Спросить
Войти
УДК 635.24
Продуктивность сортов ТОПИНАМБУРА при
РАЗНОЙ ГУСТОТЕ СТОЯНИЯ
Усанова Зоя Ивановна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
e-mail: rastenievodstvo@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»
Фридман Юлия Алексеевна, аспирант
e-mail: rastenievodstvo@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»
Павлов Максим Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель
e-mail: maxnipav@gmail.com
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»
Аннотация: В работе приводятся результаты трехлетнего полевого трехфак-торного опыта. Исследована продуктивность сортов топинамбура Скороспелка и Интерес на дерново-подзолистой почве при разной густоте стояния: 47,6; 31,7; 20,4 тыс. раст./га, также при двух вариантах фона минерального питания (расчетная доза балансовым методом и на полную компенсацию выноса питательных веществ). Выявлено, что лучшей продуктивностью по сырой (69,8 т/га) и абсолютно сухой (15,4 т/га) фитомассе обладает сорт Интерес. Наиболее оптимальной густотой стояния для обоих сортов является 47,6 тыс. раст./га (схема посадки 70 х 30 см), обеспечивающая получение у сорта Скороспелка 27,0 т/га ботвы, 54,6 т/ га клубней, 17,4 т/га абсолютно сухой фитомассы и Кхоз - 0,61, у сорта Интерес: 53,4 т/га ботвы, 40,1 т/га клубней, 18,8 т/га сухой фитомассы, Кхоз - 0,42.
Введение
Повышение продовольственной безопасности по-прежнему остается важнейшей проблемой многих регионов России [1]. Для укрепления продовольственной и кормовой базы необходимо внедрение в производство высокопродуктивных культур. К таковым можно отнести топинамбур (Helianthus tuberosus L.). Это растение обладает ценным химическим составом и может использоваться как в кормовых и продовольственных, так и в технических целях [2, 3].
Топинамбур находит широкое применение в народном хозяйстве. Его надземная масса и клубни могут служить отличным сырьем для кормопроизводства. Зеленая масса используется в качестве подкормки для всех видов сельскохозяйственных животных, успешно используется для приготовления силосов, служит сырьем для заготовки травяной муки [4]. Ботва топинамбура особенно богата клетчаткой - 5,7-7,7%, кроме того в ней содержится 2,8-3,6% белка [5]. Особую ценность в кормовом отношении представляют клубни, богатые витаминами В1, В2, С, минеральными веществами, протеином, сахарами [6]. В их химический состав входит: 14% углеводов, 6,8% белка, 5,5% клетчатки, 1,3% крахмал, 0,6% жира [5]. По содержанию витамина С топинамбур в 5 раз превосходит картофель. В 100 центнерах клубней и зеленой массы содержится по 20-25 ц кормовых единиц [2, 7, 8].
Помимо применения в животноводстве, топинамбур является источником инулина для человека. Инулин - углевод, полимер D-фруктозы, который гидролизу-ется в кислой среде желудочного сока под воздействием фермента инулиназы с образованием простого соединения фруктозы. Фруктоза усваивается организмом практически без инсулина, в отличие от глюкозы [7]. Поэтому топинамбур является полезным продуктом для людей, страдающих сахарным диабетом. Проводимые научные исследования данной культуры в различных регионах нашей страны свидетельствуют о достаточной пластичности, устойчивости и высокой продуктивности вида для многих климатических зон [3, 10, 12, 13]. Для средней полосы России наиболее приемлем раннеспелый сорт Скороспелка (авторы Г.В. Устименко-Баку-мовский, З.И. Усанова), а для южных регионов - позднеспелый сорт Интерес (автор Н.М. Пасько) [2, 7].
Эффективными способами повышения продуктивности топинамбура являются правильный выбор сорта для конкретного региона с учетом агроклиматических условий сорта и целей использования урожая; создание оптимального фона минерального питания [14, 15, 16]. Однако сведения о влиянии густоты стояния на продуктивность топинамбура являются противоречивыми [17]. В настоящее время использование топинамбура крайне ограничено, что объясняется не только низким распространением (в России площади менее 1 тыс. га), но и неотработанностью технологий и способов получения высококачественной продукции [2]. Таким образом, ценный биологический потенциал культуры реализован не полностью. Необходимо увеличить производство высококачественных импортозамещающих продуктов питания, кормов, биологически активных веществ. Наиболее продуктивные сорта Скороспелка и Интерес выведены в 60-90-х гг. XX столетия и требуют совершенствования. Для создания новых сортов, более адаптированных к условиям средней полосы РФ, особенное значение имеет ускоренное развитие растений и повышение их продуктивности путем улучшение агротехнических методов.
