CC BY
85
УДК 631.174.1 : 631.5 (470.333)
A.B. Дронов, доктор с.-х. наук, профессор М.Ю. Дышлюк, аспирант O.JI. Добродей, магистрант ФГБОУ ВПО « Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
САХАРНОЕ СОРГО-КУЛЬТУРА БОЛЬШИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДЛЯ КОРМОПРОИЗВОДСТВА И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕНОСТИ АПК БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
Рассмотрены перспективы использования сахарного сорго на корм сельскохозяйственным животным и переработки зеленой биомассы для получения сахарного сока на кормовые, пищевые и энергетические цели в условиях региона (Центральная Россия, Брянская область).
Ключевые слова: сахарное сорго, кормопроизводство, перерабатывающая промышленность АПК, зеленая биомасса, сахарный сок, кормовой сахарный сироп (патока), биоэтанол.
We considered the futures of using sui sorghum by agricultural animals for different fore, and processing green biomass for production sl. syrup as fodder, food and energy purposes in Bryansk region.
Keywords: sugar sorghum, fod-production, agriproduct processing industry, gr. biomass, fodder sugar syrup (treacle), bioethanol
Вестник БГСХА № 4 (2012)
Агрономия, земледелие, селекция, семеноводство, зколш ия
Сахарное сорго - цепная и выгодная кормовая культуры, по питательным свойствам зерно и зеленая масса не уступает кукурузе. Из него можно заготовить сенаж, силос, монокорм, использовать на зеленый корм и для получения патоки (кормового сахарного сиропа). Важно и то, что корм из сорго по сравнению с кукурузным имеет лучшее сахаропротеиновое соотношение, обладает прекрасным молокогонным свойством и эффективным при откорме молодняка КРС [4,5]. Об этом свидетельствуют данные научно-исследовательских учреждений и практика передовых хозяйств Дона, Кубани, Нижнего Поволжья, Белгородской, Воронежской, Курской, Орловской, Рязанской, Тульской и других областей.
В общем, и, по сути, говоря о возможности возделывания сахарного сорго в Центральном регионе России, следует отметить, что наравне с расширением ареала распространения кукурузы в центральные районы страны с меньшим биоклиматическим потенциалом возможно возделывание сходной по биологии культуры как сахарное сорго [1,2]. Сорго выгодно отличается от других кормовых культур экономным расходованием влаги, солевыносливостыо, неприхотливостью к почвам, способностью эффективно использовать осадки второй половины лета [3]. Сахарное сорго - культура больших возможностей для Брянщины, ее возделывание возможно как на кормовые цели, так и для использования в перерабатывающей промышленности - получение сахарного сиропа, биоэтанола, лимонной кислоты и др. Сорго сахарное - однолетнее, высокорослое растение (до 3 м), посевы обеспечивают урожайность до 80-100 т с 1 га зеленой массы, доля стеблей в урожае составляет 70-75%. Содержание водорастворимых Сахаров (глюкоза, фруктоза) в соке стеблей 15-18% и более накапливается в фазе восковой спелости зерна. Стебли - гладкие, прямостоячие, выполненные паренхимой, хорошо облиственные, устойчивые к полеганию и остаются сочными до глубокой осени. Листья - широкие, ланцето-линейные, покрыты восковым налетом (сизо-белый налет), имеют волнистую поверхность, большую упругость и сопротивляемость ветрам. Листья молодых растений (всходы) у некоторых сортов имеют сизоватый оттенок (содержит антоциановую окраску), что служит постоянным и важным морфологическим признаком определения сортов и гибридов сорго в молодом возрасте. Соцветие -рыхлая развесистая метелка длиной 15-30 см, иногда комовая, Зерно обычно пленчатое или голое. Форма зерна округлая, овальная, продолговатая; окраска - белая, желтая, коричневая, бурая.
У пленчатых сортов (гибридов) в оболочках зерна содержал ся глюкозиды и танины, которые при неблагоприятных условиях произрастания предохраняют семена от плесневения. Характерная биологическая особенность сорго - семена могут набухать и произрастать при минимальной влажности почвы, чем другие полевые культуры. Корневая система мочковатая, сильноразветвлённая, мощная, уходит в глубину до 2 м и на 60-90 см в стороны. У сахарного сорго в фазу выметывания -начала цветения наблюдается развитие от нижних стеблевых узлов воздушных (или опорных) корней, придающих дополнительную устойчивость растениям к полеганиям. После отчуждения надземной части растений корневая система не отмирает как у большинства культур, а образует из узла кущения сильно развитые вторичные корни, которые обеспечивают формирование отавы.
