CC BY
13
УДК 635.24:635.072
_ ■ _ V-* и
Формирование урожайности зеленой и сухой массы топинамбура в зависимости
от сроков уборки
Елисеев Сергей Леонидович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры растениеводства
е-таИ: psaa-eliseev@mail.ru
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова»
Ренёв Евгений Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства
е-таИ: evgeniirenev@mail.ru
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова»
Катаев Алексей Сергеевич, аспирант кафедры растениеводства
е-mail: aKataev92@mail.ru.
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова»
Ключевые слова: топинамбур, зеленая масса, сухая масса, срок уборки, урожайность.
Аннотация. В статье приведены результаты научных исследований по влиянию срока уборки топинамбура на урожайность зеленой массы и абсолютного сухого вещества. Однофакторный опыт был заложен по методике Б.А. Доспехова на учебно-научном опытном поле Пермского ГАТУ по схеме: 1 - уборка зеленой массы через 10 дней после фазы цветения, 2 - уборка зеленой массы через 20 дней после фазы цветения, 3 - уборка зеленой массы перед уборкой клубней. По результатам исследований установлено, что срок уборки зеленой массы не оказал влияния на ее урожайность, которая составила 13,1-15,5 т/га, а также на урожайность сухой массы - 3,01-3,44 т/га. Отмечается тенденция снижения урожайности зеленой массы от более раннего срока уборки к более позднему - на 1,7-2,4 т/га, сухой массы - на 0,16-0,43 т/га. Выживаемость растений - 88-92% и густота стояния растений перед уборкой - 3,2-3,4 шт./м2 не зависели от срока уборки. Существенное увеличение массы абсолютного сухого вещества культуры продолжается до фазы цветения и достигает максимума - 6,45 т/га. В связи с оттоком питательных веществ из надземной части растения в поземные органы после фазы цветения наблюдается резкое снижение урожайности сухой массы к первому сроку уборки - на
3,28 т/га. Максимальная высота растений также отмечена в фазе цветения - 153 см, после чего рост растений прекращается. Наибольшее содержание витамина С в зеленой массе топинамбура отмечено при ее скашивании перед уборкой клубней
- 65,6 мг/кг, наибольшее содержание каротина - при уборке зеленой массы через 10-20 дней после фазы цветения -17,2-18,0 мг/кг, наибольшее содержание сырой золы - при уборке через 20 дней после фазы цветения - 3,4%.
На сегодняшний день учеными активно изучается возможность применения культуры топинамбура в различных отраслях промышленности [1, 2]. Продукцию топинамбура возможно использовать в пищевом производстве, в фармацевтической промышленности, для производства энергетических ресурсов [3-6]. Особое значение в виду высоких кормовых качеств топинамбур приобретает в кормовом производстве [7]. Специалисты аграрного сектора одним из путей решения проблемы получения высокоэнергетических кормов видят внедрение в сельскохозяйственное производство новых нетрадиционных культур, одной из которых является культура топинамбура [8]. Топинамбур по праву относится к перспективным кормовым растениям с высоким биологическим и кормовым потенциалом [9]. Надземная масса содержит в своем составе большое количество сухого вещества, белка, аминокислот, пищевых волокон, по своей питательной ценности превосходит многие кормовые растения [10, 11]. Основными причинами, препятствующими широкому внедрению топинамбура в промышленное производство, являются недостаточная биологическая изученность культуры, отсутствие селекционной работы, отсутствие зональных технологий возделывания и технологий хранения [12].
Цель исследования - определить оптимальный срок уборки, обеспечивающий получение наибольшей урожайности сухой и зеленой массы топинамбура.
Задачи исследования:
1) определить урожайность зеленой и сухой массы;
2) выявить особенности формирования густоты стояния растений, накопления сухой массы и роста растений;
4) определить биохимический состав зеленой массы.
