CC BY
41
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНТРОДУКЦИИ КОЛУМБОВОЙ ТРАВЫ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО РЕГИОНОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ
С.Н. Волкова, Е.Е. Сивак
Аннотация. В Курской области, ЦЧЗ и России в целом производство продукции животноводства сдерживается кормовой базой. Выход из создавшегося положения заключается в поиске и введении в сельскохозяйственное производство региона новых, нетрадиционных кормовых культур. Такой куль* турой является колумбова трава.
Ключевые слова: сельское хозяйство, кормовая база, урожайность, колумбова права, всхожесть семян, срок, способ, норма высева семян, засорённость посева, интродукция.
Введение. Для совершенствования принципов и методов ведения сельского хозяйства не* обходимо повышение культуры земледелия, Экономического роста нельзя добиться, влияя на отдельные составные части отрасли. Проблему выхода из кризиса необходимо рассматривать комплексно. Производство продукции животноводства находится в прямой зависимости от уровня производства кормов и их качества. В Курской области, ЦЧЗ и России в целом производство продукции животноводства сдерживается кормовой базой. Особенно это стало заметно в последние годы. Отчуждение пашни под залежи, сокращение поголовья ско-
та до уровня 1935 года, недостаточное количество удобрений, несвоевременная и некачественная обработка почвы привели к резкому снижению урожайности культур. Это не замедлило сказаться на уровне производства мяса, молока и т.п., а следовательно, и на уровне экономической эффективности отрасли.
Выход из создавшегося положения заключается в поиске новых, менее затратных технологий возделывания кормовых культур, поиске и введении в сельскохозяйственное производство региона новых, нетрадиционных кормовых культур. Такой культурой для Курской об-
Информация об авторах
Волкова Светлана Николаевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой высшей и прикладной математики Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова, тел. 8-910-311-76-71.
Сивак Елена Евгеньевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры стандартизации и сертификации Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И.Иванова, E-mail: [email protected].
ласти и ЦЧО является колумбова трава. Ценность ее заключается в том, что она превосходит по урожайности и питательности основную культуру региона - кукурузу. Период вегетации колумбовой травы значительно больше, чем у кукурузы, она дает отаву, может использоваться в течение всего периода роста на сено, силос, зеленую массу и т.п.
Однако возможность выращивания ее и технология возделывания колумбовой травы в условиях Курской области не изучена. Это сдерживает освоение ее в производстве. Широкой интродукции препятствуют отсутствие данных о свойствах семян и качестве получаемой продукции.
В условиях серых лесных почв ЦЧО доказана возможность и эффективность возделывания колумбовой травы, обоснована возможность введения в сельскохозяйственное использование региона этой культуры; разработаны основные элементы технологии возделывания этой культуры: сроки посева, способы посева и нормы высева семян. На основе экспериментальных данных получена зависимость между урожайностью и агротехникой возделывания колумбовой травы.
Sorghum almum Parodi - многолетняя кормовая культура, относится к роду сорговых (Sorghum), который входит в обширную трибу андропогоновых (Andropogoncae) семейства злаковых (Gramineac).
К роду сорговых принадлежит более тридцати однолетних и многолетних видов, возделываемых в тропических, субтропических и умеренных широтах земного шара, а также диких. До колошения внешний вид сорго несколько сходен с внешним видом кукурузы [4].
Трава Колумба - это естественный гибрид, полученный путем скрещивания суданской гравы (S.Sudancnse) и сорняка гумая (S.Halepense) [3].
Колумбова трава является не только засухоустойчивой культурой, но она хорошо отзывается на увлажнение, лучше, чем другие виды сорго. Биологический тип требует наименьшее количество воды для образования единицы сухого вещества. Если на 100 мм почвенной влаги пшеница формирует урожай зерна 10 ц/га, кукуруза 17,5, то сорговые до 24,5 ц [2].
Засухоустойчивость, обусловленная самым низким транспирационным коэффициентом, из всех кормовых культур позволяет возделывать траву в условиях недостаточного увлажнения, что особенно перспективно для неорошаемых
земель [1]. Транспирационный коэффициент равен 150-200 [5].
Новые кормовые культуры, по сравнению с традиционными, более урожайны и превосходят их по содержанию питательных веществ. Колумбова трава по урожайности зеленой массы превосходит люцерну в два раза, по содержанию азота, протеина, кормовых единиц, переваримо-го протеина и каротина в расчете на 1 кг зеленой массы также выше, чем у традиционных [б").
