CC BY
26
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Биологические науки / Biological Science
Оригинальная статья / Original Article
УДК 631. 67 (470. 67) / UDC 631. 67 (470. 67)
Волоснец гигантский - закрепитель песков Терско-Кумской низменности
© 2016 Арсланов М. А. 1, Гасанов Г. Н. 1 2
1 Дагестанский государственный аграрный университет им. М. М. Джамбулатова,
Махачкала, Россия; e-mail: arsmurat@yandex.ru 2 Прикаспийский институт биологических ресурсов, Дагестанский научный центр Российской академии наук, Махачкала, Россия; e-mail: nikuevich@mail.ru
РЕЗЮМЕ. Цель исследования - разработка рекомендаций по оптимизации сроков посева, норм высева семян; модернизация высевающей части сеялки для посева волоснеца гигантского и других несыпучих и слабосыпучих семян заданной нормой. Методы: лабораторно-полевые исследования по 4 срокам посева, 4 нормам высева семян с использованием разработанного одним из авторов приспособления к высевающему аппарату. Результаты. Модернизация высевающей части сеялки позволила провести посев многолетней травы на развевающихся песках заданной нормой без предварительной обработки семян на специальных терочных машинах. Выявлена целесообразность озимого срока посева культуры в течение сентября-октября при выпадении осадков, достаточных для получения гарантированных всходов. Отмечено повышение урожайности воздушно-сухой фитомассы по сравнению с рекомендуемым озимым и подзимним посевами на 36,2 % и 25,4 %, весенним сроком посева - на 64,6 % с оптимальной нормой высева семян. Выводы. Волоснец гигантский является ценным источником пастбищного корма в аридных условиях Терско-Кумской низменности Прикаспия, и он может найти широкое применение для укрепления сыпучих песков в этой зоне.
Ключевые слова: волоснец гигантский, срок посева, норма высева семян, полнота всходов, урожайность фитомассы, высевающая часть сеялки.
Формат цитирования: Арсланов М. А., Гасанов Г. Н. Волоснец гигантский - закрепитель песков Тер-ско-Кумской низменности // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. Т. 10. № 3. 2016. С. 39-44.
The Giant Wild Rye as a Sand Fixator on the Terek-Kuma Lowland
© 2016 Murat A. Arslanov 1 Gasan N. Gasanov 1 2
1 M. M. Dzhambulatov Dagestan State Agrarian University, Makhachkala, Russia; e-mail: arsmurat@yandex.ru 2 Caspian Institute of Biological Resources, Dagestan Scientific Centre, Russian Academy of Sciences, Makhachkala, Russia; e-mail: nikuevich@mail.ru
ABSTRACT. The aim of the article is developing the recommendations for optimizing the sowing dates, modernization of metering seeder parts for planting the wild rye and other non- and hard-flowing seeds of a
••• Известия ДГПУ. Т. 10. № 3. 2016
••• DSPU JOURNAL. Vol. 10. No. 3. 2016
given norm. Methods: laboratory and field studies on 4 sowing dates, 4 seeding rates using the device for the seeding machine developed by one of the authors. Results. Modernization of the metering seeder parts allowed the authors to carry out sowing of perennial grass on the sand waving a specified norm without pre-treatment of seeds on the special scratch machines. The expediency of winter terms of sowing in September-October when rainfall is sufficient for obtaining a guaranteed germination was found out. They marked the increase in the yield of air-dry phytomass in comparison with the recommended winter and inwinter crops for 36.2 % and 25.4 %, spring sowing time for 64.6 % with an optimum seeding rate. Conclusions. A. giant is the prices-a source of pasture feed in the arid conditions of the Terek-Kuma lowland of the Caspian Sea, and it can be widely used for strengthening the loose sand in this area.
Keywords: giant wild rye, sowing time, seeding rate, germination completeness, phytomass yield, sowing part of a seeder
For citation: Arslanov M. A., Gasanov G. N. The Giant Wild Rye as a Sand Fixator on the Terek-Kuma Lowland. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. Vol. 10. No. 3. 2016. Pp. 39-44. (In Russian)
Введение
Терско-Кумская низменность относится к Северо-Западному Прикаспию и отличается недостаточным количеством осадков (150-300 мм в год), высокими температурами воздуха (в июле 25,4 0С, в августе -24,1 0С) [1. С. 10-41].
