Биологические особенности и технология возделывания эспарцета песчаного на семена в степной зоне Центрально-Чернозёмного региона в условиях аридизации климата

УДК 633.361/631.53:638.19

Биологические особенности и технология возделывания эспарцета песчаного на семена в степной зоне Центрально-Чернозёмного региона в условиях аридизации климата

Золотарев В. Н., кандидат сельскохозяйственных наук

Иванов И. С., кандидат сельскохозяйственных наук

Сапрыкин С. В., кандидат сельскохозяйственных наук

Чекмарёва А. В.

ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса»

141055, Россия, Московская обл., г. Лобня, Научный городок, корп. 1

E-mail: vnii.kormov@yandex.ru

Исследования проводились в 2009–2018 годах на Воронежской ОС по многолетним травам на эспарцете песчаном сорта Павловский селекции станции, расположенной в южной части Воронежской области. Среди многолетних бобовых трав в Центрально-Чернозёмном регионе на фоне прогрессирующей аридизации природно-климатических условий большое значение приобретает эспарцет песчаный (Onobrychis arenaria Kit.). Растения эспарцета — ксерофитного типа и в засушливых условиях способны сохранять высокую продуктивность. Представлены биологические особенности развития эспарцета песчаного сорта Павловский. Начало отрастания растений эспарцета отмечается 30 марта – 01 апреля. Период от отрастания до начала цветения в зависимости от погодных условий составляет в разные годы от 48 до 66 дней (обычно 55–58 дней), а до уборочной спелости травостоя на семена — от 89 до 116 дней. Реализация потенциала этой культуры по семенной продуктивности достигается при проведении комплекса агротехнических приёмов, предусматривающих ранневесенний срок посева широкорядным способом и проведение интенсивных мер борьбы с сорняками, вредителями и болезнями. По сочетанию гидротермического режима и запасов продуктивной влаги в метровом горизонте почвы в последние 10 лет благоприятные условия для развития и цветения эспарцета складывались в 60% лет. Было установлено, что наиболее высокие сборы семян — от 0,48 до 0,59 т/га — были получены в годы, когда в фазу цветения эспарцета температуры воздуха были близкими к среднемноголетним показателям, а количество осадков — на уровне или превышало норму. При этом запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы составляли от 70–80 до 154 мм, и на цветущие травостои эспарцета было вывезено четыре и более ульев медоносных пчёл из расчёта на 1 га.

Ключевые слова: эспарцет песчаный, семеноводство, технология, осадки, температура воздуха, запасы почвенной продуктивной влаги, урожайность, семена, пчёлы.

Успешное решение задачи по существенному улучшению полевого и лугового травосеяния, снижения при этом дефицита растительного белка в кормопроизводстве и увеличения продуктивности агрофитоценозов в значительной мере определяется обеспеченностью товаропроизводителей семенами кормовых трав необходимого видового и сортового набора. Наиболее ценной многолетней бобовой кормовой культурой для Центрально-Чернозёмного региона является люцерна. Однако в связи с резким сокращением производства семян люцерны по ряду объективных причин: распространения и большой вредоносности микоплазмоза, снижения потребности в закладке долголетних кормовых люцерновых травостоев в севооборотах из-за сокращения поголовья КРС и увеличения доли посевов зерновых злаков, более трудоёмкого и нестабильного семеноводства этой культуры — удельный вес её в общей структуре семенных травостоев многолетних бобовых трав в последнее десятилетие снизился с 29 до 16%. Вместе с тем при общем сокращении площадей удельный вес семенных посевов эспарцета и объёмы производства его семян в общей структуре многолетних бобовых трав за это время выросли соответственно с 35 до 64% и с 55 до 76% (Шатский и др., 2016). Более широкое введение в севообороты эспарцета песчаного обусловлено его высокой толерантностью к неблагоприятным почвенно-климатическим и погодным условиям, в первую очередь морозо- и засухоустойчивостью, а также продуктивным долголетием. Эта культура в засушливых условиях обеспечивает получение кормов высокого качества. Широко практикуется одно-двухлетнее использование эспарцета в качестве парозанимающей культуры в зерновых севооборотах как предшественника озимых. Связано это со снижением плодородия почвы из-за резкого сокращения поступления в неё органических остатков вследствие внедрения в полевые севообороты современных сортов зерновых культур с узким соотношением товарной и нетоварной частей урожая (Никитин, Соловиченко, Карабутов, 2015).

Научно обоснованная потребность в семенах эспарцета к 2020 году для Центрально-Чернозёмного региона и для поставок в другие районы страны составляет около 10 тыс. т (Шатский и др., 2016). Согласно статистическим данным, средняя урожайность семян эспарцета по региону колеблется от 0,3 до 0,43 т/га, что не соответствует потенциалу этой культуры. Сборы семян эспарцета песчаного даже в условиях сухостепной зоны могут достигать 1,19 т/га (Егорова, Шульга, Лебедева, 2006). По сравнению с другими многолетними бобовыми травами — люцерной и клевером — эспарцет обладает более высокой и стабильной семенной продуктивностью, а его семеноводство значительно более технологично и может быть легко организовано в хозяйствах разной специализации.

Анализ статистических данных за более чем полувековой период выявил устойчивый тренд погодных условий в ЦЧЗ — аридизацию климата. Так, за последние 50 лет в целом по региону количество осадков за календарный год уменьшилось, а сумма положительных температур выросла (Никитин и др., 2016). По данным метеостанции г. Воронеж, за последние 50 лет среднегодовая температура воздуха повысилась на 2,5°С (Радцевич и др., 2017). Одним из направлений адаптации растениеводства к трансформации агрометеорологических условий, прогрессирующему развитию термоаридного тренда, является расширение ареала возделывания культур с большим адаптивным потенциалом. Эспарцет является одним из таких видов. По сравнению с люцерной эспарцет отличается разнообразием форм хозяйственного использования и большей экологической амплитудой, позволяющей культивировать его в условиях засушливых районов, получая лучшую технологическую отдачу (Левахин и др., 2015).

