CC BY
24
УДК 633.282:631.559
БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ АГРОЦЕНОЗОВ ТРИБЫ ПРОСОВИДНЫХ В УСЛОВИЯХ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
О. М. Бедарева, Л. С. Мурачева, Т. Н. Троян, И. А. Волкова
BIOECOLOGICAL PECULIARITIES AND FORMATION OF HIGH-PRODUCTIVE AGROCENOSES OF THE TRIBE OF MILLET IN CONDITIONS OF THE KALININGRAD REGION
O. M. Bedareva, L. S. Murachyova, T. N. Troyan, I. A Volkova
Отрасль животноводства в Калининградской области в настоящее время динамично развивается. Расширить ассортимент кормовых культур можно за счёт использования перспективных видов многолетних и однолетних растений.
В связи с этим интродукция и внедрение в производство кормов из нетрадиционных культур трибы просовидных на территории области имеют особое значение. В этом плане акцент сделан на однолетние просовидные культуры: просо обыкновенное (посевное) (Panicum miliaceum L.), могар (Moharicum) (щетинник итальянский) (Setaria italica L.), чумиза (Setaria italica subsp.maxima L.), шрго зерновое (Sorghumbicolor L.), суданская трава (суданка) (Sorghum drummondii Steud.), пайза (ежовник хлебный) (Echinochloa frumentacea LinkJ и африканское просо (Pennisеtum gfaucum L.). Высокая урожайность, исключительная засухоустойчивость, нетребовательность к почвенному плодородию и кормовые достоинства просовидных ставят их в ряд наиболее перспективных культур. Хорошая облиственность, не желтеющая до конца вегетации надземная фитомасса позволяют использовать эти культуры в зеленом конвейере в осенний период, когда продуктивность лугов и пастбищ очень низкая. По содержанию сухого вещества суданская трава относится ко II классу, а сырого протеина (7,8-9,8 %) - к I классу.
В статье рассмотрены результаты агроэкологического испытания сортов просовидных культур; изучения соответствия эдафотопических условий их потребностям; оценки кормового потенциала растений на основании зоотехнического анализа; оптимального срока посева. На территории Калининградской области впервые заложен опыт по испытанию однолетних культур трибы просовидных. Выявлена их семенная и кормовая продуктивность, построен иерархический ряд по значимости создания культурных агрофитоценозов трав.
Цель статьи - изучить биоэкологические особенности и урожайность про-совидных в соответствии с эдафотопотическими условиями региона.
однолетние культуры, просовидные, продуктивность, биоэкологические особенности
The livestock industry in the Kaliningrad region is currently on the rise. It is possible to expand the range of forage crops through the use of promising species of perennial and annual plants.
In this regard, the development and introduction into the production of feed from non-traditional cultures of the tribe of the millet in the territory of the region is of particular importance. In this context, an emphasis is made on annual millet crops: standard or sowing millet (Panicum miliaceum L.), mogar (Moharicum) or Italian bristle (Setaria italica L.), Chumis (Setaria italica subsp.maxima L.), sorghum grain (Sorghumbicolor L.), Sudanese grass, (Sudanese) (Sorghum drummondii Steud.), Payza, or Bread Corn-berry (Echinochloa frumentacea Link.) and African millet (Pennisetum glaucumum L.). Their high productivity, exceptional drought resistance, undemanding to soil fertility and fodder merits rank the millet among the most promising forage crops. Good foliage, not yellowing until the end of the growing season, allows you to use these crops in a green conveyor in the autumn, when the productivity of meadows and pastures is very low. In terms of dry matter content, Sudanese grass belongs to class II, and in terms of crude protein content, it belongs to class I. The content of crude protein in the feed of Sudanese grass was 7,8-9,8 %.
