сотрудник
Нечерноземная зона России по природным условиям является основным регионом концентрации и специализации мясо-молочного животноводства, а также свиноводства и птицеводства. В ближайшей перспективе для обеспечения продовольственной безопасности региона, включая крупные промышленные мегаполисы г. Москвы, г. Санкт-Петербурга и другие, потребуется производить около 20,8 млн т молока, 4,6 млн т мяса, 16,6 млрд яиц. Для производства такого количества продукции необходимо производить около 77 млн т кормовых единиц, в том числе 40 млн объемистых и 37 млн концентрированных кормов, включая страховые фонды и воспроизводство поголовья. Важнейшим условием эффективного использования кормов является обеспеченность их протеином (кормовым белком) [1–3]. Научный и практический опыт показывают, что в решении проблемы обеспечения кормов протеином ведущая роль в Нечерноземной зоне принадлежит холодо- и морозостойким масличным культурам, прежде всего рапсу. В ФНЦ «ВИК им В. Р. Вильямса» созданы высокопродуктивные сорта, разработаны технологические основы их возделывания, обеспечивающие семенную продуктивность яровых форм до 3,5 т/га и озимых — до 6 т/га маслосемян. Разработка и реализация программы рапсосеяния в зоне позволит обеспечить потребности в растительных маслах, производить в необходимых объемах протеиновые добавки в виде жмыхов и шротов для животноводства и птицеводства.
корма, капустные культуры, сорт, протеин, жмыхи, шроты, технологии
В Нечерноземной зоне основными производителями маслосемян капустных культур являются Северо-Западный, Центральный и Волго-Вятский природно-экономические районы. В настоящее время на их территории районированы высокопродуктивные сорта ярового и озимого рапса, яровой и озимой сурепицы, позволяющие обеспечить потребность в маслосеменах для масложировой промышленности и производства необходимого количества высокобелковых кормовых добавок для животноводства и птицеводства. Однако площади посевов капустных культур недостаточны для производства протеиновых добавок даже для имеющегося поголовья скота и птицы. Низкой остается продуктивность посевов. В перспективе для производства необходимого количества масличного сырья площадь посевов, по экспертной оценке, необходимо увеличить в 2,5 раза по сравнению с существующей, а продуктивность — с 1,6–1,7 до 2,5–2,6 т/га [4].
В настоящее время разработаны научные основы рапсосеяния в лесной и лесостепной зонах [5–7], позволяющие в практических условиях обеспечить производство маслосемян рапса в необходимых объемах, включающие:
- обоснование видового состава культур, их районирования, требования к сортам и гибридам;
- создание сортов и гибридов, отвечающих почвенно-климатическим условиям региона;
- разработку ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий возделывания, обеспечивающих высокую продуктивность, качество растительного сырья и экономическую эффективность [8–11].
На основании проведенных исследований выделены наиболее перспективные виды: рапс яровой и озимый, сурепица яровая и озимая; дополнительно — редька масличная, горчица белая. По биологическим требованиям эти виды соответствовали почвенно-климатическим условиям всех областей округа. При изучении биологических особенностей сортового состава видов установлено их несоответствие климатическим условиям региона (по продолжительности вегетации), требованиям современного производства (полегаемость, неравномерность созревания) и использования (показатели качества маслосемян).
В результате разработаны основные требования к сортам ярового рапса, включающие скороспелость, устойчивость к неблагоприятным погодным условиям, высокую продуктивность и качество маслосемян (повышенное содержание жира и протеина, низкое содержание глюкозинолатов, отсутствие эруковой кислоты, улучшенный жирно-кислот-ный состав), равномерность созревания семян и их неосыпаемость [12].
По озимому рапсу исследования в округе практически не проводились. Оценка имеющихся сортов отечественной и зарубежной селекций показала, что основными требованиями к новым сортам были зимо- и морозостойкость, быстрый начальный рост и формирование в осенний период вегетативных органов с высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям зимовки, а также более высокая продуктивность, технологичность, качество маслосемян [13].
В ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» в результате проведенной селекционной работы с привлечением перспективных отечественных и зарубежных образцов созданы сорта капустных культур с высокими продуктивными и адаптационными свойствами к почвенно-климатическим условиям региона (таблица).
