Размещено на http://www.allbest.ru/

2

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

НАУЧНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СУДАНСКОЙ ТРАВЫ В ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Специальность 06.01.09 - растениеводство

ДЬЯЧЕНКО ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ

Брянск - 2009

Работа выполнена в 2000 - 2009 гг. на кафедре биологии, кормопроизводства, селекции и семеноводства ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия».

Научный консультант: Заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лихачев Борис Степанович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Косьянчук Виктор Порфирьевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Постников Андрей Николаевич

доктор сельскохозяйственный наук, профессор Романова Ирина Николаевна

Ведущая организация - Государственное научное учреждение «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны

Защита состоится «27» ноября 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.220.005.01 при ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, Брянская ГСХА (главный корпус, 2 этаж, зал заседаний).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянской государственной сельскохозяйственной академии. Автореферат помещен на официальном сайте ВАК www.vak.ed.gov.ru

Автореферат диссертации разослан « » 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.В. Дронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в Российской Федерации реализуется приоритетный национальный проект «Развитие АПК», в котором одно из главных мест отведено ускоренному развитию животноводства, эффективное развитие которого немыслимо без прочной кормовой базы. Ведущим из направлений в интенсификации кормопроизводства может быть его биологизация за счет совершенствования структуры кормового клина посредством интродукции малораспространенных культур.

Для агроклиматических условий южных и юго-западных областей Центрального региона травянистое сорго, включающее суданскую траву и сорго-суданковые гибриды следует рассматривать как перспективный интродуцент, универсальную кормовую культуру. Благодаря своей засухоустойчивости и относительно невысокими требованиями к почвенному плодородию, сорго формирует высокие и стабильные урожаи кормовой массы, которую в одинаковой мере можно использовать как для приготовления сена, сенажа, травяной муки, силоса и зерносенажа, на зеленую массу, подкормку и выпас. Суданская трава является прекрасным компонентом для возделывания в смешанных посевах с зернобобовыми, капустными культурами, кукурузой и подсолнечником. Травянистое сорго от других однолетних мятликовых трав отличает хорошая побегообразовательная способность, обильная кустистость, высокая отавность и интенсивность суточного ритма. Биологические особенности, универсальность и многогранность использования дополняются высокой экологической пластичностью, а также сравнительно невысокой требовательностью к условиям произрастания. Перечисленные преимущества позволяют включать сорго в различные типы полевых и кормовых севооборотов, использовать в производстве всего спектра травянистых кормов. Особую ценность культура представляет во второй половине лета, как надежный источник зеленых кормов, перспективное звено сырьевого конвейера.

Несмотря на отмеченные преимущества, широкого производственного внедрения сорговых культур в юго-западной части центра России не наблюдается. Это связано, прежде всего, с недостаточной их изученностью в регионе, отсутствием собственного семеноводства и другими причинами. Совершенно ясно, что системному внедрению культуры в практику кормопроизводства необходимо серьезное научное сопровождение. Комплексный подход в региональном развитии кормопроизводства предложен Заслуженным деятелем науки РФ, профессором Б.С. Лихачевым (2000) в разработанном им проекте «Оптимизация системы полевого кормопроизводства для юго-западных районов Центральной России». Одним из направлений проекта является интродукция новых и малораспространенных кормовых культур, разработка их технологий возделывания и использования. В интенсификации отрасли за счет совершенствования структуры кормового клина немаловажное место отводится травянистому сорго как универсальной кормовой культуре с высоким агробиологическим и экономико-технологическим потенциалом, который, по мнению ряда авторитетных ученых, может быть реализован и в почвенно-климатических и экономических условиях юго-запада Нечерноземья. В связи, с чем научные исследования в области биологии, изучения сортимента, агротехники возделывания, кормовой оценки и направлений использования травянистого сорго в регионе весьма актуальны. Это позволит разработать зонально-адаптивные технологии производства травянистых кормов и семян и предложить непосредственное направление использования культуры в системе полевого кормопроизводства юго-запада Нечерноземья.

Цель исследований - научно-практическое обоснование зонально-адаптированных технологий производства травянистых кормов и семян суданской травы и направлений использования культуры в системе полевого кормопроизводства юго-запада Нечерноземья России.

Цель определила выполнение следующих задач:

· анализ научной литературы по морфобиологии, продукционному процессу, распространению, направлениям селекции травянистого сорго, агротехнике возделывания, кормовым достоинствам и использованию культуры;

· разработать алгоритм исследований по научно-практическому обоснованию внедрения травянистого сорго в практику полевого кормопроизводства юго-запада Нечерноземья России;

· изучить биологию роста и развития растений, динамику формирования урожая и его структуры, в том числе отавы и накопления основных питательных веществ;

· провести экологическое изучение и дать дифференцированную оценку перспективному сортименту травянистого сорго;

· определить влияние на урожай и его качество основных технологических приемов (дозы минеральных удобрений, сроки и способы посева, нормы высева, способы основной и предпосевной подготовки почвы, сроки уборки и высота скашивания и т.д.);

· установить параметры (видовой состав и соотношение культур) сложных агрофитоценозов суданской травы с зернобобовыми и капустными культурами, обеспечивающие высокую кормовую продуктивность посевов и энергопротеиновую полноценность урожая;

· дать широкую кормовую оценку перспективным видам кормов (зеленой массы, сена, сенажа, силоса, зерносенажа и др.) на основе травянистого сорго и определить его место в зеленом и сырьевом конвейере;

· изучить влияние на урожайность и посевные качества семян суданской травы узловых приемов ее агротехники;

· провести агроклиматическое обоснование размещения семеноводства раннеспелых сортов суданской травы на территории Брянской области и разработать зонально-адаптированную технологию репродукционного семеноводства;

· дать экономическую и агроэнергетическую оценку предлагаемым технологиям производства кормов и семян.

