CC BY
11
УДК 636.086.3
В. В. Баранова, Е. П. Кондратенко, И. А. Сергеева
РЕАКЦИЯ СОРТОВ КОРМОВЫХ БОБОВ НА ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВНИЯ «КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ»
V. V. Baranova, E. P. Kondratenko, I. A. Sergeeva REACTION OF FODDER BEAN VARIETIES TO WEATHER CONDITIONS
FEDERAL STATE BUDGET INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «KEMEROVO STATE AGRICULTURAL INSTITUTE»
Аннотация. В зависимости от сроков посева и агрометеорологических условий года элементы структуры и урожайность семян кормовых бобов различались за три года исследований. При выращивании сортов в одних и тех же условиях среды, среднеран-ний сорт Русские черные отличался повышенной способностью формировать урожайность семян при первом сроке посева. Сорт Русские черные отечественной селекции более устойчив к стрессам, чем зарубежный аналог Виндзорские белые.
Ключевые слова: кормовые бобы; сорт; элементы структуры; урожайность; погода.
Вера Васильевна Баранова
Vera Vasilevna Baranova
кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент
miss.Vera.58@mail.ru
Ираида Анатольевна Сергеева
Iraida Anatolevna Sergeeva
кандидат физико-математических наук, доцент
irsa2000@.mail.ru
Введение. Современное развитие животноводства невозможно без качественной кормовой базы [1]. Для этого необходимо увеличивать площади посева зерновых бобовых культур. Они являются не только дешевым источником растительного белка и занимают важное место в кормлении сельскохозяйственных животных, но и служат важным источником биологического азота в земледелии, что обеспечивает снижение энергозатрат, экономию материальных ресурсов, уменьшение загрязнения окружающей среды продуктами разложения азотных удобрений [2-4].
Одно из решающих мест в решении белковой проблемы в животноводстве отводится культуре бобов, которые имеют ряд преимуществ перед другими зернобобовыми [5]. Бобы (Vicia faba L.) - род однолетних травянистых растений семейства Бобовые. Все возделываемые в мире сорта принадлежат к одному виду - бобы конские [6]. В России, при достаточно высоком спросе на высокобелковый корм, посевы бобов остаются не-
Summary. Depending on the timing of planting and agro-meteorological conditions, the structure elements and seed yield of fodder beans differed during the three years of research. The varieties were grown in the same environmental conditions but middle-early variety Russian Black differed in enhanced ability to generate productivity of seeds in the first term of sowing. Variety Black Russian of domestic selection is more resistant to stress than the foreign analogue Windsor White.
Keywords: fodder beans, variety, elements of the structure, productivity, weather.
значительными. Выращивают их в основном в мелких фермерских и личных хозяйствах. В Западной Сибири в промышленных масштабах они не возделываются, в основном культивируются как садово-огородная культура, о чем свидетельствует работа В. Ф. Пивоварова [7]. В Российской Федерации, несмотря на свои достоинства, бобы не являются традиционной культурой. По данным Росстата, площади посева кормовых бобов в РФ составили в 2014 году 6,4 тыс. га, что ниже по сравнению с 2010 г. на 5,7 %, а по отдельным регионам составляют всего несколько десятков гектаров. Урожайность культуры колеблется от 1,36 т/га до 1,5 т/га [8].
Необходимость увеличения производства растительного белка связана не только с ростом населения на земном шаре. Экономические прогнозы свидетельствуют о том, что продолжается рост потребления мяса и других продуктов животноводства на душу населения не только в развитых, но и развивающихся странах. Развитие современного животноводства и инновации в пищевой промышленности определяют возросший спрос на растительный белок [9].
В Сибири кормовые бобы являются новой культурой, так как до недавнего времени не было сортов, подходящих для климата региона. В то же время бобы отличаются высокими показателями сбора белка и являются
Екатерина Петровна Кондратенко
Ека1еппа Ре^смпа КопСга1епко доктор сельскохозяйственных наук, профессор library@ksai.ru
одной из самых урожайных среди бобовых культур [10]. Известно, что белок бобов по ценности не уступает белку мяса [11]. Он хорошо сбалансирован по незаменимым аминокислотам, которые не синтезируются в организме животных и человека: аргинин, гистидин, лизин, триптофан, треонин, метионин и другие [12; 13]. В семенах бобов содержится 28-35 % белка,56 - 60 % углеводов, около 2 % жира, аскорбиновая кислота (витамин С) и каротин (провитамин А) [12; 14]. Благодаря повышенному содержанию белка в семенах, кормовые бобы, наряду с другими зерновыми бобовыми культурами, представляют собой главный источник сырья для производства белковых добавок к зерну ячменя, овса и других фуражных культур с низким содержанием белка [15]. В. С. Бойко с соавторами [4] подтверждают, что в целях балансирования рационов по протеину и энергии необходимо включать кормовые бобы в дополнение к менее питательным кормам.