Сахарное сорго - теплолюбивое растение. Для появления дружных всходов и полных всходов необходима температура почвы Ю...12°С на глубине заделки семян 4-5 см (температура воздуха 16...18°С). При пониженных температурах почвы (ниже 10-12°С) не только удлиняется период прорастания семян, но и снижается их полевая всхожесть. Будучи типичным светолюбивым растением, сорго относится к растениям короткого дня. Однако выявлены формы, слабореа-гирующие или невосприимчивые (нейтральные) к фотопериоду (выведены сорта и гибриды селекции ВНИИ сорго и сои «Славянское поле», г. Ростов-на-Дону). Сорго относится к числу засухоустойчивых культур, транспирационный коэффициент невелик - 300 (у кукурузы - 338, у пшеницы - 513). Засухоустойчивость культуры обусловлено способностью устьиц восстанавливать нормальную деятельность после недостатка влаги и тем самым обеспечивать максимальную скорость фотосинтеза. Листья сорго способны отражать большое количество тепла (сизо-белый налет на стеблях), что делает растение очень засухоустойчивым.
Важной биологической особенностью сорго как кормовой культуры является способность быстро отрастать после скашивания и вегетиро-вать до осенних заморозков. Отава формируется за счет образования побегов из узла кущения (основная доля), а так же за счет образования побегов из пазух нижних листьев и отрастания нижних листьев. На отавность сорго существенное влияние оказывают агротехника возделывания и время проведения укосов. Оптимальным считается скашивание в конце фазы выхода в трубку, в более поздние фазы развития способность к отрастанию снижается. На сено и сенаж
Вестник Ы СЛА ла 4 (¿012)
Агрономия, земледелие, селекция, семеноводство, экологи*
сорго убирают до начала колошения, при высоте растений 80-100 см. При запаздывании с уборкой масса трудно просыхает, а начавшие грубеть стебли животные плохо поедают. На зеленую подкормку сорго начинают косить при возникновении необходимости, но при высоте растений не менее 50 см. Высота скашивания - не менее 10-12 см. При более низком срезе растения плохо отрастают.
Второй укос сорго проводят с таким расчетом, чтобы растения не попали под заморозки. Наиболее распространенное использование урожая - на зеленую подкормку. Обычная высота растений при второй уборке - 120-140 см. При ранней второй уборке и благоприятных условиях можно провести и третье скашивание, но чаще всего отросшую отаву используют для выпаса скота. При двойном и даже тройном отчуждении урожая он бывает существенно выше, чем при одноразовой уборке.
В целом, говоря об особенностях морфологии и биологии кормового сорго, следует заметить, что отличительные характеристики особенностей необходимо учитывать при прохождении основных этапов органогенеза, адаптации, обосновании интродукции и разработке зонально-адаптивной технологии возделывания сорго в конкретных почвенно-климатических условиях регионов, в том числе и Центрального региона Российского Нечерноземья.
Агротехнология сорго должна строится с учетом биологических особенностей этой культуры и ее использования (на зеленый корм, силос, сенаж, травяную муку или гранулы). Необходимо иметь в виду, что у кормового сорго в первые периоды жизни (30-40 дней от всходов) усиленно формируется корневая система. Так, через 3 дня после всходов корни проникают на глубину 18-20 см, надземная часть растения развивается медленно, что способствует зарастанию посевов сорняками. Поэтому основными задачами, перед агрономами при составлении технологических карт возделывания сорго, являются максимальное накопление и сохранение почвенной влаги и систематическая борьба с сорняками, преимущественно в допосевный период. Для того, чтобы получить высокие урожаи зеленой массы сорго, необходимо тщательно продумать и правильно спланировать весь комплекс агротехнических мероприятий, куда входят: выбор участка, основная и предпосевная обработка почвы, использование удобрений, подбор сортов и гибридов, подготовка семян, определение сроков и способов посева, норм высева и глубины заделки семян, уход за посевами, борьба с сорняками, вредителями и болезнями способы и сроки уборки [1-3].
В связи с этим выявление продуктивного адаптивного потенциала сортимента сахарно сорго и уровня его реализации в условиях юг западной части Нечерноземной зоны России -примере Брянской области) представляется акт альным. Поэтому основной целью наших исс.~-дований явилось изучение уровней реализаи-продуктивного и адаптивного потенциала сорт и гибридов сахарного сорго в агроклимати1--ских условиях Брянской области.
