УДК 633.32 Клевер. Trifolium spp.
УДК 633.33 Коровьи бобы. Вигна. Vigna spp.
УДК 633.34 Соя. Glycine spp.
УДК 633.35 Вики. Vicia spp. Вика. Конские или кормовые бобы. Горох, чечевица и пр.
УДК 633.36/.37 Прочие виды бобовых растений
В серии краткосрочных полевых опытов (2016–2021 гг.) на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве с высокой обеспеченностью пахотного слоя подвижным фосфором и калием выявлены условия формирования высокой продуктивности сортов зернобобовых культур нового поколения в чистых и смешанных посевах на зерно и сенаж. Для повышения продуктивности и устойчивости кормопроизводства в изменяющемся климате Центрального Нечерноземья предлагается расширение видового разнообразия полевых агрофитоценозов за счет возделывания в паровых звеньях зернокормовых севооборотов наряду с традиционными горохом, пелюшкой и яровой викой также и раннеспелых сортов люпина узколистного детерминантного типа. Это не только снизит себестоимость производства концентрированных и объемистых кормов, улучшит их качественные характеристики, но и уменьшит зависимость от импорта сои и продуктов ее переработки.
зернобобовые культуры, люпин узколистный, продуктивность, агротехнология, Нечерноземная зона, климат
Улучшение обеспечения населения Нечерноземья мясо-молочной продукцией является приоритетной задачей сельскохозяйственного производства. В процессе ее решения осуществляется постепенное увеличение поголовья крупного рогатого скота, происходит замена малопродуктивного молочного стада более продуктивным [1].
Для обеспечения его высокого потенциала прилагаются значительные усилия по увеличению производства концентрированных и объемистых кормов, по улучшению их качественных характеристик [2–4]. При этом сельхозтоваропроизводители все активнее используют возможности сортов зернобобовых культур современной селекции, отличающихся повышенной устойчивостью к болезням, различным биотическим и абиотическим стрессовым факторам, высокой урожайностью и показателям качества.
В Государственном реестре селекционных достижений «Немчиновка» представлена сортами посевного и полевого гороха нового поколения Немчиновский 100, Немчиновский 50 и Флора, Флора 2, вики посевной Людмила, Уголек, Мега, люпина узколистного детерминантного типа Ладный, Дикаф 14, Фазан. Так, скороспелый сорт люпина узколистного Ладный вполне может заменить дорогостоящую сою в региональном производстве высокобелковых концентрированных кормов, поскольку вызревает до полноценного зерна за 85–88 дней у северных границ земледелия на юге Архангельской области и обеспечивает урожайность порядка 1,8–2,2 т/га с содержанием протеина 35–38 % [5].
Несомненно, их возделывание более затратно в сравнении с выращиванием многолетних трав и травосмесей в севооборотах за счет увеличения расходов на средства защиты и удобрения. Тем не менее, востребованность зернобобовых культур возрастает вследствие большей доступности семян.
В связи с вышеизложенным, цель настоящего исследования — выявление лучших видов и сортов зернобобовых культур в чистых и смешанных посевах на зерно и сенаж по показателям продуктивности в условиях Центра Нечерноземной зоны Российской Федерации.
Материалы и методы исследования. Исследования проводили в серии краткосрочных полевых опытов в 2016–2021 гг. на опытном поле ФИЦ «Немчиновка», расположенном в Новой Москве неподалеку от аэропорта «Внуково» у деревни Кривошеино. Почва дерново-подзолистая среднесуглинистая на моренном суглинке. После уборки предшественника (яровые зерновые) в пахотном слое (0–20 см) в разные годы содержалось гумуса от 1,4–1,6 % до 1,8–2,1 %, Р2О5 и K2О в 0,2 н. раствора НСl вытяжке (по Кирсанову) 180–230 мг/кг и 140–200 мг/кг соответственно, рНKСl — от 5,3–5,0 до 5,6–5,8.