Положения выносимые на защиту:

· суданская трава - универсальная кормовая культура для юго-западной части Нечерноземья;

· адаптивный и продуктивный потенциал сортов и гибридов травянистого сорго;

· место суданской травы в системах сырьевого и зеленого конвейеров региона;

· достаточное селекционное обеспечение для многофункционального использования травянистого сорго при производстве кормов;

· технологическое сопровождение возделывания суданской травы на кормовые цели;

· смешанные посевы - важный резерв повышения протеиновой полноценности кормовой массы суданской травы;

· возможность организации репродукционного семеноводства раннеспелых сортов суданской травы на серых лесных почвах Нечерноземья;

· высокая экономическая и энергетическая эффективность возделывания суданской травы на кормовые цели и семена.

Научная новизна заключается в том, что впервые в агроклиматических условиях юго-запада Нечерноземья России проведена многосторонняя оценка суданской травы как универсальной кормовой культуры, разработаны направления её использования в кормопроизводстве региона и технологическое сопровождение возделывания на кормовые и семена.

Практическая значимость выражается в том, что для сельскохозяйственного производства региона рекомендованы многовариантные схемы использования травянистого сорго, разработаны экономически и энергетически эффективные технологии производства травянистых кормов с высокой энергетической и питательной ценностью, предложена зонально-адаптивная технология репродукционного семеноводства культуры. Результаты исследований использованы при составлении практических рекомендаций по возделыванию суданской травы и кормового сорго в Брянской области (2003, 2005) широко используемых в практике хозяйств региона, а так же неоднократно публиковались в научно-практическом журнале «Агроконсультант. Вестник ИКС Брянской области». В период выполнения экспериментальной работы, проводилась производственная проверка предлагаемых агроприемов и технологий возделывания суданской травы на кормовые цели и семена в сельскохозяйственных предприятиях Брянской области: УОХ «Кокино» Выгоничского района; СХПК «Госома» Брянского района; СПК «Аленовское» Унечского района; СХПК «Кистерский» и СХПК «Дружба» Погарского района и других хозяйствах, а также ГНУ «ВНИИ люпина».

Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты диссертации обсуждались и были одобрены на научно-практических конференциях, семинарах и симпозиумах: Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, 2001); Международной научной интернет-конференции, посвященной 100-летию со дня рождения выдающихся ученых А.И. Державина и А.А. Корнилова (Ставрополь, 2002); Региональной научно-практической конференции «Молодые ученые - аграрной науке и производству» (Брянск, 2003); Четвертых Саввичевских научных чтениях (Брянск, 2003); VIII Всероссийской научно-практической конференции Пензенской ГСХА «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур» (Пенза, 2004); Научно-практической конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 2004); Международной научно-практической конференции «Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства» (Брянск, 2004); Международной научно-практической конференции посвященной 30-летию ФГОУ ВПО «Смоленский СХИ» (Смоленск, 2004); VI Международном Симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2005); Научно-практической конференции «Регуляция продукционного процесса сельскохозяйственных растений» (Орел, 2006); Научно-практической конференции молодых ученых «Молодые ученые возрождению агропромышленного комплекса России» (Брянск, 2006); Всероссийской конференции «Территории развития: образование, наука, инновации» (Брянск, 2006); Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2007, 2008), Научно-практическом семинаре «Перспективы использования сорговых культур в кормопроизводстве и перерабатывающей промышленности АПК Брянщины», (Брянск, 2009). Материалы исследований неоднократно докладывались на заседаниях кафедры биологии, кормопроизводства, селекции и семеноводства, ученом совете Агроэкологического института Брянской ГСХА.

Личный вклад автора. Личное участие автора заключается в разработке научной гипотезы и алгоритма исследований. В течение 8 лет проведены при его непосредственном участии полевые опыты, лабораторные анализы и производственная проверка основных результатов, позволившие доказать необходимость широкого производственного использования травянистого сорго в полевом кормопроизводстве региона.

Публикации результатов исследований. Результаты диссертационной работы отражены в 55 печатных работах в научных, научно-производственных журналах, сборниках и научных трудах, в том числе 11 в периодических научных изданиях перечня ВАК для публикации основных результатов диссертационных работ на соискание ученой степени доктора наук. Изданы монографии «Кормовое сорго в Нечерноземье» (Брянск, 2003), «Суданская трава в полевом кормопроизводстве Нечерноземья» (Брянск, 2009).

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, восьми глав, выводов и предложений производству, списка литературы, включающего 439 источников, в том числе 38 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 369 страницах машинописного текста, включает 91 таблицу, 17 рисунков и 181 приложение (в отдельном томе).

Автор выражает искреннюю признательность за ценные советы и помощь в выполнении работы научному консультанту, Заслуженному деятелю науки РФ, профессору Б.С. Лихачеву, заведующему кафедрой биологии, кормопроизводства, селекции и семеноводства Брянской ГСХА доктору с.-х. наук, профессору А.В. Дронову, директору ГНУ «ВНИИ люпина», доктору с.-х. наук, профессору А.И. Артюхову, сотрудникам, аспирантам и дипломникам кафедры.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ СУДАНСКОЙ ТРАВЫ (обзор литературы)

Аналитический обзор научной литературы отражает современное состояние распространения, классификации, морфологии и биологии, селекции и семеноводства суданской травы. Рассмотрены вопросы кормовой ценности и отавности культуры, оптимизации фаз технологической спелости, технологических аспектов возделывания на кормовые цели, конструированию сложных агроценозов. Уделено внимание особенностям семеноводческой агротехники, формирования качества семян.

Обзор научной литературы и практических рекомендаций предоставил возможность определить основные направления научного поиска и выработать алгоритм исследований для обоснования широкого внедрения культуры в практику полевого кормопроизводства юго-запада Нечерноземной зоны.