The article discusses a number of issues: the results of agroecological testing of varieties of millet crops; studying the compliance of edaphotopic conditions with their needs; assessment of plant feed value based on zootechnical analysis; optimal sowing time. For the first time in the territory of the Kaliningrad region, background has been laid for testing annual crops of the tribe of millet. Their seed and fodder productivity has been evaluated, the most valuable feed species have been identified.
The purpose of the article is to explore the biological and ecological features of the millet and evaluate their efficiency in accordance of the edaphotopic conditions of the Kaliningrad region.
annual crops, millet, productivity, bioecological features
ВВЕДЕНИЕ
Успех современного животноводства напрямую зависит от качества кормовой базы. Увеличение производства кормов, их энергонасыщенности - важнейшая проблема сельского хозяйства многих регионов. В связи с этим возникает необходимость совершенствования структур посевных площадей, интродукции новых видов кормовых культур, разработки адаптивных ресурсосберегающих технологий их возделывания [1]. Увеличение видового состава адаптированных к биоклиматическим ресурсам зоны сортов, в том числе внедрение в кормовой клин просовидных, является резервом для получения энергонасыщенных кормов [2, 3]. Высокая урожайность, хорошее качество зелёной массы и сена, способность быстро отрастать после скашивания или стравливания - всё это характеризует просовидные как весьма ценные кормовые культуры. Недостаточная изученность биологических особенностей и технологии возделывания явились причинами недооценённости просовидных, в частности суданской травы как кормовой культуры в Калининградской области.
Сорговые, в том числе суданская трава, предъявляют высокие требования к термическому режиму в период посевов и всходов. При температуре воздуха минус 1°С наступает гибель растения. Поэтому данную культуру и сорго-суданковые
гибриды относят к поздним яровым, минимальная температура для прорастания которых составила 10-12, оптимальная - 20-25 °С [4]. Важнейшим условием ускорения начального роста, получения высокой урожайности и реализации генетического потенциала растений является оптимальная глубина посева семян [5]. Так, для проса на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах она составляет 3-6 см [6]. Укрепления кормовой базы можно добиться возделыванием просовидных.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследование проводилось в 2015-2016 гг. на опытных полях ФГБНУ «Калининградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве со средними показателями гумуса, слабокислой и близкой к нейтральной реакцией среды, повышенным содержанием подвижного фосфора, очень высоким - обменного калия.
Высев производили во второй декаде мая рядовым способом с шириной междурядий 28 и 56 см без послепосевного прикатывания почвы. Общая посевная площадь 7 га. Предшественник - люпин на семена.
Уход за посевами осуществляли по общепринятым методикам, рекомендованным для зоны исследования. При проведении наблюдений и учетов пользовались «Методическими указаниями по изучению коллекционных образцов кукурузы, сорго и крупяных культур ВНИИР», «Методическими указаниями по проведению полевых опытов с кормовыми культурами». Объекты исследования - однолетние злаковые культуры селекции Ставропольского НИИСХ: просо кормовое сорта Быстрое, могар и сорго зерновое Стамога, суданская трава Землячка, пайза Красава. В работе использован комплекс методов: полевые, лабораторные, сравнительно-аналитические, биометрические, агрохимические. Зафиксированы даты наступления фенологических фаз: всходов, кущения, начала и массового цветения с целью определения оптимальных сроков проведения укосов.
Урожай зеленой массы определен в фазу выхода растений в трубку - единичное выметывание, укосным методом пробных площадок 1 м2 в четырехкратном повторении и взвешиванием в поле по каждой культуре. Параллельно отбирались растительные пробы для пересчета урожайности зеленой массы на выход сухого вещества с единицы площади [5, 6].
По отношению к факторам среды преобладают следующие экологические группы объектов: свет - облигатные гелиофиты; влагообеспеченность - ксерофиты и мезоксерофиты; температурный режим - ксерофилы и мезотермы (табл.1). Систематическое положение и ботаническая характеристика (морфология) приведены в табл. 2.