Цель работы — изучить биологические особенности развития эспарцета песчаного (Onobrychis arenaria Kit.) в условиях степной зоны Центрально-Чернозёмного региона, провести анализ климатических и погодных факторов в период вегетации за десятилетний период и оценить их влияние на продуктивность эспарцета, выявить взаимосвязь обеспеченности его цветущих травостоев медоносными пчёлами с величиной урожайности семян в условиях аридизации климата.

Методика исследований. Эксперименты проводили в 2009–2018 годах на Воронежской опытной станции, расположенной в южной части Воронежской области. Материалом исследования был сорт эспарцета песчаного Павловский. Сорт выведен на опытной станции методом гибридизации дикорастущих форм эспарцета песчаного с лучшими образцами эспарцета закавказского, отличается засухоустойчивостью. В годы с засухой в начале вегетационного периода и при наличии зимних запасов влаги этот сорт превышал по сбору сена районированные сорта люцерны. Уборочные площади семенных посевов эспарцета в различные годы составляли от 40 до 75 га. Технология возделывания эспарцета на семена общепринятая для региона.

Температурный режим вегетационного сезона и количество осадков оценивали на основании данных стандартных агрометеорологических наблюдений Павловской метеостанции Воронежской области. Динамику запасов продуктивной влаги в почве определяли подекадно, в метровом слое почвы через каждые 10 см, термостатно-весовым методом по ГОСТ 28268-89, с использованием специального почвенного бура для отбора образцов с разной глубины, в трёхкратной повторности. Продуктивный запас влаги в почве высчитывали по разности между общим и недоступным запасами воды послойно и суммировали для пахотного слоя 0–20 и слоя 0–100 см.

Климат этого района характеризуется достаточно выраженной континентальностью и значительными термическими ресурсами. Основным лимитирующим фактором для возделывания сельскохозяйственных культур является недостаточная влагообеспеченность в их основные фазы развития. Сумма осадков за год составляет 420 мм. ГТК за вегетационный период имеет выраженное широтное распределение и находится в пределах от 0,82 до 1,0 в степных и до 1,12 — в лесостепных районах области. Сумма активных температур в Воронежской области практически в 2 раза превышает необходимую биологическую сумму температур при биологическом минимуме 5°С, территория полностью обеспечена теплом для выращивания многих культур (Акимов, 2014).

Почва опытного участка — чернозём выщелоченный среднемощный среднесуглинистый, содержащий в пахотном слое на 100 г почвы 4,3% гумуса (по Тюрину), 7,2 мг подвижного фосфора, 12,6 мг обменного калия (по Чирикову). Мощность гумусового горизонта — 50–73 см, рНвод верхнего горизонта — 5,8–6,4.

Для определения уровня обеспеченности цветущих травостоев эспарцета медоносными пчёлами учитывали общее количество ульев в пасеках по периметру поля и в прилегающей к посевам зоне (до 500 м). В частных пасеках местных пчеловодов в разные годы было от 3 до 15 ульев, в кочевой пасеке из Беларуси — более 100 семей.

Корреляционно-регрессионный анализ экспериментальных данных проводился на основании методики Б. А. Доспехова (1985) на ПЭВМ с использованием группы пакета приложений Microsoft Office Word 2007, Excel 2000, программы Statistica 5.5.

Результаты исследований. Изучение биологических особенностей развития эспарцета песчаного сорта Павловский показало, что в условиях степной зоны Центрально-Чернозёмного региона (южная часть Воронежской области) в годы проведения исследований начало отрастания растений отмечалось практически в одни сроки: 30 марта – 01 апреля. Наступление фазы бутонизации наблюдалось в конце второй–третьей декадах мая, начало цветения — в третьей декаде мая, а массовое — в первой-второй декадах июня. В зависимости от возраста растений эспарцета и порядка расположения побегов первого порядка на основном стебле в каждом из соцветий (многоцветковой простой кисти, имеющей рыхлую веретеновидную форму, сужающуюся кверху) насчитывалось от 28 до 91 цветка, продолжительность цветения которых составляла от 1–2 до 4 дней. В зависимости от погодных условий и месторасположения, в соцветии ежедневно, начиная с его нижней части, зацветало от двух-трёх до пяти-семи цветков. Цветение начиналось утром, но максимальное количество цветков распускалось в период с 11–12 до 18 ч. При этом от момента появления бутонов и до завершения фазы формирования бобов, по мере развития, продолжался рост и увеличение линейных размеров кисти с 4–6 до 10–27 см (наиболее развитых — до 34 см). Длина соцветий и количество цветков в них зависело от их расположения на побегах разного порядка. Цветение отдельного нормально развитого соцветия продолжалось 8–14 дней, а растения в целом — от 25 до 30–35 суток. При недостаточном опылении вследствие ограниченной обеспеченности насекомыми-опылителями и/или при прохладной дождливой погоде период цветения одного растения может достигать 45 дней. При этом наряду с цветущими соцветиями в верхней части побегов на одном растении одновременно могут присутствовать и уже созревающие семена в нижних ярусах. Также неодновременное созревание семян в бобах происходит и в разных частях соцветий.

