АГРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ СОРТООБРАЗЦОВ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО (ОNOBRÝCHIS ARENÁRIA) ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В АРИДНЫХ УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН

УДК 633.213

Агробиологическая оценка перспективных сортообразцов эспарцета песчаного (Оnobrýchis arenária) для возделывания в аридных условиях Республики Дагестан

Гамидов И. Р., кандидат сельскохозяйственных наук

Ибрагимов К. М., кандидат сельскохозяйственных наук

Умаханов М. А., кандидат биологических наук

Теймуров С. А., кандидат сельскохозяйственных наук

ФГБНУ «Дагестанский НИИСХ им. Ф. Г. Кисриева»

367014, Россия, Республика Дагестан, г. Махачкала, пр. Акушинского, Научный городок

E-mail: niva1956@mail.ru

В статье проведена оценка эколого-биологических особенностей сортообразцов эспарцета песчаного (Onobrýchis arenária) в условиях аридной зоны Дагестана с целью выявления наиболее урожайных для закрепления и зарастания песчаных почв и повышения продуктивности кормовых угодий. Исследования проводились на научно-экспериментальном полигоне «Ногайлес» в Ногайском районе республики Дагестан в 2013‒2017 годах. Изучали девять сортообразцов эспарцета песчаного из коллекции ВИР для сухостепных зон. Программа предусматривала проведение учётов и наблюдений за ростом и развитием, накоплением фитомассы растений, определение урожайности зелёной массы, сена, семян, устойчивости к вредителям и болезням и др. Масса одного растения была наибольшей у выделенного образца (К-1251) и составила 262 г, что на 8‒58 г больше, чем у других образцов. Это связано с повышением количества стеблей на одном растении до 34 шт., в том числе генеративных — 29 шт., что соответственно на 4‒8 и 3‒7 шт. больше, чем у других образцов. Выделенный образец (К-1251) превзошёл другие варианты и по другим морфологическим признакам (количеству цветков, длине соцветия, количеству междоузлий). Было изучено влияние различных норм высева на урожайность эспарцета (К-1251). Лучшей нормой высева выделенного образца эспарцета песчаного являлась норма 40 кг/га, которая обеспечила получение наибольшей урожайности зелёной массы — 4,90 т/га, превзошла варианты 30 кг/га (контроль) и 35 кг/га по урожайности, а вариант 45 кг/га — за счёт экономии 5 кг/га высеваемых на 1 га семян. Количество клубеньков на одном растении у выделенного образца (К-1251) составило 185‒200 шт., а их масса — 2,1‒3,1 г. Уборку эспарцета начинали в начале цветения, заканчивали её не позднее массового цветения. При таком сроке уборки обеспечивался наибольший сбор сухого вещества и протеина. Эспарцет песчаный — перспективная для аридных зон многолетняя бобовая трава, которая должна способствовать стабилизации и развитию кормопроизводства в засушливых зонах.

Ключевые слова: эспарцет песчаный, кормовые угодья, продуктивность, кормовые травы, коллекция, корневая система, морфологические признаки, пастбище.

Одной из наиболее актуальных экологических проблем Северо-Западного Прикаспия является усиливающийся процесс опустынивания на территории Терско-Кумской подпровинции Республики Дагестан, который привёл к резкому снижению продуктивности Кизлярских пастбищ до 0,1‒0,2 т с 1 га.

Кормовые растения и их системные образования, агробиоценозы, имеют фундаментальное значение в сельском хозяйстве как источник получения высокобелковых кормов, как постоянно действующий почвообразующий фактор и незаменимое биологическое средство предупреждения процессов деградации и опустынивания агроландшафтов. Кормовым травам нет альтернативы в качестве мощных, постоянно действующих средообразующих и средовосстанавливающих факторов сохранения и повышения устойчивости агросферы и биосферы.

Эти важнейшие естественные свойства кормовых трав в практике сельского хозяйства реализуются на уровне видов, экотипов и сортов, их различных сочетаний в агрофитозенозах и агроэкосистемах (Жученко, 1995; Шамсутдинов, 2007).

Совершенствование структуры посевных площадей кормовых культур, интенсификация кормопроизводства возможны за счёт использования уже имеющихся высокопродуктивных видов и сортов кормовых растений, а также за счёт интродукции новых видов и сортов, наиболее полно использующих природно-климатические условия региона. Этим требованиям, безусловно, могут соответствовать многолетние травы. В частности, для Пермского края одной из таких культур может быть многолетняя бобовая культура эспарцет песчаный (Матолинец, Волошин, 2016).