Материалы и методы исследований. Однофакторный опыт закладывали в 2018-2019 гг. на базе учебно-научного опытного поля Пермского ГАТУ по следующей схеме: 1 - уборка зеленой массы через 10 дней после фазы цветения, 2
- уборка зеленой массы через 20 дней после фазы цветения, 3 - уборка зеленой массы перед уборкой клубней. Повторность - четырехкратная. Общая площадь делянки - 30 м2, учетная площадь - 20 м2. Объект исследования - сорт Скороспелка. Агротехнические мероприятия включали: дискование почвы бороной БДМ-2,4 на глубину 10-12 см после уборки предшественника, зяблевую вспашку плугом ПЛН-4-35, ранневесеннее боронование зубовой бороной БЗТС-1,0, культивацию с боронованием на глубину 10-12 см культиватором КПС-4, нарезку гребней культиватором КОН-2,8. Минеральные удобрения вносили разбрасывателем D-Pol в дозе N221 Р74 К374, определенной с учетом выноса с урожайностью клубней 25 т/га. Подготовка клубней к посадке сводилась к просушиванию и калибровке. Посадку клубней проводили вручную в гребень на глубину 5-6 см в 2018 году -11 июня, в 2019 году - 13 мая. Проводили трехкратную междурядную обработку культиватором КОН-2,8 до всходов, при появлении всходов и при высоте растений 20 см. Скашивание зеленой массы проводили перед уборкой клубней поделяночно триммером Husgvarna 128R в 2018 году - 6 октября, в 2019 году - 5 октября. Опыт
закладывали на дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почве с содержанием гумуса - 2,4%, рНсол - 6,0-6,1. Метеорологические условия вегетационного периода 2018 года: T°C - 15,3°С, RRR - 228,6 мм. Метеорологические условия вегетационного периода 2019 года: T0C - 11,3°С, RRR - 522,8 мм. Опыт заложен по методике Б.А. Доспехова [13], сопутствующие наблюдения и исследования проведены по общепринятым методикам и ГОСТам.
Результаты исследований и их обсуждение. Урожайность сухой и зеленой массы топинамбура не зависела от срока уборки (Рф<Р05). Урожайность зеленой массы при уборке через 10 дней после фазы цветения составила 15,5 т/га. При более поздних сроках уборки отмечается снижение урожайности на 1,7-2,4 т/га. Это может быть связано с началом оттока питательных веществ из стебля в клубни. Более высокая урожайность абсолютного сухого вещества также наблюдается при более ранних сроках уборки зеленой массы - 3,17-3,44 т/га, что на 0,16-0,43 т/га больше, чем при скашивании зеленой массы перед уборкой клубней (рис. 1).
Уборка 5-м через 10 Уборка а^ы черед 20 Уборка 1-м перед срок дней поел; цвегениа днсжииис цвелаш уооркпй клубнгй уборкн
Рис. 1. Урожайность зеленой и сухой массы топинамбура, т/га, среднее за 2018-2019 гг.
Густота всходов топинамбура в среднем составила 3,4-3,5 шт./м2, полевая всхожесть - 95% (табл. 1). Срок уборки не оказал существенного влияния на густоту стояния растений, которая перед уборкой составила 3,2-3,4 шт./м2. Выживаемость растений варьировала на уровне 88-92%, что подтверждает равную урожайность зеленой и сухой массы топинамбура.
Таблица 1 - Структура урожайности растений топинамбура, среднее за 2018-2019 гг.
Показатели структуры урожай- Уборка зеленой массы, дней после фазы цветения НСР05
ности 10 20 перед уборкой клубней
Густота всходов, шт./м2 3,4 3,4 3,5
Полевая всхожесть, % 95 95 95
Густота стояния растений перед уборкой, шт./м2 3,3 3,2 3,4 ^F05
Показатели структуры урожай- Уборка зеленой массы, дней после фазы цветения НСР05
ности 10 20 перед уборкой клубней
Выживаемость растений, %
90
88
92
I
Наблюдение за накоплением сухой массы по фазам развития растения показывает существенное ее увеличение до фазы цветения. В фазе бутонизации она составила 3,72 т/га, что на 3,64 т/га больше, чем в фазе всходов (НСР05 = 0,46). Максимальная урожайность сухого вещества достигается в фазе цветения - 6,45 т/га, что на 2,73 т/га больше, чем в фазе бутонизации (НСР05 = 1,11). После фазы цветения фотосинтетическая деятельность растений снижается, начинается активный отток питательных веществ из стебля растения в подземные органы, направленный на формирование клубней, что приводит к резкому снижению урожайности абсолютного сухого вещества уже к первому сроку уборки - через 10 дней после фазы цветения - на 3,28 т/га (НСР05 = 1,23) (рис. 2).