Исследования показали, что при достаточном уровне влагообеспеченности длина стеблей эспарцета, имеющих шесть-девять междоузлий, в зависимости от густоты стояния достигала 80–110 см и более. При этом в связи с особенностями архитектоники стеблей эспарцет является более устойчивой к полеганию культурой. В процессе кущения на одном растении в зависимости от густоты посева по возрастающей динамике образовывалось от двух-пяти побегов в год посева до 8–15 — на следующий и 12–20 стеблей — на растениях третьего года жизни. На основных стеблях в процессе их роста развивалось от шести до 11 боковых побегов первого порядка с соцветиями. В свою очередь, на побегах первого порядка формировалось от двух-трёх до 5–10 коротких побегов второго порядка. При этом длина боковых побегов первого порядка в зависимости от яруса их расположения на основном стебле составляла от 17–20 до 35–43 см, а коротких ответвлений на них (побеги второго порядка) — от 2 до 5–6 см. Процесс кущения растений продолжался практически до фазы бутонизации. Образование наиболее развитых соцветий происходило в нижней части стеблей на побегах первого порядка, на ответвлениях второго порядка формировалось незначительное количество небольших кистей. В равномерно разреженном травостое на растениях преимущественно образовывались компактные соцветия средней величины, их цветение и созревание происходило в более сжатые сроки, что способствовало снижению потерь семян при уборке и меньшей их разнокачественности.

Период от отрастания до начала цветения в зависимости от погодных условий составлял в разные годы от 48 до 66 дней (обычно — 55–58), а до уборочной спелости травостоя на семена — от 89 до 116 дней.

Агротехника возделывания эспарцета отработана на станции в течение многих лет. Семенные посевы размещаются в полевом севообороте. Борьба с многолетними сорняками проводится в системе основной подготовки почвы после уборки предшественника агротехническими мерами (лущением, культивацией), а также использованием одного из гербицидов на основе «Глифосата». В хозяйстве эспарцет высевается ранней весной, в апреле, беспокровным широкорядным (70 см) способом, на глубину от 3–4 до 5–6 см в зависимости от влажности почвы, с нормой высева 30–40 кг/га. Оптимальным для начала сева является период наступления физической спелости почвы при прогревании её на глубине заделки семян выше 6–8ºС.

Ранневесенний срок посева эспарцета в аридных условиях степной зоны связан с быстрым иссушением почвы, особенно её верхнего слоя, и обусловленным этим снижением полевой всхожести семян при запаздывании с посевом. Для получения дружных всходов эспарцета необходимо, чтобы запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы (0–20 см) на дату сева составляли от 18–22 до 29 мм и более при условии достаточной влагообеспеченности самого верхнего (посевного) горизонта (0–10 см) (Цветков, Панков, 2013; Волошин, Матолинец, 2017).

Уход за посевами сводится к весеннему боронованию в два следа и междурядным обработкам по мере необходимости. Широкорядный способ посева обеспечивает получение наиболее высоких сборов семян, что связано с образованием большего количества генеративных органов на побегах и их лучшей доступностью в период цветения для насекомых-опылителей. При широкорядном способе посева по сравнению с рядовым только за счёт повышения эффективности опыления прибавка урожайности семян эспарцета достигала 25%.

Выбор в пользу широкорядного способа закладки семенных травостоев также определяется возможностью проведения междурядных обработок для борьбы с сорняками вследствие отсутствия широкого ассортимента разрешённых гербицидов для применения на посевах эспарцета. В отдельные годы при сильном засорении посевов эспарцета малолетними двудольными сорняками и создании ими сплошного фитогенного поля в верхнем ярусе для их уничтожения в зависимости от видового состава сорных растений в хозяйстве в год посева применялись гербициды «Базагран» в. р. (480 г/л) или «Гербитокс» в. р. к. (500 г/л МЦПА-кислоты), а против однодольных — «Миура» к. э. (125 г/л) или «Фюзилад супер» к. э. (125 г/л) (все эти гербициды разрешены для использования на других бобовых культурах). Кроме того, практиковалось подкашивание посевов первого года на высоком срезе в начале фазы вступления сорных растений в генеративную фазу.

В посевах многолетних трав по сравнению с природными биоценозами, имеющими стабилизированные консорции представителей энтомофауны (энтомофагов и фитофагов), соотношение различных трофических групп нарушено вследствие создания наиболее благоприятных условий для увеличения численности насекомых, являющихся первичными потребителями растений (консументами 1-го порядка) в пищевой цепи. В степной и лесостепной зонах на эспарцете наиболее распространён комплекс насекомых-полифагов и ряд специализированных видов: представители клубеньковых долгоносиков из рода Sitona, в том числе эспарцетовый (S. callosus Gyllenhal), долгоносики из рода Apion: клеверный семяед (A. apricans Hrbst.), почковый (A. pisi F.) и узловой (A. reflexum Gyll.), желтоногий тихиус-семяед (Tychius flavus Becк), фитономусы (Phytonomus) люцерновые (P. variabilis Hrbst. и P. transsylvanicus Petri,), клеверный (P. nigrirostris F.), эспарцетовая толстоножка-семяед (Eurytoma onobrychidis Nik.), эспарцетовая зерновка (Bruchidius unicolor Ol.), эспарцетовый цветоед (Meligethes erythropus Gyll.), тли (гороховая (Acyrthosiphon pisum Kalt.), люцерновая (Aphis craccivora Koch.) и др.), луговой мотылёк (Loxostege sticticalis L.), различные виды совок, клопов (люцерновый (Adelphocoris lineolatus Goeze.), полевой (Lygus pratensis L) и др.), эспарцетовый цветоед (Meligethes erythropus Gyll.), эспарцетовый цветочный комарик (Conlarinia onobrychidis Kieff.), эспарцетовая бутонная галлица (Dasyneura floralis Marik), а также трипсы и др. (Добрынин, Прокопчук, 2013; Федотов, Кадыров, Щедрина, 2011; Бублык, Васечко, 1999).