Таблица. Биолого-хозяйственные показатели сортов
масличных капустных культур [7; 13; 14]
|
Название сорта |
Средняя урожайность семян |
Вегетационный период, дни |
Сбор жира, т/га |
Сбор протеина, т/га |
Содержание глюкозинолатов, мкмоль/г |
|
Яровой рапс |
|||||
|
Подмосковный |
2,50 |
105 |
1,4 |
0,7 |
10,0 |
|
Новик |
2,66 |
102 |
1,27 |
0,57 |
12,2 |
|
Грант |
2,64 |
99 |
1,2 |
0,55 |
13,2 |
|
Новосёл |
2,59 |
100 |
1,3 |
0,6 |
12,6 |
|
Бизон |
2,54 |
101 |
1,5 |
0,64 |
11,6 |
|
Озимый рапс |
|||||
|
Северянин |
4,25 |
90* |
1,9 |
1,0 |
20 |
|
Лауреат |
4,04 |
98* |
1,9 |
0,9 |
15,5 |
|
Столичный |
3,80 |
95* |
1,7 |
0,9 |
15,9 |
|
Гарант |
4,86 |
102* |
2,45 |
1,2 |
14,5 |
|
Горизонт |
4,45 |
86* |
2,0 |
1,1 |
16,5 |
* От весеннего отрастания.
При создании сортов использовались методы гибридизации, химического мутагенеза, инцухтирования, индивидуального и массового отбора, экологического испытания и отбора с использованием камер искусственного климата и теплиц. В период селекционной работы проводился постоянный контроль биохимического состава семян, включая глюкозинолаты и эруковую кислоту [14].
Двунулевые сорта ярового рапса с периодом вегетации 100–110 дней, отличаются потенциальной продуктивностью до 3,5 т/га семян, содержанием жира 44–50 %, сырого протеина 22–28 %, глюкозинолатов 11–15 мкмоль/г: Луговской, Викрос, Подмосковный, Новик, Грант, Новосел, Бизон. Впервые для условий ЦФО созданы сорта озимого рапса (Северянин, Лауреат, Столичный, Горизонт, Гарант, Норд) с высокой зимостойкостью, комплексной устойчивостью к абиотическим факторам перезимовки, высокой потенциальной продуктивностью (до 6 т/га семян и 35 т/га зеленой массы), содержанием жира 42–48 %, протеина 22–25 %. Сорта яровой сурепицы Светлана и Надежда с семенной продуктивностью до 2,5 т/га созревают на две недели раньше ярового рапса, имеют высокое содержание жира (до 48 %), низкое содержание клетчатки (4,5–5,5 %) и глюкозинолатов (11–13 мкмоль/г), что позволяет использовать их в повышенных дозах при кормлении животных и особенно птицы. Озимая сурепица Заря созревает на неделю раньше озимого рапса, отличается высокой зимостойкостью и качеством семян.
Все сорта рапса селекции ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» отличаются низким содержанием глюкозинолатов в семенах, от 10,0 (сорт Подмосковный) до 12,9 мкмоль/г (сорт Викрос) и клетчатки (8–10 %), что позволяет использовать их в качестве энергетических компонентов в кормлении птицы [15–16].
Масло двунулевых сортов рапса и сурепицы применяют в пищевой и комбикормовой промышленности для балансирования их по энергии, а содержащее эруковую кислоту — для технических целей; хорошо сбалансировано по составу, содержит мало насыщенных и умеренное количество полиненасыщенных незаменимых жирных кислот в виде линолевой (семейство «Омега-6») и α-линоленовой («Омега-3»), которые не синтезируются в организме людей и животных, но играют важную роль в процессах роста и репродукции. Масло рапса широко используется для производства смазочных веществ и моторного топлива, как непосредственно в чистом виде, так и для получения биодизеля, который не выбрасывает окислов серы, а при попадании в почву быстро разлагается, не загрязняет водные источники. По директиве ЕС доля биодизельного топлива должна составлять к концу 2020 г. 20 %. Горчичное масло используется в косметологии, пищевой и химической промышленности, а жмых — в медицине для производства горчичников [17–27].
В кормопроизводстве используется зеленая масса и приготовленный из нее силос; семена и отходы их переработки (жмых и шрот) используются как высокобелковые и энергетические добавки. Для производства зеленой массы крестоцветные культуры используются в поукосных и пожнивных посевах. Особенно эффективны смешанные посевы капустных масличных культур с зерновыми (овес, ячмень), бобовыми (горох, вика, пелюшка, люпин, кормовые бобы), подсолнечником и райграсом однолетним.
Важнейшее значение в обеспечении животноводства кормовым белком принадлежит жмыхам и шротам капустных культур. При переработке маслосемян новых сортов выход жмыхов составляет 62–66 %, шрота — 55–58 %, в которых содержится до 38–45 % белка, не уступающего по количеству незаменимых аминокислот соевому, а по содержанию серосодержащих превосходящего его.
Перспективное применение рапса в качестве сидеральных культур позволяет снизить в 1,5–2,0 раза затраты по сравнению с внесением навоза [28].
