CC BY
30
УДК 633.85(470.58)
А. В. Андриюк, Е. А. Иванюшин
ВЛИЯНИЕ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА КАЧЕСТВО МАСЛОСЕМЯН САФЛОРА
ФГБОУ ВПО «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т. С. МАЛЬЦЕВА»
A. V. Andriyuk, E. A. Ivanyushin INFLUENCE OF WEATHER CONDITIONS ON CARTHAMUS OIL-SEEDS QUALITY FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BY T. S. MALTSEV»
Аннотация: Впервые в 2013 году в центральной зоне Курганской области нами заложена исследовательская работа по возделыванию сафлора красильного, масличной культуры, характерной особенностью которой является высокая засухоустойчивость. Данный опыт имел положительный характер, несмотря на неблагоприятные погодные условия (дождливая погода) в фазе цветения сафлора. Получены высокие показатели по урожайности, сбору масла.
Ключевые слова: Курганская область, природно-климатические условия, аномальная засуха, сафлор, масличность семян, ценность масла.
Артем Васильевич Андриюк
Artem Vasilyevich Andriyuk аспирант
E-mail: [email protected]
Введение. Положение Курганской области в центре огромного континента определяет её климат как резко континентальный. Характерной особенностью климата является недостаточное увлажнение с периодически повторяющейся засушливостью [1].
По данным учёных Курганского НИИ сельского хозяйства, изменение погодных условий за 62-х летний период, показывает, что глобальное изменение климата коснулось и нашего региона. Практически во всех природных зонах области весной, а также в весенне-летний период с ростом температуры существенно сократилось количество осадков. Наиболее беден осадками апрель. Среднегодовое количество осадков (в виде дождя, снега, града) по области составляет 300-380 мм. По отдельным годам максимум летних осадков переходит с июля на август, иногда - на сентябрь. Большое значение для развития растений имеют осадки, выпавшие за вегетационный период, их по области в среднем 160-219 мм. Необходимо отметить, что осадки летом по области выпадают очень неравномерно [1, 2].
Свободное вторжение в область ветров-суховеев, продолжительность которых колеблется от 10 (1947 г.)
Summary: For the first time in 2013 in the Kurgan region's central zone we began the research of carthamus tinctorial cultivation. It is the oil-bearing crop which characterized by high drought resistance. This experience had positive character, despite adverse weather conditions (rainy weather) in a blossoming phase. High rates of productivity, collecting oil are received.
Keywords: Kurgan region, climatic conditions, abnormal drought, carthamus, oil percentage of seeds, oil value.
Евгений Анатольевич Иванюшин
Evgeniy Anatolyevich Ivanyushin кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
E-mail: [email protected]
до 67 (1952 г.) дней в году, и недостаток влаги в почве ухудшают состояние посевов, а в отдельные, особенно засушливые годы (1949, 1950, 1965 [1], 1975, 2010 гг. [3]) были причиной низких урожаев зерновых и других культур.
В течение 84-х лет в центральной зоне области наблюдалось 11 сильнейших засух и 29 засух средней интенсивности, то есть 47 % лет анализируемого периода. Благоприятных по условиям влагообеспечен-ности лет было 19, средних - 25 (в сумме 44 года). Следовательно, каждый второй год в Зауралье характеризовался как засушливый или очень засушливый [2].
Глобальное изменение климата по прогнозам ведущих ученых Российской академии сельскохозяйственных наук приведет к аридизации региона Среднего Поволжья, т. е. к увеличению периодичности (более часто повторяющихся) засушливых лет и продолжительности засух [4]. По данным Ведемеевой Е. [5] на территории Европы до 2030 года повысится температура на 1-4 °С, по количеству осадков прогнозируется тенденция к более сухому лету и более влажной зиме. В период вегетации растений увеличится возможность засухи. Изменение климата будет вли-
ять на агроклиматические характеристики, а именно: продолжительность периода вегетации, обеспеченность растений влагой, активные и эффективные температуры. Адаптация сельскохозяйственных культур к изменению климата будет происходить и за счет замены набора выращиваемых культур: более востребованными окажутся теплолюбивые и засухоустойчивые.
Поэтому, наряду с агротехническими мерами по стабилизации растениеводства, возникает необходимость возделывания нетрадиционных культур, способных противостоять изменениям погодных условий, таких как аномальная жара и засушливые условия вегетационного периода [4].
