Адаптивный и продуктивный потенциал злаковых культур Ставропольской селекции в фитомелиорации пастбищных угодий Западного Прикаспия

Размещено на http://www.allbest.ru/

АДАПТИВНЫЙ И ПРОДУКТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР СТАВРОПОЛЬСКОЙ СЕЛЕКЦИИ В ФИТОМЕЛИОРАЦИИ ПАСТБИЩНЫХ УГОДИЙ ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ

Г.А. Сурхаев, С.Н. Сивцева

Т.Ф. Маховикова; Г.М. Сурхаева

Abstract

ADAPTIVE AND PRODUCTIVE POTENTIAL OF CEREALS OF STAVROPOL SELECTION IN PHYTOMELIORATION OF PASTURE LANDS OF THE WESTERN CASPIAN

G.A. Surkhaev, S. N.Sivtseva, T. F.Makhovikova, G. M. Surkhayeva

Introduction. The relevance of the research is dictated by the need for urgent restoration of the productive potential and phytocenotic diversity of degraded pasture lands in the Western Caspian region, using highly adaptive and productive cereal varieties of herbmeliorants for this purpose. Object. The object of research was experimental sowing of improved varieties of cereals of Stavropol selection on sandy soils of the experimental range of the «Achikulak Research Forest Experimental Station» in the period 2003-2017. Materials and methods. Breeding material for the study of their adaptive and productive potential in arid conditions of the region, provided by the «Stavropol Research Institute of Agriculture».

Studies of the phenology of the development and evaluation of the naturalization of cereals in the conditions of sandy lands of the region were carried out using generally accepted methodological developments in plant introduction and breeding. Results and conclusions achieved during a long (15 years) monitoring of vegetative, generative and productive potential of cereals of improved breeding (Elytrigia elongata Solonchakoviy wheatgrass, Elytrigia elongata Stavropolsky 10 wheatgrass, Elytrigia intermedia Stavropolsky 31 wheatgrass, Agropyron Sibirsky Novator wheat grass, Agropyron Wikraw wheat grass, Bromus inermis «Stavropolsky 35», Bromus inermis «Vegur» ), in the conditions of low-humus soils of the region, it was possible to scientifically substantiate the assessment of significant ecological and economic prospects for their use in phytomelioration of degraded pasture lands of the Western Caspian.

Key words; phytomelioration, Western Caspian, digression, grasses, adaptation, meliorant plants, arid pastures.

Аннотация

Актуальность исследований продиктована необходимостью неотложной реставрации продуктивного потенциала и фитоценотического разнообразия деградированных пастбищных угодий в Западном Прикаспии с использованием для этой цели высоко адаптивных и урожайных злаковых сортов трав-мелиорантов. Объектом НИР стали опытные посевы улучшенных сортов злаковых культур ставропольской селекции на песчаных почвах экспериментального полигона Ачикулакской НИЛОС в период 2003-2017 гг. Материалы и методы. Селекционный материал для изучения их адаптивного и продуктивного потенциала в аридных условиях региона предоставлен Ставропольским НИИ сельского хозяйства. Исследования фенологии развития и оценки натурализации злаковых культур в условиях песчаных земель региона проводились с использованием общепринятых методических разработок в интродукции и селекции растений. Результаты и выводы, достигнутые в ходе длительного (15 лет) мониторинга вегетативного, генеративного и продуктивного потенциала злаковых культур улучшенной селекции (пырей удлиненный Солончаковый, пырей удлиненный Ставропольский 10, пырей средний Ставропольский 31, житняк сибирский Новатор, житняк гребенчатый Викрав, кострец безостый Ставропольский 35, кострец безостый Вегур), в условиях малогумусных почв региона позволили научно обосновать оценку значительной эколого-экономической перспективы их использования в фитомелиорации деградированных пастбищных угодий Западного Прикаспия.

Ключевые слова: фитомелиорация, Западный Прикаспий, селекция злаковых культур, злаковые травы, растения-мелиоранты, аридные пастбища.