суданский трава урожай удобрение

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

В главе характеризуются почвенно-климатические условия региона, объекты исследований и схемы опытов, методики проведения экспериментов.

Почвенно-климатические условия. Экспериментальная работа выполнена в 2000-2008 гг. в условиях опытного поля и коллекционного питомника Брянской ГСХА, которые относятся к почвенной Украинской провинции и расположены в северном (I) агроклиматическом районе. Почвы опытных участков серые лесные легкосуглинистые, среднеокультуренные. Содержание гумуса в пахотном слое - 3,2-3,6% (по Тюрину), сравнительно высокая обеспеченность подвижным фосфором 21,6-22,6 и средняя - обменным калием - 13,8-19,6 мг на 100 г почвы (по Кирсанову), рН_сол. 5,2-5,6 (слабокислая), гидролитическая кислотность (Н_г) - 2,63 мг-экв. на 100 г почвы, высокая степень насыщенности основаниями - 83,0-85,6%(по Каппену и Гильковицу).

Климат Брянской области - умеренно-континентальный, характеризуется сравнительно теплым летом, умеренно холодной зимой. Период с температурой выше +10°С длится 136-154 дня, сумма активных температур за это время составляет 2150-2450°С, что вполне достаточно для возделывания травянистого сорго на кормовые цели и раннеспелых сортов на семена. По влагообеспеченности территория области относится к зоне достаточного увлажнения, годовая сумма осадков составляет 530-650 мм, максимум которых приходится на июль.

Метеорологические условия вегетационных периодов в годы проведения исследований характеризовались существенным варьированием, значительно отличаясь от среднемноголетних показателей как по температуре и количеству осадков, так и гидротермическому режиму (табл. 1).

Таблица 1 - Метеорологические условия в годы проведения исследований (по данным Брянской метеостанции 2000-2004 гг. и метеостанции Брянской ГСХА 2005-2008 гг.)

За период проведения исследований отмечались засушливые с повышенным термическим режим годы (2002, 2007), а также довольно холодные и дождливые (2000, 2006). Большинство лет вегетации травянистого сорго характеризовались высокой увлажненностью и избыточностью осадков (ГТК выше 1,3), следовательно, в регионе именно термические условия выступают как лимитирующий фактор культуры. Варьирование метеорологических условий позволило предложить объективную хозяйственно-биологическую характеристику сортимента травянистого сорго, применить разносторонний подход в оценке базовых элементов технологии возделывания и дать однозначное заключение о возможности семеноводства раннеспелых сортов в регионе.

Объекты, схемы опытов и методика исследований. За период исследований было проведено 8 полевых опытов, подробное их описание дано в диссертации, краткую характеристику их приводим ниже.

Опыт 1. В течение 2001-2005 г.г. было изучено 15 сортов суданской травы и 4 сорго-суданковых гибрида селекции различных селекционных центров России.

Опыт 2. В 2000-2002 гг. изучались сроки посева кормового сорго с целью их оптимизации разного направления хозяйственного использования. В опыте изучались сорго-суданковый гибрид Интенсивный F₁ и суданская трава Черноморка, высеваемые в пять разных сроков (I- II - III декады мая , I - II декады июня).

Опыт 3. Динамика формирования урожая травянистого сорго (суданская трава Черноморка и ССГ Интенсивный F₁), его структуры и химического состава (2000-2003 гг.).

Опыт 4. Особенности послеукосного отрастания суданской травы (сорт Черноморка) в зависимости от сроков первого укоса и интенсивности скашивания (2001-2003 гг.), а так же высоты среза (сорт Кинельская 100 в 2006-2008 гг.). Блок полевых опытов по отработке узловых моментов агротехники возделывания суданской травы на кормовые цели и семена.

Опыт 5. Оптимизация норм высева. Объектами исследований служили сорта суданской травы Многоотрастающая (2003-2004 гг.) и Кинельская 100 (2005-2007 гг.), которые высевали следующими нормами (в млн. всхожих семян на гектар): 3,5, 3,0, 2,5, 2,0, 1,5, 1,0.

Опыт 6. Сравнение способов посева (2005-2007 гг. предшественник соя, монокультура). Объектом исследований служил раннеспелый сорт Кинельская 100, который высевали в широкорядных посевах с междурядьями 45, 70 см (норма высева 20..22 кг/га) и в рядовом с междурядьями 15 см (норма высева в опыте на кормовые цели 34..37 кг/га, на семена 20..22 кг/га).

Опыт 7. Изучение реакции сортов и гибридов травянистого сорго на интенсивность применения полного минерального удобрения. Предшественник монокультура суданской травы. Объектами исследований служили ССГ Интенсивный F₁, позднеспелый сорт Многоотрастающая (2005-2006 г.г.), раннеспелый сорт Кинельская 100 (2005-2007 гг.). Сорта и гибрид выращивали на следующих уровнях минерального удобрения: 1-й уровень (без удобрений); 2-й уровень минимальный (NPK)₃₀; 3-й уровень средний (NPK)₆₀; 4-й уровень максимальный (NPK)₉₀, близкий к расчетной норме на планируемую урожайность 50,0 т/га зеленой массы.

Опыт 8. Подбор наиболее комплементарных компонентов для смешанных посевов на основе суданской травы. Объектами исследований служили суданская трава с нормой высева 2,0 млн. семян/га (в 2003-2004 г.г. позднеспелый сорт Многоотрастающая, в 2005-2008 г.г. раннеспелый сорт Кинельская 100), вика яровая (Людмила), вика озимая (Глинковская), горох полевой (Зарянка), кормовые бобы (Мария), люпин узколистный (Кристалл), которые высевали половинной нормой от рекомендуемой в чистом посеве. В 2008 году в схему опыта была включена смесь суданской травы и сои (Брянская 11).