Основной задачей селекции кормовых растений является создание новых высокоурожайных, экологически устойчивых сортов кормовых культур, хорошо адаптированных к абиотическим условиям среды, способных полнее использовать биоклиматический потенциал данного региона, обеспечивающих достаточного высокую урожайность кормовой массы и семян.

Для лугового травосеяния необходимы высокопродуктивные сорта, устойчивые к выпасу и длительному пастбищному использованию, приспособленные к почвам различного типа, в том числе в аридной зоне. Сорта аридных кормовых культур пастбищного типа отличаются длительным продуктивным долголетием, выдерживают несколько циклов стравливания.

Название «эспарцет» происходит от французского слова «esparcette», что значит «рассеянный», «тот, что разбрасывает», потому что его семена легко осыпаются. В России и странах СНГ эспарцет представлен 62 видами. В культуре широко используются четыре вида: эспарцета: виколистный (O. viciafolia), песчаный (O. arenaria), высочайший (О. altissima) и закавказский (O. antasiatica Khin).

На Северном Кавказе эспарцет является перспективной культурой. Он относится к многолетним бобовым травам, которые занимают значительный удельный вес на сенокосах и пастбищах, обладают ценными кормовыми достоинствами и отличаются хорошей поедаемостью. Содержание протеина в сене составляет 17‒20%.

Эспарцет песчаный, как самый засухоустойчивый, зимостойкий и морозостойкий вид эспарцета, считают перспективным для интродукции в полупустыне, в восточных и северных районах страны (Медведев, Сметанникова, 1981).

Эспарцет накапливает в пахотном слое 5‒6 т/га корневых остатков и обогащает почву азотом за счёт клубеньковых бактерий (100‒200 кг/га). Мощная корневая система эспарцета проникает на глубину 3‒6 м и способна усваивать труднорастворимые минеральные элементы почвы, вследствие чего он может быть использован для залужения и закрепления малоплодородных эродированных земель, практически не используемых для выращивания сельскохозяйственных культур.

Цель исследований — провести испытание различных сортообразцов эспарцета песчаного отечественной и зарубежной селекции в почвенно-климатических условиях аридной зоны Дагестана, выделить наиболее перспективные из них по комплексу хозяйственно ценных признаков, выявить реакцию лучших образцов на норму высева.

Методика исследований. Исследования проводились на научно-экспериментальном полигоне «Ногайлес» (с. Терекли-Мектеб) в Ногайском районе республики Дагестан в 2013‒2017 годах. Климат данного района является резко континентальным. Зима холодная, малоснежная, с сильными ветрами. Лето жаркое, сухое, с частыми суховеями и низкой относительной влажностью воздуха. Почва опытного участка светло-каштановая легкосуглинистая. Грунтовые воды залегают на глубине 2,5‒3,0 м, минерализация — 1,2‒1,4 г/л. Плотность сложения почвы — 1,32 г/см³, наименьшая влагоёмкость (НВ) — 18,0%, обеспеченность подвижным фосфором и легкогидролизуемым азотом очень низкая, обменным калием — высокая. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН — 7,0‒7,4).

Рельеф участка ровный с незначительным уклоном на северо-восток. Участок пастбищный (огороженный). Ранней весной осуществляли закрытие влаги на лёгких почвах зубовыми боронами. Вспашку проводили на глубину 15‒18 см без оборота пласта. Сеяли в 1-й декаде марта сеялкой СЗ-4,2. Норма высева составляла 30 кг/га, глубина заделки семян — 5‒6 см. Посев проводили с одновременным прикатыванием почвы, что обеспечивает прорастание семян на 2‒3 дня раньше; всходы получаются более равномерными по сравнению с неприкатанными почвами. Расположение делянок систематическое. Способ посева широкорядный с междурядьями 40 см. Семена получены с опытных делянок элитных растений (суперэлита). На посевах не было обнаружено болезней и вредителей.

Учёт густоты стояния проводили на постоянных площадках по 1 м² в двух несмежных повторениях: после появления всходов, после зимовки растений, перед учётом урожая зелёной массы и после окончания осеннего отрастания.

