CC BY
20DOI:10.24412/2225-2584-2022-3-55-60 УДК 631.4/5:631.8
СРЕДОУЛУЧШАЮЩИЕ КУЛЬТУРЫ В СЕВООБОРОТАХ ЦЕНТРАЛЬНО-НЕЧЕРНОЗЁМНОЙ ЗОНЫ
А.М. ТЫСЛЕНКО1, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, (e-mail: tslo@bk.ru)
Д.В. ЗУЕВ1, старший научный сотрудник, (e-mail: zuevdenis75@yandex.ru)
М.Н. НОВИКОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, (e-mail: novik.mih@yandex. ru)
С.Е. СКАТОВА2, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией, (e-mail: skatova05@mail.ru)
1ВНИИОУ - филиал ФГБНУ «Верхневолжский федеральный аграрный научный центр»
ул. Прянишникова, д. 2, д. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл. 601390, Российская Федерация
2Верхневолжский федеральный аграрный научный центр
ул. Центральная, д.1, п. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация
Резюме. Во Владимирской области применительно к условиям Центрально-Нечернозёмной зоны Российской Федерации проведены многолетние исследованиях сельскохозяйственных культур, обладающих
средоулучшающими функциями. Коллекция изучаемых растений включала зернобобовые культуры - люпин многолетний и однолетний, горох кормовой, вику яровую, бобы кормовые, сою, нут; бобовые травы - донник желтый и белый; крестоцветные - редьку масличную, рапс яровой; водолистниковые - фацелию; зерновые - тритикале яровую и озимую, овёс. Выявлены растения, отличающиеся биологической совместимостью с культурами и структурой севооборота, способностью накапливать большую биомассу на почвах различного плодородия, высокой семенной продуктивностью и коэффициентом размножения семян, надёжностью семеноводства, устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессорам, оказывающими положительное влияние на плодородие почвы и её фитосанитарное состояние. Наиболее ускоренными темпами развития отличались крестоцветные культуры. Период формирования биомассы у них составлял от 45 до 68 дней. По накоплению сидеральной биомассы выделилась редка масличная (48,9 т/га), которая аккумулировала до 400 кг/га NPK. Среди зернобобовых культур наибольший урожай биомассы формировал люпин узколистный (60,1 т/га), аккумулируя в ней 502 кг/га питательных веществ. Многолетний люпин наибольшую биомассу формировал на второй год жизни (63,8 т/га), аккумулировал 640 кг/га питательных веществ. Кроме указанных, перспективными источниками питательных веществ и биологического азота были вика яровая, горох кормовой, соя, нут и бобы кормовые, фацелия. Среди изученных многолетних и однолетних бобовых трав по урожайности зелёной массы и удобрительной ценности самым перспективным оказался донник, а среди злаковых растений - овес и тритикале, которые представляют ценность для использования как в самостоятельных посевах, так и в травосмесях с бобовыми. В процессе агробиологической оценки культур были созданы новые высокопродуктивные сорта многолетних трав и зерновых культур. Разработаны агротехнические приемы их
возделывания.
Ключевые слова: средоулучшающие культуры, севооборот, сорт, устойчивость, урожайность, биомасса.
Для цитирования: Тысленко А.М., Зуев Д.В., Новиков М.Н., Скатова С.Е. Средоулучшающие культуры в севооборотах Центрально-Нечернозёмной зоны // Владимирский земледелец. 2022. №3. С. 55-60. DOI:10.24412/2225-2584-2022-3-55-60.
Диверсификация растениеводства Центрально-Нечерноземной зоны РФ предполагает внедрение в севообороты перспективных средоулучшающих культур, которые должны обладать высоким кормопродукционным потенциалом, отличаться биологической совместимостью с культурами и структурой севооборота, способностью накапливать большую биомассу на почвах различного плодородия, высокой семенной продуктивностью и коэффициентом размножения, надежностью семеноводства, устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессорам, оказывать положительное влияние на плодородие почвы и её фитосанитарное состояние, возможностью использования в качестве зеленого удобрения [1,2].
