CC BY
58
УДК 635.655.581.1
Кормовая продуктивность новых сортов сои
е.в. Головина, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: [email protected]) С.Н. АГАРКОВА, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур, ул. Молодёжная, 10, корп. 1, пос. Стрелецкий, Орловский р-н., Орловская обл., 302502, Российская Федерация
В условиях полевого опыта изучали динамику накопления сырого протеина и его содержание в зеленой массе (20092011 гг.) сортов Ланцетная, Свапа, Красивая Меча, Магева и в семенах (20132015 гг.) сортов Ланцетная, Свапа, Красивая Меча, Зуша и Мезенка. Наибольшее содержание сырого протеина в листьях и стеблях отмечено в фазе цветения. Его сбор с урожаем зеленой массы у всех сортов в экстремально засушливом 2010 г. был самым низким (0,74 т/га), в благоприятном 2009 г. - в два раза выше. По сбору сырого протеина с урожаем зеленой массы, составившим за три года 1,42 т/га, сорт Свапа превзошел остальные сорта. По урожайности зеленой массы в пересчете на воздушно-сухое вещество в среднем за три года выделился сорт Красивая Меча (8,01 т/га). Содержание сырого протеина в семенах этого сорта в годы исследования составляло 40,9-41,5 %. Несмотря на то, что сорта Красивая Меча и Зуша характеризовались повышенной белковостью 42,1-42,8 %, наибольший сбор сырого протеина с урожаем семян отмечен у сорта Ланцетная (1,20 т/га) благодаря высокой семенной продуктивности (2,88 т/га). Потенциальная продуктивность сои лучше всего реализуется при избыточно влажной теплой погоде (ГТКв пределах 2,0-2,4). В наших опытах в таких условиях формировался наибольший урожай зеленой массы 8,64 т/га (2011 г.) и семян 3,54 т/га (2016г.). Корреляция между урожайностью и сбором сырого протеина определена как тесная и составила r05=0,986. Между урожайностью и содержанием сырого протеина (r05=-0,322) и между сбором сырого протеина и содержанием белка (r05=-0,179) связь отсутствовала. Возделывание новых сортов сои в условиях Центрально-Черноземного региона РФ энергетически эффективно.
Ключевые слова: кормовые достоинства новых сортов сои, сырой протеин, сбор сырого протеина с зеленой массой и семенами, биоэнергетическая эффективность возделывания сои.
Для цитирования: Головина Е.В., Агаркова С.Н. Кормовая продуктивность новых сортов сои // Земледелие. 2017. № 3. С. 35-37.
На сегодняшний день дефицит белка в Российской Федерации составляет 1,80 млн т. Поэтому одна из важнейших задач сельского хозяйства в стране - увеличение его содержания в растительном сырье, которое используют для кормовых целей [1]. Решение этого вопроса связывают с возделыванием новых сортов зернобобовых культур, прежде всего сои, семена которой содержат, помимо 37-45 % белка, до 28 % жира, более 30 % углеводов, богаты витаминами, ферментами, зольными элементами, изофлавонами, фосфолипидами и минеральными солями. Из семян сои производят белковые продукты (изо-ляты, концентраты, мука и др.), белковые добавки к кормам (шрот, жмых). Зеленую массу культуры используют на силос, сено, травяную муку, солому [2, 3]. Для перерабатывающей и комбикормовой промышленности России необходимо 5 млн т сои в год. В связи с ростом производства кормов в ближайшем будущем потребность в сое может возрасти до 7-9 млн т в год [4, 5]. В Центрально-Черноземном регионе (ЦЧР), несмотря на то, что в 2016 г сбор семян сои оказался рекордным и составил 1,16 млн т, проблема недостатка высокобелковых кормов стоит также остро.
В связи с изложенным, цель исследований состояла в изучении кормовой ценности новых сортов сои по содержанию сырого протеина в зеленой массе и семенах в условиях Центрально-Черноземного региона.
Сбор сырого протеина и его содержание в зеленой массе изучали в 2009-2011 гг. на сортах Ланцетная, Свапа, Красивая Меча и Магева, в семенах сои - в 2013-2016 гг. на сортах
Ланцетная, Свапа, Красивая Меча, Зуша и Мезенка.
Почва опытного участка темно-серая лесная. Эксперимент закладывали в четырехкратной повтор-ности, площадь делянки 10 м2. Отбор проб осуществляли в следующие фазы: ветвление, цветение, начало плодообразования, налив бобов, полная спелость [6]. Содержание сырого протеина определяли по методу Кьельдаля. Биоэнергетическую оценку эффективности технологии выращивания сои осуществляли в соответствии с методические указаниями по проведению полевых опытов с кормовыми культурами [7].