Появление вредителей на посевах приурочено к определённой фазе развития культурных растений. Установлено, что клубеньковые долгоносики, фитономусы появляются в фазе отрастания – стеблевания; желтоногий тихиус-семяед и клеверный долгоносик-семяед — в фазе стеблевания – ветвления; клопы, виды тлей — в фазе бутонизации; эспарцетовый семяед, зерновка — в фазе цветения – плодообразования. Посевы эспарцета первого года жизни в фазу всходов и начала появления первых настоящих листьев могут сильно повреждаться разными видами долгоносиков. В этот период молодые растения эспарцета наиболее чувствительны к повреждению вредителями и могут погибнуть, так как долгоносики при численности пять-шесть экземпляров на 1 м2 способны в короткое время полностью уничтожить семядольные листья и первый настоящий лист вместе с точкой роста, что приводит к полной гибели всходов.

Для семенных посевов эспарцета второго-третьего годов жизни наиболее опасными вредителями являются семяеды. В Воронежской области средняя заселённость бобов эспарцета сорта Павловский эспарцетовой толстоножкой обычно составляет пять-шесть личинок на 100 бобов, в которых они повреждают 10–15% семян (Добрынин, Прокопчук, 2013). При размножении тлей ими могут сильно повреждаться молодые побеги, в результате чего гибнет завязь, а образовавшиеся соцветия теряют способность к завязыванию семян. Для предотвращения критического уровня повреждений эспарцета в хозяйстве проводится постоянный контроль над численностью вредителей и их вредоносностью. При необходимости в отдельные годы при массовой миграции на посевы первого года жизни долгоносиков, лугового мотылька, тлей и др. проводится обработка эспарцета одним из разрешённых инсектицидов по регламенту, определяемому «Государственным каталогом пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению на территории РФ», для многолетних бобовых трав, таким как «Шарпей» м. э. 250 г/л в дозе 0,24 л/га, «Сирокко» к. э. (диметоат, 400 г/л) 0,9 л/га или др. В годы уборки травостоя на семена при массовом появлении тлей, клопов и других насекомых колюще-сосущего типа, а также против имаго группы семяедов и других вредителей генеративных органов, проходящих дополнительное питание на растениях до начала их размножения, опрыскивание посевов проводится до фазы бутонизации эспарцета. Хозяйственной необходимости в ежегодном опрыскивании травостоев ядохимикатами нет, так как в годы исследований не отмечено регулярного достижения экономического порога вредоносности (ЭПВ) основными вредителями. Это связано с соблюдением плодосмены в севообороте (не более двухлетнего срока семенного использования эспарцета), а также отсутствием первичных стаций (лугов, пастбищ, сенокосов, залежей) на прилегающих территориях, служащих естественными резервациями для сохранения популяций вредной энтомофауны и накопления критической численности с последующей массовой миграцией её представителей на посевы.

Патогенный комплекс эспарцета представлен возбудителями корневой гнили и аэрогенными болезнями: фузариозом, аскохитозом, рамуляриозом, ржавчиной и мучнистой росой (Николаева, 1956; Тутуржанс, Гаврилов, 2007; Тутуржанс, 2009). На ослабленных в результате поражения патогенными микроорганизмами растениях также могут интенсивно развиваться сапрофитные грибы из родов Mucor, Pénicillium, Alternaria, Cephalosporium. Наиболее распространёнными и вредоносными болезнями эспарцета в Воронежской области являются мучнистая роса, ржавчина и фузариоз (Николаева, 1956; Федотов, Кадыров, Щедрина, 2011). Мучнистая роса (возбудитель — сумчатый гриб Erysiphe communis Grev. f. onobrychidis Jacz.) проявляется сначала на верхней, а потом и на нижней стороне листьев, а также на стеблях в виде мучнистого налёта. Инфекция сохраняется на зимующих растениях и опавших листьях, а также в виде грибницы в семенах. Вредоносность ржавчины (Uromyces onobrychidis Lev.) заключается в преждевременном опадении поражённых листьев. Сорт эспарцета песчаного Павловский вследствие повышенного иммунитета поражается ржавчиной в незначительной степени.

Корневые гнили эспарцета могут вызывать грибы из рода Fusarium (более 10 видов). Установлено, что наиболее распространёнными и вредоносными являются F. solani Арр. et Wr. и F. oxysporum Schl. с частотой встречаемости 31,2–53,0 и 28,5–47,5% соответственно (Тутуржанс, 2009). Гибель всходов эспарцета от фузариозной гнили корней в условиях прохладной дождливой погоды может достигать 50%. В год посева растения эспарцета также могут поражаться бурой пятнистостью, или рамуляриозом (Ramularia onobrychidis Allesch.). При обильном выпадении осадков на посевах эспарцета могут проявляться и другие патогены. Аскохитоз (гриб Ascochyta onobrychidis Bond.-Mont.) вызывает преждевременное усыхание и опадение листьев. Ложная мучнистая роса, или пероноспороз (Peronospora ruegeriae Gaeum.), проявляется на верхней стороне листьев в виде бледно-зелёных пятен, а с нижней — сероватого налета. Листья скручиваются и преждевременно усыхают. Септориоз (Septoria onobrychidis Bondarzev.) — грибковое заболевание, распространяется в течение всего периода вегетации. При этом из наземно-воздушных болезней преобладают аскохитоз (28,1%) и рамуляриоз, или бурая пятнистость (20,0%) (Тутуржанс, 2009). В результате массового распространения болезней недобор урожая семян эспарцета может достигать 35–60%.