В настоящее время удельный вес однолетних зерновых бобовых культур в структуре посевных площадей на территории Кемеровской области остается низким и в 2015 году составил 9230 га. Зерновые бобовые культуры представлены в основном двумя видами - горохом и кормовыми бобами. Кормовые бобы в основном высевают в трех районах - Кемеровском (110 га), Крапивинском (50 га) и Юргинском (140 га). Урожайность остается невысокой - 11,0 ц/га. Получение низких урожаев зерновых бобовых культур связано с неудовлетворительным уровнем агротехники. Поэтому необходимо совершенствовать сортовые и зональные технологии, а также расширять спектр возделываемых культур, имеющих многостороннее использование. Это является важным направлением диверсификации и повышения эффективности аграрного производства [16].
Для создания кормовой базы необходимо разработать агротехнику выращивания кормовых бобов, которая в условиях Кемеровской области не изучена. Учитывая биологические особенности кормовых бобов из технологических приемов повышения продуктивности, особо следует отметить сроки посева. В связи с этим выявление особенностей развития и условий формирования урожая семян кормовых бобов в зависимости от сроков посева является актуальным.
Материалы и методы исследований. В качестве объекта исследований были взяты сорта кормовых бобов - Русские черные и Виндзорские белые. Полевые опыты проводились на полях КФК «Надежда» Топкин-ского района Кемеровской области в 2013-2015 гг. Почвы опытного участка - чернозем выщелоченный сред-немощный среднегумусный тяжелосуглинистый. Мощность гумусового горизонта - 0,4 м. Содержание гумуса в пахотном горизонте 9,76 %. Степень обеспеченности почв легкогидролизуемым азотом и подвижным фосфором повышенная, обменным калием - высокая. Реакция почвенной среды - слабокислая и нейтральная: рН = 5,8-6,2 [17].
Посев проводили в первой, второй, третьей декадах мая и первой декаде июня сплошным рядовым с нормой высева 700 тыс. всхожих семян на 1 га, на глубину 4-5 см, на площади 25 м2, в четырехкратной повторности.
Агротехника возделывания соответствовала общепринятой для зернобобовых культур данной зоны.
Метеорологические условия вегетационного периода 2013-2015 гг. оценивали по данным наблюдательного пункта г. Топки. Агрометеорологические условия в годы исследований различались по количеству, распределению осадков и температурному режиму, что позволило оценить ответную реакцию сортов кормовых бобов в связи с различными сроками посева по урожайности с
1 га, количеству бобов с 1 растения, количеству семян в одном бобе, массе 1000 семян.
В 2013 году вегетационный период проходил при температуре воздуха выше среднемноголетней, отклонения составили в мае, июне, июле и августе 0,8 °С, 1,7, 1,8 и 1,8 °С соответственно, с недобором осадков в мае, июне и сильным увлажнением в июле и августе. ГТК в мае, июне - 0,5 и 0,9, в июле и августе - 1,2 и 2,0 соответственно.
Май 2014 года оказался достаточно теплым, среднемесячная температура воздуха превышала норму на
2 °С с высокой влагообеспеченностью. Июнь характеризовался прохладной дождливой погодой, осадков выпало выше нормы на 45 мм. Температура в июле и августе была на уровне среднемноголетней, при недоборе осадков 41 и 21 мм соответственно.
В 2015 году среднемесячная температура воздуха превышала среднемноголетние данные на 1-2 градуса. В то же время сумма эффективных осадков в мае составляла 155 % к среднемноголетнему значению, а в июне-июле находилась в пределах 67-87 %. Элементы структуры урожая сортов кормовых бобов оценивали по количеству растений с 1 м2, бобов с 1 растения, количеству семян в одном бобе, массе 1000 семян. Математическая обработка полученных результатов проведена методом корреляционного анализа по Б. А. До-спехову [18].
Результаты исследований. Сроки посева оказывают большое влияние на величину урожая. С ними связаны условия роста и развития растений, устойчивость к неблагоприятным метеорологическим явлениям, условия уборки урожая. Сроки посева сказываются и на эффективности других агротехнических мероприятий, таких как борьба с сорной растительностью, вредителями и болезнями растений.