Испаряемость, по данным разных авторов, колеблется от 700-900 мм [12] до 1350 мм [4], коэффициент увлажнения -0,11-0,14 [4]. Эти показатели характерны для аридных территорий.
В почвенном покрове преобладают светло-каштановые (32 %), лугово-каштановые, лугово-болотные и луговые (33,6 %) почвы и солончаки (12,3 %), которые характеризуются легким гранулометрическим составом, значительным распространением процессов вторичного засоления, которые в сочетании с неблагоприятными климатическими факторами и нерациональным использованием пастбищ способствуют усилению дефляции и опустыниванию. В настоящее время на этой территории насчитывается более 300 тыс. га открытых песчаных массивов [2].
В то же время Терско-Кумская низменность играет важную роль в экономике Дагестана. Здесь содержится более 2 млн. овец и сотни тысяч голов другого скота. Однако в силу указанных причин продуктивность пастбищ очень низкая: от 1-3 - 5-6 ц/га [14; 9], до 5,2-5,4 - 7,2-8,1 ц/га [12]. Одним из условий повышения продуктивности кормовых угодий аридной зоны является обогащение природных растительных сообществ представителями местной флоры различных жизненных форм (кустарники, полукустарники, многолетние и однолетние травы) и использование их для организации высокопродуктивных пастбищ.
К числу таких культур относится волос-нец гигантский (или колосняк гигантский, овес песчаный, кияк) - многолетний кор-
невищный злак, который достигает высоты 90-110 см, имеет малооблиственный грубый стебель, жесткие, шероховатые, длинные и широкие листья, колос, похожий на колос ячменя, длиной от 15 до 45 см [3]. После плодоношения генеративный стебель засыхает. Невегетативные побеги остаются зелеными почти все лето и в засушливые годы, когда у других злаков побеги и листья полностью засыхают. Этим отчасти объясняется высокая кормовая ценность травы.
Главным преимуществом волоснеца гигантского в этом регионе, где значительные площади заняты развевающимися песками, является его способность произрастать на подвижным песках, закреплять их и формировать продуктивные кормовые угодья. Растение имеет хорошо развитый мощный корень и большую вегетативную массу. Как отмечается, на песках волоснец растет одним из первых, после того как пески закрепятся, он постепенно исчезает и гибнет [9; 13].
Однако, несмотря на такие ценные качества, волоснец гигантский практически не используется для освоения образовавшихся за последние 50-60 лет песчаных массивов на территории Терско-Кумской низменности; одна из причин этого - недостаточная разработанность технологии возделывания этой культуры. В частности, не установлены оптимальные сроки посева травы, нормы высева семян. Значительные трудности встречаются и при высеве заданной нормы семян. Семена волоснеца отличаются плохой текучестью из-за наличия на них чешуи, опушения и крылаток. Для проведения посева такими семенами необходимой нормой их обрабатывают на терочных машинах для придания достаточной текучести или применяют специальные сеялки.
Целью нашего исследования явились разработка рекомендаций по оптимизации сроков посева, норм высева семян и создание высевающей части сеялки для посева волоснеца гигантского и других несыпучих и слабосыпучих семян широкорядным способом, что позволяло бы провести посев заданной нормы без предварительной обработки семян на специальных терочных машинах.
Материал и методы исследования
Исследования осуществлялись в СПК «Газимагомед» в Ногайском районе Республики Дагестан в 2007-2010 гг. Почва территории, где размещены песчаные массивы, светло-каштановая легкосуглинистая, грунтовые воды залегают на глубине более 2,6-3,0 м, минерализация их составляет 1,0-1,4 г/л. Плотность песчаной прослойки (0-30 см) 1,32 г/см3, наименьшая влагоемкость (НВ) - 17,9 %, насыщенность подвижным фосфором (0,3-0,5 мг на 100 г почвы) и гидролизуемым азотом (2-5 мг на 100 г почвы) очень низкая, обменным калием - высокая (30-34 мг на 100 г почвы). Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 7,0-7,3).