Рис. 2. Урожайность абсолютного сухого вещества в зеленой массе топинамбура по фазам развития
и срокам уборки, т/г, среднее за 2018-2019 гг.
Полную фазу всходов отмечали при высоте растений топинамбура - 20 см. В последующие фазы развития отмечается существенный рост растений: от всходов до бутонизации - на 117 см (НСР05 = 2), от бутонизации до цветения - на 16 см (НСР05 = 4). Максимальная высота растений топинамбура достигается в фазе цветения - 153 см. После фазы цветения рост растений прекращается (рис. 3).
Наибольшее содержание витамина С в зеленой массе отмечено при ее уборке перед уборкой клубней - 65,6 мг/кг, что на 9,3-10,7 мг/кг больше, чем при более ранних сроках уборки. Наибольшее содержание сырой золы отмечено при уборке зеленой массы через 20 дней после цветения - 3,4%, что на 0,5-0,6% больше, чем при уборке через 10 дней после фазы цветения и перед уборкой клубней. Наи-
большее содержание каротина наблюдается при уборке зеленой массы через 10 и 20 дней после фазы цветения - 17,2-18,0 мг/кг, что на 6,0-6,8 мг/кг больше, чем при ее скашивании перед уборкой клубней (табл. 2).
см
150
0 Л-т-т-т-,
Фаза всходсе Фаза бутанизащш Фаза црегетля \16срка зЛс через
Юлыейпасле ^□зь] цеосши
Рис. 3. Высота растений топинамбура по фазам развития, см, среднее за 2018-2019 гг. Таблица 2 - Биохимический состав зеленой массы топинамбура, среднее за 2018-2019 гг.
Содержание биохимических Уборка зеленой массы, дней после фазы цветения НСР05
компонентов 10 20 перед уборкой клубней
Витамин С, мг/кг 56,3 54,9 65,6 4,4
Сырая зола, % 2,8 3,4 2,9 0,3
Каротин, мг/кг 17,2 18,0 11,2 2,6
Выводы
1. Урожайность сухой и зеленой массы топинамбура не зависит от срока ее уборки, что обусловлено равной выживаемостью и густотой стояния растений перед уборкой.
2. Накопление абсолютного сухого вещества продолжается до фазы цветения и достигает уровня 6,45 т/га. После фазы цветения отмечается существенное снижение сухой массы в связи с оттоком питательных веществ в подземные органы.
4. До фазы цветения наблюдается существенный рост растений топинамбура: от всходов до бутонизации - на 117 см, от бутонизации до цветения - на 16 см. После фазы цветения рост растений прекращается.
5. Наибольшее содержание витамина С в зеленой массе топинамбура отмечается перед уборкой клубней - 65,6 мг/кг, что на 9,3-10,7 мг/кг больше, чем при более ранних сроках уборки. Наибольшее содержание сырой золы отмечено при уборке через 20 дней после цветения - 3,4%. Большее содержание каротина накапливается в зеленой массе в более ранние сроки уборки - 17,2-18,0 мг/кг, что
на 6,0-6,8 мг/кг больше, чем при ее скашивании перед уборкой клубней. Список литературы:
1. Мокина, С.А. Влияние органо-минерального удобрения «Биоплант флора» на урожайность топинамбура сорта Скороспелка / С.А. Мокина, Ю.В. Панкратов // Труды Костромской государственной сельскохозяйственной академии: сб. науч. трудов по итогам 66-й Международной научно-практической конференции. - Кострома, 2015. - С. 26-30.
2. Королева, Ю.С. Формирование урожайности топинамбура в условиях Верхневолжья при внесении расчетных доз удобрений / Ю.С. Королева // Плодородие.
- 2016. - № 2(89). - С. 20-23.
3. Голдыбан, В.В. Особенности культуры и перспективы возделывания топинамбура в Республике Беларусь / В.В. Голдыбан, Д.И. Комлач // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Международной научно-технической конференции. - Минск, 2014. - С. 62-67.