Следуя данным принципам, во Всероссийском НИИ органических удобрений и торфа применительно к Центральному району Нечерноземной зоны РФ в 1995-2021 гг. выполнен большой объем исследований по агроэкологическому испытанию перспективных средоулучшающих растений и созданию новых сортов бобовых трав, зернофуражных культур, разработке агротехнических приёмов повышения их семенной продуктивности [3]. За этот период созданы и внедрены в сельскохозяйственное производство сорта: донник белый Мещерский 99, донник жёлтый Судогодский, люпин многолетний Гренадёр, люпин узколистный Сидерат 38, тритикале озимая Судогда и девять сортов тритикале яровой - Амиго, Норманн, Кармен, Россика, Даурен, Аморе, Заозерье, Доброе, Слово [4,5]. Овес Анастасия и тритикале яровая Память Мережко, Квадро, Дорофея рекомендованы для использования в качестве исходного материала для селекции новых сортов на экологическую адаптивность, продуктивность и стрессоустойчивость.
В данной работе представлены выделившиеся средоулучшающие культуры и сорта, их биологические особенности, удобрительная ценность и продуктивность в самостоятельных посевах.
Условия, материалы и методы. Исследования проводились в полевых опытах на дерново-подзолистой супесчаной почве, характеризующейся низким содержанием гумуса - 1,2 %, слабокислой реакцией среды - рНсол. 6,5, низкой насыщенностью основаниями -4,8 мг-экв/100 г почвы, средним содержанием подвижного фосфора - 123 и обменного калия - 119 мг/кг почвы.
Коллекционный материал средоулучшающих растений включал: зернобобовые культуры - люпин многолетний и однолетний, горох кормовой, вику яровую, бобы кормовые, сою, нут; бобовые травы - донник желтый и белый; крестоцветные - редьку масличную, рапс яровой; водолистниковые - фацелию; зерновые - тритикале яровая, овёс, просо кормовое, сорго-суданковые гибриды. Селекция средоулучшающих культур велась по общепринятой для каждого вида растений схеме [6].
Агротехника возделывания культур общепринятая для Нечерноземной зоны РФ, площадь делянок 3-10 м2, повторность четырёхкратная.
Минеральные удобрения вносили в дозе ^РК)60; под бобовые культуры азот не вносился.
Все культуры высевали в оптимальные сроки - первой половине мая. Урожай учитывали в фазу укосной спелости и созревания семян. Питательную ценность корма определяли общепринятыми методами [7].
Результаты и обсуждение. Многолетние экспериментальные данные, полученные в процессе агробиологической оценки изучаемого материала, позволили выделить перспективные виды и сорта культурных растений с высокими средообразующими свойствами (рис. 1).
Наиболее ускоренными темпами развития отличались крестоцветные культуры. Период формирования биомассы у них составлял от 45 до 68 дней. Одновременно они
1. Сравнительная характеристика средоулучшающих культур в самостоятельных посевах (среднее 1995 - 2015 гг.)
Культуры Накопление биомассы, т/га Аккумулировано в общей биомассе питательных веществ (ЫРК), кг/га
зеленая масса корневые остатки всего
Люпин многолетний 18,2* 40,0 6,7* 23,8 24,9* 63,8 254* 640
Люпин однолетний 52,0 8,1 60,1 502
Горох кормовой 32,0 8,6 30,6 404
Кормовые бобы 26,0 2,2 28,2 243
Соя 17,6 1,4 19,0 196
Нут 20,0 3,4 23,4 230
Вика 25,5 5,4 30,9 430
Редька масличная 46,4 2,5 48,9 400
Рапс яровой 34,3 6,0 40,3 401
Фацелия 31,3 2,5 33,8 325
Донник белый 18,5* 42,0 5,2* 12,2 23,7* 54,2 303* 647
Донник жёлтый 18,6* 33,6 4,0* 17,0 22,6* 50,6 296* 612
Донник однолетний 30,6 8,0 38,6 502
Примечание: *в числителе - показатели развития растений в 1 год; в знаменателе - на 2 год.