Фактором оптимизации фитосанитарного состояния посевов эспарцета является использование химических фунгицидов для протравливания посевного материала, в результате чего оздоравливающий эффект повышается в 1,6 раза, а количество видов патогенов и степень поражённости ими растений в период вегетации снижаются в 2 раза. При этом предпосевная обработка семян обеспечивает увеличение энергии их прорастания и всхожести до 79–84% (Тутуржанс, 2009).

Наилучший биологический эффект подавления фитопатогенов эспарцета достигается при сочетании обработки семян и вегетирующих растений фунгицидами. Для борьбы с болезнями эспарцета на станции проводится обязательное профилактическое протравливание его семян ТМТД в. с. к. (400 г/л) и при первых признаках проявления заболеваний вегетирующих растений — опрыскивание фунгицидом с широким спектром действия «Колосаль Про» к. м. э. (д.в. пропиконазол + тебуконазол в пропорции 300:200 г/л) в дозе 0,4–0,6 л/га.

Созревание семян у эспарцета неравномерно. Созревшими считаются семена, у которых створки боба приобретает жёлто-бурый цвет. Травостой обмолачивают при побурении около 70% бобов. Особенность семеноводства этой культуры состоит в том, что созревшие бобы быстро осыпаются. При запаздывании с уборкой всего на 2–3 дня потери семян в сухую ветреную погоду могут достигать половины урожая и более. Уборка эспарцета проводится только методом прямого обмолота. В связи с тем, что бобы эспарцета легко осыпаются и их биометрические показатели близки к зерновым, зазоры между барабаном и декой регулируются по зерновым настройкам, а обороты устанавливают близко к средним (600–800 об/мин). В жаркую погоду уборку эспарцета в хозяйстве начинают рано утром для предотвращения потерь при осыпании семян от мотовила.

Анализ гидротермических условий за последние 10 лет в основные фазы развития эспарцета в семенной культуре (от начала отрастания до уборки) показал, что ежегодно в 50–75% случаев за период апрель-июль наблюдалось выпадение меньшего по сравнению со среднемесячным количества осадков на фоне практически постоянного превышения температурного режима (зарегистрировано всего 3 из 40 месяцев, или 7,5% случаев, когда среднемесячные показатели температуры воздуха были меньше нормы). По режиму влагообеспеченности периода активной вегетации эспарцета, от начала его весенней вегетации до уборки на семена, последние 10 лет наблюдений характеризовались большой контрастностью. Так, в 2009 году за период апрель-июль выпало 129,6 мм осадков, в 2010 году — 137,8 мм, в 2011

Влияние гидротермических условий в период вегетации и обеспеченности медоносными пчёлами на урожайность семян эспарцета песчаного