Природно-климатические условия Курганской области позволяют выращивать широкий спектр культур, альтернативных пшенице [6], а именно масленичные культуры, которые не менее востребованы на рынке сбыта (в Курганской области имеется два маслоперерабатывающих завода). В нашей области из масличных культур преимущественно возделывают подсолнечник и рапс, в меньшей степени лен.
Одной из масличных культур способных переносить засуху, является сафлор красильный (Са^катш ИпоЮпш Ь.) - растение ксероморфного типа, приспособленное к условиям резкоконтинентального климата, жаркому лету и засухам, что обусловливает его характерные морфологические признаки: глубокий корень, мелкие листья, наличие колючек [7, 8]. Это - однолетнее растение с ярко-жёлтыми (ярко-оранжевыми) цветками из семейства астровых, или сложноцветных (Asteraceae). Сафлор красильный не встречается в дикорастущем виде, однако его широко культивируют на Кавказе и Нижнем Поволжье. В настоящее время сафлор вводится в культуру на территории Самарской области [9], получает широкое распространение сафлор и в Саратовской области [10], биология которого полностью соответствует условиям микрозон засушливого Заволжья.
Семена сафлора прорастают при температуре +1 оС [4], по данным Ружейниковой Н.М. [13] семена начинают прорастать при температуре +4-5 оС. Одна из благоприятных особенностей сафлора состоит в том, что он не боится заморозков. Молодые растения легко переносят весенние понижения температуры до -3-4 °С [11, 12], а по данным Ружейниковой Н. М. и др. [13] всходы в фазе розетки могут переносить морозы до -15-17 оС.
В Курганской области отрицательное влияние на растения оказывают поздние весенние и ранние осенние заморозки. Период заморозков весной в области заканчивается во второй половине мая. В отдельные годы они наблюдаются и в первой половине июня. Таким образом, в Курганской области совершенно безморозными месяцами следует считать только вто-
рую половину июня, июль и первую половину августа. Продолжительность безморозного периода в среднем составляет 100-120 дней. Большое практическое значение для растениеводства имеет продолжительность вегетационного периода, который у нас колеблется от 158 до 168 дней [1].
Температура - один из основных факторов, определяющих продолжительность вегетации. Чем выше среднесуточные температуры в период вегетации, тем быстрее созревает сафлор [10].
К теплу сафлор особенно требователен в фазы цветения и созревания. В данный период развития дождливую погоду сафлор переносит хуже, чем засуху, так как при этих условиях цветки плохо оплодотворяются, а корзинка загнивает [7].
Вегетационный период 2013 года в Курганской области можно охарактеризовать как неблагоприятный для многих сельскохозяйственных культур, т. к. наблюдались недостаточные осадки весной (май-июнь) и дождливая погода в период с конца июля по конец августа.
По данным сайта [14], в результате засухи 2013 года в угнетенном состоянии находилось 538 тыс. га сельскохозяйственных культур, по оперативным данным списано 77,5 тыс. га посевов. Министерством сельского хозяйства РФ подтверждена гибель 43,3 тыс. га, сумма прямого ущерба составила 143,9 миллионов рублей. Летняя засуха и обильные осадки негативно сказались не только на объемах производства продукции растениеводства, но и на ее качестве. Из 430 тыс. тонн зерна, поступившего на предприятия элеваторной, мукомольной, комбикормовой промышленности Курганской области, только 60 % - продовольственное, в прошлые годы доля продовольственного зерна превышала 80 %.
Методика. Опытно-исследовательский участок с вариантами опыта располагался в центральной зоне Курганской области, в Мишкинском районе, где включал в себя 4 исследовательских блока в 4-х кратной повторности: - норма высева; - срок посева; - способ посева (ширина междурядий); - удобрения. В качестве посевного материала использовалась масличная культура сафлор, элита, сорт Ершовский 4.
