CC BY
14
УДК 633.313 DOI 10.24411/2078-1318-2019-14017
Канд. с.-х. наук А.Г. ОРЛОВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected]) Ассистент О.Г. РАПИНА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected])
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ЛЮПИНА БЕЛОГО
В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Люпин белый - культура относительно новая для России. В начале 60-х годов XX века в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева приступили к исследованиям белого люпина в условиях Центрального Черноземья. За полувековой период учёными традиционными методами селекции были выведены 6 сортов люпина белого, разработаны технологии возделывания с разной степенью интенсивности и уровнем использования агрохимических средств. В настоящее время северная граница возделывания белого люпина отодвинута на уровень южных районов Московской области, а ареал распространения культуры расширен и включает, кроме юга Центрального района Нечернозёмной зоны и Центрального Черноземья, Среднее Поволжье, северные предгорья Кавказа, южную часть Урала и Сибири [1].
Белый люпин имеет ряд преимуществ перед другими видами люпина и зернобобовыми, включая сою: значительный потенциал урожайности; относительная засухоустойчивость; высокое прикрепление бобов (потерь при уборки урожая практически нет); пониженное содержание уровня клетчатки (9-10%); масло белого люпина на 90% состоит из высокоценных ненасыщенных жирных кислот, в т.ч. олеиновой - 55%, а количество его в семенах белого люпина достигает 8-12%, что в 2 раза больше его содержания в семенах желтого и узколистного люпинов; высокое содержание белка (до 50%) не только в зерне, но и в зеленой массе (3% от общего объема зеленой массы составляет белок); бобы белого люпина при созревании не растрескиваются, семена не осыпаются; корневая система белого люпина отличается повышенным коэффициентом азотфиксации и благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями люпин способен накапливать в почве до 200 килограммов азота на 1 гектар; усваивает трудно растворимые фосфаты из почвы с помощью корневой системы (пшеница после люпина более урожайная и высокого качества); урожай семян можно получить без применения азота и фосфора; стоимость семян люпина на мировом рынке в 2 раза ниже стоимости сои; белки люпина весьма полиморфны и поэтому селекционные работы с ними очень перспективны; люпин обладает свойствами гелиотропизма (от восхода до заката солнца листовые пластинки поворачиваются перпендикулярно солнечным лучам), и это способствует повышению интенсивности фотосинтеза и большему накоплению органического вещества; не требует тепловой обработки при скармливании скоту [2].
Многочисленные данные опытов, проведённых в научно-исследовательских учреждениях России, показали, что белый люпин превосходит другие зернобобовые культуры, включая сою, узколистный люпин, горох, вику яровую, кормовые бобы, в 1,3-2,4 раза по величине урожая, а по сбору белка с 1 га - в 1,5-2,4 раза. Расчёты показали, что затраты на 1 га при возделывании белого люпина в 1,5 раза меньше, чем при возделывании сои. Сравнение величины урожая и биохимических показателей даёт основание утверждать, что белый люпин для России можно рассматривать или как дополнение к сое, или как альтернативу ей [3, 4, 5].
В настоящее время к люпину проявляет интерес также и пищевая индустрия. Муку из зерна люпина используют в хлебобулочной, макаронной, кондитерской и мясоперерабатывающей промышленности, в производстве диетических и лечебно-профилактических продуктов. В связи с тем, что на соевый белок тень бросает трансгенность, он становится все более не привлекательным для пищевых целей, в то время как люпиновый белок остается основной экологически не модифицированной белковой добавкой в пищевых продуктах [6].
Таким образом, белый люпин несет огромный биологический и экономический потенциал, который до настоящего времени полностью не используется. Внедрение люпина белого в новых сельскохозяйственных регионах в значительной степени может быть осуществлено посредством интродукции высокопродуктивных и скороспелых сортов.
Цель исследования - сравнительная оценка продуктивности различных сортов люпина белого в условиях Ленинградской области.