Цель работы - изучить влияние фона минерального питания и густоты стояния на формирование урожайности двух разных по биологии сортов топинамбура; выявить лучшие варианты технологии возделывания, обеспечивающие оптимальный
ход продукционного процесса в условиях Центрального Нечерноземья.
Материалы и методы
Исследования проводились в трехфакторном полевом опыте на экспериментальном участке Тверской государственной сельскохозяйственной академии в 2017-2019 гг. Почва участка - окультуренная дерново-среднеподзолистая оста-точно карбонатная глееватая на морене, легкосуглинистая по гранулометрическому составу.
Агрохимическая характеристика почвы: содержание гумуса (по Тюрину) - 1,62 %, Р2О5 - 351 мг/кг и К2О - 84 мг/кг (по Кирсанову), Nл.г. (по Корнфилду) - 31,5 мг/кг почвы, рНсол. - 5,0.
В опыте изучали следующие факторы:
Фактор А Сорта топинамбура Скороспелка
Интерес
Фактор С Фон минерального питания (ЫРК) на 80 т/га сырой биомассы, в т.ч. у сортов: Скороспелка 48 т/га клубней + 32 т/ га ботвы Интерес 36 т/га клубней + 44 т/га ботвы 1 фон: расчетная доза ЫРК балансовым методом
Фактор В Густота стояния 47,6 тыс. раст./га (70 х 30 см)
Сорт Скороспелка (авторы Г.В. Устименко-Бакумовский, З.И. Усанова) - скороспелый, обладает высокой урожайностью клубней (до 80-120 т/га) во многих регионах России, в частности - в Тульской, Московской и Тверской областях. Клубни питательны и технологичны. Относится к крупноплодным сортам [18].
Сорт Интерес (автор Н.М. Пасько) - позднеспелый, выведен на Майкопской опытной станции ВНИИР. Стебель прямой, средневетвистый. Листья крупные, темно-зеленой окраски. Обладает повышенной урожайностью в южных регионах (более 400 ц/га клубней и более 250 ц/га зеленой массы). Требователен к влаге, но переносит временную засуху. Холодо- и жаростоек [2].
Используемые минеральные удобрения: хлористый калий вносили осенью, перед культивацией; аммиачную селитру - весной - под первую обработку междурядий. Фон минерального питания ^РК) рассчитывался на получение 80 т/га сырой биомассы, в т.ч. у сортов: Скороспелки - 48 т/га клубней + 32 т/на ботвы, Интереса - 36 т/га клубней + 44 т/га ботвы. Таким образом, расчетные дозы NPK на фоне 1 составили - N276P300K282 (для сорта Скороспелка) и N280P404K329 (для сорта Интерес), на фоне 2 - соответственно N299P37K366 и N294P42K410.
Учетная площадь делянки первого порядка: для факторов А и В - 42 м2, для фактора С - 14 м2. Повторность в опыте трехкратная.
Агрохимические показатели почвы определяли: легкогидролизуемый азот -по Корнфилду [3]; подвижный фосфор и обменный калий - по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ Р 54650-2011); рН солевой вытяжки потенциометри-чески (ГОСТ 26483-85); массовая доля органического вещества - по методу И.В. Тюрина (вариант ЦИНАО) (ГОСТ 26213-91). Фенологические наблюдения, определение влажности почвы, показателей продуктивности агроценоза, а так же анализ
структуры урожая и урожайности проводили по общепринятым методикам [3]. При уборке урожая учитывали сырую массу ботвы и клубней; содержание сухого вещества в ботве и клубнях, рассчитывали урожай сухой фитомассы и коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза (Кхоз) [3].
Агротехника топинамбура в опытных посадках была следующая. Предшественник: картофель. Основная обработка почвы включала в себя дискование в два следа (БДТ-3) и вспашку (ПЛН-3-35). Предпосадочная обработка почвы - две культивации (первая при помощи КПШ-3, вторая - КПС-4,0 + БЗСС-1,0). Посадка производилась вручную в предварительно нарезанные гребни агрегатом МТЗ-82 + КОН-2,8 ПМ. Ширина междурядий - 70 см. Глубина посадки - 8-10 см. Срок посадки - май. Учет урожая - октябрь. Уход за посадками состоял из междурядной обработки и окучивания (КОН-2,8 ПМ).
Погодные условия в годы исследований были различными: 2017 г. был повышенно влажным, 2018-й - теплым и засушливым, в 2019 году погодные условия близки к среднемноголетней норме. Гидротермический коэффициент (по Селяни-нову) за период «посадка - уборка топинамбура» составил в 2017 году 1,92, в 2018 году - 1,48, в 2019 году - 1,35, по среднемноголетней норме - 1,55.