Введение

Аридные пастбища Западного Прикаспия (около 2 млн га) - основа кормовой базы овцеводства южных регионов России (полупустынные районы Ставрополья, Калмыкии, Чечни и Дагестана) [1, 10].Здесь большей частью преобладают почвы легкого механического состава (песчаные, супесчаные), характеризующиеся вариабельностью засоления (0,3-1,8 %) и относительно неглубоким залеганием (2-10 м) грунтовых вод с различной степенью минерализации (1-15 г) [9]. Среднегодовая температура воздуха - 12,6 ⁰С, абсолютные значения которой составляют для летнего периода - 44 ⁰С, и зимнего - минус 36 ⁰С, а многолетняя норма осадков на территории колеблется в пределах 200-350 мм в год [11].

Растительность пастбищных угодий региона представлена полыннозлаковыми, ковыльно-полынными и полынно-эфемеровыми ассоциациями, особенностью развития которых на песках является отсутствие сплошного покрова трав [6, 8]. Низкая питательность и продуктивность (2-6 ц/га) деградированных пастбищ - основные факторы, сдерживающие кормообеспеченность динамично растущего поголовья степного животноводства полупустынной территории [9, 13]. Процессы дигрессии природных пастбищ Западного Прикаспия с начала двухтысячных сопровождаются ускоренным падением их кормоемкости и флористического разнообразия [14, 15].

Известно, что фитомелиорация - это эффективный и экономичный способ восстановления деградированных пастбищ, в котором ключевое место отводится подбору и адаптации хозяйственно-ценных травянистых, кустарниковых и древесных растениймелиорантов в целях повышения фитопродуктивного, биоценотического и противодефляционного потенциала таких угодий [2, 3].

Итоги многолетних интродукционных исследований широкого ассортимента хозяйственно-ценных злаковых трав ставропольской селекции позволили получить комплексную оценку биоэкологического и биопродуктивного потенциала лучших сортов пырея, костреца, житняка в условиях песчаных почв Западного Прикаспия [7, 12].

Материалы и методы

Исследования по изучению особенностей роста и развития улучшенного ассортимента злаковых трав ставропольской селекции (7 сортов): пырей удлиненный Солончаковый, пырей удлиненный Ставропольский 10, пырей средний Ставропольский 1, житняк сибирский Новатор, житняк гребенчатый Викрав, кострец безостый Ставропольский 31, кострец безостый Вегур проводились на песчаном массиве научно-экспериментального полигона Ачикулакской НИЛОС в период 2003-2017 гг.

Почвы здесь - черноземовидные супеси с относительно неглубоко (3,0-3,5 м) залегающими, слабоминерализованными (3-5 г/л) грунтовыми водами. Опытные посевы сформированы лентами шириной по 6 м, с ветрозащитой однорядных посадок невысокого (35 м) кустарника унаби. Сев многолетних трав - ранневесенний зернотравяной сеялкой в предварительно подготовленную и удобренную почву (осеннее дискование, безотвальное рыхление и весеннее предпосевное боронование с внесением органики в дозе 8-10 т/га).

Селекционный материал злаковых трав для опытных работ предоставлен Ставропольским НИИ сельского хозяйства в 2002 году. Особенности фенологии развития и натурализации растений-интродуцентов в жестких эдафических условиях песков изучались с использованием общепринятых методических разработок по оценке адаптивного и продуктивного потенциала аридных кормовых растений [4, 5] (рисунок 1).

А Б

Рисунок 1 Опытные посевы злаковых культур костреца (А) и пырея (Б) ставропольской селекции на интродукционном участке Ачикулакской НИЛОС

Результаты и обсуждение

По данным многолетнего мониторинга адаптации селекционно улучшенных злаковых трав на Терско-Кумских песках, первая фаза - начало вегетации (отрастание) наблюдается в марте (06-20) с наступлением устойчивых эффективных температур ( - 5 ⁰С и выше) и продолжается 20-25 дней.

Следом отмечается вторая фаза - весеннее кущение, в которую происходит образование и рост вегетативных побегов из узла кущения растений, что совпадает с появлением 4-5^го листа главного побега. Для сеяных (культурных) кормовых угодий по срокам кущения определяют наступление пастбищной спелости стравливания травостоя овцами (h 10-15 см) и КРС (h 20-25 см).

По данным исследований, сеяные злаковые травы, особенно житняковые и кострецовые сорта, достигают его на 10-12 дней раньше, чем травостой природных кормовых угодий в данном регионе, что обусловливают ускоренные сроки начала ранневесеннего выгула животных и тем самым повышают экономическую эффективность использования фитомелиорированых пастбищ.