Для выполнения поставленной цели проводилась экспериментальная работа по выявлению оптимальных сроков посева, норм высева семян и испытанию созданного нами приспособления к существующим сеялкам (Патент на полезную модель, Би 67814 и1) для равномерного высева семян этой культуры. Исследовано всего 4 срока посева, 4 нормы высева семян, в том числе при посеве овощной сеялкой СО-4,2, обру-дованной средствами активации в высевающей части и необорудованной ими (табл. 1-3). Площадь учетной делянки 100 м2, повторность 4-кратная. Программа предусматривала проведение учетов и наблюдений за ростом и развитием, накоплением фитомассы растений [10]. Математическая обработка результатов исследований проводились по Доспехову Б. А. (дисперсионный анализ) [7].
Посев осуществляли широкорядным способом с междурядьем 60 см, глубина высева 3-4 см. Почву перед посевом не обрабатывали, ее прикатывали до и после посева.
Результаты исследований и их обсуждение
На песчаных почвах волоснец гигантский рекомендуется сеять ранней весной или осенью под лопату, рядами, при междурядьях 1 м, или вразброс с лошади или верблюда. Норма высева под лопату 510 кг/га, вразброс 30-50 кг/га [3].
В рассматриваемых нами условиях лучшим сроком посева считают осенний, но при условии наличия влаги в почве. При засушливой осени сроки сева травы рекомендуется перенести на раннюю весну [5; 6]. Следовательно, волоснец гигантский является растением ярово-озимого типа.
Наши исследования показали, что лучшим сроком посева волоснеца гигантского является осенний, поскольку при весеннем посеве слой почвы, куда заделываются семена этой культуры, постоянно находится в иссушенном состоянии и даже после выпавших осадков влага из этого слоя теряется в течение следующего же дня. В таких случаях часть семян, которые накопили влагу и набухли, может погибнуть, если в последующем появившиеся корешки не смогут укорениться в почве из-за отсутствия в ней влаги. Поэтому при весеннем посеве, несмотря на то что он проводился в самые ранние сроки, получена минимальная урожайность воздушно-сухой массы, уступающая озимому посеву в рекомендуемые сроки - в третьей декаде сентября -первой декаде октября - на 20,8 % (табл. 1).
Следует учесть, что эффективность озимого посева значительно повышается, если срок его проведения ориентирован не на календарный срок, а на наличие влаги в посевном слое. Прибавка урожая по сравнению с контролем в этом случае составила 36,2 % (4,2 ц/га). При подзимнем посеве получена практически такая же урожайность воздушно-сухой массы, как и на контроле.
Существующие рекомендации по высеву 4 млн/га всхожих семян волоснеца гигантского, по видимому, рассчитаны на посев рядовым способом с междурядьями 15-30 см или, возможно, разбросным способом. В рассматриваемых нами условиях даже рекомендуется гнездовой посев по схеме 70 см х 70 см.
При выборе оптимальной нормы высева семян этой культуры мы ориентировались на рекомендуемую норму - 4 млн/га семян, сокращенную в четыре раза из-за увеличения ширины междурядий (с 15 см до 60 см), и абсолютную массу семян во-лоснеца - 12 г.
Полученные результаты показывают, что уменьшение нормы высева семян волоснеца гигантского с 2,0 млн шт. до 1,0 млн шт. семян на 1 га не приводят к существенному снижению урожайности этой культуры, а сокращение до 0,5 млн шт. способствует снижению ее на 10,7 % (табл. 2). При этом
••• Известия ДГПУ. Т. 10. № 3. 2016
••• ОЭРи ЮиРЫАи Уо!. 10. N0. 3. 2016
сокращение количества растений на единице площади сопровождается увеличением линейного роста растений на 10 см (102 см против 92 см на контроле). В случае сокращения ее до 0,5 млн шт. линейный рост волоснеца гигантского увеличивается еще на 10 см.