Схема опытов по изучению влияния элементов агротехнологии возделывания гороха и вики в чистых и смешанных посевах на их продуктивность (2016–2018 гг.) включала посев по трем фонам основной обработки почвы: вспашка на 20–22 см (контроль), мелкое рыхление (дискование) на 8–12 см, поверхностное рыхление на 6–8 см, на трех вариантах удобрения — Р90K120, N30Р90K120, N45Р90K120 двух сортов посевного гороха Немчиновский 100 и Немчиновский 50, полевого гороха Флора 2, вики яровой Уголек нормами высева 2,5 млн/га в чистых и 1,25 млн/га (50 %) в смешанных посевах с яровой пшеницей Злата (3,6 млн/га или 60 % от полной нормы высева). Повторность в опытах четырехкратная, площадь делянки — 96 м2, учетная — 40 м2. В другой серии опытов (2018–2021 гг.) по фону вспашки на 20–22 см изучали влияние удобрений (Р52K68 и N50Р52K68), норм высева люпина узколистного детерминантного типа Ладный (1,4, 1,6, 1,8 млн/га) и гербицидной защиты (+/–) в одновидовом посеве и в смесях с яровой пшеницей Злата, ячменем Надежный, овсом Залп при нормах высева последних 3,6, 3,5 и 2,25 млн/га или 60, 70 и 50 % от нормы. Повторность по удобрениям и нормам высева четырехкратная по гербицидной обработке — без повторений. Площадь делянки — 96 м2, учетная — 40 м2.
Во все годы для посева использовали сеялку точного высева Amazone D9, учет в фазе «зеленого боба» на сенаж — мини-косилкой роторного типа, агрегатируемой мини-трактором КМЗ, на зерно — селекционным комбайном Wintersteiger. Результаты учетов после приведения к стандартной влажности и 100%-ной чистоте подвергали дисперсионному анализу (Доспехов, 1985) с применением компьютерной программы Statgraf.
При закладке полевых опытов, проведении исследований и наблюдений использовали рекомендации, изложенные в руководствах: «Опытное дело в полеводстве» (Никитенко, 1982) [6], «Методика полевых опытов на сенокосах и пастбищах» (ВИК им. В. Р. Вильямса, 1971) [7], «Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (Федин, 1985) [8], «Планирование полевого опыта и статистическая обработка его данных» (Доспехов, 1985) [9], «Методические указания по оценке качества и питательности новых видов кормов» (Сычев, Лепешкин, 2009) [10 ].
Агрохимические анализы растений выполняли в сертифицированной лаборатории массовых анализов института по методикам и ГОСТ, принятым в Агрохимической службе. Система защиты растений в обеих сериях опытов кроме изучаемых элементов включала протравливание семян, обработку бобового компонента ризоторфином перед посевом, а также применение инсектицида и фунгицида дважды за вегетацию (начало ветвления гороха и вики, четыре–шесть листьев люпина и бутонизация – начало цветения). Кроме того, в баковую смесь добавляли антистрессанты с ростостимулирующим эффектом (Гумистим или Фульвитал Плюс). Гербициды в опытах с горохом и викой не применяли. Изучение их эффективности проводили на одновидовом посеве люпина, поскольку отсутствие ветвления (детерминантность) не позволяло ему успешно конкурировать с сорным компонентом агрофитоценоза. Тактика их использования состояла в двукратном опрыскивании посевов (начало и середина вегетации — по необходимости) препаратами прометринового ряда (2018–2019 гг.). В 2020–2021 гг. ее усовершенствовали за счет применения после посева почвенного гербицида Камелот СЭ, а по вегетации — граминицида Миура (ООО Концерн «Август»), что было более эффективным. В смешанных посевах с люпином гербициды не применяли.
Гидротермические условия в течение вегетационного периода (май–август на зерно и май–середина июля на сенаж) имели существенные отличия от среднего многолетнего значения (ГТК 1,52 и 1,48 соответственно). Периоды активной вегетации 2016–2017 и 2020 гг. характеризовались высоким и даже избыточным уровнем увлажнения (ГТК 1,91–2,67), а в 2018–2019 и 2021 гг. — умеренной засушливостью (ГТК 0,84–1,05), что не могло не сказаться на величинах продуктивности и эффективности рассматриваемых элементов агротехнологии.