Рис. 1 Коллекция средоулучшающих культур
№ 3 (101) 2022
характеризовались холодостойкостью (выдерживают заморозки до -3 0С) и средней засухоустойчивостью. По накоплению сидеральной биомассы выделилась редка масличная (48,9 т/га), которая аккумулировала до 400 кг/га NPK. У рапса ярового урожай биомассы был несколько ниже (40,3 т/га), а общее количество аккумулированных питательных веществ практически одинаково с редькой масличной (табл. 1).
Большинство зернобобовых
культур наращивало максимальное количество растительной массы за 85-98 дней, исключение составлял однолетний узколистный люпин, который формировал биомассу за 7580 дней. Для получения наибольшего урожая биомассы большинству изученных культур требовалось от
Владимярскт ЗешеШеф)
Рис. 2. Люпин многолетний Гренадёр (растение) 900 до 1700 оС тепла. Наиболее холодостойким был люпин многолетний, выдерживавший заморозки до -5-7 0С. По отношению к влаге все культуры относились к слабо или средне засухоустойчивым. Однолетний и многолетний люпины малотребовательны к почвам и хорошо росли на слабоокультуренных среднекислых почвах (рНсол. - 5,0-5,2).
Среди зернобобовых культур наибольший урожай биомассы формировал люпин узколистный (60,1 т/га),аккумулируя в ней 502 кг/га питательных веществ. Другие культуры данного вида существенно ему уступали. Многолетний люпин наибольшую биомассу формировал на второй год жизни (63,8 т/га), отличался хорошо развитой с большим количеством клубеньков корневой системой, аккумулировал 640 кг/га питательных веществ.
Многолетний люпин в дикорастущем виде широко распространен во Владимирской области. В результате селекционной работы на популяционном уровне в 2010 году был создан и допущен к использованию по всем регионам Российской Федерации сидеральный сорт Гренадёр с потенциальной продуктивностью биомассы до 63,0 т/га (рис. 2)
Ценным источником растительного белка является соя. В последние годы скороспелые сорта этой культуры допущены к использованию в Центрально-Нечернозёмной зоне и в том числе по Владимирской области. В наших исследованиях районированные сорта сои рязанской селекции Светлая, Магева, Касатка обеспечивали урожайность зерна до 1,5 т/га, зелёной массы - 17,6 т/
га. Семена вышеназванных сортов содержали в зерне до 45% белка, а биомасса около 200 кг/га NPK.
Кроме указанных, к перспективным средоулучшающим культурам из бобовых относятся вика яровая, горох кормовой, нут и бобы кормовые. В опытах установлено их большое значение прежде всего, как кормовых культур, обеспечивавших урожай зерна от 1,5 до 2,0 т/га. Эти культуры, особенно бобы кормовые, формировали высокий урожай биомассы. Вместе с корневыми остатками он составлял у бобов кормовых 28,2 т/га, у нута - 23,4 т/га. В общей биомассе аккумулировалось от 230 (нут) до 243 кг/га (бобы кормовые) NPK.
Для использования в
смешанных посевах ценность представляет вика яровая и горох посевной, которые можно использовать в смеси со злаковыми культурами. При урожае зеленой массы 25-32 т/га и корневых остатков 5,4 -8,6 т/га эти культуры аккумулируют в общей биомассе более 400 кг питательных веществ.