Результаты и обсуждения
Продуктивность и производительность агроценоза топинамбура оценивают по урожаю сухой фитомассы и коэффициенту хозяйственной эффективности фотосинтеза (Кхоз). Сорт, дозы удобрений и густота стояния по-разному влияли на эти показатели перед уборкой (табл. 1).
Выявлено, что в среднем по вариантам густоты стояния на фоне с внесением расчетных доз удобрений наибольший урожай сухой фитомассы накопил сорт Интерес (15,6 т/га), а на фоне с внесением по прямому выносу - сорт Скороспелка (15,8 т/га). В среднем по вариантам густоты стояния на двух фонах минерального питания наибольший урожай сухой фитомассы получен у сорта Интерес (15,4 т/га).
Увеличение расстояния между растениями снижало величину этого показателя у сорта Скороспелка на обоих фонах минерального питания, у сорта Интерес - на первом фоне. Больше всего сухой фитомассы накоплено в варианте посадки 70х30 см на 1 фоне минеральных удобрений у Скороспелки - 21,4 т/га, сорта Интерес - 18,8 т/га. Таким образом, урожай абсолютно сухой фитомассы зависел от агротехнических факторов и биологических особенностей сорта.
Сравнивая два фона минеральных удобрений, можно сказать, что у сорта Скороспелка норма удобрений, рассчитанная на полную компенсацию выноса питательных веществ (2 фон), вызвала прибавку урожая сухой фитомассы в среднем на 1,6 т/га в сравнении с расчетной дозой удобрений биомассы балансовым методом (1 фон). У сорта Интерес 1 фон увеличил урожай сухой массы в среднем на 0,3 т/га относительно 2 фона (в пределах ошибки опыта, НСР0,5 = 1,5).
Таблица 1 - Продуктивность и производительность агроценоза топинамбура, в среднем за 2017-2019 гг.
Сорт (Фактор А) Фон NPK (Фактор В) Схема посадки, см (Фактор С) Урожай сухой фитомассы, т/га Кхоз
ср. по фону 14,2 0,57
Скороспелка 70 х 30 21,4 0,58
ср. по фону 15,8 0,58
ср. по сорту 15,0 0,57
ср. по фону 15,5 0,35
Интерес 70 х 30 18,1 0,40
ср. по фону 15,2 0,40
ср. по сорту 15,4 0,37
НСР0 5 по фактору А 1,7 НСР0 5 по фактору В 0,8 НСР0 5 по фактору С 0,8 Изучаемые факторы оказали влияние на коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза, выражающий долю накопленного в процессе фотосинтеза органического вещества на формирование хозяйственно ценных органов растения (клубней) [19]. Ввиду того, что растения сорта Скороспелка накопили больше сухой фитомассы клубней, чем растения сорта Интерес, величина Кхоз у сорта Скороспелка повысилась в среднем на 0,20 относительно сорта Интерес.
У сорта Скороспелка наибольший Кхоз (0,63) отмечен при расстоянии между растениями 70 х 70 см на фоне с расчетной дозой удобрений на полную компенсацию выноса питательных веществ. У сорта Интерес - на фоне с балансовым методом расчета с расстоянием 70 х 30 см (Кхоз = 0,40).
Фон минерального питания и густота стояния вызвали существенное влияние на урожайность и структуру урожая сортов топинамбура сортов Скороспелка и Интерес (табл. 2). В среднем за 3 года преимущество по общему сбору сырой фи-томассы с гектара имел сорт Интерес, при среднем значении 69,8 т/га, на 3,4 т/ га выше сорта Скороспелка. Сорт Скороспелка накопил урожай клубней на 16,8 т/
га больше, чем Интерес, но уступал сорту Интерес по урожаю ботвы на 20,2 т/га.
