CC BY
20
УДК 633:257(470.62/67)
ФЕНОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ РАЗВИТИЯ ПРОСОВИДНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Н. И. Буянкин, О. М. Бедарева, И. А. Волкова
PHENOLOGICAL RHYTHMS OF MILLET CROPS DEVELOPMENT IN THE CONDITIONS OF THE KALININGRAD REGION
N. I. Buyankin, O. M. Bedareva, I. A. Volkova
В условиях рационального кормопроизводства большое значение имеет расширение ассортимента кормовых культур. Изучение адаптивных возможностей с учетом биологических особенностей видов, приспособленных к агроклиматическим условиям региона, позволит расширить спектр используемых высокопродуктивных культур в системе зеленых и сырьевых конвейеров, когда продуктивность лугов и пастбищ очень низкая. В статье изложены результаты агроэкологического испытания в условиях Калининградской области сортов трибы просовидных: пайзы, или ежовника хлебного (Echinochloa frumentacea Link), могара (Moharicum), или щетинника итальянского {Setaria italica L.), и чумизы (Se/aria italica subsp. maxima L.). Их высокая продуктивность, исключительная засухоустойчивость, нетребовательность к почвенному плодородию и кормовые достоинства ставят просовидные в ряд наиболее перспективных кормовых культур. Хорошая облиствленность и не желтеющая до конца вегетационного периода фитомасса позволяют использовать эти культуры не только как сено и сенаж, но и для приготовления силоса. С целыо увеличения выхода белка пайзу можно использовать в компонентных посевах. Для определения семенной и кормовой продуктивности, а также изучения соответствия эдафотопических условий объектам исследования оценены морфометрические параметры культур и фенологические ритмы их развития. При проведении фенологических наблюдений определены оптимальные сроки уборочной спелости. Впервые на территории Калининградской области изучены однолетние кормовые культуры (пайза, могар, чумиза), оценена их семенная и кормовая продуктивность, выявлены наиболее ценные виды (сорта) растений. Представлен полный фенологический ритм развития объектов исследования, наиболее устойчивых к экологическим условиям региона.
карма, однолетние культуры, пайза, могар, чумиза, зеленая масса, сорт, биоэкологические особенности, фазы роста, фенология, продуктивность
In the conditions of rational fodder production, expanding the range of fodder crops has a great importance. The study of adaptive capabilities, taking into account the biological characteristics of species adapted to the agro-climatic conditions of the region, will expand the range of highly productive crops used in the system of green and raw conveyors, when the productivity of meadows and pastures is very low. The article
presents the results of an agroecological test in the conditions of the Kaliningrad region of millet clan varieties: paiza or Japanese Millet (Echinochloa frumentacea Link), mohar or italian bristle (Setaria italica L.), chumiza (Setaria italica subsp. maxima L.). Their high productivity, exceptional drought tolerance, undemanding soil fertility and nutritional advantages put millet crops among the most promising forage ones. Good leafiness that does not turn yellow until the end of the growing season allows the phytomass to be used not only as hay and haylage, but also for preparing silage. To increase protein yield, paiza can be used in componential crops. In order to determine seed and feed productivity, as well as to study the correspondence of edaphotopic conditions to the objects of study; morphometric parameters of crops and phenological rhythms of their development have been estimated. During carrying out phenological observations, the optimal timing of harvest ripeness has been determined. For the first time in the Kaliningrad region, annual fodder crops (paiza, mogar, chumiza) have been studied, their seed and fodder productivity has been evaluated, the most valuable plant species (varieties) were identified. A complete phenological rhythm of the development of the research objects most resistant to the environmental conditions of the region is presented.
feed, annual crops, paiza, Japanese millet, mohar, chumiza, green mass, variety, hioecological features, growth phases, phenology, productivity
ВВЕДЕНИЕ
Главным компонентом в агрофитоценозе (эдификатором экологической системы) выступают культивируемые растения. В этом плане значительный интерес представляют культуры, обладающие хозяйственно полезными признаками для возможного расширения ассортимента, что является актуальной проблемой кормопроизводства.