В специализированных предприятиях по производству фуражного зерна районированные виды и сорта масличных культур с различной продолжительностью вегетации позволяют создавать конвейерное производство маслосемян продолжительностью до двух месяцев: озимая сурепица Заря — 1–2-я декады июля, озимый рапс Северянин, Столичный, Лауреат — 2-я декада июля — 1-я декада августа, раннеспелые сорта ярового рапса Викрос, Грант — 2–3-я декады августа, среднеспелые сорта — Подмосковный, Новик — 3-я декада августа — 1-я декада сентября (рисунок).
Рисунок. Схема производства маслосемян в период вегетации
Такая схема позволяет рационально использовать технические средства и сушильное хозяйство, устранить влияние неблагоприятных условий на валовые сборы маслосемян, повысить коммерческую эффективность производства.
При разработке технологий возделывания крестоцветных культур установлены основные факторы, определяющие уровень продуктивности, устойчивость производства маслосемян и их качество.
Ведущими факторами являются органические и минеральные удобрения, особенно азотные, обеспечивающие увеличение продуктивности до 60 %, средства защиты растений (25–30 %), сорт (7–8 %). Разработаны технологические основы возделывания культур и сортов [29–32].
Для получения 2,5–3 т/га семян ярового рапса необходимо применять следующие технологические приемы:
- посев проводить в два срока — при наступлении температуры верхнего слоя почвы на уровне +8…10 ºС, второй — через 10–15 дней после первого;
- посев семенами, обработанными препаратами с инсектицидным и фунгицидным действием
- с учетом полевой всхожести норма высева семян должна составлять 1,2–2,0 млн всхожих семян на 1 га;
- экономически эффективной нормой внесения азотных удобрений является 60–
- для защиты посевов от сорняков необходимо вносить почвенный гербицид, при сильной засоренности, в зависимости от спектра, применять соответствующие допущенные гербициды;
- соблюдение мер борьбы с болезнями и вредителями:
- возделывание устойчивых к болезням сортов;
- строгое соблюдение севооборотов и принятого чередования культур с возвращением капустных на прежнее место не ранее, чем через 4–5 лет;
- заделка жнивья и остатков урожая;
- уничтожение сорняков и вредителей, являющихся накопителями и переносчиками болезней;
- инкрустирование семян;
- при появлении первых признаков болезни в период вегетации применение препаратов, разрешенных на территории РФ.
- контроль появления вредителей с применением чашек-ловушек желтого цвета, заполненных наполовину водой. При достижении порога вредоносности — проведение обработки соответствующими инсектицидами, возможно баковой смесью с некорневой подкормкой.
Для получения 3,5–4,5 т/га семян озимого рапса необходимо соблюдать следующие технологические требования:
- для центральных областей с устойчивым снежным покровом проводить посев во второй декаде августа; для более точного выбора даты посева нужно учитывать сумму активных температур выше 5 ºС в период от посева до установления устойчивых заморозков, которая должна быть не ниже 450 ºС;
- оптимальная густота стояния — 40–70 растений на 1 м2, что обеспечивается нормой высева 0,7–1 млн всхожих семян на 1 га;
- посев семенами, обработанными препаратами с инсектицидным и фунгицидным действием;
- в случае угрозы перерастания растений осенью и поражения грибными болезнями — использование фунгицидов и регуляторов роста;
- технология возделывания озимого рапса на маслосемена предусматривает комплексную систему мер борьбы с сорной растительностью, включающую предупредительные, механические и химические приемы. Соблюдение чередования культур в севооборотах, высокий уровень агротехники способствуют снижению засоренности посевов. Для борьбы с сорняками применять почвенные гербициды до всходов рапса в рекомендованных дозах или использовать гербициды с учетом спектра засоренности;
- соблюдение мер борьбы с болезнями и вредителями;
- фосфорно-калийные удобрения вносить на расчетный урожай с учетом содержания элементов в почве, азотные дробно, 30 кг осенью перед посевом (после зерновых предшественников) и от 60 до 120 кг азота в подкормку весной, в зависимости от состояния посевов.
Дальнейшие исследования должны быть направлены на максимальное использование почвенно-климатических ресурсов региона на основе оптимального районирования, эффективного использования нового поколения материально-технических средств, снижения рисков варьирования продуктивности из-за погодных условий, создания нового поколения сортов и гибридов с использованием современных методов селекции с устойчивыми показателями качества масла, жмыхов и шротов, совершенствования систем семеноводства и контроля качества семян.