4. Кузьминова, Г.С. Новая культура для аграрного сектора России требует разработки новых технологий / Г.С. Кузьминова, А.Г. Пономарев // Инновационное развитие АПК России на базе интеллектуальных машинных технологий: сб. науч. докладов Международной научно-технической конференции. - М., 2014. - С. 140145.
5. Михальченкова, Е.С. Топинамбур как перспективная кормовая культура в Нечерноземной зоне России / Е.С. Михальченкова // Вестник ОрелГАУ. - 2009. - № 2. - С. 42-43.
6. Старовойтов, В.И. Полевые исследования коллекции сортообразцов топинамбура на дерново-подзолистой супесчаной почве ЦФО / В.И. Старовойтов, О.А. Старовойтова, А.А. Манохина // АПК России. - 2017. - № 2. - С. 344-351.
7. Старовойтов, В.И. Топинамбур как кормовой ресурс / В.И. Старовойтов, О.А. Старовойтова, А.А. Манохина // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина». - 2014. - № 3 (63). - С. 24-26.
8. Аникиенко, Т.И. Влияние скармливания зеленой массы топинамбура на качество молока, сметаны и масла / Т.И. Аникиенко // Вестник Алтайского ГАУ. - 2016.
- № 5 (139). - С. 105-109.
9. Цугкиева, В.Б. Оценка качества силоса из зеленой массы топинамбура сорта Интерес / В.Б. Цугкиева, Л.Б. Дзанитиева // Известия Горского ГАУ. - 2010. - № 1. - С. 74-75.
10. Старовойтов, В.И. Топинамбур - кормовая культура / В.И. Старовойтов, О.А. Старовойтова, А.А. Манохина // АгроСнабФорум. - 2018. - № 1 (157). - С. 56-57.
11. Котова, З.П. Оценка кормовой ценности топинамбура (Heliantus tuberosus l.) в условиях Карелии / З.П. Котова, Н.В. Парфенова // Кормопроизводство. - 2015.
- № 6. - С. 41-45.
12. Цугленок, Н.В. Результаты исследования скармливания зеленой массы топинамбура дойным коровам / Н.В. Цугленок, Г.И. Цугленок, Т.И. Аникиенко // Вестник КрасГАУ. - 2007. - № 3. - С. 148-152.
13. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - 6-е изд., стереотип. - М.: ИД Альянс, 2011.
- 352 с.
References:
1. Mokina S.A., Pankratov Yu.V. Influence of Bioplant Flora organo-mineral on Skorospelka topinambur yielding capacity. Trudy Kostromskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii [Proceedings of the Kostroma State Agricultural Academy], 2015, pp. 26-30. (In Russian)
2. Koroleva Yu.S. Formation of topinambur yielding capacity in the Upper Volga Region when applying calculated fertilizer doses. Plodorodie [Fertility], 2016, no. 2 (9), pp. 20-23. (In Russian)
3. Goldyban V.V., Komlach D.I. Culture features and prospects of topinambur cultivation in the Republic of Belarus. Nauchno-tekhnicheskiy progress v sel'skohozyaysstvennom proizvodstve [Scientific and Technical Progress in Agricultural Production], 2014, pp. 62-67. (In Russian)
4. Kuzminova G.S., Ponomarev A.G. New culture for the Russian agricultural sector requires development of new technologies. Innovatsionnoe razvitie APK Rossii na baze intellektual'nykh mashinnykh tekhnologiy [Innovative Development of the Russian Agricultural Sector Based on Intelligent Machine Technologies], 2014, pp. 140-145. (In Russian)
5. Mikhal'chenkova E.S. Topinambur as a promising forage crop in the non-Chernozem zone of Russia. Vestnik OrelGAU [OrelGAU Bulletin], 2009, no. 2 (9), pp. 42-43. (In Russian)
6. Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Manokhina A.A. Field research of topinambur cultivar collection on the sod-podzolic sandy loam soil of the Central Federal Area. APK Rossii [Agro-Industrial Complex of Russia], 2017, no. 2, pp. 344-351. (In Russian)
7. Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Manokhina A.A. Topinambur as a feed resource. Vestnik FGOU VPO Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina [Bulletin of the Moscow State Agroengineering University named after V. P. Goryachkin], 2014, no. 3 (63), pp. 24-26. (In Russian)
8. Anikienko T.I. Influence of topinambur feeding green mass on the quality of milk, sour cream and butter. Vestnik Altayskogo GAU [Bulletin of the Altay State Agricultural University], 2016, no. 5 (139), pp. 105-109. (In Russian)