Годы исследований различались по метеоусловиям. Засушливые 2009 (ГТК=1,2) и 2014 (ГТК=1,0) гг. в течение вегетации характеризовались температурой выше среднемного-летней в среднем на 2 °С. В 2014 г. за период вегетации выпало всего 184 мм осадков. За 9 предыдущих лет меньше влаги было только в 2010 г. (146 мм). В 2010 г. сложились экстремально жаркие и засушливые условия с суммой эффективных температур на 670 °С выше, чем среднемного-летняя, ГТК был равен 0,6 что близко к условиям пустыни. В 2011 г. погодные условия сложились благоприятно для роста и развития растений сои - высокое увлажнение (ГТК=2,0) и сумма эффективных температур выше среднемноголетней на 270 °С. В 2013 и 2015 гг. среднемесячная температура превышала норму на 2 °С, ГТК был равен 1,5. Условия 2016 г. характеризовались избыточным увлажнением с суммой осадков 460,6 мм, ГТК был равен 2,4.
Качество зеленой массы и семян сои определяет состояние азотного обмена у растений в течение вегетации. В 2009-2011 гг. наибольшее содержание сырого протеина в вегетативных органах и зеленых бобах сои отмечено в фазах ветвление и цветение: в среднем по сортам в листьях -27-28 %, в стеблях - 11-14 % (табл. 1).
1. Содержание сырого протеина в зеленой массе сортов сои (среднее за 2009-2011 гг.), %
Орган Сорт х
Ланцетная Свапа Красивая Меча Магева
Фаза ветвления
Листья 27,9 28,5 27,0 27,0 27,6
Стебли 13,3 17,4 13,0 13,9 14,4
Фаза цветения
Листья 24,3 26,8 29,1 25,8 26,5
Стебли 10,6 9,5 11,8 12,8 11,2
Фаза начала плодообразования
Листья 26,9 26,8 26,2 24,2 26,0
Стебли 11,2 13,0 11,8 10,2 11,6
Зеленые бобы 23,4 25,0 23,3 23,1 23,7
Фаза налива бобов
Листья 20,7 21,1 21,7 18,2 20,4
Стебли 7,8 10,4 8,7 7,5 8,6
Зеленые бобы 24,1 24,4 22,4 24,5 23,9
СО (D 3 ь
(D д
(D Ь 5
(D
Ы 2
О
2. Урожайность зеленой массы и сбор сырого протеина с зеленой массой сортов сои (фаза налива бобов), т/га
о
СЧ О
Ф ^
Ф
4
ф
^
5
ш СО
Сорт 2009 г. 2010 г. 2011 г. х
Урожайность зеленой массы сои (воздушно-сухое вещество)
Ланцетная 6,48 3,56 10,21 6,75
Свапа 7,32 4,51 8,13 6,65
Красивая Меча 8,25 7,70 8,08 8,01
Магева 5,03 3,66 8,12 5,60
- 6,77 4,86 8,64
НСР05 1,48 1,17 1,90
Сбор сырого протеина с урожаем зеленой массы сои
Ланцетная 1,08 0,62 1,17 0,96
Свапа 2,34 0,74 1,19 1,42
Красивая Меча 1,28 0,95 1,11 1,11
Магева 0,92 0,63 1,00 0,85
- 1,41 0,74 1,12
НСР05 0,51 0,12 0,09
В фазе начала плодообразования величина этого показателя снижалась на 1,5-2,0 %, в фазе налива бобов - на 4-6 %. Сорт Свапа превосходил другие сорта по содержанию сырого протеина в зеленой массе в течение всего онтогенеза на 1,5-3,0 %.
В среднем за три года самый высокий сбор зеленой массы (8,01 т/га) среди изученных сортов отмечен в посевах сорта Красивая Меча, самый низкий (5,60 т/га) - у сорта Магева (табл. 2). В избыточном по увлажнению и теплом 2011 г сложились условия наиболее благоприятные для роста растений, и сорта сои в среднем сформировали максимальное в опыте количество сухого вещества 8,64 т/га. В засушливом 2010 г урожай зеленой массы был самым низким 4,86 т/га.
ной массы был наименьшим за 3 года, содержание сырого протеина ниже, чем в 2009 г на 4-5 %, а сбор белка составил в среднем 0,74 т/га.