Средиизученныхмноголетнихиоднолетнихбобовыхтрав по урожайности зелёной массы и удобрительной ценности самым перспективным оказался донник. Двухлетний (белый и жёлтый) донник второго года жизни до запашки под озимые культуры накапливал от 38,8 до 54,0 т/га зеленой и корневой массы, в которой содержалось от 502 - 647 кг питательных веществ, в том числе около 280 кг биологического азота. Следует отметить более высокую продуктивность донника белого, но он позднеспелее донника жёлтого и его грубостебельность усложняет уборку семян. Донник жёлтый в отличие от белого более зимостоек, засухо - и солеустойчив. Донник однолетний менее продуктивен (30-31 т/га), но формирует кормовую массу и семена в течение одной вегетации.
В результате селекционной проработки коллекционного материала и местных дикорастущих популяций в институте были созданы и допущены к использованию по всем регионам Российской Федерации два сорта многолетнего (двухлетнего) донника - белый Мещерский 99 (2000 г.) и жёлтый Судогодский (2001 г.)
К числу перспективных средоулучшающих и медоносных растений относится скороспелая культура фацелия. В наших исследованиях в фазу укосной спелости
Рис. 3. Новые сорта яровой тритикале Россика (слева) и Доброе (справа) (цветение) она формировала урожай зелёной массы
31,3 т/га, а общей биомассы с корнями 33,8 т/га.
Содержание протеина в биомассе составляло 11%,
питательных веществ NPK - 325 кг/га.
Практический интерес для севооборотов Нечернозёмной зоны РФ представляют злаковые кормовые растения, предназначенные для посева как самостоятельно, так и в травосмесях с другими средоулучшающими культурами [8]. В связи с изменениями климата в сторону потепления перспективными для возделывания в регионе могут стать сорго-суданковые гибриды и просо кормовое. Данные культуры во все годы испытаний отличались высокой пластичностью, урожайностью зеленой массы и семян. Содержание питательных веществ в их биомассе достигало 130 кг/га NPK.
Одной из самых распространённых культур в сельскохозяйственном производстве региона является овес. Его достоинства - скороспелость, высокая продуктивность зерна и зеленой массы, питательность и поедаемость растительной массы животными, технологичность в семеноводстве. За годы испытаний различных сортов овса средняя урожайность зерна составила около 2,8 т/га (максимальная 3,8 т/га), зелёной массы - 19,6 т/га, сухой массы - 4,6 т/га, содержание сырого протеина - 11%. Эта кормовая культура представляет большую ценность как компонент смешанных посевов с бобовыми - викой яровой, горохом посевным, люпином однолетним. В результате селекционной работы по культуре в 2005 году был создан сорт кормового назначения Анастасия с урожайностью зелёной массы более 20 т/га,
который в настоящее время используется в качестве исходного материала в селекции овса на зелёный корм.
В настоящее время в институте проводится большая работа по селекции яровой и озимой тритикале. Это злак интенсивного типа, способный реализовать свой потенциал на высоком агрофоне или в смешанных посевах с бобовыми культурами. Урожайность его зеленой массы в опытах составляла около 20 т/га, зерна более 4,0 т/га, в общей биомассе аккумулировалось 144 кг/га NPK. На высоком агрофоне новые сорта культуры способны давать урожай зерна более 7,0 т/га. Культура способна произрастать на различных типах почв, в том числе на низко плодородных и кислых. В зависимости от сорта культура от низкой до высокой степени холодо- и засухоустойчива, толерантна к грибным болезням. Поэтому не требует больших затрат на пестициды, что немаловажно для экологии окружающей среды.
В результате совместно проведенной селекционной работы ВНИИОУ и Верхневолжского ФАНЦ создано девять сортов яровой тритикале с потенциальной продуктивностью фуражного зерна 6,5-7,0 т/га, которые допущены к использованию во многих регионах РФ (рис. 3).
Особый интерес для производства представляют сорта яровой тритикале, выведенные за последние годы. Это высокопродуктивные стрессоустойчивые сорта Доброе, Заозерье, Слово, Россика [9]. Высокорослые, облиственные сорта показали хорошие результаты в смешанных посевах с люпином узколистным и викой яровой .