Результаты исследований и их обсуждение. Все изучаемые зернобобовые культуры при выращивании на зерно в условиях проявления засушливости, как правило, не нуждались в дополнительном азотном удобрении и обеспечивали максимум урожайности от 3,11 т/га (люпин) до 3,23–3,51 т/га (горох посевной) по фону РK. Лишь сорт полевого гороха Флора 2 положительно реагировал на его внесение и наиболее высокую урожайность 3,61 т/га (+ 85 % к фону РK) формировал в варианте N45PK. При максимальной урожайности зерна бобово-злаковых смесей в пределах 2,29–3,46 т/га в зависимости от состава и доли бобового компонента в конечной продукции 30–38 % они также не нуждались в использовании азота удобрений.
Максимальным сбором протеина выделялся одновидовой посев люпина как в расчете на 1 га, так и на кормовую единицу (1,03 т и 248 г). Изучаемые сорта гороха и пелюшки, несмотря на несколько более высокую урожайность, уступали по этому показателю: 25–28 %. Все горохо- и вико-злаковые смеси также были менее продуктивны в сравнении с посевами с участием люпина: по протеину — 0,41–0,48 т/га против 0,48–0,78 т/га, по энергии — 28,7–33,2 ГДж/га и 39,9–42,6 ГДж/га соответственно (табл. 1).
Таким образом, при выращивании на зерно в засушливых условиях вегетационного периода по комплексу показателей наиболее высокую продуктивность обеспечивал одновидовой посев люпина узколистного и бобово-злаковые смеси с его участием. В годы с высокой и избыточной влагообеспеченностью (ГТК 1,91–2,67) продуктивность изучаемых зернобобовых культур и их смесей с яровыми зерновыми возрастала. В чистых посевах сортов посевного гороха при урожайности зерна на естественном азотном фоне 4,51–4,53 т/га (+29–43 %) — за счет роста накопления биомассы, увеличения количества плодов и массы зерна с растения. В одновидовом посеве люпина (3,46 т/га или +11–23 %) — для этого требовалось дополнительное внесение азотного удобрения (табл. 1).
1. Продуктивность чистых и смешанных посевов зернобобовых культур на зерно в зависимости от состава при разных погодных условиях
|
Культура, смеси* |
Гидротермический коэффициент за май–август |
|||||||||||
|
0,84–1,05 |
1,91–2,67 |
|||||||||||
|
оптимальное удобрение, кг/га |
урожайность**, т/га |
доля бобового компонента, % |
выход кормовых единиц, тыс. |
сбор сырого протеина***, т/га |
накопление обменной энергии*** |
оптимальное удобрение, кг/га |
урожайность**, т/га |
доля бобового компонента, % |
выход кормовых единиц, тыс. |
сбор сырого протеина***, т/га |
накопление обменной энергии*** |
|
|
Горох посевной Немчиновский 100, НСР05 |
Р90K120 |
3,23 |
100 |
4,15 |
|
|
Р90K120 |
4,51 |
100 |
5,82 |
|
|
|
Горох посевной Немчиновский 50, НСР05 |
Р90K120 |
3,51 |
100 |
4,52 |
|
|
Р90K120 |
4,53 |
100 |
5,83 |
|
|
|
Горох полевой Флора 2, НСР05 |
N45Р90K120 |
|
100 |
4,66 |
|
|
Р90K120 |
3,68 |
100 |
4,72 |
|
|
|
Люпин узколистный Ладный, НСР05 |
Р52K68 |
3,11 |
100 |
4,16 |
|
|
N50Р52K68 |
|
100 |
4,68 |
|
|
|
Горох Немчиновский 100 + пшеница яровая Злата, НСР05 |
Р90K120 |
2,64 |
46 |
3,27 |
|
|
Р90K120 |
4,39 |
76 |
5,51 |
|
|
|
Горох Немчиновский 50 + пшеница яровая Злата, НСР05 |
Р90K120 |
2,49 |
39 |
3,11 |
|
|
N30Р90K120 |
|
92 |
5,60 |
|
|
|
Культура, смеси* |
Гидротермический коэффициент за май–август |