В период вегетации проводили фенологические наблюдения, определяли высоту растений, параметры листьев (длина и ширина), метелок, количество побегов кущения. При фенологических наблюдениях регистрировали даты полных всходов, кущения, выхода в трубку, выметывания, цветения, молочной, восковой и полной спелости зерна. Площадь листьев определялась путем промеров и перемножением наибольшей ширины листа на его длину с поправкой на коэффициент 0,68.

Подсчет густоты стояния растений в фазу полных всходов и перед уборкой урожая проводили на постоянно закрепленных площадках (площадью 0,25 м²) в восьмикратной повторности. Высоту растений измеряли в пяти местах делянки до раструба листьев или до кончика метелки. Засоренность посевов определялась количественно-весовым методом. Подсчет сорняков проводился перед первым укосом на площадках по 1 м² в четырехкратной повторности. Отбор делали по биологическим группам взвешиванием в сыром состоянии с последующим учетом их общей сухой массы.

Учет урожая надземной массы проводили сплошным методом на площадках по 1-5 м² в трех-четырех кратной повторности путем скашивания и взвешивания зеленой массы. Выход воздушно-сухого вещества устанавливали путем высушиванием навесок в сушильном шкафу при температуре 60 -65єС, абсолютно-сухого при температуре 100 -105 єС. Для более полного выявления биологического потенциала продуктивности урожайность надземной массы учитывали по двум схемам (применяли два варианта учета или использования):

1 я - схема «кормовая» - первый укос в фазу начала выметывания, второй укос (отава) в конце вегетации;

2 я- схема «силосная» - однократный укос в фазу формирования семян (в конце вегетации).

Урожайность семян учитывали сплошным методом в фазу полной спелости на площадках по 5 м² (1 м² в опыте с сортами) в четырехкратной повторности. При этом рассчитывали структуру урожая (общую надземную массу, массу метелок, массу вороха семян, массу чистых семян стандартной влажности). В лабораторных условиях определяли посевные качества семян: объемную массу семян (натуру), массу 1000 семян, а также энергию прорастания, всхожесть и силу роста, используя метод проращивания семян в рулонах фильтровальной бумаги.

Отборы образцов для химического анализа проводили в соответствии с Методическими указаниями по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (1997). Силос и зерносенаж заготавливали в лабораторных емкостях по 3,0 л, сено высушивали в полевых условиях. Химические анализы были выполнены в лаборатории массовых анализов ВНИИ люпина, в Центральной научной учебно-испытательной лаборатории Брянской ГСХА едиными стандартными методами.

Расчет питательной и энергетической ценности сухого вещества зеленой массы суданской травы проводили на основании данных биохимического анализа образцов, используя формулы и коэффициенты, изложенные в Методических указаниях по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (1997), справочном издании «Корма» академиков РАСХН Г.А. Романенко и А.И. Тютюнникова (1997).

Статистическую обработку полученных экспериментальных данных по параметрам экологической пластичности и стабильности урожая сортов и гибридов травянистого сорго проводили по методике С.А Эберхарта и У.А. Рассела, изложенной В.З. Пакудиным (1973) с использованием возможностей Microsoft Excel.

Энергетическая оценка технологий производства кормов и семян на основе травянистого сорго проводили по методическим рекомендациям, разработанным В.В. Коринцом (1986), Е.И. Базаровым (1987), В.Ф. Мальцевым (1994) с учетом требований Методических указаний по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (1997). Экономическую эффективность технологий рассчитывали на основании составленных технологических карт, справочно-расчетных нормативов в растениеводстве с учетом цен на энергоносители, пестициды, удобрения, семена, заработную плату и т.д. сложившихся в 2008 году.

Результаты количественных определений подвергались статистической обработке с помощью дисперсионного (Straz) и корреляционно-регрессионного (Microsoft Office Excel) анализа по Б. А. Доспехову (1985) на персональном компьютере.

Подробное описание методик излагается в главе 2 и соответствующих разделах экспериментальной части диссертации.

3. ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И КОРМОВАЯ ЦЕННОСТЬ ТРАВЯНИСТОГО СОРГО

В главе рассматриваются результаты изучения формирования урожая кормовой массы травянистого сорго в течение вегетации, динамики содержания сухого вещества, химического состава и структуры урожая. Приводится характеристика энергетической, питательной и кормовой ценности сухого вещества суданской травы в различные фазы вегетации, данные по кормовой продуктивности направлений её использования. Обсуждаются особенности послеукосного отрастания в зависимости от сроков первого укоса, интенсивности скашивания и высоты среза.

Рис. 1 Динамика формирования урожая травянистого сорго

Изучение параметров формирования урожая в основные фазы развития (рис. 1) показало незначительный прирост наземной массы в начале вегетации и интенсивный темп её формирования после выхода в трубку. Суточные приросты суданской травы при этом составляют 25-30 г/м² сухого вещества и 70-80 г/м² зеленой массы, ССГ - 40-45 г/м² и 120-130 г/м² соответственно. Максимальный выход зеленой массы суданской травы сорта Черноморка отмечен в фазу полного цветения - 2980,6 г/м², тогда как сухого вещества - к фазе молочно-восковой спелости зерна - 1227,5 г/м². Для ССГ Интенсивный F₁ характерно накопление, как зеленой массы, так и сухого вещества до конца вегетации.

В фазу выхода в трубку надземная масса характеризуется высокой сочностью - доля сухого вещества около 20%. В фазу выметывания содержание сухого вещества достигает 25-28 %, а к фазе полного цветения 32-35%, в период формирования зерна более 43 %, а ССГ - около 35 %.

Оценка структуры урожая травянистого сорго позволила выявить тенденции перераспределения компонентного состава урожая надземной массы в течение вегетации в сторону повышения доли стеблей и метелок и снижения удельного веса листьев.