Изучали девять сортообразцов эспарцета песчаного из коллекции ВИР для сухостепных зон. Программа предусматривала проведение учётов и наблюдений за ростом и развитием, накоплением фитомассы растений (Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, 1987), определение урожайности зелёной массы, сена, семян, устойчивости к вредителям и болезням и др. (Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1985). Математическая обработка результатов эксперимента проводилась по Б. А. Доспехову (1985).

Результаты исследований. В годы изучения коллекции сортообразцов эспарцета песчаного погодные условия были разнообразны как по температурному режиму, так и по увлажнению, что дало возможность всесторонне оценить коллекцию по устойчивости к стрессовым, абиотическим факторам среды. Одним из главных факторов природы, отрицательно влияющих на экологию и развитие сельского хозяйства в Терско-Кумской низменности, является ветровая эрозия, которой подвержены около 70% земельных угодий в регионе.

Интенсивному развитию ветровой эрозии способствуют, главным образом, следующие факторы: режим ветров, лёгкий механический состав почв, антропогенная нагрузка и бессистемное использование земель. В связи с разрушением растительного покрова пастбищ, усилением дефляции и вторичного засоления почв существенно ухудшился гидротермический режим почвы, усилилась отражательная способность её и запылённой атмосферы, увеличилось испарение влаги и местами уменьшились запасы воды в почве. Эти неблагоприятные явления могли вызвать локальное охлаждение, усиление нисходящих токов воздуха и уменьшение атмосферных осадков (Ковда, 1981).

Район проведения опытов характеризуется жарким и сухим климатом. Среднегодовая температура воздуха, по данным метеостанции Терекли-Мектеб, составляет 11‒13⁰С, среднеянварская — ‒3,1‒3,5⁰С и среднеиюльская — 25,0‒26,5⁰С (табл. 1).

В среднем за год выпадает от 290 до 310 мм осадков. Хотя наибольшее количество осадков (более 100 мм) выпадает летом, растительный покров в этот период испытывает сильный дефицит влаги из-за высоких температур воздуха, которые приводят к сильному испарению влаги из почвы. Вследствие этого гидротермический коэффициент летнего периода составляет 0,5, а в августе — 0,4.

1. Агроклиматическая характеристика Терско-Кумской низменности (среднемноголетние показатели)

Средняя продолжительность безморозного периода составляет 190 дней, а число дней с сильным ветром — 25.

Зона Кизлярских пастбищ характеризуется сильной сухостью климата, широким распространением песчаных почв, подверженностью их ветровой эрозии, засолённостью почв и близким расположением к поверхности почв грунтовых вод.

Анализ морфологических признаков растений показал, что наибольшую высоту имели образцы (К-1251) — 96 см и Ставропольский (К-2018) — 94 см (табл. 2).

1. Характеристика образцов эспарцета песчаного по морфологическим признакам (в среднем за 2013‒2017 гг.)

Важным показателем структуры урожая является масса одного растения, которая была наибольшей у выделенного образца (К-1251) и составила 262 г, что на 8‒58 г больше, чем у других образцов. Это связано с повышением количества стеблей на одном растении выделенного образца до 34 шт., в том числе генеративных — 29 шт., что соответственно на 4‒8 и 3‒7 шт. больше, чем у других образцов. Выделенный образец (К-1251) превзошёл другие варианты и по другим морфологическим признакам (количеству цветков, длине соцветия, количеству междоузлий).

Таким образом, сравнительное изучение основных видов бобовых кормовых культур сортообразцов коллекции ВИР в конкретных почвенно-климатических условиях позволило выделить наиболее продуктивные и рекомендовать их к использованию как кормовые, медоносные и сидеральные культуры.

Урожай сена во многом зависит от оптимальной нормы высева. Сильно снижать норму высева не следует, так как среди семян эспарцета имеется 20‒24% твердокаменных, которые в полевых условиях в первый год не всходят. Полевая всхожесть зависела от влажности почвы, но она не превышала 50‒60%. Нами было изучено влияние различных норм высева на урожайность эспарцета (К-1251) (табл. 3).

3. Урожайность зелёной массы выделенного образца (К-1251) в зависимости от нормы высева

Все изученные варианты существенно превысили по урожайности зелёной массы контрольный вариант — на 0,41‒1,17 т/га, или на 10,7‒31,4%. Наилучшими оказались варианты с нормами высева 40 и 45 кг/га — 4,90 и 4,84 т/га соответственно, и разница между ними оказалось несущественной. Однако, учитывая, что при норме высева 40 кг/га расход высеваемых семян на 1 га меньше на 5 кг/га по сравнению с нормой высева 45 кг/га, в целях экономии семян рекомендуемой эффективной нормой является норма 40 кг всхожих семян на 1 га при оптимальном широкорядном способе посева с междурядьями 40 см.