Задачи исследований следующие: - проЕ-сти изучение сортимента сахарного сорго адаптивным, биологическим и хозяйственк ценным признакам и свойствам;
- дать оценку адаптивных свойств и ос бенностей развития сортов и гибридов сорго;
- определить урожайность кормовой м-сы, ее структуру и химический состав;
- выявить параметры адаптивности, эког гической пластичности и стабильности сортоЕ гибридов сахарного сорго в условиях серых ле ных почв юго-западной части Нечерноземн зоны РФ.
Экспериментальная работа выполнена 2002-2011 гг. на коллекционном участке и с* ционаре опытного поля Брянской ГСХА, ко: рые относятся к почвенной Украинской пров; ции и расположены в агроклиматическом рай I, подрайоне Б.
Для проведения опытов мы использов^ сорта и гибриды сахарного сорго селею-ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко, ВНИИ сорго и с «Славянское поле» (г. Зерноград Ростовская ласть), ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавк ва (г. Санкт-Петербург), ВНИИ сорго и кукур Республики Молдова «Порумбень».
Полевые опыты по сравнительному из\ нию сортимента сахарного сорго проводи." посевом сортов и гибридов сахарного сорго (3: сил Fi, Зерноградский янтарь, Мартовский Редколистный сахаронос, Северное 44, Дес Славянское поле 520, Славянское поле при дебное Fi, ВИР-2, Сахарное 29, Север 2, Севе; и др.) и гибрида кукурузы НАРТ - 150 СВ в честве контроля. Сорго высевали в оптималь сроки II-III декады мая.
Наши исследования показали, что испь емый материал сахарного сорго существе различался по основным морфобиологичеекк хозяйственно-ценным признакам и, прежде го, по высоте побегов, интенсивности куще: размерам листьев, стеблей, соцветий, а тз. урожайностью надземной массы и зерна, со; жанием Сахаров в стеблях, устойчивостью к леганию, болезням и вредителям.
и*,-™.™ КГГХА № 4 (20)2)
Агрономия, земледелие, селекция, семеноводство, экология
Наблюдения аа разрытием е.пртой И ГИбрИ-дов сорго по годам исследований показали заметное варьирование продолжительности вегетации в целом и отдельных фаз. В результате фенологических наблюдений за развитием растений сахарного сорго установлена заметная лабильность продолжительности межфазных периодов и наступления срока технологической спелости (укосный или силосный вариант хозяйственного использования), а в отдельные годы -полной спелости зерна в зависимости от генотипа (сорта) и метеорологических условий. Отсюда следует, что за период исследований по оценке адаптивных свойств, особенностям роста и развития сортимента сахарного сорго в сравнении с кукурузой отмечаются общие закономерности лих культур в отношении изменчивости (большей продолжительности) фенологического спектра, как культур с С4 - типом фиксации С02 (тропического происхождения), и конкретно межфазного периода цветение-созревание. В годы проведения исследований по гидротермическим показателям имелись различия со средними многолетними данными. Было отмечено, что наиболее благоприятными условиями для развития сорго выделились вегетационные периоды 2002, 2006, 2008, 2010 годов, в течение которых преобладала погода с повышенным температурным режимом, что выразилось существенно быстрым прохождением основных фенофаз и достижением фазы полной спелости. Изучаемые сорта и гибриды сахарного сорго в условиях Брянской области достигали фазы молочно-восковой спелости зерна, что позволяет их использовать на заготовку силоса и зерносенажа (монокорм).
В этой связи следует отметить, что растения сахарного сорго по ритму развития относятся к нейтральной группе со слабо выраженной тенденцией к короткодневности (семена вызревают частично) в условиях умеренного климата (пониженных температур и достаточного увлажнения) юго-западного региона Нечерноземья.
В задачи наших исследований входила оценка новых сортов и гибридов сахарного сорго по параметрам экологической пластичности и стабильности. В исследованиях при анализе продуктивного и адаптивного потенциала изученного сортимента применили понятие «среднесорто-вая урожайность года» для выявления общей видовой адаптивной реакции [6]. При использовании показателя «среднесортовая урожайность года» из исследуемой совокупности генотипов можно получить дополнительную информацию и об эффективности селекционного процесса, и о ценности конкретных сортов ( гибридов), а также
более объективно оценить роль факторов среды в формировании как урожайности в целом, так и отдельных ее сортов (гибридов). Таким образом, по полученным результатам можно судить об адаптивности или выявлении потенциальной продуктивности сортимента сахарного сорго, а также о варьировании их урожайности. В период 10 лет сортоиспытания (2002-2011 гг.) по абсолютному показателю адаптивности сорта и гибриды сахарного сорго расположились в следующий ряд: Зерсил Б], Славянское поле приусадебное Б], Порумбень 4, Порумбень 5 Б) Зерно-градский янтарь, Северное 44 (1,07; 1,05; 1,04; 1,02; 0,99;0,97 соответственно).