Для оптимизации рапсосеяния в Нечерноземной зоне необходимы следующие организационные мероприятия:
- разработать программу рапсосеяния, включающую оптимизацию видового районирования масличных культур, совершенствование структуры посевных площадей, включая сою и подсолнечник, размещение в севооборотах, освоение прогрессивных технологий возделывания, потребность в материально-технических ресурсах и перерабатывающей промышленности. Программы рапсосеяния по регионам и в целом по зоне в обязательном порядке должны соответствовать потребности в растительных маслах, а также в высокобелковых добавках для развивающегося животноводства;
- дать объективную экономическую оценку производства рапса, эффективности использования жмыхов и шротов в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы, включая риски, связанные с импортом высокопротеиновых кормовых добавок;
- усовершенствовать законодательную, дотационную и кредитную политику, обеспечивающую создание специализированных хозяйств по производству качественного зернофуража и рапса, стимулирование производства и внутреннего потребления производимого сырья, доступность производителю материально-технических ресурсов, включая оборотные средства, гарантированный сбыт маслосемян и доходность;
- создать систему устойчивого семеноводства и промышленного производства семян;
- усовершенствовать отраслевые стандарты на маслосемена для производства пищевого и технического масел, жмыхов и шротов;
- усовершенствовать нормативы ввода жмыхов и шротов в комбикорма для крупного рогатого скота, свиней и птицы;
- ввести статистическую отчетность по переработке маслосемян, производству и потреблению жмыхов и шротов.
Основным потребителем жмыхов и шротов рапса должна стать комбикормовая промышленность, обеспечивающая полноценный контроль за качеством продукции и соблюдением нормативных параметров их ввода в концентрированные корма.
Таким образом, капустные маличные культуры в Нечерноземной зоне являются источником для обеспечения потребностей в высокобелковых кормовых добавках для животноводства, пищевых и технических маслах. В настоящее время, применительно к зоне разработаны научные основы рапсосеяния, позволяющие в полной мере обеспечить потребности в маслосеменах. Решение проблемы заключается в разработке и реализации организационно-практических мероприятий по развитию животноводства и кормопроизводства на федеральном и региональном уровнях, составной и необходимой частью которых является рапсосеяние, развитию экспортного потенциала территории.
1. Стратегия социально-экономического развития ЦФО на период до 2020 года № 1540-З, 6 сентября 2011 года. Режим доступа: https://sudact.ru/law/ rasporiazhenie-pravitelstva-rf-ot-06092011-n-1540-r/strategiia-sotsialno-ekonomicheskogo-razvitiia-tsentralnogo-federalnogo/
2. Шпаков А. С. Система кормопроизводства Центральной России: молочно-мясное животноводство. - М. : РАН, 2018. - 272 с.
3. Шпаков А. С., Бычков Г. Н. Роль кормопроизводства в обеспечении продовольственной безопасности Центрального федерального округа // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. - 2016. - № 6. - С. 4-7.
4. Кормовые экосистемы Центрального Черноземья России: агроландшафты и технологические основы / В. М. Косолапов [и др.]. - М. : ФГУП «Издательский дом Россельхозакадемии», 2016. - 649 с.
5. Карпачев В. В. Рапс яровой. Основы селекции : монография / ГНУ ВНИПТИ рапса. - Липецк, 2008. - 236 с.
6. Лукомец В. М. Научное обеспечение производства масличных культур в России. - Краснодар : ООО «Просвещение-Юг», 2006. - 101 с.
7. Масличные капустные культуры в растениеводстве Центрального экономического района / В. Т. Воловик [и др.]. // Достижения науки и техники АПК. - 2018. - № 2. - С. 33-35.
8. Новоселов Ю. К., Прологова Т. В., Ян Л. В. Агробиологические и технологические основы рапсосеяния в Нечерноземной зоне России / Адаптивное кормопроизводство: проблемы и решения. - М., 2002. - С. 212-222.
9. Савенков В. П., Карпачев В. В. Научно-практические основы управления агротехнологиями производства семян ярового рапса : монография. - Липецк : Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2017. - 461 с.
10. Воловик В. Т., Новоселов М. Ю., Прологова Т. В. Рапсосеяние в Нечерноземной зоне и его роль в производстве растительного масла и высокобелковых концентрированных кормов // Адаптивное кормопроизводство. - 2013. - № 1(13). - С. 14-20.
11. Новоселов Ю. К., Воловик В. Т., Рудоман В. В. Стратегия совершенствования сырьевой базы для производства растительного масла и высокобелковых кормов // Кормопроизводство. - 2008 - № 10. - С. 3-8.