Максимальное содержание сырого протеина (13,1 %) отмечено в фазу выхода в трубку, сахаров (16,7 %) - во время цветения, а крахмала (11,2 %) - в фазу молочной спелости зерна. Для этой фазы развития характерна и наиболее высокая концентрация клетчатки (32,1 %). Содержание жира (1,34 %) и зольных элементов (8,0 %) наиболее высокое в начале вегетации. Кальциево-фосфорное соотношение по фазам вегетации составляет 1,5-1,6 : 1. Содержание питательных веществ в кормовой массе ССГ было близким к суданской траве.

Сухое вещество в различные фазы вегетации отличается неоднозначной энергетической, питательной и кормовой ценностью. Кормовую массу с концентрацией обменной энергии свыше 9,5 МДж/кг сухого вещества можно получать лишь в фазу выхода в трубку. В более поздние фазы развития урожай суданской травы по данному критерию характеризуется как удовлетворительный. Сухое вещество растений, находящихся в вегетативном периоде развития, отличается высокой питательностью 0,75-0,76 к. ед./кг, сбалансированностью по протеину и оптимальным сахаропротеиновым соотношением. В фазу выметывания питательность составляет 0,64 к. ед./кг, с высоким содержанием сахаров и некоторой протеиновой недостаточностью. К завершению вегетации урожай суданской травы неполноценен по протеину, хотя отличается высокой сахаристостью.

Проведенные исследования отавности убедительно доказывают возможность многоукосного возделывания суданской травы в регионе. Причем рассчитывать на три урожая, можно лишь в случае проведения первого укоса в фазу трубкования и 30-ти дневном межукосном периоде (схема - трехукосная 1). При 40-ти дневном межукосном интервале (схема - трехукосная 2), третий укос формируется в отдельные годы. Убирая суданскую траву в фазу выметывания, реально получать только один урожай отавы. Максимальный урожай зеленой массы отавы 31,71 т/га получен при второй трехукосной схеме использования, хотя и другие многоукосные схемы обеспечивают достаточно высокую продуктивность культуры - 27,0-30,0 т/га надземной массы.

Формирование урожая отавы суданской травы в значительной мере определяется высотой проведения первого укоса. Так, при скашивании на низком срезе (3-4 см) и среднем (5-6 см) урожайность отавы составляла в среднем 1,54-1,74 кг/м², причем достоверной разницы между урожайностью при низком и среднем срезе не всегда наблюдалось. Срез на высоте 10-12 см позволяет существенно - на 25-35 % повысить урожайность второго укоса.

Полученные данные по биохимическому составу надземной массы суданской травы в течение вегетации позволили оценить схемы использования по кормовой продуктивности (табл. 2).

Таблица 2 - Кормовая продуктивность в зависимости от схем использования суданской травы, среднее за 2001-2003 гг.

Максимальный выход сырого протеина 1,05-1,08 т/га и высокая белковая полноценность кормовой массы отмечены при трехукосных вариантах использования. Наиболее высокий 1,93-1,97 т/га сбор легкорастворимых сахаров, наоборот, обеспечивает одноукосное применение, тогда как максимальный урожай кормовых единиц - 9,73 т/га и обменной энергии (ОЭ) - 135,28 ГДж/га получен при двухукосной схеме использования.

Полученные результаты подтверждают универсальность и многогранность суданской травы как кормовой культуры и для агроклиматических условий юго-запада Нечерноземья, предлагаем следующие варианты её использования. В организации зеленого конвейера, а также заготовке сена в плане получения нескольких укосов с хорошим качеством корма наиболее оптимальной является многоукосная схема использования (первый укос в фазу выхода в трубку, последующие с интервалом 30-35 дней). На сенаж суданскую траву следует убирать в фазу выметывания, отаву можно использовать для зеленой подкормки, скашивая или стравливая в фазу стеблевания, или на силос в конце вегетации, т.е. реализовывать двухукосную схему. На силос травянистое сорго лучше убирать в период массового цветения, а для приготовления зерносенажа в фазу молочно-восковой спелости зерна.

4. СОРТОИЗУЧЕНИЕ ТРАВЯНИСТОГО СОРГО В УСЛОВИЯХ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

В главе представлены результаты 3-5 летнего сортоизучения травянистого сорго на серых лесных почвах Нечерноземья. Рассматриваются сортовые особенности хода онтогенеза и динамики роста, при этом определены сроки достижения технологической спелости. Детально проанализированы данные по урожайности зеленой массы и сухого вещества сортов и гибридов при различных схемах учета. Проведена оценка урожая по параметрам экологической пластичности и стабильности, дается его обобщенная хозяйственно-морфологическая характеристика. С помощью корреляционно-регрессионного анализа установлена тесная зависимость ритма развития и продолжительности вегетационного периода от термического режима, подтверждена тесная взаимосвязь продуктивности с основными морфологическими признаками и биологическими свойствами.

Особенности роста и развития сортимента травянистого сорго. Результаты фенологической оценки сортимента травянистого сорго в условиях умеренного климата юго-запада Нечерноземной зоны показали, что все изучаемые генотипы по продолжительности вегетационного периода можно разделить на три группы - раннеспелые (вегетационный период 90-110 дней), среднеспелые (110-130 дней) и позднеспелые (более 130 дней).

В первую группу включили сорта суданской травы: Кинельская 100, Тугай, Изумрудная, Пензенская ранняя, Приалейская, Приобская и Сенокосная, которые стабильно вызревали до полной спелости семян во все годы исследований. Следует отметить, что данная группа преимущественно представлена преимущественно сортами «северной» селекции: Башкирского НИИСХ и Алтайского НИИ земледелия.

В группу среднеспелых вошли сорта, которые в климатических условиях региона ежегодно вступали в фазу формирования зерна, однако в отдельные годы не созревали до полной спелости: Черноморка, Камышинская 53 и 51, Краснодарская 1967 и Ульяновская 1.