9. Tsugkieva V.B., Dzanitieva L.B. Quality evaluation of silage from the Interest topinambur green mass. Izvestiya Gorskogo GAU [Proceedings of Gorskiy GAU], 2010, no. 1, pp. 74-75. (In Russian)
10.Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Manokhina A.A. Topinambur as a forage crop. AgroSnabForum [AgroSnabForum], 2018, no. 1 (157), pp. 56-57. (In Russian)
11.Kotova Z.P., Parfenova N.V. Estimation of topinambur feed value (Helianthus tuberosus l.) in Karelia. Kormoproizvodstvo [Fodder production], 2015, no. 6, pp. 4145. (In Russian)
12.Tsuglenok N.V., Tsuglenok G.I., Anikienko T.I. Researh results of feeding dairy cows with topinambur green mass. Vestnik KrasGAU [Krasgau Bulletin], 2007, no. 3, pp. 148-152. (In Russian)
13.Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy) [Method of field experience (with the basics of statistical processing of research results)], Moscow, Al'yans Publ., 2011. - 352 p. (In Russian)
Forming yielding capacity of green and dry mass of topinambur depending on its harvesting time
Eliseev Sergey Leonidovich, Doctor of Science (Agriculture), Professor of the Crop Production Chair
e-mail: psaa-eliseev@mail.ru
Federal State Educational Institution of Higher Education Perm State Agrarian and Technological University named after Academician D. N. Pryanishnikov
Renev Evgeniy Aleksandrovich, Candidate of Science (Agriculture), Associate Professor of the Crop Production Chair
e-mail: evgeniirenev@mail.ru
Federal State Educational Institution of Higher Education Perm State Agrarian and Technological University named after Academician D. N. Pryanishnikov
Kataev Alexey Sergeevich, postgraduate student of the Crop Production Chair
e-mail: aKataev92@mail.ru
Federal State Educational Institution of Higher Education Perm State Agrarian and Technological University named after Academician D. N. Pryanishnikov
Keywords: topinambur, green mass, dry mass, harvest time, yielding capacity.
Abstract. The article presents the research results on the influence of topinambur harvesting time on the green mass and absolute dry matter yields. The one-factor experiment has been launched according to the method of B.A. Dospekhov in the educational and scientific experimental field of Perm State Agrarian and Technological University. The experiment has followed the following scheme: 1 - gathering of green mass on the 10th day after the flowering phase, 2 - gathering of green mass on the 20th day after the flowering phase, 3 - gathering of green mass before tuber lifting. According to the research results, the harvesting time of green mass has not had any influence on its yielding capacity (13.1-15.5 t/ha), or the dry mass yield (3.01-3.44 t/ha). There is a tendency for the green mass yield to decrease from an earlier harvest period to a later one - by 1.7-2.4 t/ha and dry mass-by 0.16-0.43 t/ha. The plant survival rate (88-92%) and the plant standing density (3.2-3.4 pcs/m2) before harvesting have not shown any dependence on the harvesting time. A significant increase in absolute dry matter content of the crop continues until the flowering phase and reaches its maximum of 6.45 t/ha. Due to the outflow of nutrients from the aboveground part of the plant to the ground one, there is a sharp decrease in dry mass yield by the first harvest time (by 3.28 t/ha) after the flowering phase. The maximum height of plants is also found in the flowering phase -153 cm, after which the plant stops to grow. The highest vitamin C content in topinambur green mass has been found when mowing it before tuber lifting (65.6 mg/kg), the highest carotene content has been observed when harvesting the green mass on the 10th-20th day after the flowering phase (17.2-18.0 mg/kg), the highest crude ash content has been found when harvesting on the 20th day after the flowering phase (3.4%).