Вслед за кущением, через 20-25 дней, наступает фаза выхода в трубку, которая на 10-15 дней разнится по срокам начала у испытываемых сортов злаковых трав и сопровождается формированием на главном побеге стеблевых узлов с достижением среднесуточного прироста побегов до 3-5 см. Колошение селекционно-улучшенных трав наблюдается на 15-18^й день после фазы выхода в трубку, завершается через 12-14 дней наступлением цветения растений. Данная фаза длится 8-12 дней и характеризуется достижением наибольшей биомассы и резкой потерей питательного уровня корма.

По окончании цветения злаковые растения вступают в плодоношение. Фаза развития длится 13-14 дней от момента завязывания семян и до их созревания.

В целом вегетационный период селекционно-улучшенных злаковых трав в аридном регионе в зависимости от погодных условий года колеблется в пределах 112124 дней. После созревания семян злаки вновь отрастают, вступая в фазу осеннего кущения (отавное отрастание), которая завершается с первыми заморозками, после которых растения уходят в зимний покой (таблица 1).

Таблица 1

Фенология развития селекционно-улучшенных злаковых трав на песках Западного Прикаспия

Примечание. ПУС - пырей удлиненный солончаковый; ПСС -1 - пырей средний Ставропольский -1;ПУС-10 - пырей удлиненный Ставропольский -10; ЖСН - житняк сибирский Новатор; ЖГВ - житняк гребенчатый Викрав; КБС - 31 - кострец безостый Ставропольский -31;КБВ - кострец безостый Вегур

Итоги выращивания злаковых культур в разнотипных опытных посевах (сплошной, узкорядный 45 см и широкорядный - 70 см) свидетельствуют, что по динамике сезонного роста и накопления урожайной фитомассы среди пырейных злаков более высокие показател у сорта удлиненный Ставропольский 10, а среди кострецовых - у сорта Вегур, и по ним из житняков лучший сорт - Новатор (таблица 2).

Таблица 2

Среднемноголетняя сезонная динамика роста и урожайности злаковых сортов травных культур по способам посева

Примечание. К-кущение; K-tillering; Т-выход в трубку ;T-exit into the tube; Ссемяношение(колошение); Cseed bearing (earing); УР - узкорядный; UR - narrow-row; ШР - широкорядный; SHR - wide-row

В опытных посевах в отдельные засушливые годы активность роста побегов и фитомассы многолетних культур по сравнению со среднемноголетними показателями снижается на 24-32 %, но на контрольных участках природных пастбищ в это время наблюдается еще более значительный ( в 1,6-1,8 раза) спад урожайной массы травостоя (таблица 3).

Таблица 3

Фитопродуктивность злаковых трав по способам посева в годы с разной влагообеспеченностью

Примечание. УР - узкорядный UR -narrow - row ; ШР -широкорядный SHR -wide-row

Этап адаптации ассортимента улучшенных злаков сопровождался разными периодами продуктивного развития. Первые 5-6 лет роста сопровождались динамичным ростом урожайной массы трав, второй - стабилизацией показателей фитопродуктивного развития и третий заметным (на 30-60 %) их спадом в последние 4-5 лет мониторинга злаковых культур-интродуцентов (рисунок 2).

Определяющее значение в пастбищном использовании сеяных трав имеют сроки начала весеннего и осеннего их отрастания, т.е. наступления кормовой (пастбищной) спелости для начала выгула животных.

Рисунок 2 Многолетняя динамика урожайности злаковых культур (сплошной посев)

По данным наблюдений, в опытных посевах злаковых культур, особенно кострецовых и житняковых, отавное отрастание трав наступает на 10-12 дней раньше, чем у степной растительности пастбищ, что заметно повышает эффективность использования сеяных кормовых угодий, особенно в условиях заметного осеннего фитопродуктивного упадка угодий. Но здесь обретает важность не только накопленная масса трав, но и ее питательная ценность для обеспечения животных сбалансированным подножным кормом.

Таблица 5

Оценка питательной ценности кормовой массы осенней отавы злаковых трав ставропольской селекции по данным анализа Прикумской агрохимической станции (г. Буденновск, 2017 г.)

Анализ осенней отавной фитомассы исследуемых злаковых культур показал высокую ее питательность, по уровню обменной энергии, перевариваемого протеина, минералов и витаминов. Лучшими по классу корма оказались образцы трав житняка сибирского (сорт Новатор), костреца безостого (сорта Вегур и Ставропольский 35) и пырея удлиненного (сорт Ставропольский 10) (таблица 5).

