 у соризу.

Таблиця 1 Біометричні показники рослин сорго звичайного двокольорового та соризу залежно від норм висіву насіння (середнє за 2016-2020 рр.)

Формування густоти стояння рослин в першу чергу залежало від посівних властивостей насіння (польової схожості), умов та елементів технології виро- щування. В період вегетації вона у сорго звичайного двокольорового та соризу зменшується від повних сходів до повної стиглості зерна (табл. 2). Також на гус- тоту стояння рослин впливає догляд за рослинами, так як міжрядні обробітки грунту у період кущіння та стеблування впливають на їх кількість, відповідно, втрачається незначний відсоток рослин.

Таблиця 2 Густота стояння рослин сорго звичайного двокольорового та соризу залежно від норм висіву насіння (середнє за 2016-2020 рр.)

На густоту стояння сорго звичайного двокольорового мала вплив норма висіву насіння, із збільшенням її, збільшувалася кількість рослин на одиниці площі посіву. Так, за норми висіву 150 тис.шт./га спостерігали найменшу густоту рослин і на період повної стиглості вона дорівнювала 116,8 тис. шт./га у сорго та 115 тис. шт./га у соризу. За норми висіву 200 тис. шт./га - відповідно, 160,1 та 159,3 тис. шт./га. І за найбільшої норми 250 тис. шт./га - 203,0 та 202,0 тис. шт./га.

Висновки

Встановлено, що норма висіву насіння впливала на формування густоти стояння рослин сорго звичайного двокольорового та соризу і відповідно на виживаність, що впливало на розвиток та продуктивність культур.

Найкраще розвивалися рослини за норми висіву 200 тис. шт./га з кінцевою густотою стояння 159 та 160 тис. При цьому отримана висока польова схожість насіння, яка становила 83,2% у соризу сорту Самаран 6 та 84,1% у сорго сорту Дніпровський 39; зменшувалась тривалість вегетаційного періоду яка становила 111 діб у соризу та 112 діб у сорго. Показники кущистості, маси рослин та площі листкової поверхні зменшувались із збільшенням норми висіву насіння, але висота рослин збільшувалась і діаметр зменшувався, це свідчить про те, у загуще- них посівах рослини витягуються більше у висоту, ніж потовщуються у ширину.

Список використаної літератури

1. Любич В. В. Вплив абіотичних та біотичних чинників на продуктивність сортів і ліній пшениці спельти. Вісник Полтавської ДАА. 2017. № 3. С. 18-24.

2. Пясецький П. І., Моргун А. В., Любич В. В. Агробіологічні параметри рослин різних гібридів сорго цукрового залежно від норми висіву. Таврійський науковий вісник. 2022. № 127. С. 132-138.

3. Любич В. В. Формування продуктивності різних гібридів кукурудзи. Збір- ник наукових праць Уманського НУС. 2020. Вип. 97. С. 32-44.

4. Рудник-Іващенко О. І., Сторожик Л. І. Стан і перспективи соргових культур в Україні. Вісник ЦНЗ АПВ Харківської області. 2011. Вип. 10. С. 198-206.

5. Макаров Л. Х. Соргові культури: монографія. Херсон: Айлант, 2006. 263 с.

6. Dillon S. L., Shapter F. M., Henry R. J., Cordeiro G., Izquierdo L., Lee L. S. Do- mestication to Crop Improvement: Genetic Resources for Sorghum and Saccharum (Andropogoneae). Annals of Botany, 2007. 100(5), 975-989.

7. Pandian B. A, Sexton-Bowser S., Prasad P. V., Jugulam M. Current status and prospects of herbicide-resistant grain sorghum (Sorghum bicolor). Pest Management Science, 2022. 78(2), 409-415.

8. Fuller D. Q., Stevens C. J. Sorghum Domestication and Diversification: A Cur- rent Archaeobotanical Perspective. Plants and People in the African Past. 2018. 19, 427-452.

9. Vanamala J., Massey A., Pinnamaneni S., Reddivari L. & Reardon K. Grain and sweet sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) serves as a novel source of bioactive com- pounds for human health, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2018. 58(17), 2867-2881.

10. Dahlberg J. The Role of Sorghum in Renewables and Biofuels. Sorghum. Meth- ods in Molecular Biology. 2019. 1931, 269-277.

11. Stamenkovich O. S., Siliveru K., Veljkovic V. B., Bankovic-Ilic I. B., Tasic M. B., Ciampitti I.A., Dalovic I.G., Mitrovic P.M., Sikora V.S., Prasad P.V.V. Pro- duction of biofuels from sorghum. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2020. 124.

12. Правдива Л. А. Вплив елементів технології вирощування на продуктив- ність сорго зернового та вихід біопалива. Вісник аграрної науки. 2021. № 5 (818). С. 23-29.

13. Коваленко О. А., Чернова А. В. Вплив норм висіву насіння на формування густоти стояння рослин сортів сорго цукрового в умовах півдня України. Вісник аграрної науки Причорномор'я. 2017. Вип.3. С. 129-136.

14. Сторожик Л. І. Перспективи вирощування сорго цукрового, як альтерна- тивного джерела енергії. Цукрові буряки. 2011. № 2. С. 20?21.

15. William D. Widdicombe, Kurt D. Thelen. Row Width and Plant Density Effects on Corn Grain Production in the Northern Corn Belt. Agronomy Journal. Volume 94, Issue 5 p. 1020-1023.

16. Caliskan S., Aslan M., Uremis I., & Caliskan M. E. The effect of row spacing on yield and yield component of full season and double cropped soybean. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 2007. 31, 147-154.

17. Коваленко М.О., Жатова Г.О. Вплив норм висіву на ріст та розвиток сорго зернового в умовах північно-східного Лісостепу України. Вісник Сумського наці- онального аграрного університету. 2022. Вип. 3 (49). С. 25-31.

18. Бойко М.О. Обґрунтування агротехнічних прийомів вирощування сорго зернового в умовах Півдня України. Науковий вісник НУБІП України. Сер.: Агро- номія. 2016. Вип. 235. С. 33-39.

19. Овсієнко І.А. Формування зернової продуктивності сорго залежно від агро- технічних заходів. Корми і кормовиробництво. 2015. Вип. 81. С. 146-151.

20. Макаров Л.Х., Скорий М.В. Соріз (технологія, селекція, насінництво, пере- робка). Херсон: Айлант, 2009. 224 с.

21. Свиридова Л.А., Рожков А.О. Оцінка розвитку посівів сорго зернового за фенологічними спостереженнями. Вісник ПДАА. 2017. № 4. С. 18-23.

22. Правдива Л. А., Ганженко О. М., Доронін В. А., Бойко І. І., Сінченко В. М., Фучило Я. Д., Квак В. М., Гончарук Г. С., Смірних В. М., Атаманюк О. М., Власен- ко С. І. Методичні рекомендації з проведення спостережень, обліків та визначення якісних показників у дослідженнях сорго зернового. К.: ФОП Ямчинський О.В., 2021. 34 с.

23. Ермантраут Е. Р., Присяжнюк О. І., Шевченко І. Л. Статистичний аналіз агрономічних дослідних даних в пакеті Statistica 6.0. Київ : Поліграф Консалтинг, 2007. 56 с.

Размещено на Allbest.ru