Следовательно, при анализе продуктивного и адаптивного потенциала сахарного сорго в условиях юго-западного региона Нечерноземья России лучшей реакцией на зональные условия (достаточное увлажнения и умеренный климат) отличились гибриды первого поколения, которым, по-нашему мнению, следует отдать предпочтение и рекомендовать для внедрения в практику полевого кормопроизводства региона.
С целью более полного представления о кормовой ценности надземной массы сахарного сорго нами была проведена заготовка силоса в фазе молочной спелости зерна в сравнении с кукурузой. Оценку качества силоса проводили по органолептическим характеристикам - содержание сухого вещества и питательных веществ, величина рН в соответствии с ОСТом 10.202-97.
Для увеличения питательности и усвояемости корма рекомендуется проводить посевы, смешанные с бобовыми культурами. Лучшим компонентом для смешанного посева со злаковыми растениями на зеленый корм и силос является соя и кормовые бобы, обладающие высокой кормовой ценностью.
Нами проводилась сравнительная оценка смешанных посевов сортов сахарного сорго с кукурузой и кормовыми бобами. Результаты химического состава силоса показали, что содержание питательных веществ выше в силосе у сахарного сорго: выше содержание сырого протеина, жира, зольных элементов, особенно фосфора - 0,44 %, меньшее содержание клетчатки до 24%. Концентрация молочной кислоты в сумме органических кислот соргового силоса составила 60,8 %, тогда как в силосе из кукурузы ее содержание - 55,06 %. рН силосов находштсь в пределах величины 3,8-3,85. Силос, приготовленный из сахарного сорго + кукуруза имеет рН 4,3, не содержит масляной кислоты, имеет большую концентрацию зольных элементов (табл.1).
Он шил РГСХЛ Лг
А грпнпмия. земледелие, селекция, семеноводство, экология
Таблица 1 - Химический состав и качество силоса
Содержание органических кислот, %
Силос Вода, % Зола, % Жир, % Клетчатка, °/ £ ¡г Са, % X ех уксусная масляная молочная сумма кислот
Сорго 81,02 5,90 1,62 23,97 1,34 0,44 0,27 3,80 0,4136 0,0614 0,4369 1,2119
Кукуруза 81,47 4,91 1,57 24,81 1,04 0,25 0,32 3,85 0,4053 0 0,4966 0,9019
Сорго + кукуруза 79,24 6,86 1,56 27,54 1,42 0,36 0,48 4,30 0,3671 0 0,4716 0,8387
Сорго + кормовые бобы 75,42 6,33 2,05 24,05 1,69 0,33 0,61 4,25 0,3728 0,0508 0,6647 1.0883
Силосная масса кукурузы отвечала требованиям силоса 1 класса (ОСТ-10.202-97). Качество силоса из сорго несколько ниже и соответствовало II классу.
Используя метод рекомендаций по разработке производственной оценки кормов [7] мы провели органолепгическую оценку силоса. С помощью шкалы данных методических рекомендаций можно оценить силос и сенаж в зависимости от содержания сухого вещества и величины рН. Органолептическая оценка по химическим показателям (сухое вещество, рН) позволила, независимо от отношения силоса к тому или иному классу качества, сделать важные выводы о степени пригодности силоса для скармливания.
Заготовка силоса из сахарного сорго, как и из кукурузы, имеет оценку - отлично. Он вполне пригоден для дойных коров, наиболее требовательных к диетическим свойствам силоса. При лабораторной оценке заготовленный силос отмечается серовато-зеленым цветом с приятным, ароматным, фруктовым запахом и хорошо сохраняет структуру корма. Таким образом, надземную массу сахарного сорго в условиях Брянской области можно использовать для заготовки силоса, а также после уборки на семена, когда растения имеют еще зеленые листья, возможно использование оставшейся массы для этих же целей.