Выводы. Таким образом, в условиях Владимирской области по комплексу хозяйственно ценных признаков выделены перспективные средоулучшающие и кормовые культуры, которые можно рекомендовать для использования в севооборотах Центрально-Нечернозёмной зоны РФ: редька масличная, рапс яровой, люпин однолетний (узколистный) и многолетний, бобы кормовые, соя, донник белый и жёлтый, фацелия, которые обеспечивают получение высоких урожаев биомассы, с повышенным содержанием питательных веществ и биологического азота. Практический интерес представляют также зерновые культуры - тритикале яровая, овёс, которые рекомендуется использовать
№ 3 (101) 2022
Владимгрскш Земледелец!)
в самостоятельных посевах и в бобово-злаковых травосмесях.
Литература.
1. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (экологические основы). Теория и практика. В 3-х томах. М.: Изд-во Агрорус, 2009. Т. 1. 814 с.
2. Система биологизации земледелия в Нечернозёмной зоне: науч.-практ. рекомендации на примере Владимирской области. М.: ФГНУ «Росинформагротех»,2007.296 с.
3. От Судогодского Опытного поля до ВНИПТИОУ (1913-2003): исторический путь, вклад в науку и сельскохозяйственное производство за 90 лет / Под ред. А.И. Еськова, В.Г. Лошакова. Владимир: ГНУ ВНИПТИОУ, 2004.142 с.
4. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию / МСХ РФ, ФГБУ «Государственная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений». М., 2022. 660 с.
5. Тысленко А.М., Зуев Д.В., Скатова С.Е., Новиков М.Н. Селекция средоулучшающих культур во Владимирской области // Биологический круговорот питательных веществ при использовании удобрений и биоресурсов в системе земледелия различной интенсификации: коллективная монография/под ред. Л.И. Ильина, С.И. Зинченко. Иваново: ПресСто, 2021. С. 280-283.
6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск второй: зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры/ред. А.И. Григорьева. М.: Колос, 1989.194 с.
7. Практикум по агрохимии/под ред. акад. В.Г. Минеева. М.: МГУ, 2001. 689 с.
8. Тысленко А.М., Новиков М.Н. Оценка средоулучшающих кормовых растений в системе хозяйственного использования и воспроизводства плодородия почв //Агрохимический вестник. 2013. №4. С. 35-38.
9. Скатова С.Е., Тысленко А.М., Зуев Д.В., Лачин А.Г. Итоги селекции яровой тритикале в Верхневолжском федеральном аграрном научном центре // Зернобобовые и крупяные культуры. 2020. №2(34). С. 90-95.
References.
1. Zhuchenko A.A. Adaptive crop production (ecological foundations). Theory and practice. In 3 volumes. Moscow: Publishing house Agrorus, 2009. Vol.1. 814 p.
2. The system of biologization of agriculture in the non-Chernozem zone: scientific and practical recommendations on the example of the Vladimir oblast. Moscow: FGNU "Rosinformagrotech", 2007.296p.
3. From the Sudogodsky Experimental Field to the Russian Research, Development, and Technology Institute of Organic Fertilizers and Peat (1913-2003): history, contribution to science and agricultural production over 90 years / Edited by A.I. Eskov, V.G. Loshakov. Vladimir: GNU VNIPTIOU, 2004.142 p.
4. State register of selection achievements approved for use / Ministry of Agriculture of the Russian Federation, Federal State Budgetary Institution "State Commission of the Russian Federation for Testing and Protection of breeding achievements". M., 2022. 660 p.
5. Tyslenko A.M., Zuev D.V., Skatova S.E., Novikov M.N. SSelection crops improving the environment in the Vladimir oblast//Biocycle of nutrients when using fertilizers and bioresources in the farming system various intensification: a collective monograph/ edited by L.I. Ilyin, S.I. Zinchenko. Ivanovo: PresSto, 2021. pp. 280-283.
6. Methods of state variety testing of crops. Issue two: grain crops, cereals, legumes, corn, and fodder crops. / ed. A.I.Grigorieva. M.: Kolos, 1989.194 p.