Год

Показатели

Месяцы

Количество пчёлосемей, шт./га

Урожайность семян, т/га

апрель

май

июнь

июль

2009

осадки, мм

0,5

58,2

42,9

28,0

3,9

0,40

% к норме

1,3

114,2

70,3

45,9

температура воздуха, оС

8,7

15,0

22,2

24,7

отклонение от нормы, оС

+1,8

–0,1

+3,2

+3,7

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

13,9

98,8

16,6

75,1

4,2

45,1

0

18,7

2010

осадки, мм

15,25

35,4

13,0

74,2

3,3

0,30

% к норме

41,2

69,4

21,3

121,6

температура воздуха, оС

10,2

18,9

24,9

26,9

отклонение от нормы, оС

+3,3

+3,8

+5,9

+5,9

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

18,1

95,3

5,3

65,6

1,3

24,9

1,0

48,5

2011

осадки, мм

17,7

43,8

84,5

33,4

4,4

0,59

% к норме

48,0

86,0

138,0

54,7

температура воздуха, оС

8,5

18,6

20,9

24,8

отклонение от нормы, оС

+1,6

+3,5

+1,9

+3,8

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

26,5

112,5

20,9

109,6

19,5

71,9

23,6

197,1

2012

осадки, мм

41,3

44,05

12,2

73,2

3,5

0,37

% к норме

112,0

86,4

20,0

120,0

температура воздуха, оС

14,1

20,2

22,7

23,5

отклонение от нормы, оС

+7,2

+5,1

+3,7

+2,5

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

28,1

132,7

12,7

106,8

6,4

76,0

13,5

48,8

2013

осадки, мм

0,0

18,2

105,4

27,9

3,7

0,41

% к норме

0,0

35,7

173,0

46,0

температура воздуха, оС

10,9

20,6

22,2

21,6

отклонение от нормы, оС

+4,0

+5,5

+3,2

+0,6

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

24,3

115,4

18,3

137,3

11,1

60,6

25,0

141,1

2014

осадки, мм

35,9

24,6

93,8

10,0

3,9

0,48

% к норме

97,0

48,2

154,0

16,4

температура воздуха, оС

9,6

19,2

19,3

22,6

отклонение от нормы, оС

+2,7

+4,1

+0,3

+1,6

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

30,2

137,6

14,5

115,8

13,3

82,4

17,8

116,3

Продолжение таблицы

Год

Показатели

Месяцы

Количество пчёлосемей, шт./га

Урожайность семян, т/га

апрель

май

июнь

июль

2015

осадки, мм

97,6

17,5

19,6

69,7

3,3

0,36

% к норме

264,0

34,3

32,0

114,0

температура воздуха, оС

9,5

18,1

23.4

23,2

отклонение от нормы, оС

+2,6

+3,0

+4,4

+2,2

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

24,0

18,9

17,2

106,4

0,0

53,0

3,5

36,6

2016

осадки, мм

31,4

87,5

54,0

97,9

1,5

0,32

% к норме

85,0

172,0

88,4

160,5

температура воздуха, оС

12,7

17,6

22,2

25,1

отклонение от нормы, оС

+5,8

+2,5

+3,2

+4,1

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

23,5

112,9

25,2

123,9

15,9

81,3

5,2

60,4

2017

осадки, мм

40,5

72,6

52,6

28,5

4,1

0,50

% к норме

109,5

142,4

86,2

46,7

температура воздуха, оС

8,7

13,6

18,1

21,5

отклонение от нормы, оС

+1,8

–1,5

–0,9

+0,5

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

37,5

174,5

24,5

124,5

23,0

128,0

19,5

120,5

2018

осадки, мм

23,3

12,5

18,7

119,3

3,6

0,36

% к норме

63,0

24,5

30,6

198,0

температура воздуха, оС

10,6

21,5

23,0

24,7

отклонение от нормы, оС

+3,7

+6,4

+4,0

+3,7

запасы продуктивной влаги в слое, мм:

0–20 см

0–100 см

21,8

111,1

15,9

92,1

5,1

68,4

2,4

6,7

— 179,4 мм, в 2012 — 170,8 мм, в 2013 — 151,5 мм, в 2014 — 164,3 мм, в 2015 — 204,4 мм, в 2016 — 270,8 мм, в 2017 — 194,2 мм и 173,8 мм — в 2018 году.

В результате проведённых исследований выявлено, что на формирование и величину урожайности семян эспарцета большое влияние оказывают распределение осадков в течение вегетации и их приуроченность к основным фазам вегетации. Для эспарцета наиболее критической фазой по максимальному потреблению воды является период бутонизации – цветения, когда влага необходима для образования и развития генеративных органов, продуцирования нектара и завязывания семян, то есть вторая половина мая-июнь (Золотарев и др., 2019).

Изучение изменений гидротермического режима в различные периоды показало, что при выраженном общем тренде аридизации климата условия для развития эспарцета по годам существенно отличались. В целом наиболее благоприятными по сочетанию влагообеспеченности (с учётом запасов продуктивной влаги в метровом горизонте почвы) и температурного режима в мае-июне были вегетационные периоды в 2009, 2011, 2013, 2014, 2016 и 2017 годах, то есть 60% лет за изучаемый период. В эти годы количество осадков на уровне или выше нормы (от 114 до 172%) и достаточные запасы продуктивной влаги в почве в период развития генеративных органов и цветения эспарцета способствовали формированию хорошо развитых соцветий, интенсивному нектаровыделению, что создавало условия для завязывания большого количества семян (табл.).

В условиях степной зоны при общей выраженной динамике уменьшения запасов продуктивной влаги в почве в течение вегетационного сезона, особенно в пахотном горизонте, в определённые периоды отмечалась зависимость величины этого показателя от количества выпавших осадков. Так, в засушливых условиях мая и июня 2011 года после выпадения обильных ливневых дождей в середине лета (138,0% от нормы в июне) запасы продуктивной влаги в метровом горизонте почвы увеличились до 197,1 мм, что привело к превышению даже ранневесенних показателей на 75% и было одним из факторов получения наиболее высокой урожайности семян за последние 10 лет (табл.).

Сбор семян эспарцета в разные годы за анализируемый десятилетний период варьировался от 0,32 до 0,59 т/га и определялся как погодными условиями и запасами продуктивной влаги в почве, так и обеспеченностью цветущих травостоев пчёлами (табл.). Наиболее высокий сбор семян — от 0,48 до 0,59 т/га — был получен в 2011, 2014 и 2017 годах, когда при благоприятных погодных условиях на цветущие травостои эспарцета было вывезено около четырёх и более ульев медоносных пчёл из расчёта на 1 га. В 2016 году при благоприятных гидротермических условиях, когда в мае выпало 172% осадков от нормы, а в июне в фазу цветения сумма осадков была близкой к многолетней норме, при запасах продуктивной влаги в почве в этот период в пределах 81,3–123,9 мм отмечалось формирование большого количества соцветий и их интенсивное цветение. Однако была получена низкая урожайность семян (0,32 т/га), что объясняется недостаточной обеспеченностью опылителями — всего 1,5 шт./га пчёлосемьи. В результате неудовлетворительного опыления отмечалась значительная череззёрница в соцветиях эспарцета. Корреляционно-регрессионный анализ зависимости величины урожая семян эспарцета от обеспеченности его цветущих травостоев медоносными пчёлами за десятилетний период составил 0,702 (уравнение регрессии: у = 0,08х + 0,129), что указывает на достаточно тесную взаимосвязь.

Заключение. Почвенно-климатический потенциал степной зоны Центрально-Чернозёмного региона позволяет успешно возделывать эспарцет песчаный на семена при соблюдении всего комплекса агротехнических приёмов, включающего обязательную организацию пчёлоопыления его производственных посевов. Семенная продуктивность эспарцета песчаного в аридных условиях степной зоны определяется гидротермическим режимом и запасами продуктивной влаги в метровом горизонте почвы в период развития генеративной сферы, а также обеспеченностью цветущих травостоев достаточным количеством медоносных пчёл. По сочетанию показателей складывающегося гидротермического режима и запасов продуктивной влаги в метровом горизонте почвы в последние 10 лет благоприятные условия для развития и цветения эспарцета складывались в 60% лет. Наиболее высокие сборы семян — от 0,48 до 0,59 т/га — были получены при благоприятных погодных условиях в годы с температурами воздуха, близкими к среднемноголетним показателям, и количеством осадков, на уровне или превышающем значения многолетней нормы, а также при запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы не менее 70–80 мм и наличии на цветущих травостоях эспарцета около четырёх и более ульев медоносных пчёл из расчёта на 1 га.