Экономически более эффективно использовать сахарное сорго в пищевых (сахарный сироп, соки, лимонная кислота, уксус и т.д.) и энергетических (биоэтанол) целях. Эти направления самые приоритетные во всем мире. Научно-изыскательские работы и инновационные программы (кластеры) по данной культуре сахарного сорго ведутся в 8-10 регионах России, в том числе и на Украине, Белоруссии, Казахстане,
Молдавии и других странах СНГ. В ряде стран разработаны свои программы по сорго. В этой связи разработанный ООО «ИК «Сателлит-М» проект «Разработка и производство мобильного пресса для переработки зеленой массы сахарного сорго на месте уборки урожая» является началом работ по региональной программе «Развитие культуры сорго в Брянской области, способы ее переработки и получение конечных продуктов». Программа находится в стадии разработки и согласования участниками вновь созданного научно-производственного объединения (НПО) «Сорго Центральной России» (г. Брянск). В состав НПО входят: ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия», ООО «Инновационная компания «Сателлит-М» (п. Навля), СПК «Кистерский» (Погарский район), ООО «Спецоборудование (г. Брянск), «ВНИИСиС «Славянское поле» и ООО «ЗССК Славянское поле» (г. Ростов-на-Дону).
ООО «ИК «Сателлит-М» получила два «Патента на полезную модель» на мобильный пресс. Предлагаемая полезная модель позволяет изменить процесс переработки зеленой массы сахарного сорго и снизить затраты на получение конечного продукта. Главным в ней является то, что передвижной мобильный пресс позволяет отжимать до получения сока скошенную комбайном зеленую массу сахарного сорго прямо в поле и уже полученный сок цистернами транспортируется с поля на дальнейшую переработку. Такой подход расширяет возможности производителя сахарного сорго при использовании его в пищевых или энергетических целях.
Во-первых, готовый сок поступает на существующие консервные заводы, минуя пресса, прямо на дальнейшую переработку (фильтрацию, осветление, выпаривание и т.д.). Это для пищевых целей.
Вестник БГСХА So А (201?)
Агрономия\ земледелие, селекция, семеноводство, экология
Во-вторых, тот же сок может поступать на уже существующие спиртзаводы для дальнейшей дрожжевой ферментации (получение спирта). Это уже для энергетических целей (биоэтанол).
Проведенный маркетинговый поиск по странам СНГ выявил отсутствие аналогичного мобильного пресса для переработки сахарного сорго прямо в поле.
Для данного проекта требуется разработка документации и подготовка производства к выпуску передвижного (мобильного) пресса, дополнительного оборудования для фильтрации, осветления сока сахарного сорго.
В то время как в других регионах России, а также в странах СНГ и Европы) ведутся работы по отработке процессов, технологий получения готового продукта из переработанного сахарного сорго, Брянская область может занять «нишу» под оборудование и технологии первичной переработки этой культуры, внедрении технологий получения новых продуктов из сорго. Это очень большой сегмент в области работ по перспективным программам «возобновляемые э нергоисточники» (биоэтанол) и в пищевой промышленности (жидкий сахар), замена дорогостоящей патоки в животноводстве на консервированный сок из сахарного сорго.
Лн-геритуря
1. Алабушев, А.В. Технологические приемы возделывания и использования сорго / А В Алабушев. - Ростов-на-Дону: Терра, 2007. - 224с.
2. Большаков, А.З. Сорго - базовая культура в кормопроизводстве / Большаков А.З. // Памятка сортовода: Сорго-культура XXI века. - Ростов н/Д: РостИздат, 2008.- 65с.
3. Даниленко, Ю.П. Сахарное сорго на орошаемых землях Нижнего Поволжья / Даниленко Ю.П.; Володин А.; Колобанов Н. // Главный агроном. - 2009.-№5.- С.39 - 41.
4. Землянов, В.А. Роль сахарного сорго в стабилизации кормопроизводства / Землянов В.А., Смиловенко JI.A. // Кормопроизводство. -2011.-№1. —С.32-33.
5. Горбунов, B.C. Использование сахарного сорго в кормопроизводстве в засушливых условиях Нижнего Поволжья / Горбунов B.C.// Материалы Междун. конф. «Кормовая база КРС-2012», Москва, МПА, 18-20 июня 2012 г. - М.: Пищепромиздат, 2012. - С.44-57.
6. Животкова, J1.A., Методика выявления потенциальной продуктивности сортов и селекционных форм озимой пшеницы по показателю «урожайность» / Животкова Л.А., Морозова З.А.. Секутаева Л.И.// Селекция и семеноводство,-1994.-№2.-С.3-6.
7. Методические рекомендации по разработке производственной оценке качества кормов. М., 1987.-72 с.