Материалы, методы и объекты исследования. Опыты были заложены на опытном поле кафедры растениеводства им. И.А. Стебута Санкт-Петербургского государственного аграрного университета 21 мая 2017 года. Объектом исследований являлись растения люпина белого Гамма st., Дега и Деснянский (ФИЦ ВИГРР им. Н.И. Вавилова (ВИР). Размер делянок составил 1,8 м2. Повторность трехкратная. Предшественник - картофель. Агротехника посева - рекомендованная для зернобобовых культур. Норма высева 0,4 млн. шт./га, семена перед посевом обработали биопрепаратами клубеньковых бактерий Bradyrhizobium lupini штамм 1610 (ФГБНУ ВНИИСХ микробиологии). Посев рядовой с шириной междурядий 0,45 м. Удобрения не вносили. Уход за посевами заключался в прополке и рыхлении междурядий.
Почва опытного участка - дерново-карбонатная выщелоченная, залегает на толще элюво-делювых карбонатных пород, среднесуглинистая. Почвы дерново-карбонатного типа формируются под влиянием дернового процесса почвообразования в условиях достаточного содержания кальция в почвообразующихся породах. Опытный участок имеет выровненный рельеф.
Профиль - типичный для карбонатной почвы. Состоит из гумусового горизонта мощностью от 10-15 до 30-40 см и подстилающей его карбонатной породы, окрашен в темно-серый цвет, вскипает от кислоты с поверхности. Водный режим - промывного типа. Содержание гумуса составляет 3,0%, почва хорошо насыщена основаниями (87%), обладает слабокислой реакцией (рНкс1 - 5,9) и не нуждается в известковании, подвижных форм фосфора очень высокое - 392,3 и обменного калия высокое - 213,3 мг на 1 кг почвы.
В данной исследовательской работе были использованы общепринятые методики получения и обработки научных данных: фенологические наблюдения проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [7]; урожайность зерна определяли методом сплошного учета с делянки с последующим пересчетом на стандартную влажность 14% и 100% чистоту [8]; систематическую обработку данных проводили на ПЭВМ с использованием программ Word 07 и Excel 07. Дисперсионный анализ полученных результатов проведен по методике Б.А. Доспехова [9].
Результаты исследований. У однолетних видов люпина принято отмечать следующие фазы: всходы, два настоящих листа, стеблевание, бутонизация, цветение, сизые, блестящие и спелые бобы. Люпин - культура раннего срока посева, т.к. в первой половине вегетации не требователен к теплу. Для прорастания семян люпину необходимо 120% влаги от массы сухих семян. Выпавших в 3 декаде мая 10 мм осадков было достаточно для прорастания семян люпина. Всходы люпина сортов Гамма и Деснянский были получены через 7 дней после посева, сорта Дега - на день позже (табл. 1).
Таблица 1. Фенологические наблюдения за посевами различных сортов люпина белого
(опытное поле СПбГАУ, 2017 г.)
Фазы развития люпина Вариант опыта (сорт)
Гамма st. Дега Деснянский
Всходы 28.05 29.05 28.05
Два настоящих листа 01.06 03.06 01.06
Стеблевание 13.06 18.06 15.06
Бутонизация 27.06 02.07 29.06
Цветение 11.07 13.07 11.07
Сизые бобы 23.07 28.07 24.07
Блестящие бобы 20.09 30.09 25.09
Невысокие июньские температуры 12-15,60С и достаточная влагообеспеченность (76,7 мм) способствовали дружному нарастанию вегетативной массы люпина и прохождению фазы стеблевания. Первыми в фазу стеблевания вступили посевы люпина сорта Гамма - 13 июня, через два дня растения сорта Деснянский и через 5 дней - 18 июня растения сорта Дега. Период всходы - цветение по сортам, изучаемым в опыте, существенно не отличался и составил 45-46 дней (табл. 2).