Таблица 1. Биоэкологические особенности просовидных культур Table 1. Bioecological features of the millet crops
Культура Требование к температуре Требование к влаге Требование к свету Требование к почве
Просо обыкновенное (посевное) (Panicum miliaceum L.) Теплолюбивое (ксеро-фил) Менее требовательное, чем другие злаки (ме-зоксерофит) Облигатный гелиофит Лучшие почвы - черноземы и каштановые
Могар (Setaria italica L.) Менее требователен к теплу (мезотерм) Обладает высокой засухоустойчивостью (ксерофит) То же Хорошо растёт на рыхлых незасо-ленных почвах, не выносит болотных почв
Чумиза (Setaria italica subsp. maxima L.) Теплолюбивая (ксерофил) Переносит непродолжительную засуху (ксерофит) - « - Хорошо произрастает на каштановых, подзолистых и даже бедных песчаных почвах, но лучше всего на черноземах
Сорго зерновое (Sorghum biolor L.) Теплолюбивое (ксерофил) Хорошо переносит жару, почвенную и воздушную засуху (мезоксерофит) - « - Хорошо растет на песчаных и глинистых почвах, может расти на засоленных, но не переносит кислые и заболоченные места
Суданская трава (суданка) (Sorghum drummondii Steud.) Теплолюбивая (ксерофил) Засухоустойчивая (ксерофит) - « - Лучше всего растет на черноземах и темно-каштановых почвах, хуже -на светло-каштановых и песчаных, переносит небольшую кислотность и не растет на засоленных почвах
Пайза (Echinochloa frumentacea Link.) То же Влаголюбивая (гигрофит) - « - Может расти на любых почвах при своевременной прополке и подкорме
Африканское просо (Pennisetum glaucum L.) Теплолюбивое (ксерофил) Нетребовательно к влаге (ксеромезофит) - « - Можно возделывать на бедных и истощенных почвах в условиях, совершенно непригодных для других зерновых культур
Науч
-c н
o*
у р н
ал
ESJ з
в е с
я
№ 5 5,
2 0
9 г
LtJ 9
Таблица 2. Систематическое положение и ботаническая характеристика однолетних злаковых культур трибы просовидных Table 2. Systematic position and botanical characteristics of annual cereal crops of the tribe of the millet
Семейство Род Вид Соцветие Корневая система Глубина проникновения корней Листья Плод
1 2 3 4 5 6 7 8
Злаки (Gramíneae), или Мятли- ковые (Poaceae) Просо (Panicum L.) Просо обыкновенное (посевное) (Panicum miliaceum L.) Метелка 1 5 -25 с м Мочковатая На глубину 40 см проникает 80 % корней Ланцетовидные, до 65 см длиной, 1,5-4 см шириной, опушенные, зеленого или красноватого цвета Зерновка плёнчатая, 1 -2 мм, округлая, овальная или удлинённая, белого, жёлтого, красного цвета
Щетинник (Setaria P. Beauv.) Могар (Setaria italica L.) Колосовидная метёлка (султан) длиной 6-25 см, шириной 1 -4 см Мочковатая, есть воздушные корни 10-150 см Ланцетовидные, длиной 45-50, шириной 1,5-3,0 см, шершавые Зерновка удлинённой формы, жёлтая или красноватая
Щетинник (Setaria P. Beauv) Чумиза (Setaria italica subsp. maxima L.) Колосовидная метелка до 50 см То же 8-140 см Голые или опушенные, зеленые или фиолетовые Зерновка шаровидная или яйцевидная, желтая, оранжево-красная
-c ж
S¡ »
ж
g
TO
о
g
5
2 0
О
Окончание табл. 2
1 2 3 4 5 6 7 8
Сорго (Sorghum Moench) Сорго зерновое (Sorghum biolor L.) Метелка развесистая, скученная или сжатая - « - До 2,5 м и на 60-90 см в стороны Длинные, широкие, ланцетовидные, располагаются поочередно Зерно пленчатое или голое, округлое, желтое, бурое, коричневое
Сорго (Sorghum Moench) Суданская трава (Sorghum drummondii Steud) Метелки раскидистые, полусжатые, компактные, пониклые и сорговидные Мочковатая До 2,5 м Широколинейные, до 60 см, голые, гладкие, но края слегка шероховатые Зерновка, плотно заключенная в колосковых че-шуях