Данный сорт выведен Ершовской опытной станцией орошаемого земледелия совместно с учеными Самарского НИИСХ и с 2010 года находится в сортоиспытании. Сорт Ершовский 4 является перспективным сортом, представляет особый интерес для производства, включен в Госреестр по Российской Федерации для зон возделывания культуры для производства маслосемян. Время цветения - среднее. Высота растений при цветении средняя. Лепесток желтый, изменения окраски лепестка имеются. Семена белые. Содержание олеиновой кислоты среднее. Среднерослый (от 71 до 90 см). Луз-
жистость составляет 44,7 %. Содержание жира в абсолютно сухих семенах - 34,6 %, в ядре - 48,4 %. Содержание белка - 18,3 %. Засухоустойчив. Пригоден к механизированной уборке и переработке. По данным заявителя, поражения болезнями не наблюдалось, устойчивость к сафлоровой мухе на уровне стандарта.
Сумма активных температур определяется как сумма среднесуточных температур всех дней, в которые среднесуточная температура не была ниже указанной (+5, +10 или +15 °С).
Осадки за вегетационный период составили 314,4 мм. В 2013 году продолжительность большого вегетационного периода с температурой воздуха свыше +5 °С составила 169 дней, период длился с 7 апреля по 8 октября. Сумма активных температур за это период составила 2547,6 °С. Начало малого вегетационного периода со средними суточными температурами выше +10 °С (время активной вегетации сельскохозяйственных культур) приходится на 21 апреля, конец - на 26 сентября (133 дня), сумма активных температур составила 2297,8 °С. Период с температурой выше +15 °С, начался с 21 апреля, закончился 7 сентября (94 дня), сумма активных температур составила 1805,1 °С.
Опытный участок в 2013 году имел следующие показатели: - сумма активных температур выше 10 °С составила 2076 °С, а среднемноголетние суммы активных температур за вегетационный период находятся на уровне 1950 °С; по среднемноголетним данным за вегетационный период количество осадков составляло 237 мм, а за вегетационный период 2013 года этот показатель возрос на 23,5 % и составил 292,7 мм.
Результаты. Всходы сафлора переносят значительные понижения температуры в весенний период, в третьей декаде апреля среднесуточная температура достигала 17,3 °С, а сумма активных температур свыше + 5 °С составила 126,6 °С. Осадков в апреле выпало 21,7 мм. По многолетним данным [1] среднемесячная температура апреля по Курганской обла-
В экологическом испытании Самарского НИИСХ в 2010 г. вегетационный период составил 101 день, урожайность семян 10 ц/га [10].
Температурные показатели и количество осадков за период апрель - сентябрь в 2013 году в Центральной зоне Курганской области приведены в таблице 1.
сти составляет + 2 °С, это свидетельствует о том, что существует возможность использовать более ранние посевы сафлора.
Исследования свидетельствуют, что за период май-июль сафлор достаточно хорошо развивался и рос, в течение вегетационного периода был обеспечен теплом. Значительным образом на развитие сафлора повлияли осадки в фазу цветения. Начало фазы цветения у сафлора отмечается с 22 по 30 июля, по вариантам опыта.
Фаза цветения длится около месяца [10], в наших опытах продолжительность от фазы цветения до полного созревания составила 48-55 дней, в зависимости от сроков сева. Осадки, повлиявшие на ход цветения, распределились следующим образом: за третью декаду июля - 18,8 мм; за первую декаду августа -50,6 мм; за вторую декаду - 25,4 мм; за третью декаду - 17,7 мм. За всю фазу цветения выпало 112,5 мм осадков, следовательно, этот показатель негативно повлиял на ход опыления, оплодотворения цветков. В результате этого множество корзинок, особенно на позднем сроке посева, имели пустые семянки.
В конечном итоге растения позднего срока посева (20 и 25 мая) имели много пустых семянок и высокий процент недозрелых корзинок. При посеве 25 мая количество недозрелых корзинок составило 20 %.