Литература

  1. Селекция и семеноводство многолетних трав в Центрально-Чернозёмном регионе России / И. М. Шатский, И. С. Иванов, Н. И. Переправо, В. Н. Золотарев, Н. В. Сапрыкина и др. — Воронеж: ОАО «Воронежская областная типография», 2016. — 236 с.
  2. Никитин В. В. Многолетние травы как необходимое условие биологизации земледелия ЦЧР / В. В. Никитин, В. Д. Соловиченко, А. П. Карабутов // Почвозащитное земледелие в России. — Курск: ООО «Кувекс+», 2015. — С.220–223.
  3. Егорова Г. С. Семенные посевы эспарцета песчаного в сухостепной зоне Волгоградской области / Д. В. Шульга, Л. В. Лебедева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. — 2006. — № 3 (13). — С.10–13.
  4. Радцевич Г. А. Исследование тенденций изменения климата на европейской части Российской Федерации за длительный период / Г. А. Радцевич, А. А. Черемисинов, А. Ю. Черемисинов // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. — 2017. — № 4 (55). — С.30–40.
  5. Технологические свойства бобовых культур / Г. И. Левахин, Г. К. Дускаев, Б. С. Нуржанов, Х. Б. Дусаева // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. — 2015. — № 7. — С.123–124.
  6. Акимов Л. М. Материалы по оценке производительных сил муниципальных районов Воронежской области (агроклиматические, водные и рекреационно-туристические ресурсы) / Л. М. Акимов, В. Л. Бочаров, В. А. Дмитриева // Вестник Воронежского государственного университета. Серия «География. Геоэкология». — 2014. — № 4. — С.68–126.
  7. Цветков М. Л. Кормообразующее значение эспарцета для медоносных пчёл в годы с недостаточным увлажнением / М. Л. Цветков, Д. М. Панков // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2013. — № 9 (107). — С.73–80.
  8. Волошин В. А. Формирование травостоя эспарцета песчаного (Onobrychis arenaria) первого года жизни в Среднем Предуралье / В. А. Волошин, Н. Н. Матолинец // Пермский аграрный вестник. — 2017. — № 2 (18). — С.34–38.
  9. Добрынин Н. Д. Агротехнические приёмы в защите многолетних бобовых трав от вредителей в условиях Юго-Востока ЦЧР / Н. Д. Добрынин, А. Е. Прокопчук // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. — 2013. — № 2 (37). — С.198–205.
  10. Федотов В. А. Агротехнологии полевых культур в Центральном Черноземье / В. А. Федотов, С. В. Кадыров, Д. И. Щедрина. — Воронеж: Истоки, 2011. — 260 с.
  11. Бублык Л. И. Довідник із захисту рослин / Л. И. Бублык, Г. И. Васечко. — К.: Урожай, 1999. — 743 с.
  12. Николаева М. И. Микофлора культурного эспарцета в Воронежской области / М. И. Николаева // Труды Воронежского государственного университета. — 1956. — Т. 36. — С.19–23.
  13. Тутуржанс Л. В. Экологический способ защиты эспарцета от болезней / Л. В. Тутуржанс, А. А. Гаврилов // Защита и карантин растений. — 2007. — № 7. — С.36.
  14. Тутуржанс Л. В. Биологическая защита эспарцета от болезней / Л. В. Тутуржанс, А. А. Гаврилов // Кормопроизводство. — 2007. — № 6. — С.24–25.
  15. Тутуржанс Л. В. Продуктивность эспарцета в зависимости от защитных мероприятий против болезней на чернозёме выщелоченном: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. — Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет, 2009. — 20 с.
  16. Эффективность удобрений в производственных условиях Центрального Черноземья / В. В. Никитин, А. П. Карабутов, В. И. Мельников, А. М. Вовк // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. — 2016. — № 9. — С.120–126.
  17. Золотарев В. Н. Особенности развития и основные факторы, влияющие на формирование урожая семян эспарцета при возделывании в Центрально-Чернозёмном регионе: в 2 кн. Кн. 1. / В. Н. Золотарев, И. С. Иванов, А. В. Чекмарёва // Аграрная наука — сельскому хозяйству: сборник материалов XIV международной научно-практической конференции (7–8 февраля 2019 г.). — Барнаул: РИО Алтайского ГАУ, 2019. — С.185–186.

Biology and cultivation of Hungarian sainfoin for seed production under arid conditions in the steppe of the Central Chernozem region

Zolotarev V. N., PhD Agr. Sc.

Ivanov I. S., PhD Agr. Sc.

Saprykin S. V., PhD Agr. Sc.

Chekmareva A. V.