Количество растений к уборке на единицу площади колеблется и зависит от природы сорта и условий внешней среды и не остается постоянным (таблица 1). В среднем за три года исследований высота растений в зависимости от сроков посева у сорта Русские черные изменялась от 69,3 см до 78,3 см (У=11,5 %), а у сорта Виндзорские белые - от 60,1 до 70,5 см (У=14,8 %). Результаты проведенных в 2013-2015 гг. опытов свидетельствуют о том, что при ранних сроках посева по сравнению с поздним сроком у изучаемых сортов отмечалась активизация роста, что можно объяснить более благоприятными условиями по обеспеченности теплом и влагой ростовых процессов. Так, высота растений в завершающие фазы развития в первом сроке посева в среднем была у сорта Русские черные 74,7 см, Виндзорские белые - 66,6 см, в то время как в последнем июньском сроке 68,3 см и 63,9 см соответственно (рисунки 1, 2).
Более высокую стабильность по высоте растений по срокам посева показал среднеранний сорт Русские
черные (У=11,5 %). Среднеспелый сорт Виндзорские белые при втором и третьем сроках посева формировал растения практически одинаковой высоты и лишь незначительно снизил (на 2,5-2,8 см) в четвертом сроке.
Зависимость величины урожая от количества растений на единицу площади при уборке выражается отрицательным коэффициентом корреляции г=-0,724 у сорта Русские черные и г=-0,489 у сорта Виндзорские белые.
Таблица 1 - Элементы структуры урожая
Годы Срок посева Растений к уборке, шт./м2 Высота растений, см Бобов на 1 растении, шт. Семян в бобе, шт. Масса 1000 семян, г Урожайность, т/га
Русские черные
2013 1 50 71 6 4,5 172 2,34
2014 47 74,7 7 4,0 134 1,76
2015 54 78,3 9 5 153 3,71
Средние 50,3 74,7 7,3 4,5 153,0 2,6
2013 2 52,5 69,7 5 5 168 2,2
2014 50 73,6 4 4,7 135 1,26
2015 55 77,4 9 4,3 152 3,23
Средние 52,5 73,6 6,0 4,7 151,7 2,2
2013 3 51,5 69,3 4 4 159 1,31
2014 50 72,9 5 3,9 132 1,28
2015 50,3 76,5 7 4,4 187 3,05
Средние 50,6 72,9 5,3 4,1 159,3 1,9
2013 4 54,5 69,7 4 3,5 158 1,21
2014 52,3 72,5 4 3 134 1,34
2015 58,1 62,6 5 4 182 2,11
Средние 55,0 68,3 4,3 3,5 158,0 1,6
Виндзорские белые
2013 1 52 62,6 4,5 4 164 2,13
2014 48 66,6 4 4,2 148 1,19
2015 56 70,5 5 5,6 187 2,39
Средние 52,0 66,6 4,5 4,6 166,3 1,9
2013 2 52,5 61,7 6 4,5 131 1,85
2014 50 65,5 4,5 4 142 1,28
2015 55 69,4 5 4,3 152 1,79
Средние 52,5 65,5 5,2 4,3 141,7 1,6
2013 3 51 60,6 5 3,7 128 1,15
2014 49 64,6 4 4 136 1,03
2015 53 68,6 4,5 3,5 129 1,14
Средние 51,0 64,6 4,5 3,7 131,0 1,1
2013 4 54 60,1 3 3,5 129 0,73
2014 52,4 63,9 2 3 119 0,37
2015 58 67,7 4 4 134 1,24
Средние 54,8 63,9 3,0 3,5 127,3 0,8
Выявлена положительная корреляция между высо- циент корреляции у сорта Русские черные составляет г= той растений кормовых бобов и урожайностью. Коэффи- 0,891, а у сорта Виндзорские белые г=0,989.
¡> 200,0
> а
т О
(и
г
(и ^
т к
I
(Ц Т го
150,0 100,0 50,0 0,0
- количество растений
- высота
- масса
"'1 2 3 4
Срок посева
Рисунок 1 - Зависимость высоты и количества растений к уборке, массы 1000 семян кормовых бобов сорта Русские черные от сроков посева, 2013-2015 гг.
В среднем за три года изучения наибольшая масса 1000 семян была отмечена у сорта Русские черные в третьем сроке посева: 159,3 г, у сорта Виндзорские белые в первом сроке посева - 166,3 г. Самым низким зна-
чением этот признак наблюдался во втором сроке посева у сорта Русские черные и в 4-м сроке посева у сорта Виндзорские белые и составил 151,7 г и 127,3 г соответственно.
.0
о.
>■
н >■
о.