Профессором Николаевым Е. В. [12] указывается, что действие затяжной холодной погоды и продолжительное дождливое время без солнца в условиях Крыма негативно сказывается на сафлоре: образуется много пустых семянок, загнивающих корзинок и наблюдается усиление грибных заболеваний. Данные Шевченко С. Н. [4] также свидетельствуют
Таблица 1 - Осадки и температурные показатели вегетационного периода 2013 года
(с апреля по сентябрь) (Курганский ЦГМС, метеостанция Шумиха)
Месяц Осадки, мм Сумма активных температур > 5 °С Сумма активных температур > 10 °С Сумма активных температур > 15 °С
Апрель 21,7 126,6 55,4 32,3
Май 58,8 369,6 268,0 169,1
Июнь 31,1 551,6 551,6 420,2
Июль 53,7 611,5 611,5 571,9
Август 93,7 543,1 543,1 495,3
Сентябрь 55,4 345,2 268,2 116,3
Всего 314,4 2547,6 2297,8 1805,1
о том, что в условиях влажной и пасмурной погоды цветение сафлора растягивается на срок до 1 месяца, цветки плохо оплодотворяются и могут загнивать. Не все заложенные цветки доводятся до полноценной семянки, часть из них по тем или иным причинам остаются бесплодными, пустыми [15]. По данным Толмачёва В. В. [16] пустозерность более отмечалась в неблагоприятных (засушливых), по погодным условиям, годах исследований и зависела в большей степени от срока сева.
Продуктивность масличных культур определяется двумя показателями: урожаем семян и содержанием жира в семенах.
Растительные жиры - сложные эфиры глицерина с жирными кислотами. В состав жира входят три элемента - углерод (75-90 %), водород (11-13 %) и кислород (10-13 %). В одном килограмме жира содержится 9500 калорий, что в 2 раза больше, чем в белках и углеводах.
Содержание масла в семенах сафлора по разным литературным источникам варьирует от 17 до 60 %
[5, 10].
По данным Толмачева В. В. масличность семян сафлора зависит в большей степени от складывающихся условий вегетационного периода. Так, в более благоприятных по увлажнению и температурному режиму условиях масличность сафлора была выше. В засушливых условиях данный показатель снижался [16].
Сафлор - растение короткого дня: данный тип растений характеризуется тем, что в условиях короткого дня (меньше 12 часов) раньше переходят к плодоношению и дают более высокий урожай, в сравнении с растениями длинного дня, где для плодоношения и цветения нужен световой день продолжительностью более 13 часов.
По мнению авторов [10, 16] сафлор сравнительно слабо реагирует на удлинение дня при продвижении к северу, при посеве его в северных широтах снижается урожайность и содержание жира в семенах. Низкие среднесуточные температуры и дождливая погода без солнца оказывают сильное отрицательное воздействие не только на урожай, но и на качество маслосемян сафлора [13].
В наших исследованиях содержание жира в семенах составило 20,3 %.
При определении выхода масла с урожая семян сафлора вычисляют долю масла в семенах от веса абсолютно сухого вещества семянок. Влажность семян сафлора составляет около 11 %.
Сбор масла в кг/га будет равен произведению урожая абсолютно сухих семян (в ц/га) на процентное содержание жира в семенах.
Подсчёт сбора масла с единицы площади А (кг/га) вычисляли по формуле [18]:
А = У ■ К ■ Ж,
где У - урожай семян при стандартной влажности, ц/га;
К - коэффициент сухого вещества;
Ж - доля жира в абсолютно сухих семенах, %.
Сбор масла при максимальной урожайности 21,6 ц/га по вариантам опыта составил 390 кг/га, а при минимальной урожайности 13,3 ц/га составил 242 кг/га. На содержание жира также оказывает влияние луз-жистость (пленчатость), вес околоплодника (кожуры), выраженный в процентах от веса семянок. Увеличенная лузжистость соответствует низкому содержанию жира. В наших опытах лузжистость составила 67,3 %.
Выполнен анализ полученного масла на жирно-кислотный состав, результаты которого представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Жирно-кислотный состав сафлорового масла, %
Наименование показателей Допустимые значения по ГОСТ 30089-93 Фактические значения Допустимые погрешности измерения
С12:0 лауриновая до 0,1 < 0,1 11
С 14:0 миристиновая до 1,0 0,1 11
С 16:0 пальмитиновая 2,0-10,0 6,3 5
С 16:1 пальмитолеиновая до 0,5 0,1 11
С18:0 стеариновая 1,0-10,0 2,0 11
С 18:1 олеиновая 7,0-42,0 9,5 5
С18:2 линолевая 55,0-81,0 81,0 5
С18:3 линоленовая до 1,0 0,23 11
С20:0 арахиновая до 0,5 0,31 11
С 20:1 гондоиновая до 0,5 0,15 11
С 22:0 бегеновая до 0,5 0,1 11
Примечание. С 18:2 - число атомов углерода (18) и количество двойных связей (2) в молекуле
По данному химическому анализу выявлено содержание кислот в масле, которые представлены ненасыщенными жирными кислотами, большую часть из которых занимают: - полиненасыщенные жирные кислоты (омега 6) - 81 % (линолевая кислота) и ненасыщенные жирные кислоты (омега 9) - 9,5 % (олеиновая кислота); - в меньшей степени полиненасыщенные жирные кислоты (омега 3) - 0,23 % (линоленовая кислота).