Ежовник (Echinochloa) Пайза (Echinochloa frumentacea Link) Метелка с трехгранным стержнем длиной от 10 до 50 см То же До 1,5 м Линейно-ланцетные, неопушенные, по краям острошершавые Зерновка шаровидная или овальная, от белой до черной
Перистощетинник (Pennisetum) Африканское просо (Pennisetum glaucum L.) Мочковатая, есть воздушные корни До 3 м, 80 % корневой массы располагается на глубине до 10 см Линейно-ланцетные, длина 30-100, а ширина 0,5-5 см Мелкая, яйцевидно-заостренная зерновка, до 5 мм, белого, жёлтого, красного, чёрного цвета
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Метеорологические условия вегетационного периода 2015 г. способствовали благоприятному росту и развитию трав. Количество выпавших осадков составило за май-октябрь 278 мм. В условиях поздней и прохладной весны ранний посев, произведенный 5 мая, не дал дружных всходов на 7-10-й день. При благоприятных условиях (оптимальные температура воздуха и влажность почвы), по данным Л. В. Горковенко [4], всходы появляются на 6-8-й день после посева. Ко-
о
гда почва на глубине заделки семян прогрелась до 12-14 С, была зафиксирована активная всхожесть растений. Это свидетельствует о том, что в условиях прохладной весны срок сева следует переносить с раннего (5 мая) на поздний (20-25 мая) (рис. 1).
Рис. 1. Гидротермическая характеристика вегетационного периода 2015 г. Fig. 1. Hydrothermal characteristics of the growing season of 2015
В первые три декады после всходов надземная часть растений развивается медленно. В этот период в агрофитоценозах использовали азотные удобрения, а именно аммиачную селитру до 60 кг/га, для интенсивного кущения растений.
Гидротермические условия 2015 г. дали возможность наиболее полно оценить сорта в условиях дефицита влаги, который пришелся на июнь. Этот период соответствует фазе активного кущения. Количество осадков составило 28 мм, что на 41,2 % ниже средних многолетних значений.
В июле температура воздуха колебалась в пределах 17,3-21,1 °С, а количество осадков составило 130 мм, что на 15,6 % выше нормы. В эти сроки наступает фенологическая фаза выхода в трубку. В агроэкосистемах прослеживалась чётко выраженная ярусность; эдификаторы достигали высоты 86,6-90,9 см, что соответствует понятию «сильноэдификаторные растения» (проективное покрытие в пределах 80-90 %).
Наиболее показательным по формированию генеративных побегов на семенные цели был август. По температурным нормам его можно охарактеризовать как засушливый и жаркий за весь период с начала вегетации однолетних трав [7, 8]. А так как культуры изучаемого ряда следует считать ксерофитами, то осадки в количестве 14 мм не оказали негативного влияния на рост и развитие растений, несмотря на то, что их выпало на 90 % меньше нормы. В это время культуры находились в стадии цветения - начала плодообразования. В посевах пайзы пло-дообразование и созревание семян опережают таковые у остальных сорговых на 14-16 дней.
Учет надземной фитомассы проводили в третьей декаде июля на высоте 10-12 см укосным методом, когда все просовидные находились в фазе выхода растений в трубку - единичного выметывания (рис. 2).
Если проводить уборку в более поздней фазе, в частности при полном выметывании, то в кормовой массе снижается количество протеина до 4,0-5,2 %, а каротина до 28-38 мг/кг зелёной массы [4].