Изучение сезонной ритмики культур и анализ прохождения фаз роста и развития растений являются основными задачами при определении сезонной динамики растительного сообщества. Детальные фенологические наблюдения прохождения фенофаз всеми компонентами агрофитоценоза, включая сегетальную флору в комплексе с абиотическими факторами среды, дают представление о характере сезонного развития культур. Это позволит выявить оптимальные сроки уборки кормовых трав, что в целом послужит решению проблемы производства кормов в региональных условиях. В связи с этим, освоение и внедрение в производство кормов из нетрадиционных культур трибы просовидных на территории области имеет особое значение [1-4].
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Испытания культур трибы просовидных осуществлялись в период 2016-2018 гг. на опытных полях ФГБНУ «Калининградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства». На первом этапе (2015 г.) к тестированию были представлены однолетние просовидные культуры: просо обыкновенное, или посевное (.Panicum miliaceum L.), могар (.Moharicum), или щетинник итальянский (Setaria italica L.), чумиза (Setaria italica subsp. maxima L.), сорго зерновое (Sorghum bicolor L.), суданская трава (суданка) (Sorghum drummondii Steud.), пайза, или ежовник хлебный (Echinochloa frumentacea Link), и
африканское просо (Pennisetum glaucum L.). На втором этапе исследования (2016-2018 гг.) в эксперименте участвовали могар сорта Стамого, пайза сорта Красава, чумиза сорта Оля селекции Ставропольского НИИСХ [6]. Ареал распространения культур очень широк, они рекомендованы для использования во всех регионах. Их практическая значимость: выступают в качестве растительного ресурса для производства следующих типов кормов - силоса, травяной муки, сена. В статье приведены результаты наблюдений второго этапа испытаний.
Сорта триб просовых и сорговых исследовались на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве со слабокислой и близкой к нейтральной реакции средой, средним содержанием гумуса, очень высоким - обменного калия и повышенным содержанием подвижного фосфора.
В работе использован метод трансект размером 25 м , опыт проводили в трехкратной повторности. Посев осуществлен во второй-третьей декадах мая широкорядным (28 см) и узкорядным (14 см) способами.
В фазе кущения культур были внесены удобрения в виде гумата калия 700-800 мл/га и аммиачной селитры до 60 кг/га для интенсивного кущения растений. В эту же фазу проведена гербицидная обработка («Балерина» из расчета 300-500 мл/га) для подавления популяций сорной растительности. В период прохождения фаз «всходы - кущение» просовидные культуры очень чувствительны к затенению, так как являются типичными гелиофитами.
Уход за посевами осуществлен по общепринятой технологии, рекомендованной для региональных условий. В проведении наблюдений и учетов использованы «Методические указания по изучению коллекционных образцов кукурузы, сорго и крупяных культур ВНИИР», «Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами» [5, 6].
В работе задействован комплекс полевых сравнительно-аналитических и биометрических методик.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
При исследовании агрофитоценоза злаковых, кроме обилия, высоты и виталитета ценопопуляции, учитывается фенологическое состояние, где вегетационный период является основным биологическим признаком, указывающим на возможность возделывания просовидных культур в различных почвенно-климатических зонах [5]. В результате фенологических наблюдений были определены сроки наступления фенофаз развития сортов просовидных культур, продолжительность которых отличалась по годам исследований и зависела от метеорологических условий года и биоэкологических особенностей испытуемых сортов.
По фенологии были выделены следующие фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (выметывание), цветение, спелость (табл. 1). Наиболее активные и дружные всходы дал сорт пайзы Красава. В фазу выхода в трубку лидировал тот же сорт. Общее количество затраченных дней 36. Близки к ней чумиза Оля и могар Стамога. Начало кущения просовидных в условиях Калининградской области приходится на III декаду мая - I декаду июня.