В отличие от других многолетних злаков и суданки в фазу созревания семян, когда большинство растений имеют грубые, одревесневшие стебли, у нее три четверти зеленой массы представлено сочными побегами. Благодаря этим свойствам выращивание колумбовой травы позволяет закрыть «окна» в поступлении зеленой массы, когда источники зеленых кормов, кроме ботвы свеклы, исчезают [1].
Методика исследований. Исследования проведены в 2000-2008 годах на кафедре растениеводства и в учхозе «Знаменское» Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова. Почвы опытного участка серые лесные с содержанием в слое 0-40 см гумуса -2,47%; гидролизуемого азота 129,3 мг/кг; подвижного фосфора 17,0 мг/кг; подвижного калия(по Чирикову) 18.4 мг/кг; pH (КС1) 4,23. Такие почвы в Курской области составляют 23,7 % пашни.
Погодные условия за годы исследований не отличались от средних многолетних данных.
Опыт проводился на фоне по 60 кг д.в.
на 1 га. Программа исследований включала изучение сроков, способов посева и норм высева семян.
При проведении исследований проводили наблюдения и учеты по следующим методикам:
1. Фенологические наблюдения. Отмечалось наступление основных фаз развития: всходы, кущение, трубкованис, выброс метелки, цветение, отрастание отавы. Начало фазы отмечалось при появлении её признаков не менее, чем у 10% растений, а наступление её при наличии их у 75% растений.
2. Интенсивность среднесуточного линейного прироста наземной массы в различных фазах определялась путем деления общего прироста на период прохождения данных фаз.
3. Учет засоренности определялся количественно-весовым методом на всех делянках посева с нормой высева семян 30 кг /га и глазомерным на остальных делянках. Наблюдение и
учет производились в период полных всходов. Перед уборкой в два срока (первый и второй укосы).
4. Урожай учитывался сплошным способом, учитывая основной урожай и урожай отавы.
5. Часть зеленой массы отбирали для анализов со всеми фрагментами (стебли, листья, метелка), измельчали и высушивали при температуре 60°С.
6. Фитопатологический учет производился путем осмотра растений от всходов до уборки.
7. Статистическая обработка данных проводилась на ПЭВМ по методу корреляционного и регрессионного анализа.
Результаты и их обсуждение. Результаты исследования по урожайности зеленой массы приведены в таблице 1.
При любой норме высева 10, 20, 30 кг/га видим, что выше всего урожайность при способе посева 45 см. При исследуемых способах посева наиболее высокий урожай с нормой высева семян 30 кг/га. Для 15, 45, 70 см ширины междурядий прямо пропорциональная зависимость между урожайностью и нормой высева.
Наиболее урожайный за 9 лет исследования оказался вариант с шириной междурядья 45 см и нормой высева 30 кг/га раннего срока сева (первая декада мая) при ранней весне (3-я декада апреля).
Урожайность зеленой массы составила 725 ц/га и сухого вещества 165, 4 ц/га.
При фиксированной норме высева семян и ширины междурядий урожайность в зависимо-
сти от сроков посева убывает на всех исследуемых вариантах. Такая же закономерность наблюдается для сухого вещества.
Расхождение между урожайностью по критерию Стьюденга при ширине междурядий 45 см значимо по сравнению с другими вариантами с надежностью 95% и является наибольшей для всех исследуемых норм высева семян колумбовой травы. Особо выделяется урожайность при норме высева 30 кг/га, ширине междурядий 45 см раннего сроков посева по сравнению с другими вариантами. В основном преобладает очень тесная и функциональная связь. Оптимальный вариант для получения максимального урожая соответствует раннему сроку посева, 45 см междурядий, когда на единицу нормы высева семян (1 кг/га) приходится 5,7 ц/га урожая.
Интродукция колумбовой травы происходит благодаря вновь повторяющемуся циклу посева семян. От семенной продуктивности и качества семян зависит скорость распространения культуры и возможность ее длительного использования. Семена несут в себе генетический потенциал растения, который у колумбовой травы стабилен. Генетический потенциал-это содержание. Урожайность, качество семян -это выражение формы, которая может варьировать в зависимости от внешних факторов, которые воздействуют на растение от посева до уборки, а также в период хранения урожая. В период проведения многовариантного опыта 2000-2008гг. Урожайность семян варьировала
Таблица 1 - Урожайность травы Колумба в среднем за 2000-2008 гг.