С£
О
X
а
а ^
т
к ^
I
а т га I
т
180,0 160,0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0
2
3
Срок посева
количество растений - - - -высота — — масса
Рисунок 2 - Зависимость высоты и количества растений к уборке, массы 1000 семян кормовых бобов сорта Виндзорские белые от сроков посева, 2013-2015 гг.
1
4
На рисунках 3, 4 представлены усредненные результаты исследований элементов структуры урожая сортов кормовых бобов Русские черные и Виндзорские белые для четырех сроков посева за 2013-2015 годы.
Наиболее высокой семенной продуктивностью характеризовались растения сорта Русские черные во втором сроке посева (4,7 шт./боб), Виндзорские белые в первом (4,6 шт./боб). Наименьшую продуктивность по количеству семян с одного боба, составившую 3,5 шт./боб, показали агроценозы обоих сортов в последних сроках посева, что являлось основной причиной снижения урожайности.
Изучение реакции бобов на погодные условия при разных сроках их посева показало, что число семян в
бобе связно с условиями развития растений в целом и с условиями формирования боба. Изменение жизненно необходимых условий в период формирования бобов вызывает изменения и числа семян в бобе.
Анализ результатов по вариантам опыта показал, что наиболее высокий урожай семян сформировали оба сорта кормовых бобов в благоприятном по гидротермическому режиму в 2015 году. В среднем за три года исследований среднеранний сорт Русские черные и среднеспелый Виндзорские белые максимальную урожайность сформировали в первом сроке посева, с показателем 2,6 т/га и 1,9 т/га соответственно.
3 7,0
а. >
I 6,0
н
т 5,0
о
н
¡и 4,0 о:
£ 3,0 к
Ц 2,0
т
то
£ 1,0 0,0
7,3
4,5
6,0
2,6
ш
4,7
2,2
5,3
4,1
I
1,9
Сроки посева
Ш количество бобов □ количество семян В урожайность
Рисунок 3 - Изменение элементов структуры урожая кормовых бобов сорта Русские черные
от сроков посева, 2013-2015 гг.
6,0
и 4,0 ш о н
5 3,0
5 о:
т 2,0
I
т
1,0
0,0
¡^ 5,0 -4,5 4,6
1
Ш
' ,9
5,2
4,3
4,5
3,7
II
1,1
3,0
3,5
( 1 I
0,8
Сроки посева
□ количество бобов □ количество семян В урожайность
Рисунок 4 - Изменение элементов структуры урожая кормовых бобов сорта Виндзорские белые
от сроков посева, 2013-2015 гг.
Самая низкая урожайность семян бобов получена у испытуемых сортов в последнем сроке посева: 1,6 т/га - у сорта Русские черные, 0,8 т/га - Виндзорские белые. Установлено, что разница в урожайности между оптимальными и поздними сроками посева среднераннего сорта Русские черные составила в среднем 1,2 т/га, у сорта Виндзорские белые - 1,1 т/га. Таким образом, в условиях лесостепи Кемеровской области для получения высоких урожаев раннеспелого сорта Русские черные и среднеспелого Виндзорские белые лучшими сроками посева являются первая декада мая. Рассчитаны коэффициенты корреляции между урожайностью и сроками посева, урожайностью и элементами структуры урожая кормовых бобов у со-
ртов, различающихся по группе спелости. Результаты представлены в таблице 2.
Анализ данных, представленных в таблице 2, показывает высокие значения коэффициентов корреляции, выявляющие высокую зависимость между высотой растения, количеством бобов на растении и количеством семян в бобе с урожайностью обоих сортов. В то же время, между сроками посева и урожайностью отмечены отрицательные значения коэффициента корреляции, близкие к -1, это говорит о том, что сдвиг срока посева на более поздние декады отрицательно влияет на урожайность. Следовательно, для лесостепи Кемеровской области, оптимальным сроком посева кормовых бобов является первая декада мая.
0
Таблица 2 - Средние значения коэффициентов корреляции за 2013-2015 гг. для сортов кормовых бобов
разной группы спелости
Показатель Срок посева Количество растений Высота растений Количество бобов на растение Количество семян в бобе Масса 1000 семян
среднеранний сорт Русские черные
Урожайность -0,997 -0,724 0,891 0,998 0,840 -0,764
среднеспелый сорт Виндзорские белые
Урожайность -0,994 -0,489 0,989 0,728 0,995 0,927
Выводы. Сроки посева оказывают влияние на морфологические признаки растений кормовых бобов. В первом сроке посева в сравнении с четвертым сроком увеличилась высота растений кормовых бобов и семян в бобе. Урожайность кормовых бобов, выращенных на территории лесостепи Кемеровской области, вне зависимости от сортовых особенностей находится в прямой зависимости от высоты растений, количества бобов на одно растение и семян в бобе. При первом сроке посева у обоих сортов урожайность была выше и находилась
Список литературы
1 Хазина Г. К., Таланов И. П. Продуктивность семян кормовых бобов в зависимости от нормы высева и способа посева // Вестник Казанского ГАУ. - 2011. - № 4 (22). - С. 157-160.