Выводы

Экстенсивная форма пастбищного животноводства в аридных регионах юга России - первопричина негативных процессов дигрессии кормовых фитоценозов обширных полупустынных природных экосистем. Результаты исследовательской работы обосновывают высокий биоэкологический и биопродуктивный потенциал использования хозяйственно-ценного ассортимента злаковых пастбищных культур ставропольской селекции в биологической реставрации опустыненных кормовых угодий региона в ходе многолетней комплексной оценки их биопродуктивной адаптации на песчаных землях Западного Прикаспия.

Библиографический список

1. Гасанов Г. У., Бутаева З. З. Природные кормовые угодья, их состояние и меры по улучшению // Система ведения агропромышленного производства в Дагестане. Махачкала. 2017. С. 201-223.

2. Кравцов В. В. Итоги и перспективы селекционной работы лаборатории селекции и первичного семеноводства многолетних трав // Ставропольский НИИ сельского хозяйства - 100 лет на службе аграрной науке и производству. Ставрополь: «Сияние», 2011. С. 151-161.

3. Кравцов В. В. Результаты и перспективы селекционной работы с многолетними травами в Ставропольском селекцентре // Селекция кормовых культур. Ставрополь, 2001. С. 13-16.

4. Методические рекомендации по оценке адаптивного потенциала природных кормовых растений / З. Ш. Шамсудинов, В. М. Косолапов, Э. З. Шамсудинова [и др.]. М., 2018.

5. Методические указания по селекции многолетних злаковых трав / В. М. Косолапов, С. И. Костенко, С. В. Пилипко [и др.]. М., 2012. 51 с.

6. Рыбашлыкова Л. П., Сивцева С. Н., Маховикова Т. Ф. Состояние и динамика продуктивности лесопастбищных угодий на песках Восточного Предкавказья // Известия Нижневолжского АУК. 2019. № 2 (54). С. 161-168.

7. Рыбашлыкова Л. П., Сивцева С. Н. Интродуцированные виды трав и их сорта для улучшения деградированных пастбищ Восточного Предкавказья // Вестник Марийского государственного университета. 2018. Т. 4. № 1. С. 35-40.

8. Сивцева С. Н., Маховикова Т. Ф., Вдовенко А. В. Обогащение деградированных Кизлярских пастбищ растениями-интродуцентами // Защитное лесоразведение, мелиорация земель, проблемы экологии в РФ. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2016. С. 589-594.

9. Сивцева С. Н., Рыбашлыкова Л. П. Виды и сорта трав для реставрации равнинных пастбищ Восточного Предкавказья // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2018. № 2 (50). С. 112-118.

10. Сурхаев Г. А., Сивцева С. Н., Вдовенко А. В. Мониторинговая оценка состояния Кизлярских пастбищ и эффективные методы их мелиорации // Вестник АПК Ставрополья. 2015. № 4 (20). С. 258-261.

11. Сурхаев Г. А., Сивцева С. Н. Свинорой пальчатый - перспективный злак в фитомелиорации Кизлярских пастбищ // Экосистемы: экология и динамика. 2017. Т. 1. №4. С. 40-44.

12. Сурхаев Г. А., Сивцева С. Н., Маховикова Т. Ф. Адаптация и перспективы использования злаковых трав ставропольской селекции для фитомелиорации пастбищных угодий Западного Прикаспия: практическое руководство. Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2019. 28 с.

13. Шамсудинов З. Ш., Орловский Н. С., Шамсудинов Н. З. Научно-методические принципы борьбы с опустыниванием в аридных областях России // Охрана био-ноосферы. Нетрадиционное растениеводство, селекция и биоземледелие. М., 2017. С. 236-252.

14. Radochinskaya L. P., Kladiev A. K., Rybashlykova L. P. Production potential of restored pastures of the Northwestern Caspian //Arid ecosystems. 2019. V. 9. No 1. P. 51-58.

15. Vlasenko M. V., Tyutyuma N. A. Productivity of pastoral ecosystems on the sand lands of the south of the European part of Russia // Earth and Environmental Science International Symposium "Earth Sciences: History, Contemporary Issues and Prospects". 2020. P. 112-119.

Размещено на Allbest.ru