Выводы.
1 Научные исследования по возделыванию сафлора красильного, проведённые в 2013 году в центральной зоне Курганской области, показали, что неблагоприятные погодные условия вегетационного периода оказали негативное влияние на образование семян сафлора в фазу цветения, что в дальнейшем негативно отразилось на снижении масличности семян.
2 Сбор масла в рамках опыта составил от 242 до 390 кг/га.
3 Определён жирно-кислотный состав сафло-рового масла, где основным ингредиентом является линолевая кислота (81 %).
4 На позднем сроке сева в 2013 году негативно сказались дождливые условия в фазе цветения сафлора, урожайность составила 14,6 ц/га, что на 27,4 % ниже урожайности раннего срока.
Список литературы
1 Лаврентьев М. В., Садовский К. Ф. География Курганской области. Изд. 2-е. - Челябинск: ЮжноУральское кн. изд., 1966. - 60 с.
2 Гилёв С. Д. Влагосберегающие технологии - основа стабилизации отрасли растениеводства в засушливых условиях Зауралья // Нивы Зауралья. -2013. - № 3 - С. 60-63.
3 Фролов А. В., Страшная А. И. О засухе 2010 года и ее влиянии на урожайность зерновых культур // Сборник докладов совместного заседания Президиума научно-технического совета Росгидромета и Научного совета РАН - Исследования по теории климата Земли». - М.: Триада ЛТД, 2011. - С. 22-31.
4 Озимый рыжик и сафлор красильный -«новые» масличные культуры? 2011 г. [Электронный ресурс]. URL: http://www/agropost.ru (дата обращения 27.01.2014).
5 Секреты сафлора, 2006. [Электронный ресурс]. URL: http://www/test. zerno-ua.com. (дата обращения 20.01.2014).
6 Каргин В. Есть ли перспективы у Зауральского рапса? // Нивы Зауралья. - 2012. - № 7. - С. 8-9
7 Минкевич И. А., Борковский В. Е. Масличные культуры. - М.: Сельхозгиз, 1979. - 399 с.
8 Леус Т. В. Наследование колючек и формы обёртки листьев у некоторых образцов сафлора красильного // Вестник Харьковского национального ун-та им. В. Н. Каразина. - 2012. - №. 15. - С. 99-102.
9 Харисова А. В., Куркин В. А., Милёхин А. В. Перспективы комплексного использования сафлора красильного (Carthamus tinctorius L.) // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - Том 14 - № 1 (9). - С. 2310-2312.
10 Ружейникова Н. М., Кулева Н. Н., Зайцев А. Н. Адаптивная технология возделывания сафлора в условиях Саратовской области: Рекомендации производству. - Саратов, 2012. - 30 с.
11 Купцов А. И. Культурная флора СССР // Масличные растения. - М.-Л.: Госуд. из-во кохозной и совхозной литературы, 1941. - 483 с.
12 Рекомендации по проведению весенних полевых работ в 2013 году [Электронный ресурс]. URL: http:// www.csau.crimea-ua.com/ru (дата обращения 28.01.2014)
13 Минкевич И. А., Борковский В. Е. Масличные культуры. - 3-е изд. - М.: Сельхозгиз, 1955. - 579 с.
14 Аграриям Курганской области засуха не помешала собрать большой урожай, 2013. [Электронный ресурс]. URL: http://www/exp.idk.ru (дата обращения 28.01.2014)
15 Полушкин П. В. Влияние водного режима и густоты стояния на продуктивность сафлора красильного на светло-каштановых почвах саратовского Заволжья: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. - Саратов, 2007. - 18 с.
16 Толмачёв В. В. Сроки, способы и нормы посева сафлора красильного на каштановых почвах Волгоградского Заволжья: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. - Волгоград, 2011. - 20 с.