К числу позднеспелых генотипов следует отнести все представленные сорта суданской травы и сорго-суданковые гибриды селекции ВНИИ зерновых культур им. И.Г. Калиненко (Ростовская область). Это Многоотрастающая, Быстрянка, Степнячка, Интенсивный F₁, Густолистный F₁ и другие, которые лишь в отдельные годы формировали семена, а вегетационный период составил более 130 дней.

Корреляционно-регрессионный анализ показал высокий уровень отрицательной связи (r от - 0,777 до - 0,873) между средней температурой воздуха и продолжительностью вегетативного этапа развития. При этом наиболее существенная зависимость хода вегетативного развития от термического режима наблюдалась в отношении позднеспелых генотипов. Очень высокий уровень корреляции (r - -0,968) отмечен в отношении влияния температуры на ход генеративного этапа развития раннеспелых сортов суданской травы, причем коэффициент детерминации показывает, что на 93,7 % вариации в продолжительности созревания семян обусловлены средней температурой воздуха. Выявлена тесная отрицательная связь (r - -0,753) между продолжительностью вегетационного периода и суммой активных температур в отношении раннеспелых сортов. Наблюдения за динамикой роста показали, что все изучаемые генотипы травянистого сорго характеризуются замедленным первоначальным ростом (промер I), высота растений - до 25 см и 1 балл согласно 9-ти балльной шкале Международного классификатора СЭВ. Более быстрым ростом отличались сорта «северной» селекции Тугай, Приалейская, Приобская, Сенокосная и сорго-суданковый гибрид Интенсивный F₁, высота которых через 30 дней после всходов достигала 20 - 22 см. Среднесуточный прирост за первые 30 дней вегетации составил лишь 0,4 - 0,7 см. Однако уже с I декады июля (промер II) высота растений составляет 40-50 см, и отмечается достаточно интенсивный среднесуточный прирост - от 2 до 3 см. Как наиболее высокорослые по второму промеру выделились сорта Тугай, Камышинская 51, Кинельская 100 и сорго-суданковый гибрид Интенсивный F₁ высота которых достигала 49-52 см.

Согласно Международного классификатора СЭВ изучаемый сортимент по признаку «высота растений перед уборкой» был распределен на следующие группы: среднерослые (151-200 см), высокорослые (201-250 см) и очень высокорослые - свыше 250 см. В первую группу вошли семь раннеспелых сортов Тугай, Кинельская 100, Приалейская и другие, самую многочисленную группу высокорослых растений составили среднеспелые сорта Черноморка, Камышинская 51 и другие, позднеспелые: Быстрянка, Степнячка, и все изучаемые ССГ. К очень высокорослым растениям можно было отнести сорт Многотрастающая. Следует отметить четкое распределение полученных баллов по группам спелости. Так, 6 баллов получили раннеспелые сорта, 7 баллов среднеспелые сорта, 8-9 баллов позднеспелые сорта и гибриды.

Уровень реализации продуктивного потенциала. Важнейшим интегральным показателем потенциала того или иного сорта или гибрида, в конечном счете, является его урожайность.

Обобщенная оценка сортимента травянистого сорго по урожайности зеленой массы при различных схемах учета на серых лесных почвах Нечерноземья представлена в таблице 3, где для более объективной оценки он разбит на две группы, существенно различающиеся по продуктивности и морфобиологическим характеристикам.

Таблица 3 - Урожайность сортимента травянистого сорго при различных схемах учета, в кг/м² за 2001-2005 гг. в среднем за три года

При кормовой схеме учета среднесортовая урожайность зеленой массы в фазу выметывания по первой группе сортов за три года составила 1,5 кг/м², при этом лишь среднеспелый сорт Камышинская 51 дал ощутимую прибавку - 0,44 кг/м², а сорт Черноморка, наоборот, математически достоверное снижение - на 0,17 кг/м² . В целом, по остальным ранне- и среднеспелым сортам суданской травы средняя урожайность за три года колебалась от 1,38 кг/м² до 1,62 кг/м², что было близко со значением среднесортовой. Следовательно, большинство изучаемых сортов показали очень незначительный размах варьирования по урожайности зеленой массы в первый укос.

Среднесортовая урожайность зеленой массы по группе позднеспелых сортов и гибридов за три года составила 3,12 кг/м². ССГ Густолистный F₁ и Остролистный F₁ обеспечили существенную прибавку 0,39-0,53 кг/м², тогда как урожайность сортов суданской травы Многоотрастаюшая и Быстрянка был на 17-20 % ниже среднесортовой. В целом по группе позднеспелых генотипов отмечается значительный размах варьирования урожайности в фазу выметывания.

Анализируя данные по урожайности второго укоса изучаемого сортимента травянистого сорго, можно отметить, что в условиях региона лишь раннеспелые сорта суданской травы способны формировать достаточно высокий урожай отавы. Так, если среднесортовая урожайность по группе позднеспелых генотипов составила 0,54 кг/м², по среднеспелым сортам 0,85 кг/м², то раннеспелые сорта обеспечили в среднем 1,2 кг/м². Следовательно, агроклиматического потенциала региона достаточно, чтобы ранние сорта формировали полноценный второй укос.

Урожайность зеленой массы в сумме за два укоса по группе ранне- и среднеспелых сортов колебалась в пределах от 2,18 до 2,81 кг/м², при среднесортовой - 2,52 кг/м², причем этот показатель существенно превысили лишь сорта Камышинская 51 и Тугай. Среднесортовая урожайность за два укоса по группе позднеспелых генотипов составила 3,66 кг/м², при этом ощутимую прибавку 0,46-0,55 кг/м²обеспечили ССГ Густолистный F₁ и Остролистный F₁.