Таким образом, оптимальной нормой высева волоснеца гигантского при широкорядном посеве с междурядьем 60 см является 12 кг/га семян. Применение больших норм не оправдывает себя, поскольку при этом достоверной прибавки урожая воздушно-сухой биомассы по годам не наблюдается.
Однако проведение посева волоснеца гигантского такими нормами с помощью существующих сеялок с катушечным высевающим аппаратом практически невозможно: не обеспечивается равномерный высев семян
в рядах. Нашими исследованиями установлено, что положение можно значительно улучшить при использовании разработанного нами высевающего аппарата (табл. 3).
Использование для посева сеялок с модифицированным высевающим аппаратом в среднем по исследуемым нормам высева семян обеспечивает получение на 30,2 % больше урожая воздушно-сухой массы этой травы, а максимальный показатель при применении обоих типов высевающего аппарата получен при норме 12 кг/га. Но если при использовании модифицированной сеялки урожайность фитомассы при увеличении нормы высева семян остается неизменной, то при катушечном типе аппарата она снижается на 16,8 %.
Таблица 1
Урожайность фитомассы волоснеца гигантского в зависимости от срока посева сеялками с модифицированным высевающим аппаратом, 2007-2010 гг. Норма высева семян 12 кг/га
Срок посева 1 год 2 года 3 года 4 года Средняя
Озимый посев в рекомендуемые календарные сроки - контроль 5,1 12,3 14,8 14,1 11,6
Озимый посев после выпадения осадков в сентябре - октябре 7,9 17,4 20,0 18,0 15,8
Подзимний посев во второй половине ноября 4,4 14,1 16,7 15,3 12,6
Весенний посев при первой же возможности выезда в поле 2,5 9,8 13,8 12,1 9,6
НСР05 1,3 0,9 1,0 1,4 -
Таблица 2
Урожайность фитомассы волоснеца гигантского в зависимости от нормы высева семян сеялками с модифицированной высевающей частью (озимый посев после выпадения осадков в период октябрь-ноябрь), 2007-2010 гг.
Норма высева, млн шт./га 1 год 2 года 3 года 4 года Средняя в % к контролю
2,0-контроль 8,4 17,8 20,6 18,5 16,3 100,0
1,5 8,2 17,6 20,4 18,3 16,1 98,8
1,0 8,0 17,2 20,2 18,2 15,9 97,5
0,5 6,8 15,6 18,7 17,1 14,6 89,3
НСР05 1,1 1,2 1,3 0,9
Таблица 3
Эффективность посева семян волоснеца гигантского сеялками с модифицированной высевающей частью (озимый посев после выпадения осадков в октябре-ноябре), 2006-2010 гг.
Тип высевающего аппарата Норма высева семян, млн шт./га 1 год 2 года 3 года 4 года Средняя
2,0 5,3 12,0 13,4 12,0 10,7
Катушечный-контроль 1,5 6,4 13,8 15,8 14,3 12,5
1,0 4,5 8,4 8,7 7,7 7,3
2,0 7,8 17,6 20,4 18,6 16,1
Модифицированный 1,5 8,1 17,6 19,9 18,3 16,0
1,0 7,9 17,4 20,1 18,5 16,0
НСР05 0,8 1,4 1,1 1,5
Причина такого явления кроется в неравномерном распределении семян в данном случае и взаимном угнетении полученных всходов на загущенных участках площади.
Заключение
При использовании волоснеца гигантского для укрепления сыпучих песков Тер-ско-Кумской низменности Прикаспия в
1. Агроклиматический справочник Дагестанской АССР. Л.: Гидрометеорология, 1963. 72 с.
2. Баламирзоев М. А., Аджиев А. М., Мирзоев Э. М.-Р., Муфараджев К. Г. Почвы Дагестана. Экологические аспекты их рационального использования. Махачкала: ГУ «Дагестанское книжное издательство», 2008. 336 с.
3. Бегучев П. П., Андреев Н. Г., Лукьянов П. Н. Многолетние кормовые растения. Сталинград: Сталингр. краевое госиздательство, 1934. 40 с.