Содержание варианта Сроки посева
ранний средний поздний
№ п/п норма высева, кг/га ширина междурядий, см Урожайность, т /га
зеленой массы сухого вещества зеленой массы сухого вещества зеленой массы сухого вещества
1 10 15 54,5 13,55 45,8 11,57 36,5 8,87
2 20 15 62,9 14,68 47,7 12,83 43,8 10,12
3 30 15 64,3 16,29 51,6 14,43 45,9 10,30
4 10 45 58,4 15,12 47,9 12,15 36,4 8,60
5 20 45 63,4 16,47 51,8 11,51 32,5 7,75
6 30 45 72,6 16,58 57,4 13,36 41,6 9,54
7 10 70 51,4 14,51 38,5 10,33 33,4 7,67
8 20 70 50,4 12,78 44,9 10,97 36,7 8,21
9 30 70 55,7 14,12 40,2 8,30 38,5 9,14
10 10 разбросной 41,8 11,17 29,7 9,45 22,7 8,31
11 20 разбросной 50,7 12,58 33,2 9,53 36,6 8,25
12 30 разбросной 40,4 10,01 34,3 9,67 31,9 8,15
не только в зависимости от сроков посева, способов сева и норм высева, но и от условий вегетации, а также от погодных условий в период уборки (таблица 2).
Сравнительный анализ урожайности семян травы показывает по критерию Стьюдента с надёжностью 99% расхождение зерна в физической массе после доработки и сушки значимо на раннем сроке (Хсреш1ес = 13,84 ц/га) и среднем сроке (Хсрсднее = 12,04 ц/га) посева по сравнению с поздним (Хсреднсе = 8,83 ц/га). Поэтому для более эффективного использования урожайности семян колумбовой травы рекомендуем в производство ранний и средний сроки посева. К такому же выводу приходим, сравнивая дисперсии по критерию Фишера. На раннем сроке урожайность выше, чем на среднем и позднем, так как семена успевают вызреть полностью к моменту уборки. Затягивание сроков посева снижает урожайность семян. Наиболее высокий показатель семенной продуктивности на раннем сроке сева широкорядным способом (45 см) посева с нормой высева 30 кг/га.
Данный вариант, являясь лучшим и для семенных посевов, и посевов на зелёную массу, унифицирует агротехнику, облегчая не только труд земледельца, но и выбор: можно сеять траву весной, а решать, как её использовать -летом; по мере необходимости в составе той или иной продукции в зависимости от потребности в семенах и зеленной массе, в складывающихся видах на урожай и в технической возможности. Это позволяет сделать процесс планирования более гибким и оперативным.
В результате исследования химического состава зеленой массы колумбовой травы были получены следующие данные. Так, в растительных образцах в среднем содержание азота со ставляет 2,1%, калия 2,3%, фосфора 0,33%. Таким образом, в 1 ц сухого вещества растения содержится 2,1 кг азота, 2,3 кг калия, 0,33 кг фосфора (полученные результаты подтверждают исследование ботанического сада АН Украины). Соотношение элементов в растении следующее 1:0,2:1,1, что характеризует культуру как калиелюбивую, с требованием к хорошему азотному питанию и посредственно нуждающееся в фосфоре.
Нормы удобрения, рассчитанные на получение урожая соответственного уровня, не оказывают существенного влияния на содержание питательных веществ в растениях и вынос их единицей урожая.
Внесение доз удобрений, сбалансированных на получение урожая соответственного уровня,
не оказывает существенного влияния на содержание зольных веществ в растении.
Норма высева и способ посева не оказывали существенного влияния на содержание фосфора и калия в растениях.
Это объясняется тем, что поступление калия в растения колумбовой травы не носит устойчивого характера, особенно во 2-й половине вегетации. Наблюдаются чередующие периоды выделения в почву и потребление. Имеет место неметаболическое поступление калия, особенно в стебли.
В создании условий бездефицитного почвенного питания большое значение имеет соответствие используемых при расчетах показателей выноса единицей урожая конкретным условием возделывания и назначению посева. Исследования показали, что вынос единицей урожая так же, как и содержание их в абсолютно сухом веществе растений, не зависел от способа сева и нормы высева, благодаря способности колумбовой травы улучшать использование питательных веществ почвы и удобрений в сбалансированных посевах.
Увеличение нормы высева или получение фактических урожаев выше ожидаемого уровня в благоприятные годы усиливает потребность колумбовой травы в элементах питания, повышает напряженность баланса и использования растениями питательных веществ из почвы и удобрений Улучшение влагообеспечен ности посевов увеличило использование питательных веществ из почвы и способствовало получению урожаев выше запланированных уровней. При этом повышается использование элементов питания из подпахотных слоев, в теплые влажные годы.