Корневая система у эспарцета (К-1251) стержневая, на глубине 40‒60 см отходят четыре-пять боковых корней, несущих по два-три корня второго порядка. Мелкие корешки имеются лишь на боковых корнях, на стержневой части главного корня они почти отсутствуют. Корневая система эспарцета отличается высокой биологической активностью. Её корневые выделения, состоящие в основном из органических кислот, растворяют и используют труднодоступные фосфаты и известковые соединения.

Особенностью бобовых растений является их симбиоз с бактериями, которые усваивают азот из воздуха и переводят его в усвояемую для растений форму. В местах размножения бактерий на корнях образуются клубеньки. В наших исследованиях количество клубеньков на одном растении у выделенного образца (К-1251) составило 185‒200 шт., а их масса — 2,1‒3,1 г.

Уборку эспарцета начинали в начале цветения, заканчивали её не позднее массового цветения. При таком сроке уборки обеспечивается наивысший сбор сухого вещества и протеина. Высота среза — около 6 см от поверхности почвы (первый укос). Последний укос целесообразно срезать на высоте 8‒10 см. При такой высоте в растениях остаётся больше пластических веществ, хорошо задерживается снег, что улучшает зимостойкость эспарцета и способствует лучшему его отрастанию весной.

При сушке эспарцета необходимо добиваться уменьшения потерь листьев, которые содержат наибольшее количество белка, минеральных веществ, каротина и поэтому являются наиболее питательной частью

В табл. 4 приведена аналитическая характеристика корневой системы выделенного образца (К-1251) на глубине 0‒60 см.

4. Характеристика корневой системы выделенного образца (К-1251) на глубине 60 см

Анализ данных табл. 4 показывает, что в первый год диаметр корневой шейки составлял 1,8 см, а в третий год он достигал 5,2 см, количество боковых корней увеличилось с 7‒9 до 12‒14 шт., количество стеблей на корневой шейке — с 7‒9 до 18‒25 шт., а общая масса сырых корней одного растения на глубине 0‒60 см — с 255 до 440 г.

Густота стояния растений определялась путём подсчёта количества растений на делянках. Выживаемость растений определялась подсчётом по годам в сравнении с количеством появившихся всходов в первый год жизни. В первый год вегетации подсчёт густоты стояния растений проводили ежемесячно, а в последующие годы — весной и осенью (табл. 5).

5. Густота стояния растений образца (К-1251) на светло-каштановой легкосуглинистой почве

Из данных из табл. 5 видно, что лучшие показатели густоты растений обеспечивала норма высева 40 кг/га.

Заключение. Наблюдения за растениями кормовых видов эспарцетов показали, что скорость роста и развития, размеры и количество стеблей, продолжительность жизни находятся в зависимости от их происхождения. От соотношения элементов продуктивности растения в образцах зависит его урожайность.

На основании полученных экспериментальных данных следует, что в агроклиматических условиях сухостепной зоны на светло-каштановых легкосуглинистых почвах из изученных девяти сортов эспарцета песчаного по всем морфологическим признакам выделился один образец — Песчаный 1251 (Onobrychis Mill.). Он обеспечил максимальные показатели по высоте растений, количеству стеблей, длине соцветия, количеству цветков, междоузлий и в конечном итоге — по массе одного растения.

Лучшей нормой высева выделенного образца эспарцета песчаного была норма 40 кг/га, которая обеспечила получение наибольшей урожайности зелёной массы — 4,90 т/га, превзошла варианты 30 кг/га (контроль) и 35 кг/га по урожайности, а вариант 45 кг/га — за счёт экономии 5 кг/га высеваемых на 1 га семян.

Эспарцет песчаный — перспективная для аридных зон многолетняя бобовая трава, которая должна способствовать стабилизации и развитию кормопроизводства в засушливых зонах. Поэтому существует целесообразность интродукции и внедрения её посевов в сельскохозяйственное производство в дополнение к уже возделываемым традиционным кормовым культурам.