4. Гасанов Г. Н., Асварова Т. А., Гаджиев К. М., Ахмедова З. Н., Абдулаева А. С., Баширов Р. Р., Султанахмедов М. С. Гидротермические условия формирования видового состава и продуктивности фитоценозов Северо-Западного Прикаспия (на примере Терско-Кумской низменности) // Аридные экосистемы. 2014. Т. 20. № 4 (61). С. 93-98.
5. Гасанов Г. Н. Технология улучшения Киз-лярских пастбищ и Черных земель // Система ведения агропромышленного производства в Дагестане. Махачкала, 1997. С. 117-126.
6. Гасанов Г. Н., Курбанов А. Б., Гамидов, И. Р., Бутаева 3. 3., Адалов А. А. Превентивные меры улучшения естественных кормовых угодий в условиях Кизлярских пастбищ // Экологические проблемы Прикаспийской низменности. Махачкала, 1997. С. 28-34.
1. Agroklimaticheskiy spravochnik Dage-stanskoy ASSR [Agro-climatic reference-book of Dagestan ASSR]. Leningrad, Hydrometeorology Publ. 1963. 72 p. (In Russian)
2. Balamirzoev M. A., Adzhiev A. M., Mirzoev E. M.-R., Mufaradzhev K. G. Pochvy Dagestana. Ekologicheskie aspekty ikh ratsional'nogo ispol'zovaniya [The soils of Dagestan. Ecological aspects of their rational use]. Makhachkala, "Da-gestanskoe Knizhnoe Izdatelstvo"SI, 2008. 336 p. (In Russian)
3. Beguchev P. P., Andreev N. G., Lukyanov P. N. Mnogoletnie kormovye rasteniya [Perrenial forage plants]. Stalingrad, Stalingrad Regional Publ., 1934. 40 p. (In Russian)
4. Gasanov G. N., Asvarova T. A., Gadzhiev K. M., Akhmedova Z. N., Abdulaeva A. S., Bashirov
целях достижения максимальных урожаев посев надо проводить в течение сентября-октября исключительно во влажную почву (после выпадения не менее 10-15 мм осадков) нормой 12 кг/га всхожих семян. Равномерное размещение высеваемых семян в ряду достигается при применении разработанного нами приспособления к высевающему аппарату зерновой сеялки.
7. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М., 1979. 416 с.
8. Залибеков З. Г. Процессы опустынивания и их влияние на почвенный покров. М., 2000. 219 с.
9. Ларин И.В. Луговодство и пастбищное хозяйство. М.; Л.: Гос. изд-во с.-х. литературы, 1956. 519 с.
10. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. М.: ВНИИК, 1987. 198 с.
11. Патент на полезную модель, 1Ри 67814 111, опубл. 10.11.2007. Бюлл. № 31. Новосельцев В. С., Арсланов М. А., Зубрилина Е. М., Ма-лиев В. Х. 11 с.
12. Усманов Р. З. Экологическая оценка и научные основы восстановления природного потенциала деградированных почв СевероЗападного Прикаспия. Автореф. дисс. ... д-ра биол. наук. Махачкала, 2009. 46 с.
13. Чижиков О. Н. Влияние выпаса на растительный покров полупустынных зимних пастбищ Европейской части СССР // Кормопроизводство. Сб. научных трудов ВНИИ кормов. М., 1974. Вып. 7. С. 131-142.
14. Яруллина Н. А. Первичная биологическая продуктивность почв дельты Терека. М.: Наука, 1983. 90 с.
R. R., Sultanakhmedov M. S. Hydrothermal conditions of forming the species composition and productivity of plant communities of the Northwestern Caspian region (on the example of the Terek-Kuma Lowland). Aridnye ekosistemy [Arid Ecosystems]. 2014. T. 20. No. 4 (61). Pp. 93-98.