7. Practical course on agricultural chemistry/ed. Academician V.G. Mineeva. M.: Moscow State University, 2001. 689 p.
8. Tyslenko A.M., Novikov M.N. Assessment of crops improving the environment in the system of economic use and recovery of soil fertility //Agrochemical Bulletin. 2013. No. 4. pp. 35-38.
9. Skatova S.E., Tyslenko A.M., Zuev D.V., Lachin A.G. TResults of spring triticale breeding in the Upper Volga Federal Agrarian Research Center//Legumes and cereals. 2020. No.2(34). pp. 90-95.
CROPS IMPROVING THE ENVIRONMENT IN ROTATIONS OF THE CENTRAL NON-CHERNOZEM SOIL
A.M. TYSLENKO1, D.V. ZUEV1, M.N. NOVIKOV1, S.V. SKATOVA2
Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat - branch of the Federal State Budget Scientific Institution «Upper Volga Federal Agrarian Scientific Center», ul. Pryanishnikova 2, poselok Vyatkino, Sudogodskiy rayon, Vladimir oblast, 601390, Russian Federation
2Upper Volga Federal Agrarian Research Center, ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy., Suzdalskiy rayon, Vladimir Oblast, 601261, Russian Federation
Abstract. In the Vladimir oblast in conditions of the Central Non-Chernozem zone of the Russian Federation, long-term studies of crops with environmentally improving functions have been carried out. The collection of studied plants included leguminous crops - perennial and annual lupine, fodder peas, spring vetch, fodder beans, soybeans, chickpeas; legumes - yellow and white sweet clover; cruciferous - oil radish, spring rapeseed; water-leaved - phacelia; cereals - spring and winter triticale, oats. This research revealed plants that are biologically compatible with crops and rotation structures, can accumulate large biomass on soils of various fertility, have high seed productivity and seed multiplication rate, reliability of seed production, and resistance to biotic and abiotic stressors that have a positive effect on soil fertility and its phytosanitary state. Cruciferous cultures have the highest development rate. Their biomass formation period ranges from 45 to 68 days. When it comes to the content of green manure biomass, oil radish (48.9 t/ha) accumulates up to 400 kg/ha of NPK. Among leguminous crops, narrow-leaved lupine (60.1 t/ha) has the greatest biomass yield, accumulating 502 kg/ha of nutrients in it. Perennial lupine provides the largest biomass in the second year (63.8 t/ha), accumulating 640 kg/ha of nutrients. Promising sources of nutrients and biological nitrogen are spring vetch, fodder peas, soybeans, chickpeas and fodder beans, and phacelia as well. Among the studied perennial and annual leguminous grasses, sweet clover turns out to be the most promising in terms of green mass yield and fertilizer value. Among cereal plants, there are oats and triticale, which are valuable for use both in the one-crop system and in grass mixtures with legumes. Agricultural and biological evaluation of crops results in new highly productive varieties of perennial grasses and grain crops as well as agricultural practices for their cultivation.
Keywords: crops improving the environment, crop rotation, variety, stability, productivity, biomass.
Author details: A.M. Tyslenko, Candidate of Sciences (agriculture), leading research fellow, (e-mail:tslo@bk.ru); D.V. Zuev, senior research fellow, (e-mail: zuevdenis75@yandex.ru); M.N. Novikov, Doctor of Sciences (agriculture), leading research fellow, (e-mail: novik.mih@yandex. ru); S.V. Skatova, Candidate of Sciences (agriculture), head of the laboratory, (e-mail: skatova05@mail.ru).
For citation: Tyslenko A.M., Zuev D.V., Novikov M.N., Skatova S.V. Crops improving the environment in rotations of the central non-Chernozem soil // Vladimir agricolist. 2022. №3. pp. 55-60. D0I:10.24412/2225-2584-2022-3-55-60.
№ 3 (101) 2022
ВлаЭимгрскш Земледелец!)