|||||||||||
|
0,84–1,05 |
1,91–2,67 |
|||||||||||
|
оптимальное удобрение, кг/га |
урожайность**, т/га |
доля бобового компонента, % |
выход кормовых единиц, тыс. |
сбор сырого протеина***, т/га |
накопление обменной энергии*** |
оптимальное удобрение, кг/га |
урожайность**, т/га |
доля бобового компонента, % |
выход кормовых единиц, тыс. |
сбор сырого протеина***, т/га |
накопление обменной энергии*** |
|
|
Горох полевой Флора 2 + пшеница яровая Злата, НСР05 |
Р90K120 |
2,29 |
54 |
2,83 |
|
|
Р90K120 |
4,06 |
80 |
5,10 |
|
|
|
Вика яровая Уголек + пшеница яровая Злата, НСР05 |
Р90K120 |
2,40 |
36 |
3,01 |
|
|
Р90K120 |
4,39 |
58 |
5,44 |
|
|
|
Люпин Ладный + пшеница яровая Злата, НСР05 |
Р52K68 |
3,22 |
58 |
4,18 |
|
|
N50Р52K68 |
|
14 |
5,52 |
|
|
|
Люпин Ладный + ячмень Надежный, НСР05 |
Р52K68 |
3,46 |
42 |
4,29 |
|
|
N50Р52K68 |
|
38 |
3,79 |
|
|
|
Люпин Ладный + овес, НСР05 |
Р52K68 |
2,67 |
30 |
3,31 |
|
|
N50Р52K68 |
|
28 |
6,37 |
|
|
*в числителе — в условиях умеренной засушливости, в знаменателе — при высоком увлажнении,
**в знаменателе — прибавка к фону РK, %,
***в числителе — общее накопление, в знаменателе — обеспеченность кормовой единицы (г/кг), МДж/кг.
Наиболее активно на повышение влагообеспеченности реагировали смешанные посевы, в которых продуктивность в зависимости от показателя возрастала на 43–96 %. В смесях с участием гороха, пелюшки и яровой вики на фоне РK оно происходило главным образом за счет увеличения доли бобового компонента в конечной зерносмеси с 36–54 % до 58–92 %. В смешанных люпино-злаковых посевах максимум продуктивности наблюдался на вариантах полного минерального удобрения. Присутствие в нем азота приводило к заметному уменьшению доли бобового компонента в урожае с 30–58 % до 14–38 %. Несмотря на рост урожайности до 4,60–5,22 т/га (+43–46 %), сбора кормовых единиц до 5,52–6,37 тыс. (+32–42 %), обменной энергии до 55,7–63,0 ГДж/га (+34–58 %), оно не способствовало повышению накопления в зерносмесях сырого протеина, величины которого находились на уровне показателей в засушливых условиях и составляли 0,65–0,71 т/га. Представляет исключение люпино-овсяная смесь, обеспечившая рост продуктивности на 58–96 % к аналогичным значениям при засухе. В то же время у смеси люпина с ячменем отмечалось уменьшение урожайности зерна на 14 %, накопления энергии на 13 % даже при внесении полного минерального удобрения из-за отрицательного отношения обоих компонентов к избытку влаги в почве, что выражалось в снижении азотфиксирующей способности (Кф) с 0,28 до 0,07, замедлении ростовых процессов, накопления биомассы и ухудшения ее структуры (количество бобов, масса зерна с растения и др.) [11].
При выращивании на сенаж урожайность сухой массы рассматриваемых однолетних бобово-злаковых смесей на естественном азотном фоне варьировала в пределах 5,2–8,0 т/га, в том числе 5,7–8,0 т/га с участием гороха и вики, 5,2–6,3 т/га с участием люпина узколистного. В таком же порядке они располагались по накоплению протеина и энергии: 0,73–1,10 т/га и 52,8–75,8 ГДж/га против 0,68–0,80 т/га и 57,4–68,2 ГДж/га, но по обеспеченности кормовой единицы последние выглядят предпочтительнее: 190–197 г и 13,1–13,8 МДж против 176–190 г и 13,1 и 13,8 МДж соответственно (табл. 2).