По литературным данным при интенсивном поливе посевов сои продуктивность возрастает на 3040 %, а количество сырого протеина снижается на 0,6-1,3 % [3]. В 2011 г в условиях избыточного увлажнения содержание сырого протеина в надземных органах растений оказалось на 2-3 % меньше, чем в 2009 г, а урожайность зеленой массы в результате активизации фотосинтетической деятельности и ростовых процессов на 28 % выше.
За годы исследований по сбору сырого протеина лучшим был сорт Свапа (в среднем 1,42 т/га), а наименьшая
3. Содержание сырого протеина в семенах сортов сои, %
Сорт 2013 г. 2014 г. 2015 г 2016 г. х
Ланцетная 41,3 42,0 43,7 39,4 41,6
Свапа 39,8 40,1 38,3 41,0 39,8
Красивая Меча 44,0 42,2 42,9 41,9 42,8
Зуша 42,2 40,5 43,0 42,8 42,1
Мезенка 40,0 39,7 39,6 39,2 39,6
х 41,5 40,9 41,5 40,9
Наибольшее количество сухого вещества в зеленой массе соя накапливала в фазе налива бобов. Несмотря на некоторое снижение кормовой ценности, в этот период отмечали максимальный сбор сырого протеина. Азотно-белковый метаболизм в большой степени зависит от продолжительности и жесткости засушливого периода. Слабая засуха может стимулировать образование белка [8, 9], глубокая снижает его синтез и приводит к гидролизу [10, 11]. В 2009 г. сложились благоприятные условия для формирования растениями сои зеленой массы с высокими кормовыми достоинствами. Слабо засушливые условия привели к росту содержания белка в зеленой массе и незначительному снижению ее количества, не повлиявшему на сбор сырого протеина, который в среднем по сортам составил 1,41 т/ га (см. табл. 2). В засушливом 2010 г. из-за недостатка влаги урожай зеле-
величина этого показателя зафиксирована у сорта Магева (0,85 т/га).
Изучение накопления сырого протеина в семенах сои показало, что в засушливом 2014 г. и избыточно влажном 2016 г. оно была несколько ниже, чем в оптимальных по увлажнению
4. Урожайность семян и с урожаем семян
2013 и 2015 гг. (табл. 3). Таким образом, в течение вегетационного периода, как высокая, так и пониженная влагообеспеченность отрицательно сказывались на содержании сырого протеина в зеленой массе и семенах. Красивая Меча и Зуша по результатам четырехлетних испытаний превзошли остальные сорта по количеству белка в семенах на 2,0-2,5 %.
Для полной реализации генетического потенциала в условиях ЦЧР растениям сои необходимы следующие погодные условия: сумма активных температур - 1850°С, количество осадков за вегетационный период -440 мм. Подобные условия сложились в 2016 г., поэтому в указанном году была отмечена наибольшая урожайность семян сои (3,54 т/га). Сорт Ланцетная в 2016 г. сформировал максимальную в опыте урожайность - 4,38 т/га (табл. 4). Этот сорт характеризовался самой высокой семенной продуктивностью во все годы исследования, в среднем она составила 2,88 т/га.
Сбор сырого протеина с урожаем семян варьировал в среднем по сортам от 0,86 т/га в 2015 г. до 1,44 т/ га в 2016 г (см. табл. 4). Наибольшая величина этого показателя отмечена у сорта Ланцетная в 2016 г. (1,73 т/га), наименьшая - у сорта Красивая Меча в 2015 г (0,80 т/га). В среднем за четыре года исследований лучшим по сбору сырого протеина с урожаем семян также был сорт Ланцетная - 1,20 т/га.
Установлена тесная корреляция (г05=0,986) между урожайностью и сбором сырого протеина. Между урожайностью и содержанием сырого протеина (г05=-0,322), а также между сбором сырого протеина и содержанием белка (г05=-0,179) связь отсутствовала.