Таким образом, при получении максимальных урожаев колумбовой травы внесение расчетных норм удобрений обеспечивает оптимальный режим почвенного питания растения в высокопродуктивных посевах и не ограничивает их фотосинтетическую деятельность, но почва после данной культуры нуждается в пополнении азотом, так как имеет место значительная убыль элемента в большей степени из подпахотного слоя.
В случае связи между урожайностью и содержанием азота наблюдается средняя теснота, а фосфора и калия слабая связь. Данная тенденция объясняется хорошей обеспеченностью почвы калием и внесением удобрений под культуру.
В целом можно сделать вывод, что выращивание колумбовой травы не нарушает экологического равновесия. Незначительное уменьшение в конце вегетации количественных зна-
Таблица 2 - Урожайность семян колумбовой травы за 2000 - 2008 гг.
Содержание варианта Срок посева
ранний средний поздний
№ п/п норма высева, кг/га ширина междурядий, см Зерно в первоначально оприходованной массе Зерно в физической массе после доработки и сушки Зеленая масса (побоч пая продук ция) Зерно в первоначально оприходованной массе Зерно в физической массе после доработки и сушки Зеленая масса (побочная продукция) Зерно в первоначально оприходованной массе Зерно в физической массе после доработки и сушки Зеленая масса (побочная продукция)
1 10 15 1,49 1,44 25,1 1,61 1,41 19,7 1,11 1,10 13,2
2 20 15 1.73 1,45 25,3 1,60 1,23 21,5 1,16 0,91 13,2
3 30 15 2,12 1,60 26,2 1,62 1,45 21,3 1,17 0,90 15,1
4 10 45 2,14 1,72 20,1 1,69 1,50 23,2 1,25 1,00 19.8
5 20 45 1,95 1,61 21,4 1,75 1.43 21,5 1,15 0,95 21,0
6 30 45 2,16 1,78 25,0 1,77 1.45 21,3 1,13 0,92 21,9
7 10 70 1,88 1,47 20,7 1,64 1,41 21,5 1,11 0,96 22,9
8 20 70 1,90 1,43 20,3 1,35 1,10 21,7 1,15 0,88 17.1
9 30 70 2,02 1,72 24,2 1,36 1,10 20,5 1,10 0,81 17,2
10 10 разбросной 0,90 0,71 18,5 1,04 0,77 19,6 0,91 0,75 11,3
11 20 разбросной 0,91 0,70 18,7 1.12 0,83 17,2 0,92 0,74 14,2
12 30 разбросной 1.14 0,89 17,8 0,97 0,78 18,1 0,90 0,63 15.1
чений >4,Р,К, по результатам почвенных анализов, объясняется высокой буферностью почвы, как сложного природного тела, способностью травы усваивать элементы питания из более глубоких слоев почвы, недоступных корням традиционных культур.
В результате проведённого исследования можно сделать следующие выводы:
1. Колумбова грава в климатических условиях Курской области с суммарным приходом эффективных температур 2646°С за период вегетации способна формировать два укоса зеленой массы или урожай семян. При этом для формирования семян и зелёной массы требуется неодинаковое количество дней вегетации и сумм активных температур: для зелёной массы - 137 дней и 2273°С, для семян - 150 дней и 2550°С. Среднегодовая температура - выше 10°С. в лесостепной зоне; сумма эффективных температур составляет в лесостепной зоне 2400°С - 2600°С. В степной зоне ЦЧО сумма эффективных температур составляет 2600°С -2800°С. Это обуславливает возможность интродукции культуры на данном ареале. Осадки не являются лимитирующим фактором.
2. Пороги вредоносности основных вредителей всходов колумбовой травы: шведская му-ха-1яйцо на растение при заселении не менее 25%растений, тля-5-10% заселенных личинками растений при численности 10-20 личинок на растение в фазе 3-х листьев.
3. Включение колумбовой травы в севооборот: соя-озимая пшеница-соя-озимая пше-ница-колумбова трава, позволяет получать ста-
бильный урожай зелёной массы не менее 726 ц/га и семян 17,8 ц/га соответственно.
4. Засорённость посевов уменьшается к концу вегетации более на широкорядных участках по сравнению с рядовыми и разбросными, что связано с большей эффективностью агротехнических мероприятий.