Таблица 1. Календарные сроки наступления фенологических фаз развития просовидных культур "able 1. Calendar dates for the onset of phenological phases of millet crops development_
Сорта
2016 2017 2018
Фаза роста Пайза Красава Чумиза Оля Могар Стамога Суданская трава Землячка Пайза Красава Чумиза Оля Могар Стамога Суданская трава Землячка Пайза Красава Чумиза Оля Могар Стамога Суданская трава Землячка
Дата посева
25.05 25.05 25.05 25.05 15.05 15.05 15.05 15.05 20.05 20.05 20.05 20.05
Всходы 9 11 11 11 10 15 15 15 10 14 14 14
Кущение 18 20 20 20 23 26 26 26 26 31 31 31
Выход в трубку 36 37 37 37 43 48 48 48 42 48 48 48
Выметывание 51 56 56 56 66 67 67 67 56 58 58 58
Цветение 63 65 65 65 74 77 77 77 73 75 75 75
Спелость
Начальная 16.08 20.08 20.08 20.08 15.08 18.08 18.08 18.08 12.08 14.08 14.08 14.08
Кол-во дней 83 87 87 87 60 63 63 63 62 64 64 64
Восковая 10.09 15.09 15.09 15.09 03.09 06.09 06.09 06.09 27.08 30.08 30.08 30.08
Кол-во дней 77 82 82 82 80 83 83 83 77 80 80 80
Полная 29.09 01.10 01.10 01.10 18.09 22.09 22.09 22.09 15.09 15.09 15.09 15.09
Кол-во дней 122 124 124 124 125 129 129 129 118 118 118 118
Дата уборки 05.10 05.10 05.10 05.10 25.09 25.09 25.09 25.09 15.09 15.09 15.09 15.09
Длина 128 131 131 131 132 134 134 134 118 118 118 118
вегетационного
периода
В вегетационные периоды 2017-2018 гг. количество дней выхода в трубку увеличилось в связи с затяжной и холодной весной. Фенологическая фаза колошения (выметывания) сохраняет общую тенденцию быстрого и эффективного прохождения фазы сортом (табл. 2).
Таблица 2. Структура фитоценоза просовых и сорговых культур Table 2. Phytocenosis structure of millet and sorghum crops
Культура (сорт) Высота растения, см Длина колоса/метелки, см Густота стояния растений, м2 Число побегов в одном растении, шт.
2015
Пайза Красава междурядье - 14 см 135-154 21-27 9-11 5-11
Чумиза Оля 138-145 25-33 5-8 4-8
Могар Стамога 137-150 25-34 5-8 4-9
Суданская трава Землячка 210-223 33-37 4-7 2-5
2016
Пайза Красава междурядье - 14 см 130-150 20-25 8-10 4-9
Пайза Красава междурядье - 28 см 155-160 21-26 8-11 4-10
Чумиза Оля 135-147 22-30 4-7 3-6
Могар Стамога 135-148 22-31 4-8 3-7
Суданская трава Землячка 175-205 32-37 4-6 2-4
2017
Пайза Красава междурядье - 14 см 75-87 21-24 5-7 3-8
Пайза Красава междурядье - 28 см 75-87 21-24 4-6 3-9
Чумиза Оля 75-89 21-29 6-9 3-10
Могар Стамога 75-90 21-30 5-9 3-11
Суданская трава Землячка 175-189 25,3 1-2 2-3
2018
Пайза Красава междурядье - 14 см 80-100 12,15 8-1 4-7
Пайза Красава междурядье - 28 см 80-100 12,16 5-7 4-8
Чумиза Оля 75-90 10,14 5-7 3-6
Могар Стамога 75-91 10,15 5-8 3-7
Суданская трава Землячка 165-184 25,30 1-2 2-3
Период цветения по сортам и годам изменялся в соответствии с показателями тепло- и влагообеспеченности при сохранении явного приоритета со стороны пайзы Красава - на фоне общего отставания других сортов в пределах от одного до шести дней. При значительной облиствленности высота стеблей исследуемых культур не превышала одного метра, что и сказалось на выходе общей зеленой массы.