Оценка урожайности при силосной схеме учета (один укос в период формирования зерна) всего изучаемого сортимента свидетельствует, что продуктивный потенциал позднеспелых генотипов (особенно гибридов) на серых лесных почвах существенно более высокий, чем скороспелых. Так, если среднесортовая урожайность зеленой массы ранних и среднеспелых сортов составила 1,94 кг/м², то позднеспелых сортов - 3,24 кг/м², а сорго-суданковых гибридов - 4,01 кг/м².

Изучаемые сорта и гибриды обеспечивают наиболее высокий выход сухого вещества при одноукосной схеме учета. По группе позднеспелых генотипов выход сухого вещества составил от 12,59 до 15,13 т/га, тогда как по группе ранне- и среднеспелых сортов составил от 7,93 до 10,33 т/га.

Урожайность сухого вещества по кормовой схеме учета был существенно ниже и составляла около 6,0-7,0 т/га в сумме за два укоса. Следует отметить, что раннеспелые сорта Кинельская 100, Тугай, Изумрудная и другие способны формировать не только хороший урожай в первый укос, но и давать полноценный урожай отавы - около 3,0 т/га сухого вещества. Позднеспелые сорта и гибриды основной урожай на 90 % обеспечивают за счет первого укоса

Экологическая пластичность, стабильность и хозяйственно - морфологическая характеристика урожая. Для более полного анализа продуктивного и адаптивного потенциала сортов и гибридов травянистого сорго в агроклиматических условиях серых лесных почв Нечерноземья была проведена оценка параметров экологической пластичности и стабильности урожая по методике S.A. Eberhart, W.A. Russel (1966) в изложении В.З. Пакудина (1973).

Математические расчеты показали, что изучаемые сорта и гибриды различаются не только по урожайности кормовой массы, но и по уровню реакции на метеорологические условия, складывающиеся в разные годы в регионе. Высокий уровень отзывчивости на метеорологические и агротехнические условия возделывания показали сорта суданской травы Черноморка, Камышинская 51, Многотрастающая, Степнячка, сорго-суданковые гибриды Густолистный F₁, Остролистный F₁, которые можно отнести к сортам интенсивного типа. Коэффициент регрессии b_i при этом составил 1,6 и более. Средний уровень реакции (b_i близкое к единице), соответственно высокую экологическую пластичность проявили сорта Сенокосная, Изумрудная и сорго-суданковый гибрид Интенсивный F₁. Практически не реагировали на условия среды (b_i близкое к нулю) сорта Камышинская 53, Ульяновская 1, Краснодарская 1967. Значительная группа сортов Кинельская 100, Тугай, Быстрянка и другие отличились слабой отзывчивостью на изменение факторов среды, т.е. низкой экологической пластичностью, коэффициент регрессии которых был значительно ниже единицы.

В большинстве изучаемые сорта и гибриды травянистого сорго характеризовались высокой стабильностью урожая кормовой массы, коэффициент стабильности S_i² < 10. Нестабильной по годам урожайностью отличились лишь позднеспелые сорта Многотрастающая и Быстрянка, коэффициент стабильности S_i² > 20.

С помощью статистического анализа подтверждена тесная взаимосвязь продуктивности сортимента травянистого сорго с основными морфологическими признаками и биологическими свойствами. Выявлена тесная, почти функциональная, положительная взаимосвязь урожайности зеленой массы с морфологическими признаками: высота растений, количество листьев на растении, облиственность, толщина стебля. Коэффициент корреляции при этом составил 0,93-0,99, а коэффициент детерминации 0,87-0,98. Тесная отрицательная взаимосвязь (r = - 0,84 и r² = 0,71) отмечена между урожайностью в фазу выметывания и кустистостью, хотя интенсивность побегообразования в значительной мере определила урожайность отавы (r = 0,98 и r² = 0,96). Следует отметить существенное влияние продолжительности вегетации на урожайность зеленой массы сортов и гибридов травянистого сорго как в фазу выметывания (r = 0,99 и r² = 0,98), так и в фазу формирования зерна (r = 0,97 и r² = 0,95). Тесно взаимосвязаны (r = 0,99 и r² = 0,97) урожайность отавы и количество дней, остающихся до конца вегетации после проведения первого укоса. Результаты изучения на серых лесных почвах Нечерноземья сортов и гибридов травянистого сорго показали, что имеющиеся генотипы по ряду морфобиологических и хозяйственно-ценных показателей можно четко разделить на две хозяйственные группы:

Группа позднеспелых, так называемых «силосных» или интенсивных сортов и гибридов, отличающихся высоким ростом (220-250 см), большим количеством листьев (7-9 штук), незначительной кустистостью (1,5-2,4 побегов на растение), содержанием сухого вещества к концу вегетации 35,0-38,0 %, облиственностью в фазу выметывания 25-23 %, долей метелок с формирующимся зерном 10-15 %, вегетационным периодом более 130 дней - это Многоотрастающая, Быстрянка, Степнячка, Интенсивный F₁, Сочнобыстрый F₁, Остролистный F₁ и Густолистный F₁.

Группа ранне- и среднеспелых, так называемых «кормовых» сортов, отличающихся невысоким ростом (около 180-220 см), малым количеством листьев (5-7 штук), высокой кустистостью (2,5-3,5 побегов на растение), тонкостебельностью (диаметр стебля 5-6 мм), содержанием сухого вещества в фазу выметывания около 30 % и к концу вегетации 45-50 %, облиственностью более 25 % и долей метелок с формирующимся зерном 17-30 %, наступлением хозяйственной спелости (фаза выхода в трубку) через 35-36 дней - это Черноморка, Тугай, Пензенская раннеспелая, Кинельская 100, Изумрудная, Камышинская 51 и 53, Ульяновская 1, Краснодарская 1967, Приалейская, Сенокосная, Приобская. По раннеспелым сортам данной хозяйственной группы (Тугай, Кинельская 100, Изумрудная, Приалейская и другие) с вегетационным периодом около 105 дней можно в условиях юго-запада Нечерноземной зоны вести собственное семеноводство, так как они стабильно вызревают до полной спелости семян.