5. Gasanov G. N. Technology of improving the Kizlyar pastures and the Black lands. Sistema vedeniya agropromyshlennogo proizvodstva v Da-gestane [System of the agricultural production in Dagestan]. Makhachkala, 1997. Pp. 117-126. (In Russian)
6. Gasanov G. N., Kurbanov A. B., Gamidov I. R., Butaeva Z. Z., Adalov A. A. Preventive measures on improving the natural grassland conditions in the Kizlyar pastures. Ekologicheskie problemy Prikaspiyskoy nizmennosti [Ecological
Литература
References
••• Известия ДГПУ. Т. 10. № 3. 2016
••• DSPU JOURNAL. Vol. 10. No. 3. 2016
problems of the Caspian Lowland]. Makhachkala, 1997. Pp. 28-34. (In Russian)
7. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta [Technique of field experience]. Moscow, 1979. 416 p. (In Russian)
8. Zalibekov Z. G. Protsessy opustynivaniya i ikh vliyanie na pochvennyy pokrov [Desertification processes and their impact on the soil cover]. Moscow, 2000. 219 p. (In Russian)
9. Larin I. V. Lugovodstvo i pastbishchnoe kho-zyaystvo [Grassland science and pastureland economics]. Moscow, Leningrad, State Publ. of Agrarian Literature, 1956. 519 p. (In Russian)
10. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kul'turami [Guidelines for conducting the field experiments with forage crops]. Moscow, ARSRIHB Publ., 1987. 198 p. (In Russian)
11. Patent na poleznuyu model' [The patent for useful model] RU 67814 U1, publ. 10.11.2007. Bull. No. 31. Novoseltsev V. S., Arslanov M. A., Zubrilina E. M., Maliev V. Kh. 11 p. (In Russian)
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации
Арсланов Мурат Арсланович, кандидат технических наук, доцент кафедры технической эксплуатации автомобилей, автомобильный факультет, Дагестанский государственный аграрный университет им. М. М. Джамбулатова (ДГАУ им. М. М. Джамбула-това), Махачкала, Россия; e-mail: arsmurat @yandex.ru
Гасанов Гасан Никуевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры растениеводства и кормопроизводства, факультет агротехники и землеустройства, ДГАУ им. М. М. Джамбулатова; заведующий лабораторией биогеохимии, Прикаспийского института биологических ресурсов (ПИБР), Дагестанский научный центр (ДНЦ) Российской академии наук (РАН), Махачкала, Россия; e-mail: nikuevich@mail.ru
12. Usmanov R. Z. Ekologicheskaya otsenka i nauchnye osnovy vosstanovleniya prirodnogo po-tentsiala degradirovannykh pochv Severo-Zapadnogo Prikaspiya [Environmental assessment and scientific basis for the natural recovery potential of degraded soils of the North-Western Caspian region]. Extended abstract of dissertation for a Ph. D. degree (Biology). Makhachkala, 2009. 46 p. (In Russian)
13. Chizhikov O. N. The effect of grazing on growing the unique cover of semi-desert winter pastures in the European part of the USSR. Kor-moproizvodstvo [Forage production]. Proceedings of ARSRI of Forage. M., 1974. Issue 7. Pp. 131142. (In Russian)
14. Yarullina N. A. Pervichnaya biolog-icheskaya produktivnost' pochv del'ty Tereka [Primary biological productivity of soils of the Terek Delta]. Moscow, Nauka Publ., 1983. 90 p. (In Russian)
INFORMATION ABOUT AUTHORS Affiliations
Murat A. Arslanov, Ph. D. (Technical Science), assistant professor, the chair of Technical Operation of Automobiles, Automobile faculty, M. M. Dzhambulatov Dagestan State Agrarian University (M. M. Dzhambulatov DSAU), Makhachkala, Russia; e-mail: arsmurat@yandex.ru
Gasan N. Gasanov, Doctor of Agrarian Science, professor, the head of the chair of Crop and Fodder Production, the faculty of Agronomy and Land Management, M. M. Dzhambulatov DSAU; the head of the the laboratory of Biogeochemis-try, Caspian Institute of Biological Resources (CIBR), Dagestan Scientific Centre (DSC), Russian Academy of Sciences (RAS), Makhachkala, Russia; e-mail: nikuevich@mail.ru
Принята в печать 25.04.2016 г.
Received 25.04.2016.