Процесс образования генеративных побегов, а также этапы плодообразования приходятся на третью декаду июля - вторую декаду августа. Окончательное созревание соответствует третьей декаде сентября, уборочная спелость - первой декаде октября. Сравнительный анализ сортов просовидных показывает, что в агрофитоценозах пайзы процессы плодообразования и созревания семян опережают остальные культуры на 14-16 дней. Полная спелость по годам исследования изменялась от 118 до 129 дней. Более длительный период прохождения этапа всхожести показали чумиза Оля, могар Стамога, суданская трава Землячка.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании проведенных исследований были получены экспериментальные данные по фенологии и структуре агрофитоценозов однолетних злаковых кормовых трав в природно-климатических условиях региона. Продолжительность вегетационного периода, как основной биологический признак, указывающий на возможность возделывания просовых и сорговых культур в данных почвенно-климатических условиях, составила 118-134 дня. Определено, что высокие температуры в фазу всходов и кущения и небольшое количество осадков препятствуют полному развитию растений. Выявлено, что наибольшей устойчивостью обладают пайза, могар, чумиза; прочие культуры, такие как суданская трава, обладают слабой всхожестью.
Высокие дневные температуры и большое количество осадков, выпавших в фазу выметывания и формирования метелки, наоборот, значительно сокращают длину вегетационного периода на 13-14 дней. Как результат - раннее пожелтение листового аппарата и утрата товарной ценности и кормового потенциала.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Бедарева, О. М. Фенологические ритмы развития сортов и семенная продуктивность ярового рапса / О. М. Бедарева, А. Б. Францева // Известия Калининградского государственного технического университета. - 2017. -№44.-С. 192-203.
2. Maarouf I. Mohammed. Sorghum for feed and fodder production / Mohammed Maarouf I. // Regional Workshop on Optimum Industrial utilization of Sorghum in Sudan: International Scientific Conference (18-19 April 2010): материалы.
Khartoum North. Sudan, 2010 [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publicatioiV308078080_Sorghum_for_feed_and_fodder_p reduction (дата обращение 15.01.2020).
3. Копылович, В. Л. Сравнительная продуктивность просовидных кормовых культур и эффективность возделывания пайзы в зависимости от количества укосов в условиях Республики Беларусь / В. Л. Копылович, H. М. Шестак // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2016. - № 2 [Электронный
ресурс]. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnaya-produktivnost-prosovidnyh-kormovyh-kultur-i-effektivnost-vozdelyvaniya-payzy-v-zavisimosti-ot-kolichestva-ukosov-v/viewer (дата обращения 15.01.2020).
4. Бедарева, О. М. Биоэкологические особенности и формирование высокопродуктивных агроценозов трибы просовидных в условиях Калининградской области / О. М. Бедарева, Л. С. Мурачева, Т. Н. Троян, // Известия Калининградского государственного технического университета. -2019.-№55.-С. 123-133.
5. Донец, А. И. Агробиологическая оценка районированных сортов просовидных культур (чумиза, могар, пайза) в условиях Центрального Предкавказья / И. А. Донец, М. П. Жукова, А. Б. Володин // Вестник АПК Ставрополья. - 2019. - №3 (35). - С.46-50 [Электронный ресурс]. - URL: http://www.stgau.ru/upload/iblock/c67/c67a0e4c7849c3202e99fc243dd02f65.pdf (дата обращения 15.01.2020).
6. Сортовая политика в адаптивном земледелии: сортимент полевых культур, организация сортового и семенного контроля: учебное пособие / А. И. Войсковой, М. П. Жукова, А. А. Кривенко [и др.]; ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет. - Ставрополь, 2013. -100 с. [Электронный ресурс]. - URL: https://znanium.com/catalog/product/514705 (дата обращения 15.01.2020).