«Силосные» сорта и гибриды обладают высоким потенциалом урожайности - 12,0-15,0 т/га сухого вещества, они больше пригодны для одноукосного использования на сенаж или силос, преимущественно в чистых посевах. Благодаря достаточной сочности стебля хорошо поедаются скотом и могут вплоть до цветения использоваться в зеленом конвейере. Принимая во внимание высокую отзывчивость на условия возделывания, для реализации продуктивного потенциала таким генотипам необходимо создавать достаточно высокий агрофон.

«Кормовые» сорта обладают меньшим потенциалом урожайности 8,0-10,0 т/га сухого вещества, но больше адаптированы к условиям региона, агроклиматических ресурсов которого достаточно для формирования у них нескольких укосов и полноценных семян. Такие сорта будут более востребованы при многоукосных технологиях возделывания на следующие виды травянистых кормов: зеленую подкормку или стравливание, сено и сенаж, а также для возделывания в поликультуре. Они стабильно вызревают до фазы молочно-восковой спелости зерна и могут возделываться для приготовления зерносенажа как в чистых посевах, так и в смеси с высокобелковыми культурами. Учитывая невысокий уровень реакции для данного сортимента рекомендуется умеренный агрофон.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СУДАНСКОЙ ТРАВЫ

В главе рассматриваются основные приемы агротехники возделывания суданской травы на кормовые цели в агроклиматических условиях юго-запада Нечерноземья: место в севообороте и подготовка почвы, сроки посева, способы посева и нормы высева, особенности минерального удобрения и ухода за посевами. Изучено влияние технологических приемов на формирование урожая кормовой массы, его хозяйственно-морфологическую характеристику, продукционный процесс и фитосанитарное состояние посевов. Выявлены сортовые особенности агротехники суданской травы и предложены дифференцированные нормы высева, система удобрений и ухода за посевами травянистого сорго.

Место в севообороте и подготовка почвы. В агроклиматических условиях юго-запада Нечерноземья выбор предшественника для травянистого сорго должен быть основан на принципе - поля должны быть, прежде всего, чистыми от сорняков. По нашим наблюдениям это могут быть озимые или яровые зерновые культуры, зернобобовые, озимая рожь или рапс на зеленый корм. При надлежащей агротехнике суданскую траву можно несколько лет возделывать в монокультуре.

В условиях достаточного увлажнения безотвальные способы основной обработки почвы под суданскую траву ввиду сильной засоренности посевов следует исключать. В качестве способа основной обработки почвы под культуру следует использовать отвальную зяблевую вспашку на глубину пахотного горизонта, которая способствует улучшению фитосанитарного состояния посевов и позволяет получать наиболее высокий урожай кормовой массы.

В 2005-2008 г.г. для постановки полевого опыта по изучению основных элементов технологии возделывания суданской травы на серых лесных почвах в качестве основной подготовки почвы применили весеннюю отвальную вспашку, предварительно проведя осеннее дискование. В блоке предпосевной подготовки провели две сплошные культивации с боронованием на глубину 10-12 и 5-6 см и предпосевную обработку комбинированным агрегатом РВК-3,6. Эксперимент показал, что в условиях достаточного увлажнения под суданскую траву перспективно использовать в качестве основной обработки почвы весеннюю отвальную вспашку, причем эффективность этого приема проявилась даже в достаточно засушливом 2007 году (ГТК - 1,3).

Сроки посева. Для климатических условий юго-запада Нечерноземья весной характерен скачкообразный температурный режим с чередованием волн потеплений и похолоданий. Достаточная температура прогрева почвы может наблюдаться уже в конце апреля, тогда как в начале мая зачастую наблюдаются заморозки. Периоды существенного похолодания, вплоть до заморозков приходятся на конец мая, и даже начало июня. Следовательно, в регионе очень сложно при установлении сроков посева ориентироваться по температурному режиму, более целесообразным критерием оптимизации сроков посева будут календарные данные.

В 2000-2002 гг. была проведена экспериментальная работа по изучению особенностей развития и формирования урожая сорговых культур, высеянных в различные сроки (в начале мая и с десятидневным интервалом до конца июня).

Анализ полученных результатов, а так же многолетний опыт возделывания кормового сорго в регионе дает основания считать для юго-запада Нечерноземья оптимальным сроком посева травянистого сорго конец мая - начало июня. К этому времени реально с соблюдением всех агротехнических сроков провести 2-3 сплошные культивации, очистив при этом поля от сорной растительности. В плане организации бесперебойного поступления кормовой массы сорта и гибриды суданской травы можно высевать в течение всего июня месяца, ориентируясь при этом на гидротермический режим почвы.

Способы посева и нормы высева семян. В 2003-2007 г.г. на серых лесных почвах опытного поля Брянской ГСХА была проведена экспериментальная работа, целью которой было, изучив особенности формирования урожая в посевах с различной нормой высева, выделить наиболее оптимальные для агроклиматических условий региона. Проведенными исследованиями установлено существенное влияние норм высева, а соответственно разной плотности стеблестоя на продукционный процесс растений суданской травы, причем достаточно четко проявились сортовые вариации.

В посевах с разной нормой высева, естественно, формировалась и различная структура посевов. Так, к фазе выметывания густота стеблестоя варьировала в пределах от 51 до 146 шт./м² в зависимости от варианта опыта. Следует отметить достаточно низкую полевую всхожесть суданской травы, в среднем лишь 55-60 %. Выживаемость растений к фазе выметывания составляла от 69 до 91 %, а в период формирования зерна от 48 до 85 %