2 Куркина Ю. Н., Ткаченко И. К. Кормовым бобам
- достойное место в хозяйствах // Кормопроизводство.
- 2002. - № 6. - С. 26-28.
3 Кашеваров Н. И., Вязовский В. А. Проблемы белка в кормопроизводстве Западной Сибири, пути ее решения // Достижения науки и техники АПК. - 2010.
- № 11. - С. 42-45.
4 Выращивание и использование в животноводстве кормовых бобов на юге Западной Сибири / В. С. Бойко, Р. Ф. Гизатулин, Г. Е. Акифьева [и др.] // Кормопроизводство. - 2016. - № 3. - С.16-19.
5 Безуглова Е. В., Казыдуб Н. Г. Результаты изучения коллекции бобов в условиях южной лесостепи Западной Сибири. - [Электронный ресурс] // Сельскохозяйственные науки. - М., 2014. - Режим доступа: http:// www.science-educaitio.ru/118-14302.
6 К вопросу о происхождении возделываемых бобов и внутривидовом разнообразии Vicia faba L. по результатам молекулярного маркирования генома / Е. К. Пото-кина [и др.] // Сельскохозяйственная биология. - 2008.
- № 3. - С. 48-57.
7 Пивоваров В. Ф., Пронина Е. П. Основные направления и результаты селекции и семеноводства овощных бобовых культур во ВНИИСОК // Овощи России. - 2013.
- № 1 (18). - С.5-6.
8 Зотиков В. И., Наумкина Т. С., Сидоренко В. С. Производство зернобобовых и крупяных культур в России: состояние, проблемы, перспективы // Земледелие.
- 2015. - № 4. - С. 3-5.
в пределах 2,6 т/га (Русские черные) и 1,9 т/га (Виндзорские белые), что выше урожайности, полученной при втором, третьем и четвертом сроках посева. Кормовые бобы способны формировать высокую урожайность, однако данный потенциал культуры не полностью реализуется в данной экологической нише, так как он существенно зависит от внешних условий среды, от погоды. Лимитирующим фактором повышения продуктивности кормовых бобов является количество осадков за период вегетации.
9 Гатаулина Г. Г., Соколова С. С., Белышкина М. Е. Системный подход к анализу динамических характеристик продукционного процесс у зерновых бобовых культур // Известия ТСХА. - 2014. - Вып. 2. - С. 69-94.
10 Полищук А. А., Бейч А. В., Никкарь К. А. Кормовые бобы в лесостепи Западной Сибири // Земледелие.
- 2004. - № 3. - С. 31.
11 Вишнякова М. А. Генофонд зернобобовых культур и адаптивная селекция как факторы биологизации и экологизации растениеводства: (обзор) // Сельскохозяйственная биология. - 2008. - № 3. - С. 3-23.
12 Вишнякова М. А. Коллекция зерновых бобовых культур ВИР как источник исходного материала для актуальных и перспективных направлений селекции // Селекц1я I нас1нництво. М1жв1домчий тематичный науко-вий зб1рник. - Харк1в, 2005. - С. 75-83.
13 Сидорова В. Ф. Методы селекционной работы с кормовыми бобами : Бюл. // Всерос. науч.-исслед. ин-т зернобобовых и крупяных культур Рос. акад. с.-х. наук.
- Орел, 1980. - № 26. - С. 30-33.
14 Бабич Н. Н. И снова о проблеме белка // Кормопроизводство. - 1996. - № 1. - С. 22-24.
15 Васякин Н. И. Зернобобовые культуры в Западной Сибири. - Новосибирск, 2002. - 184 с.
16 Основные направления повышения устойчивости и эффективности зернового производства / В. И. Нечаев, В. В. Моисеев, В. В. Бондаренко [и др.]. - Краснодар : Кубанский ГАУ, 2006. - 402 с.
17 Просянникова О. И. Почвенно-агрохимическое районирование и применение удобрений в Кемеровской области : монография. - Кемерово : Кузбассвузиздат, 2007. - 212 с.
18 Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. - М. : Альянс, 2011. - 352 с.