5. Максимальная урожайность достигается при широкорядном способе посева (45 см) с нормой высева семян 30 кг/га, сроком посева до 10 мая. Данная технология универсальна как для семенных посевов, так и для зелёного конвейера, что позволяет оперативно планировать использование посевов в зависимости от погодных условий и технических возможностей хозяйства. На участках, изначально мало засоренных (таких, где на долю всхожих растений на 1 м приходится сорных растений 30%) эффективна агротехника с посевом травы рядовым способом шириной междурядий 15 см и нормой высева 30 кг/га.
6. Норма высева более 30 кг/га нецелесообразна, так как с увеличением её снижается выживаемость растений, а следовательно, и эффективность посевного материала.
7. Сравнительный анализ массы 1000 семян показывает, что расхождение значимо по критерию Стьюдента с надёжностью 99% между ранним и средним, ранним и поздним сроками посева и не значимо между средними и поздними сроками посева. Поэтому на семенные цели рекомендуем использовать семена только с раннего срока посева.
8. Колумбову траву можно использовать как зеленый корм, сено, силос и сенаж. Качество зелёной массы колумбовой травы в 1,4 раза превышает качественные показатели кукурузы, а урожайность выше урожайности кукурузы за 2000 - 2008 годы в 5 раз. Следовательно, включением колумбовой травы в зелёный конвейер создаются благоприятные предпосылки в обеспечении животных зелёным кормом с середины июля до октября месяца.
9. Внесение полной дозы минерального удобрения по 60 кг д. в. ЫРК оптимально для получения высоких урожаев семян и экономически оправдано.
10. На основе анализа результатов эксперимента не выявлено прямой зависимости между урожайностью колумбовой травы и содержанием питательных веществ в слое почвы 0 -40 см, что обусловлено расположением корневой системы, гораздо глубже данного горизонта.
11. Для получения максимальной лабораторной всхожести семян, при посеве расчёт нормы высева необходимо производить по формуле:
ИЬ^хВД/Оо)
12. Зелёную массу необходимо оценивать по себестоимости, в то время как товарные семена необходимо оценивать по себестоимости и с применением параметрических методов оценки.
13. Наряду с традиционными культурами колумбова трава является универсальной культурой в сельскохозяйственном использовании. Введение колумбовой травы в систему почвозащитных мероприятий позволит создать основу, на которой базируется современное высокоинтенсивное земледелие.
14. Культурой, способной оградить от неблагоприятного воздействия окружающей среды, может быть ранее неизвестная - колумбова трава, она формирует биомассу наравне с многолетними травами первого года пользования, так как является потенциально многолетней культурой, её наземная и подземная части оптимально сочетают в себе все необходимые характеристики.
15. Оценку товарной продукции проводить с использованием параметрических методов ценообразования, основанных на качестве получаемой продукции.
16. Колумбову граву необходимо позиционировать наряду с существующими кормовыми культурами и начать борьбу за долю рынка, заняв предварительно свободную нишу. Для этого есть все условия: 1) продукция превосходит аналогичные кормовые культуры (кукурузу и суданку); 2) рыночная ниша достаточна, чтобы вместить данные культуры: кукурузу, суданку, колумбову траву.
17. В отличие от кукурузы почвозащитная роль колумбовой травы заключается не только в сбережении земель от ветровой эрозии путём создания кулис, но и водной, благодаря образованию мощных корневищ.
Список использованных источников
1 Алимов, Т.К. Колумбова трава - источник дешёвых и полноценных кормов. Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. / Т.К. Алимов.- Белгород, 1996.-22 с.
2 Алябушев, A.B. Уникальные возможности сорго/ A.B. Алябушев // Земледелие. - 2000. № 3. -С. 16.
3 Головин, В.П. Перспективы, методы и результаты селекции новых засухоустойчивых кормовых культур / В.П. Головин // Материалы 111-й международной конференции: Селекция, технология возделывания и переработки нетрадиционных растений,- Симферополь, 1994.- С. 27-28.
4 Демиденко, Б.Г. Сорго / Б.Г. Демиден-ко.- М.: Государственное изд-во сельскохозяйственной литературы, 1957.- 114 с.
5 Иванов, А.Ф. Кормопроизводство/ А.Ф. Иванов.- М.: Колос, 1996.- 187 с.
6 Шапоренко, П.Д. Разнокачественносгъ семян и продуктивность новых кормовых культур/ П.Д. Шапоренко // Селекция и семеноводство. -1990.-№2.-С. 43-46.