Биоэнергетическая оценка - это универсальный способ определения затрат антропогенной энергии в агроэкосистемах, позволяющий выразить ее количество в единых показателях системы «СИ» [12]. Анализ
сбор сырого протеина сортов сои, т/га
Сорт 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г х
Урожайность семян сортов сои
Ланцетная 2,46 2,77 1,89 4,38 2,88
Свапа 2,60 2,58 2,20 3,82 2,80
Красивая Меча 2,26 2,58 1,87 3,51 2,56
Зуша 2,76 2,51 2,00 3,02 2,57
Мезенка 2,84 2,59 2,40 2,96 2,70
х 2,58 2,61 2,07 3,54
НСР05 0,35 0,44 0,53 0,35
Сбор сырого протеина с урожаем семян сортов сои
Ланцетная 1,02 1,20 0,83 1,73 1,20
Свапа 1,04 1,03 0,84 1,57 1,12
Красивая Меча 0,99 1,02 0,80 1,47 1,07
Зуша 1,16 1,02 0,86 1,29 1,08
Мезенка 1,14 1,03 0,95 1,16 1,07
х 1,07 1,06 0,86 1,44
НСР05 0,09 0,03 0,09 0,35
5. Биоэнергетическая эффективность возделывания сои на зеленую массу и семена
Сорт Выход ВЭ, ГДж/га Выход ОЭ, ГДж/га Затраты СЭ, ГДж/ га Чистый энергетический доход, ГДж/га КПД Коэффициент энергетической эффективности
Биоэнергетическая эффективность возделывания сои на зеленую массу Ланцетная 99,5 46,5 9,9 36,5 10,0 4,7
Свапа 130,5 60,2 10,5 50,5 12,9 6,0
Красивая Меча 115,0 52,3 9,5 45,0 12,5 5,7
Магева 90,4 42,4 10,0 32,3 8,9 4,2
Биоэнергетическая эффективность возделывания сои на семена Ланцетная 52,5 24,5 9,8 17,5 5,5 2,5
Свапа 51,9 27,5 10,0 17,0 5,0 2,7
Красивая Меча 43,7 20,3 10,3 10,0 4,2 2,0
Зуша 50,3 23,0 9,5 13,7 5,2 2,4
Мезенка 42,7 19,6 10,8 8,8 4,0 1,8
11. Fukutoku G., Handa S., Bressan R.A. Metabolic changes associated with adaptation of plant cells to water stress // Plant Physiol. 1986. Vol. 82. № 4. Pp. 890-903.
12 Васин А.В. Формирование высокопродуктивных поливидовых агрофито-ценозов кормовых культур в Среднем Поволжье: автореф. дис.... д. с.-х. наук. Кинель, 2006. 41 с.
Fodder Productivity of New Soybean Varieties
E.V. Golovina, S.N. Agarkova
All-Russian Research Institute of Legumes and Groat Crops, ul. Molodezhnaya, 10, korp. 1, pos. Streletskii, Orlovskii r-n., Orlovskaya obl., 302502, Russian Federation
биоэнергетической эффективности выращивания сои (табл. 5) показал, что сорт Свапа характеризуется максимальным в опыте сбором валовой энергии с урожаем зеленой массы (130,5 ГДж/га), обменной энергии (60,2 ГДж/га), чистым энергетическим доходом (50,5 ГДж/га), коэффициентом полезного действия (12,9) и коэффициентом энергетической эффективности (6,0). Наиболее низкие величины этих показателей отмечены у сорта Магева - 90,4 ГДж/га, 42,4 ГДж/га, 32,3 ГДж/га, 8,9 и 4,2 соответственно. Варьирование коэффициента энергетической эффективности у разных сортов сои от 4,2 до 6,0, свидетельствует о том, что ее производство на зеленую массу выгодно вне зависимости от сорта.
Расчет биоэнергетической эффективности возделывания сои на семена показал, что сбор валовой энергии находился в пределах 42,7-52,5 ГДж/га, обменной энергии -19,6-27,5 ГДж/га, чистый энергетический доход составил 8,8-17,5, коэффициент полезного действия - 4,0-5,5, коэффициент энергетической эффективности - 1,82,7. Лучшим по этим параметрам был сорт Ланцетный.
Таким образом, установлено, что наибольшее количество сырого протеина в зеленой массе сои накапливается в фазе ветвление и цветение: в среднем по сортам в листьях -27-28 %, в стеблях - 11-14 %. Сорт Свапа превосходит другие сорта по величине этого показателя в фазу ветвления на 2-3 %, в период цветение - налив бобов, на 1 -2 %. Красивая Меча и Зуша накапливают в семенах на 2,0-2,5 % белка больше остальных сортов. Максимальный в опыте сбор сырого протеина с урожаем зеленой массы отмечен у сорта Свапа - 1,42 т/ га, что выше, чем у других сортов, на 0,3-0,6 т/га. У сорта Ланцетная сбор сырого протеина с урожаем семян был на 0,1 т/га выше остальных сортов и составлял 1,20 т/га. Выращивание новых сортов сои в условиях Центрально-Черноземного региона РФ энергетически эффективно. При возделывании на зеленую массу
чистый энергетический доход составляет 32-50 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности - 4-6, при выращивании на семена величины этих показателей составляют соответственно 9-17 ГДж/га и 2-3.