В 2015 г. урожайность зеленой массы одновидовых посевов изучаемых культур варьировала в пределах 268,1-616,0 ц/га (рис. 2).
Менее урожайным в кормовом плане оказались чумиза сорта Оля и просо африканское Согур. Урожайность зеленой массы составила 268,1 и 348,0 ц/га соответственно. Могар сорта Стамога и суданская трава Красава показали урожайность зеленой массы в пределах 528,0-560,2, что в пересчете на сухую массу соответствует 108,3-159,8 ц/га.
■ зелная масса ■ сухая масса
Рис. 2. Урожайность исследуемых культур в 2015 г., ц/га Fig. 2. The yield of the studied crops in 2015, kg / ha
По результатам исследования 2015 г. наиболее перспективными культурами являются пайза Красава и сорго-суданский гибрид Стамога с выходом зеленой массы 611,8-615,9 ц/га соответственно.
После скашивания все исследуемые культуры отрастают и вегетируют до наступления первых осенних заморозков, так как, являясь ксерофитами, не имеют адаптации к низким температурам.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Впервые в Калининградской области (2015 г.) были получены экспериментальные данные по оценке кормового и семенного потенциалов однолетних злаков трибы просовидных. Выделены ведущие факторы, обеспечивающие активную всхожесть и планомерное развитие культур. С учетом биологических особенностей объектов исследования имеется необходимость тщательного подхода к определению срока сева, ориентируясь на уровень температурного режима почвы для каждого года и конкретно складывающиеся погодные условия в весенний период. За основу рекомендуется принять температуру почвы 14-17° С на глубине заделки семян. Для начального развития просовидных после ювенильного периода (всходы) требуются стартовые дозы азота - К30.
Высокая урожайность надземной фитомассы обеспечивается благоприятными метеорологическими условиями в период формирования урожая и соблюдением оптимальных сроков посева и температурного режима почвы.
По результатам первого года исследований были выявлены перспективные однолетние кормовые культуры по урожайности кормовой массы: пайза сорта Красава, сорго-суданский гибрид Стамога, суданская трава Землячка и чумиза сорта Оля с выходом 611,8-615,9 ц/га. Все изученные сорта обладают высокой отавностью, что позволяет получить не менее двух-трёх укосов за вегетационный период.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Володин, А. Б. Потенциальные возможности сахарного сорго / А. Б. Володин, М. П. Жуков // Кормопроизводство.- № 4. - 2002.- С. 11-15.
2. Семенная продуктивность сорго сахарного на выщелоченных черноземах лесостепи Поволжья / И. Ф. Каргин [и др.] // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук.- № 1. - 2003. - С. 9-11.
3. Каргин, И. Ф. Разработка и внедрение технологии возделывания сорго и эффективность его использования при кормлении животных / И. Ф. Каргин, А. И. Андреев, И. П. Таракин // Достижения зоотехнической науки и практики -основа развития производства продукции животноводства: междунар. науч.-практ. конф. / Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия. -Волгоград, 2005. - С. 260-263.
4. Горковенко, Л. Г. Агротехника выращивания сорго на силос и зеленый корм / Л. Г. Горковенко, Н. А. Бедило, А. Н. Ригер // Кормопроизводство. - № 4. -2012. - С. 18-19.
5. Методические указания по изучению коллекционных образцов кукурузы, сорго и крупяных культур (просо, гречиха, рис) / сост. Г. Е. Шмараев [и др.]. -Ленинград: ВИР, 1968. - 51 с.
6. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / сост. Ю. К. Новоселов [и др.]. - Москва: РАСХН,1997. - 155 с.
7. Карпу, В. В. Растениеводство: учеб. пособие / В. В. Карпу, С. Г. Сидорова. - Минск: Изд-во БГУ, 2011. - 351 с.
8. Коломейченко, В. В. Растениеводство: учебник / В. В. Коломейченко. -Москва: Агробизнесцентр, 2007. - 600 с.