Таблица 2 - Урожайность и структура урожая топинамбура в среднем за 2017-2019 гг., т/га
Сорт (Фактор А) Фон Схема посадки,см Урожайность, т/га
NPK (Фактор В) (Фактор С) ботва клубни сумма
Скороспелка 1 фон 70 х 30 27,0 54,6 81,6
ср. по фону 22,3 42,2 64,4
ср. по фону 22,8 45,5 68,3
ср. по сорту 22,6 43,8 66,4
Интерес 1 фон 70 х 30 53,4 40,1 93,5
ср. по фону 44,8 27,4 72,2
ср. по фону 40,8 26,6 67,4
ср. по сорту 42,8 27,0 69,8
НСР0,5 по фактору А 3,3 3,3 4,6
НСР0,5 по фактору В 1,5 1,3 2,2
НСР0,5 по фактору С 1,5 1,4 2,2
Способы расчета доз удобрений оказали слабое влияние на урожайность сортов топинамбура. Более высокий урожай сырой биомассы у сорта Скороспелка, в среднем по фону, получен на 2 фоне (расчет на полную компенсацию выноса) - 68,3 т/га, прибавка относительно 1 фона ^РК балансовым методом) составила 3,9 т/га (5,7 %). У сорта Интерес преимущество имел 1 фон, на котором получена урожайность 72,2 т/га сырой биомассы, прибавка к 2 фону составила 4,8 т/га (6,6 %) при НСР0,5 =2,2 т/га.
Лучшей площадью питания и густотой состояния являются 70 х 30 см, т.е. 47,6 тыс. растений на гектаре, обеспечившие получение наибольшей урожайности, которая по обоим сортам превысила запрограммированный уровень (80 т/га сырой биомассы). Посадка по схеме 70 х 30 см обеспечила получение у сорта Скороспелка 54,6 (1 фон) - 62,3 (2 фон) т/га урожая клубней, что выше запрограммированного уровня (48 т/га) на 6,6-14,3 т/га.
Выше планируемого уровня (44 т ботвы + 36 т клубней) достиг урожай сорта Интерес при схеме посадки 70 х 30 см на 1 фоне минерального питания: ботвы -53,4 т/га, клубней - 40,1 т/га. Сорт Скороспелка по той же схеме посадки на обоих фонах NPK сформировал выше запланированного уровня урожай клубней (54,6 и
Выводы
В среднем за 2017-2019 гг. лучшей продуктивностью (21,4 т/га) вместе с высоким Кхоз (0,58) отличался сорт Скороспелка на фоне с дозой удобрений, рассчитанной на полную компенсацию выноса питательных веществ в варианте посадки по схеме 70 х 30 см. Наибольший Кхоз (0,63) получен у этого же сорта на том же фоне минерального питания при более разреженной посадке (70 х 70 см).
В среднем по вариантам, наиболее продуктивным по суммарному урожаю сырой биомассы (клубни+ботва) является сорт Интерес (в среднем, 69,8 т/га), по урожаю клубней - сорт Скороспелка (43,8 т/га), по урожаю ботвы - сорт Интерес (42,8 т/га).
Расчет доз удобрений следует проводить по сорту Скороспелка на полную компенсацию выноса питательных веществ, по сорту Интерес - балансовым методом, что обеспечивает прибавки урожая сырой биомассы 3,9 и 4,8 т/га.
Посадку обоих сортов осуществлять по схеме 70 х 30 см с густотой 47,6 тыс. раст./га, которая позволяет накопить близкую к запрограммированной урожайность на 1 и 2 фонах минерального питания.
Список литературы:
Мишуров, Г.А. Рубан, Л.А. Скупченко // Аграрная наука. - 2011. - №3. - С. 14-16.
- М.: Россельхозиздат, 1975. - 633 с.
- 76 с.
References:
Productivity of varieties of jerusalem artichoke with different density of standing
Usanova Zoya Ivanovna, Doctor of Agricultural Sciences, Professor
e-mail: rastenievodstvo@mail.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Tver State Agricultural Academy"
Fridman Yuliya Alekseyevna, post-graduate student
e-mail: rastenievodstvo@mail.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Tver State Agricultural Academy"
Pavlov Maksim Nikolayevich, Candidate of Sciences (Agriculture), Associate Professor
e-mail: maxnipav@gmail.com
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Tver State Agricultural Academy"
Abstract: The work presents the results of a three-year field three-factor experiment. The productivity of Jerusalem artichoke (Skorospelka and Interest varieties) has been researched on the soddy podzolic soil with different plant stand: 47,6; 31,7; 20,4 thousand plants/ha; with two variants of mineral nutrition (calculated dose by the balance method and for full compensation of nutrient removal). It has been found that the best productivity has the Interest variety in raw (69,8 t/ha) and absolutely dry (15,4 t/ha) biomass. The most optimal plant stand for both varieties is 47,6 thousand plants / ha (planting pattern 70 x 30 cm), which provides 27,0 t/ha of tops, 54,6 t/ha of tubers from Skorospelka variety, 17,4 t/ha of absolutely dry biomass and the efficiency factor is 0,61, in the Interest variety: 53,4 t/ha of tops, 40,1 t/ha of tubers, 18,8 t/ha of dry biomass, the efficiency factor is 0,42.