Генеративные органы люпина - бутоны, образуются в пазухах листьев, на верхушках побегов, в это время происходит интенсивный рост побегов и элементов цветка. В этот период люпин особенно чувствителен к недостатку влаги, что может отразиться на ограничении вегетативного роста, сокращении завязываемости плодов и снижении урожая. В условиях эксперимента вторая половина июля отличалась повышенным количеством осадков - на 4-12 мм больше среднемноголетних значений, поэтому на рост и развитие люпина сказалось положительно. Период цветение - образование плодов по сортам колебался от 12 до 15 дней.
Люпин требователен к теплу в период налива семян и созревания, при температуре ниже 140С эти процессы приостанавливаются, вегетация сильно затягивается, что ярко проявилось в условиях 2017 года. В период налива зерна (третья декада августа - сентябрь) температура колебалась от 11,2 до 14,80С, что очень сильно растянуло период образование плодов - блестящие бобы: до 59 дней - у сорта Гамма, 63-64 дня - у сортов Дега и Деснянский. Необходимо отметить, что в условиях 2017 года полной спелости бобов не было отмечено, убрали урожай в конце сентября - начале октября в фазе блестящих бобов, дозревали плоды в лабораторных условиях. Семена высушивали до стандартной влажности.
Таблица 2. Продолжительность периодов развития различных сортов люпина белого, дней
(опытное поле СПбГАУ, 2017 г.)
Фазы развития люпина Вариант опыта (сорт)
Гамма st. Дега Деснянский
Посев - всходы 7 8 7
Всходы - цветение 45 46 45
Цветение - образование плодов 12 15 13
Образование плодов - блестящие бобы 59 64 63
Вегетационный период 123 133 128
Сумма активных температур за вегетационный период, 0С 2070 2104 2083
На основании полученных результатов можно отметить, что самым скороспелым из изучаемых сортов люпина белого оказался сорт Гамма, вегетационный период составил 123 дня. В характеристике сорта указано 106-108 дней, т.е. в условиях Ленинградской области вегетация затянулась из-за недобора тепла. В сравнении с сортом-стандартом люпин с. Деснянский увеличил вегетацию на 5 дней, а посевы с. Дега - на 10.
По литературным источникам, за вегетационный период растениям люпина белого требуется сумма активных температур 2000-2200°С. Условия 2017 г. обеспечили посевы таким количеством тепла. Для люпина с. Гамма от всходов до образования блестящих бобов сумма активных температур составила 20700С, что меньше на 130С у растений с. Деснянский и 340С - с. Дега [10].
Сопоставляя продолжительность периодов с метеорологическими условиями, можно заключить, что сроки вегетации в значительной степени определяются сортовыми особенностями, теплообеспеченностью и количеством выпавших осадков.
Рост растений в высоту значительно изменялся по изучаемым сортам. Различия по высоте растений между сортами люпина белого начали проявляться с фазы стеблевания, в более ранние фазы они были незначительными. Наибольшая высота растений наблюдалась у
люпинов сорта Дега и Деснянский и составила 66,0-66,5 см, что на 5-5,5 см выше сорта стандарта.
Анализ снопового материала показал, что густота растений по вариантам опыта была одинаковой, сохраняемость люпина от посева до уборки составила 99-100%. Рассматривая показатели продуктивности, можно отметить, что люпин сорта Деснянский сформировал на 0,6 штуки (8,0) больше бобов на одно растение, чем сорт стандарт (7,4) (табл. 3).
У растений этого варианта больше было образовано и семян, что составило 24,4 шт./раст., у с. Дега - 23,8, Гамма - 22,2. Однако по массе семян с одного растения лидером признан люпин белый сорта Дега. Масса семян с 1 растения у него составила 8,3 г, что на 1,3 выше сорта стандарта и на 0,3 сорта Деснянский.
Таблица 3. Элементы структуры урожая сортов люпина белого (опытное поле СПбГАУ, 2017 г.)