2. Сравнительная продуктивность многолетних и однолетних бобово-злаковых смесей на сенаж в зависимости от состава. Среднегодовые величины за 2004-2006 и 2016-2021 гг.
|
Показатели продуктивности |
Многолетние бобово-злаковые травосмеси трех лет использования без удобрений |
Однолетние бобово-злаковые травосмеси* |
|||||||||||||
|
клевер + тимофеевка |
люцерна +тимофеевка |
лядвенец + тимофеевка |
козлятник + тимофеевка |
клевер + люцерна + тимофеевка |
клевер + лядвенец + тимофеевка |
клевер + козлятник + тимофеевка |
горох Немчиновский 100 + пшеница яровая
|
горох Немчиновский 50 + пшеница яровая
|
горох полевой Флора 2 + пшеница яровая |
вика яровая + пшеница яровая |
люпин Ладный + пшеница яровая |
люпин Ладный + ячмень |
Люпин Ладный + овес |
||
|
Урожайность сухой массы, т/га НСР05 |
8,2 |
8,3 |
7,1 |
5,6 |
8,4 |
7,2 |
7,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Доля бобового компонента, % |
66 |
65 |
52 |
54 |
74 |
64 |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выход кормовых единиц, тыс. |
6,4 |
6,8 |
5,0 |
4,4 |
6,4 |
5,2 |
6,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сбор сырого протеина, т/га |
1,19 |
1,15 |
0,85 |
0,72 |
1,16 |
0,91 |
1,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Накопление обменной энергии, ГДж/га |
80,3 |
83,6 |
66,0 |
55,3 |
81,7 |
68,0 |
78,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обеспеченность кормовой единицы |
сырым протеином, г |
186 |
169 |
170 |
164 |
181 |
175 |
174 |
|
|
|
|
|
|
|
|
обменной энергией, МДж |
12,6 |
12,3 |
13,2 |
12,6 |
12,8 |
13,1 |
12,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
*В числителе — на фоне Р90K120, в знаменателе — на фоне N30–50Р90K120.
1. Агропромышленный комплекс России в 2019 году. - М. : Россельхозагротех, 2019. - 560 с.
2. Зотиков В. И., Сидоренко В. С., Грядунова Н. В. Развитие производства зернобобовых культур в Российской Федерации // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2018. - № 2 (26). - С. 4-10.
3. Персикова Т. Ф., Цыганов А. П., Какшинцев А. В. Продуктивность люпина узколистного условиях Беларуси. - Минск : ИВЦ Минриха, 2006. - 179 с.
4. Баринов В. Н. Оптимизация производственного потенциала пашни за счет смешанных посевов // Экологически устойчивое земледелие: состояние, проблемы, пути решения : сб. науч. трудов Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием / ВНИИОЦ - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ», 22-24 июля 2018 г. - Иваново : ПресСто, 2018. - С. 47-51.
5. Меднов А. В. Результаты конкурсного сортоиспытания люпина узколистного в 2018 году : отчет лаборатории селекции и первичного семеноводства зернобобовых культур за 2018 год. - Немчиновка, 2019. - С. 26-27.
6. Никитенко Г. Ф. Опытное дело в полеводстве. - М : Россельхозиздат, 1982. - 250 с.
7. Методика опытов на сенокосах и пастбищах. Ч. 1. - М. : ВНИИК, 1971. -- 232 с.
8. Федин М. А. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М. : Агропромиздат, 1985. - 263 с.
9. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. 5 изд. - М. : Агропромиздат, 1985. - 352 с.
10. Сычев В. Г., Лепешкин В. В. Методические указания по оценке качества и питательности новых видов кормов. - М. : ВНИИА, 2009. - 64 с.
11. Влияние элементов агротехнологии возделывания люпино-злаковых смесей на азотфиксирующую способность и продуктивность в зависимости от метеорологических условий в Центральном Нечерноземье / В. В. Конончук, С. М. Тимошенко, Т. О. Назарова [и др.] // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2021. - № 3. - С. 107-118.
12. Тимошенко С. М. Оптимизация процессов трансформации азота в агросистемах и увеличение производства растительного белка при возделывании бобовых и бобово-злаковых трав различного видового состава в зернотравяных севооборотах на дерново-подзолистых почвах : автореф. дис. … канд с.-х. наук. - М., 2007. - 25 с.