REFERENCES
1. Volodin A. B., Zhukov M. P. Potentsial'nye vozmozhnosti sakharnogo sorgo [Sugar sorghum potential]. Kormoproizvodstvo, 2002, no. 4, pp. 11-15.
2. Kargin I. F., Tarakin I. P., Kuznetsov I. S. i dr. Semennaya produktivnost' sorgo sakharnogo na vyshchelochennykh chernozemakh lesostepi Povolzh'ya [Seed productivity of sugar sorghum on leached chernozems of forest-steppe of the Volga region]. Doklady Rossiyskoy Akademii sel'skokhozyaystvennykh nauk, 2003, no. 1, pp. 9-11.
3. Kargin I. F., Andreev A. I., Tarakin I. P. Razrabotka i vnedrenie tekhnologii vozdelyvaniya sorgo i effektivnost' ego ispol'zovaniya pri kormlenii zhivotnykh [Development and implementation of sorghum cultivation technology and the effectiveness of its use in feeding animals]. Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya "Dostizheniya zootekhnicheskoy nauki i praktiki - osnova razvitiya proizvodstva produktsii zhivotnovodstva" [International Scientific and Practical Conference "Achievements of animal science and practice - the basis for the development of livestock production"]. Volgogradskaya gosudarstvennaya sel'skokhozyaystvennaya aka-demiya, Volgograd, 2005, pp. 260-263.
4. Gorkovenko L. G., Bedilo N. A., Riger A. N. Agrotekhnika vyrashchivaniya sorgo na silos i zelenyy korm [Agricultural technology of growing sorghum for silage and green fodder]. Kormoproizvodstvo, 2012, no. 4, pp. 18-19.
5. Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu kollektsionnykh obraztsov kukuruzy, sorgo i krupyanykh kul'tur (proso, grechikha, ris) [Guidelines for the study of collection samples of corn, sorghum and cereal crops (millet, buckwheat, rice)]. Sost. G. E. Shmaraev, T. Y. Yarchuk, E. S. Yakushevsskiy i dr. Saint-Petersburg, VIR, 1968, 51 p.
6. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kul'tu-rami [Guidelines for conducting field experiments with feed crops]. Sost. Y. K. Novo-selov, V. N. Kireev, G. P. Kutuzov i dr. Moscow, RASKHN,1997, 155 p.
7. Karpu V. V. Rastenievodstvo: ucheb. posobie [Crop production: students' book]. Minsk, BGU, 2011, 351 p.
8. Kolomeychenko V. V. Rastenievodstvo: uchebnik [Crop production: students' book]. Moscow, Agrobiznestsentr, 2007, 600 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Бедарева Ольга Михайловна - Калининградский государственный технический университет; доктор биологических наук, профессор; заведующая кафедрой агропочвоведения и агроэкологии; E-mail: [email protected]
Bedareva Olga Mikhaylovna - Kaliningrad State Technical University; Doctor of Biological Science, Professor; Head of the Department of Agropedology and Agroecology; E-mail: [email protected]
Мурачёва Любовь Семёновна - Калининградский государственный технический университет; кандидат биологических наук, доцент; E-mail: [email protected]
Murachyova Lyubov Semyonovna - Kaliningrad State Technical University; PhD in Biological Sciences, Associate Professor; E-mail: [email protected]
Троян Татьяна Николаевна - Калининградский государственный технический университет; кандидат биологических наук, доцент; E-mail: [email protected]
Troyan Tatyana Nikolaevna - Kaliningrad State Technical University; PhD in Biological Sciences, Associate Professor; E-mail: [email protected]
Волкова Ирина Алексеевна - Калининградский государственный технический университет; аспирант; E-mail: [email protected]
Volkova Irina Alekseevna - Kaliningrad State Technical University; Postgraduate student; E-mail: [email protected]