12. Воловик В. Т. Основные требования к видовому и сортовому составу масличных капустных культур для условий Нечерноземной зоны // Адаптивное кормопроизводство. - 2014. - № 4. - С. 19-29.
13. Volovik V. T., Prologova T. V. Breeding Winter Rapeseed for the Temperate Forest Zone // Russian Agricultural Sciences. - 2017. - Vol. 43, No. 3. - Pp. 213-218.
14. Воловик В. Т. Результаты научных исследований по масличным капустным культурам (ГНУ ВИК Россельхозакадемии, этапы 30-летнего пути) // Адаптивное кормопроизводство. - 2012 - № 4(12). - С. 13-24.
15. Косолапов В. М., Гаганов А. П., Зверкова З. Н. Выращивание цыплят-бройлеров на новых сортах рапса // Проблемы интенсификации животноводства с учетом охраны окружающей среды и производства альтернативных источников энергии, в том числе биогаза. - Варшава : Институт технологических и естественных наук в Фалентах, 2018. - С. 97-99.
16. Косолапов В. М., Гаганов А. П., Арасланова А. И. Использование комбикормов, содержащих семена рапса, в кормлении цыплят-бройлеров // Достижения науки и техники АПК. 2017. - Т. 31. № 3. - С. 25-27
17. McDonald B. E., Kimber D. S, McGregor D. I. Oil properties of importance in human nutrition // Brassica oilseeds - production and utilization. - Wallingford : CABI, 1995. - Pp. 291-299.
18. Oil content and fatty acids composition in Brassica species / Y. Sharafi, M. M. Majidi, S. H. Goli, F. Rashidi // J. Food Prop. - 2015. - V. 18. - Pp. 2145-2154.
19. Breeding oilseed rape for pod shattering resistance / C. L. Morgan [et al.] // Journal of Agricultural Science, Cambridge, 2000. - V. 135. - pp 347-359.
20. Breeding Brassica napus for shatter resistance / G. P. Hossain [et al.] // World's largest Science, Technology & Medicine Open Access book publisher, Downloaded from: http://www.intechopen.com/books/plant-breeding.
21. Sarwar G. Digestibility of protein and bioavailability of amino acids in foods. Effect on protein quality assessment // World Rev. Nutr. Diet. - 1987. - V. 54. - Pp. 26-70.
22. Rapeseed proteins - Production methods and possible application ranges Published by EDP Sciences / D. Haar [et al.] // Oilseeds & fats Crops and Lipids. 2014. - 21(1) D104. - Pp 2-8.
23. Matthäus B. Utilization of high-oleic rapeseed oil for deep-fat frying of French fries compared to other commonly used edible oils. Eur // J Lipid Sci Technol. - 2006. - V. 108. - Pp. 200-211.
24. Schierholt A., Rücker B., Becker H. C. Inheritance of high oleic acid mutations in winter oilseed rape (Brassica napus L.) // Crop Sci. - 2001. - V. 41. - Pp. 444-1449.
25. Oil content and fatty acids composition in Brassica species / Y. Sharafi [et al.] // J. Food Prop. - 2015. - V. 18. - Pp. 2145-2154.
26. N-3 fatty acid dietary recommendations and food sources to achieve essentiality and cardiovascular benefits / S. K. Gebauer [et al.] // Am J Clin Nutr. - 2006. - V. 83. - Pp. 1526S-1535S.
27. Johnson G. H., Keast D. R., Kris-Etherton P. M. Dietary modeling shows that the substitution of canola oil for fats commonly used in the United States would increase compliance with dietary recommendations for fatty acids // J Am Diet Assoc. - 2007. - V. 107. - Pp. 1726-1734.
28. Шпаков А. С., Бражникова Т. С. Кормовые культуры и плодородие почв // Земледелие. - 2002. - № 6. - С. 4-5.
29. Новоселов Ю. К., Воловик В. Т., Рудоман В. В. Ресурсосберегающие технологические приемы возделывания ярового рапса и их экономическая эффективность // Кормопроизводство. - 2009. - № 6. - С. 17-21.
30. Ресурсосберегающая технология возделывания озимого рапса на семена в Нечерноземной зоне России: учебное пособие / Ю. К. Новоселов [и др.]. - М. : Российский центр сельскохозяйственного консультирования, 2010. - 36 с.
31. Зональные ресурсосберегающие технологии возделывания, подработки и хранения ярового и озимого рапса в Центральном федеральном округе / А. Ю. Измайлов [и др.]. - М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2011. - 96 с.
32. Оптимизация элементов технологии возделывания яровой сурепицы в Нечерноземной зоне / В. М. Косолапов [и др.] // Достижения науки и техники АПК. - 2012. - № 11. - С. 25-27.