REFERENCES
1. Bedareva О. М., Frantseva А. В. Fenologicheskie ritmy razvitiya sortov i semennaya produktivnost' yarovogo rapsa [Phenological rhythms of development of varieties and seed productivity of spring rape]. Izvestiya Kaliningradskogo gosudarslvennogo lekhnicheskogo universiteta, 2017, no. 44, pp. 192-203.
2. Maarouf I. Mohammed. Sorghum for feed and fodder production. Regional Workshop on Optimum Industrial utilization of Sorghum in Sudan: International Scientific Conference (18-19 April 2010): materialy. Khartoum North. Sudan, 2010. Available at: https://www.researchgate.net/publication/308078080_Sorghum_for_feed_and_fodder_p reduction (Accessed 15 January 2020).
3. Kopylovich V. L., Shestak N. M. Sravnitel'naya produktivnost' prosovidnykh kormovykh kul'tur i effektivnost' vozdelyvaniya payzy v zavisimosti ot kolichestva ukosov v usloviyakh Respubliki Belarus' [Comparative productivity of millet forage crops and the effectiveness of the cultivation of paiza depending on the number of cuts in the conditions of the Republic of Belarus]. Zernohobovye i krupyanye kultury, 2016, no. 2, available at: https://cyberleninka.ru/article/ii/sravnitelnaya-produktivnost-prosovidnyh-kormovyh-kultur-i-effektivnost-vozdelyvaniya-payzy-v-zavisimosti-ot-kolichestva-ukosov-v/viewer (Accessed 15 January 2020).
4. Bedareva О. M., Muracheva L. S., Troyan T. N., Volkova I. A. Bioekologicheskie osobennosti i formirovanie vysokoproduktivnykh agrotsenozov triby prosovidnykh v usloviyakh Kaliningradskoy oblasti [Bioecological features and formation of highly productive agrocenoses of the millet clan in the conditions of the Kaliningrad region]. Izvestiya Kaliningradskogo gosudarsivennogo lekhnicheskogo universiteta, 2019, no. 55, pp. 123-133.
5. Donets A. I., Zhukova M. P., Volodin A. B. i dr. Agrobiologicheskaya otsenka rayonirovannykh sortov prosovidnykh kul'tur (chumiza, mogar, payza) v usloviyakh Tsentral'nogo Predkavkaz'ya [Agrobiological assessment of zoned cultivars of millet crops (chumiza, mogar, paiza) in the Central Ciscaucasia]. Vestnik APK Stavropol'ya, 2019, no. 3 (35), pp. 46-50, available at: http://www.stgau.ru/upload/iblock/c67/c67a0e4c7849c3202e99fc243dd02f65.pdf (Accessed 15 January 2020).
6. Voyskovoy A. I., Zhukova M. P., Krivenko A. A. i dr. Sortovayapolitika v adaptivnom zemledelii: sortiment polevykh kul'tur, organizatsiya sortovogo i semennogo kontrolya: uchebnoe posobie [Varietal policy in adaptive agriculture: assortment of field crops, organization of varietal and seed control: student's book]. Stavropol', 2013, 100 p., available at: https://znanium.com/catalog/product/514705 (Accessed 15 January 2020).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Буянкин Николай Иванович - Калининградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В. Р. Вильямса»; доктор сельскохозяйственных наук; директор филиала; E-mail: [email protected]
Buyankin Nikolay Ivanovich - Kaliningrad Agricultural Research Institute - a branch of the Federal State Scientific Institution "Federal Research Center for Feed Production and Agroecology named after V. R Williams"; Doctor of Agricultural Sciences; branch manager; E-mail: [email protected]
Бедарева Ольга Михайловна - Калининградский государственный технический университет; доктор биологических наук, профессор; зав. 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]
Волкова Ирина Алексеевна - Калининградский государственный технический университет; аспирант кафедры агропочвоведения и агроэкологии; E-mail: [email protected]
Volkova Irina Alekseevna - Kaliningrad State Technical University; Post-graduate student; Department of Agropedology and Agroecology; E-mail: [email protected]