Литература.
1. Трофимов И.А. Состояние и перспективы развития кормопроизводства России в XXI веке // Ресурсосберегающие и экономически безопасные технологии в кормопроизводстве Северо-Западного региона РФ: сб. тр. науч.-практ. конф. Псков-Великие Луки, 2007. С. 7-22.
2. Сичкарь В.И. Варьирование количества белка и аминокислотного состава у сои // Физиология и биохимия культурных растений. 1992. Т. 24. № 2. С. 153-158.
3. Петибская В.С. Соя: химический состав, и использование / под ред. В.М. Лукомца. Майкоп: ОАО Полиграф-Юг, 2012. 432 с.
4. Зайцев Н.И., Бочкарев Н.И., Зеленцов С.В. Перспективы и направления селекции сои в России в условиях реализации национальной стратегии импор-тозамещения // Масличные культуры. Науч.-тех. Бюл. ВНИИМК. 2016. Вып. 2 (166). С. 3-11.
5. Зайцев Н.И., Зеленцов С.В., Хатнян-ский В.И. Сорта сои селекции ВНИИМК продуктивны и рентабельны // Земля и жизнь, 2016. № 1-2 (104-105). С. 6-7.
6. Методические указания по изучению коллекции зернобобовых. Л.: Колос, 1983. 226 с.
7. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. М.: ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, 1997. 197 с.
8. Долгополова Л.Н., Лаханов А.П., Черненькая Р.Ф. Аминокислотный состав белка листьев гороха в связи с устойчивостью к почвенной засухе // Физиология и биохимия культурных растений. 1979. Т. 11. № 2. С. 158-163.
9. Гончарова Э.А. Изучение устойчивости и адаптации культурных растений к абиотическим стрессам на базе мировой коллекции генетических ресурсов: научное наследие профессора Удовенко Г.В. Санкт-Петербург, 2011. 336 с.
10. Рекославская Н.И. Адаптационные изменения в белковом и аминокислотном обмене у растений в условиях водного стресса // Стрессовые белки растений. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1989. 144 с.
Abstract. Under field conditions we studied the dynamics of accumulation of crude protein and its content in the green mass (2009-2011) of varieties Lantsetnaya, Svapa, Krasivaya Mecha and Mageva and in grain (2013-2015) of varieties Lantsetnaya, Svapa, Krasivaya Mecha, Zusha and Mezenka. The maximum concentration of crude protein in leaves and stems was observed in the flowering stage. Its output with the yield of green mass for all varieties was the lowest (0.74 t/ha) in the extremely arid 2010; and in favorable 2009 it was two times higher. Svapa variety excelled the other varieties in the harvest of crude protein with the green mass, which was 1.42 t/ha for three years. Krasivaya Mecha variety was distinguished in the productivity of green mass in terms of air-dry matter on average for three years (8.01 t/ha). The crude protein content in grain of this variety during the years of the study was 40.9-41.5 %. Despite the fact that the varieties Krasivaya Mecha and Zusha had increased protein content (42.1 -42.8 %), Lantsetnaya variety had the highest yield of crude protein with the grain (1.20 t/ ha) due to the high yield of grain (2.88 t/ha). Excessively wet and warm weather conditions (the hydrothermal coefficient should be in the range of 2.0-2.4) are optimal for the realization of productivity potential. In this case, the maximum yield of green mass (8.64 t/ha in 2011) and grain (3.54 t/ha in 2016) was formed. A close correlation was established between yields and harvesting of crude protein, r05 was 0.986. Between the yield and the content of raw protein (r05 = -0.322) and between the harvest of crude protein and protein content (r05 = -0.179) there were no correlations. Cultivation of new varieties of soybean under conditions of the Central Chernozem region of Russia is energy-efficient.
Keywords: forage advantages of new varieties of soybean, crude protein, yield of f crude protein with green mass and grain, bio- e energetics efficiency of soybean cultivation. S Author Details: E.V. Golovina, D. Sc ® (Agr.), leading researcher fellow (e-mail: ^ [email protected]), S.N. Agarkova, D. Sc. u (Biol.), chief research fellow. ®
For citation: Golovina E.V., Agarkova z S.N. Fodder Productivity of New Soybean ¿0 Varieties. Zemledelie. 2017. No. 3. Pp. 35- 0 37(in Russ.). _ 2
■ 7