Литература

1. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. — М.: Агропроиздат, 1985. — 351 с.
2. Жученко А. А. Эколого-генетические основы высокой продуктивности и экологической устойчивости агроэкосистем и агроландшафтов / А. А. Жученко // В кн.: Производство экологически безопасной продукции в растениеводстве. — Пущино, 1995. — С.5‒20.
3. Ковда В. А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана / В. А. Ковда. — М.: Наука, 1981. — 182 с.
4. Матолинец Н. Н. Целесообразность интродукции эспарцета песчаного (Оnobrýchis arenária) — новой многолетней бобовой культуры / Н. Н. Матолинец, В. А. Волошин // Аграрный вестник Урала. — 2016.— № 07 (149). — 29 с.
5. Медведев П. Ф. Кормовые растения Европейской части СССР / П. Ф. Медведев, А. М. Сметанникова. — М.: Колос, 1981. — 335 с.
6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. — М., 1985. — 270 с.
7. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. — М., 1987. — 198 с.
8. Шамсутдинов З. Ш. Адаптивная система селекции кормовых растений (биогеоценотический подход) / З. Ш. Шамсутдинов. — М.: МГОУ, 2007. — 220 с.

Evaluation of promising lines of hungarian sainfoin (Оnobrýchis arenária) to be cultivated in the Dagestan arid area

Gamidov I. R., PhD Agr. Sc.

Ibragimov K. M., PhD Agr. Sc.

Umakhanov M. A., PhD Biol. Sc.

Teymurov S. A., PhD Agr. Sc.

Dagestan Agricultural Research Institute n. a. F. G. Kisriev

367014, Russia, the Republic of Dagestan, Makhachkala, Akushinskogo prospect, Science Town

E-mail: niva1956@mail.ru

This report deals with ecological and biological parameters of hungarian sainfoin in the arid zone of Dagestan. The research aimed at selection of the most productive lines to be grown on sandy soil to increase productivity of forage lands. Experiments took place on the “Nogayles” trial field in 2013‒2017 and studied nine dry-steppe lines of hungarian sainfoin. Working plan comprised monitoring of plant growth, phytomass accumulation, green mass, hay and seed productivity as well as resistance to pests and diseases. Selected genotype (K-1251) had the highest single-plant mass of 262 g, exceeding other lines by 8‒58 g. This was the result from increase in stem number up to 34 pcs. per one plant, including generative shoots — 29 pcs. K-1251 surpassed other genotypes in inflorescence length, flower and internode numbers. The best seeding rate of K-1251 was 40 kg ha^-1, providing the highest green mass yield — 40 t ha^-1. Nodule quantity made up 185‒200 pcs. per one plant and their weight — 2.1‒3.1 g. Crop harvesting happened from the early flowering to mass flowering, enabling the best dry matter and protein yields. Hungarian sainfoin is a promising perennial legume grass, able to stabilize and improve forage production in dry zones.

Keywords: hungarian sainfoin, forage land, productivity, forage grass, collection, root system, morphological traits, pasture.

References

1. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta. — Moscow: Agroproizdat, 1985. — 351 p.

2. Zhuchenko A. A. Ekologo-geneticheskie osnovy vysokoy produktivnosti i ekologicheskoy ustoychivosti agroekosistem i agrolandshaftov / A. A. Zhuchenko // V kn.: Proizvodstvo ekologicheski bezopasnoy produktsii v rastenievodstve. — Pushchino, 1995. — P.5‒20.

3. Kovda V. A. Pochvennyy pokrov, ego uluchshenie, ispolzovanie i okhrana / V. A. Kovda. — Moscow: Nauka, 1981. — 182 p.

4. Matolinets N. N. Tselesoobraznost introduktsii espartseta peschanogo (Оnobrýchis arenária) — novoy mnogoletney bobovoy kultury / N. N. Matolinets, V. A. Voloshin // Agrarnyy vestnik Urala. — 2016. — No. 07 (149). — 29 p.

5. Medvedev P. F. Kormovye rasteniya Evropeyskoy chasti SSSR / P. F. Medvedev, A. M. Smetannikova. — Moscow: Kolos, 1981. — 335 p.

6. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya selskokhozyaystvennykh kultur. — Moscow, 1985. — 270 p.

7. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kulturami. — Moscow, 1987. — 198 p.

8. Shamsutdinov Z. Sh. Adaptivnaya sistema selektsii kormovykh rasteniy (biogeotsenoticheskiy podkhod) / Z. Sh. Shamsutdinov. — Moscow: MGOU, 2007. — 220 p.