Вариант (сорт) Количество растений шт./м2 Число бобов, шт./раст. Число семян, шт./раст. Масса семян с 1 раст., г
Гамма st. 60 7,4 22,2 7,6
Дега 59 7,8 23,8 8,3
Деснянский 60 8,0 24,4 8,0
На рисунке 1 представлена масса 1000 семян изучаемых сортов. По полученным результатам можно сказать, что все сорта крупносемянные - более 320 г. Однако следует отметить, что семена сорта Деснянский мельче семян двух других испытуемых сортов на 1520 г и весят 327 граммов.
Урожайность семян изучаемых сортов люпина является основным показателем эффективности их производства (рис. 2). Для получения высоких урожаев семян люпина хорошего качества нужно рационально сочетать высокий продукционный потенциал сортов и почвенно-климатические условия региона. Урожайность и качество семян зависели как от сортовых особенностей люпина, так и от складывающихся метеорологических условий.
Одинаковая урожайность зерна в нашем эксперименте получена на посевах люпина белого сортов Деснянский и Дега, она составила 4,8-4,9 т/га. Достоверная прибавка к сорту-стандарту Гамма составила 0,4 т/га при НСР05 0,1.
я с. Деснянский
я
Б
2 ч я н а о и
с. Дега
с. Гамма st.
348
315 320 325 330 335 340 345 350
Масса 1000 семян, г
Рис. 1. Масса 1000 семян различных сортов люпина белого, г (опытное поле СПбГАУ, 2017 г.)
А Ен U О
К «
Л *
О £
5,2 5 4,8 4,6 4,4 4,2 4
4,9
4,8
4,5
с. Гамма st.
с. Дега Сорта люпина
с. Деснянский
Рис. 2. Урожайность семян сортов люпина белого, т/га (опытное поле СПбГАУ, 2017 г.)
Выводы. На основании проведенных исследований для возделывания в условиях Ленинградской области можно рекомендовать люпин белый сорта Гамма как более скороспелый. Сорта люпина Дега и Деснянский хотя и более продуктивные, но суммы активных температур им не хватает, чтобы достичь полной спелости и провести качественную уборку урожая. Уборка семян - ответственный и сложный этап в технологии возделывания люпина. Это связано с неравномерностью созревания, повышенной влажностью семян и вегетативных органов при уборке, чувствительностью семян к механическим повреждениям. При применении десикации посевов в фазу блестящих бобов можно успешно провести уборку зерна, и в этом случае можно рекомендовать данные сорта для возделывания в условиях Ленинградской области.
Литература
1. Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Цыгуткин А.С. Сорта белого люпина селекции ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева: методические рекомендации. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2010. - 24 с.
2. [Электронный ресурс] URL: https://rosselhoscenter.com/stati-6/6053-soya-kultura-izvestnaya-a-lyupin-praktichnaya (дата обращения: 11.11.2019).
3. Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Цыгуткин А.С. Продолжительность вегетации, урожайность семян и элементы структуры урожая разнотипных сортов белого люпина в условиях северной части Центрально-Чернозёмного региона: материалы Международной научн.-практ. конференции «Культура люпина - его возможности и перспективы». -Брянск: ЗАО Издательство «Читай-город», 2012. - С.131-138.
4. Гатаулина Г.Г. За белым люпином будущее // Белый люпин. - 2014. - №1. - С. 2-6.
5. Наумкин В.Н., Шульпеков А.С., Старикова Т.И. и др. Влияние инокуляции семян, микроэлементов и регуляторов роста на урожайность и качество зерна люпина белого в условиях юго-западной части Центрально-Черноземного региона: материалы Международной научн.-практ. конференции «Культура люпина - его возможности и перспективы»: - Брянск: ЗАО Издательство «Читай-город», 2012. - С. 283-286.
6. Артюхов А.И., Подобедова А.В. Современные направления исследований по люпину в России // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2012. - №1. - С.80-86.
7. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. - М., 1989. - Вып. 2. - 194 с.
8. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. - М., 1987. - С. 201
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М., 2011. - 351 с.
10.Гатаулина Г.Г., Белышкина М.Е., Медведева Н.В. Урожайность семян и элементы продуктивности у разнотипных сортов люпина белого (Lupinus albus L.) в разные по метеорологическим условиям годы - Электрон. текстовые дан. // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2016. - Вып. 6. - С.32-44.
Literatura
1. Gataulina G.G., Medvedeva N.V., Cygutkin A.S. Sorta belogo lyupina selekcii FGOU VPO RGAU-MSKHA im. K.A. Timiryazeva: metodicheskie rekomendacii. - M.: Izd-vo RGAU-MSKHA im. K.A. Timiryazeva, 2010. - 24 s.
2. [Elektronnyj resurs] URL: https://rosselhoscenter.com/stati-6/6053-soya-kultura-izvestnaya-a-lyupin-praktichnaya (data obrashcheniya: 11.11.2019).
3. Gataulina G.G., Medvedeva N.V., Cygutkin A.S. Prodolzhitel'nost' vegetacii, urozhajnost' semyan i elementy struktury urozhaya raznotipnyh sortov belogo lyupina v usloviyah severnoj chasti Central'no-CHernozyomnogo regiona: materialy Mezhdunarodnoj nauchn.-prakt. konferencii «Kul'tura lyupina - ego vozmozhnosti i perspektivy». - Bryansk: ZAO Izdatel'stvo «CHitaj-gorod», 2012. - S.131-138.
4. Gataulina G.G. Za belym lyupinom budushchee // Belyj lyupin. - 2014. - №1. - S. 2-6.
5. Naumkin V.N., SHul'pekov A.S., Starikova T.I. i dr. Vliyanie inokulyacii semyan, mikroelementov i regulyatorov rosta na urozhajnost' i kachestvo zerna lyupina belogo v usloviyah yugo-zapadnoj chasti Central'no-CHernozemnogo regiona: materialy Mezhdunarodnoj nauchn.-prakt. konferencii «Kul'tura lyupina - ego vozmozhnosti i perspektivy»: - Bryansk: ZAO Izdatel'stvo «CHitaj-gorod», 2012. - S. 283-286.
6. Artyuhov A.I., Podobedova A.V. Sovremennye napravleniya issledovanij po lyupinu v Rossii // Zernobobovye i krupyanye kul'tury. - 2012. - №1. - S.80-86.
7. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skohozyajstvennyh kul'tur. Zernovye, krupyanye, zernobobovye, kukuruza i kormovye kul'tury. - M., 1989. - Vyp. 2. - 194 s.
8. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevyh opytov s kormovymi kul'turami. - M., 1987. - S.201
9. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. - M., 2011. - 351 s.
10.Gataulina G.G., Belyshkina M.E., Medvedeva N.V. Urozhajnost' semyan i elementy produktivnosti u raznotipnyh sortov lyupina belogo (Lupinus albus L.) v raznye po meteorologicheskim usloviyam gody - Elektron. tekstovye dan. // Izvestiya Timiryazevskoj sel'skohozyajstvennoj akademii. - 2016. - Vyp. 6. - S.32-44.
УДК 635.552 DOI 10.24411/2078-1318-2019-14022
Зав. лабораторией Т.А. ЛАВРИЩЕВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected])
ВЛИЯНИЕ ПЛОЩАДИ ПИТАНИЯ НА БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЦИКОРНОГО САЛАТА ЭНДИВИЯ ПРИ РАЗНЫХ СРОКАХ ПОСАДКИ
Цикорный салат эндивий (Cichorium endivia L.) - однолетнее или двулетнее растение семейства астровых, является перспективной культурой для выращивания в условиях Ленинградской области [1, 2].
Листья эндивия содержат белок, сахара, аскорбиновую кислоту и витамины группы В, провитамин А, соли калия, кальция и железа, а также ценные вещества инулин и глюкозид