Federal Williams Research Center of Fodder Production and Agroecology

141055, Russia, the Moscow region, Lobnya, Science Town, 1

E-mail: vnii.kormov@yandex.ru

Investigations took place in 2009–2018 at the Voronezh Experimental Station. Hungarian sainfoin “Pavlovskiy” (Onobrychis arenaria Kit.) performed as the object of study. This xerophyte crop can be effectively cultivated and produce high yield under the arid climate. The current work describes Hungarian sainfoin biology. Plants start regrowing on the 30.03–01.04. The period from regrowth to flowering amounts to 48–66 days (normally 55–58 days), and to full ripeness — 89–116 days, depending on weather. High seed productivity was achieved through early broad-row seeding in spring, intensive weed, pest and disease controls. Temperature, moisture and water resources were favorable for crop growth and flowering for 60% of the last 10 years. The highest seed yield (0.48–0.59 t ha-1) occurred under sufficient precipitations and temperatures close to the long-term mean one at flowering time. Water resources in 1 m of soil layer varied from 70–80 to 154 mm. Over four honey beehives per 1 ha were allocated around the flowering grass stands.

Keywords: Hungarian sainfoin, seed production, technology, precipitation, air temperature, soil water resources, productivity, seed, bee.

References

1. Selektsiya i semenovodstvo mnogoletnikh trav v Tsentralno-Chernozemnom regione Rossii / I. M. Shatskiy, I. S. Ivanov, N. I. Perepravo, V. N. Zolotarev, N. V. Saprykina et al. — Voronezh: OAO “Voronezhskaya oblastnaya tipografiya”, 2016. — 236 p.

2. Nikitin V. V. Mnogoletnie travy kak neobkhodimoe uslovie biologizatsii zemledeliya TsChR / V. V. Nikitin, V. D. Solovichenko, A. P. Karabutov // Pochvozashchitnoe zemledelie v Rossii. — Kursk: OOO “Kuveks+”, 2015. — P.220–223.

3. Egorova G. S. Semennye posevy espartseta peschanogo v sukhostepnoy zone Volgogradskoy oblasti / D. V. Shulga, L. V. Lebedeva // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa. — 2006. — No. 3 (13). — P.10–13.

4. Radtsevich G. A. Issledovanie tendentsiy izmeneniya klimata na evropeyskoy chasti Rossiyskoy Federatsii za dlitelnyy period / G. A. Radtsevich, A. A. Cheremisinov, A. Yu. Cheremisinov // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2017. — No. 4 (55). — P.30–40.

5. Tekhnologicheskie svoystva bobovykh kultur / G. I. Levakhin, G. K. Duskaev, B. S. Nurzhanov, Kh. B. Dusaeva // Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. — 2015. — No. 7. — P.123–124.

6. Akimov L. M. Materialy po otsenke proizvoditelnykh sil munitsipalnykh rayonov Voronezhskoy oblasti (agroklimaticheskie, vodnye i rekreatsionno-turisticheskie resursy) / L. M. Akimov, V. L. Bocharov, V. A. Dmitrieva // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya “Geografiya. Geoekologiya”. — 2014. — No. 4. — P.68–126.

7. Tsvetkov M. L. Kormoobrazuyushchee znachenie espartseta dlya medonosnykh pchel v gody s nedostatochnym uvlazhneniem / M. L. Tsvetkov, D. M. Pankov // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2013. — No. 9 (107). — P.73–80.

8. Voloshin V. A. Formirovanie travostoya espartseta peschanogo (Onobrychis arenaria) pervogo goda zhizni v Srednem Predurale / V. A. Voloshin, N. N. Matolinets // Permskiy agrarnyy vestnik. — 2017. — No. 2 (18). — P.34–38.

9. Dobrynin N. D. Agrotekhnicheskie priemy v zashchite mnogoletnikh bobovykh trav ot vrediteley v usloviyakh Yugo-Vostoka TsChR / N. D. Dobrynin, A. E. Prokopchuk // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2013. — No. 2 (37). — P.198–205.

10. Fedotov V. A. Agrotekhnologii polevykh kultur v Tsentralnom Chernozeme / V. A. Fedotov, S. V. Kadyrov, D. I. Shchedrina. — Voronezh: Istoki, 2011. — 260 p.

11. Bublyk L. I. Dovіdnik іz zakhistu roslin / L. I. Bublyk, G. I. Vasechko. — K.: Urozhay, 1999. — 743 p.

12. Nikolaeva M. I. Mikoflora kulturnogo espartseta v Voronezhskoy oblasti / M. I. Nikolaeva // Trudy Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. — 1956. — Vol. 36. — P.19–23.

13. Tuturzhans L. V. Ekologicheskiy sposob zashchity espartseta ot bolezney / L. V. Tuturzhans, A. A. Gavrilov // Zashchita i karantin rasteniy. — 2007. — No. 7. — P.36.

14. Tuturzhans L. V. Biologicheskaya zashchita espartseta ot bolezney / L. V. Tuturzhans, A. A. Gavrilov // Kormoproizvodstvo. — 2007. — No. 6. — P.24–25.

15. Tuturzhans L. V. Produktivnost espartseta v zavisimosti ot zashchitnykh meropriyatiy protiv bolezney na chernozeme vyshchelochennom: avtoref. dis. … kand. s.-kh. nauk. — Stavropol: Stavropolskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet, 2009. — 20 p.

16. Effektivnost udobreniy v proizvodstvennykh usloviyakh Tsentralnogo Chernozemya / V. V. Nikitin, A. P. Karabutov, V. I. Melnikov, A. M. Vovk // Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. — 2016. — No. 9. — P.120–126.

17. Zolotarev V. N. Osobennosti razvitiya i osnovnye faktory, vliyayushchie na formirovanie urozhaya semyan espartseta pri vozdelyvanii v Tsentralno-Chernozemnom regione: v 2 kn. Kn. 1. / V. N. Zolotarev, I. S. Ivanov, A. V. Chekmareva // Agrarnaya nauka — selskomu khozyaystvu: sbornik materialov XIV mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (7–8 fevralya 2019 g.). — Barnaul: RIO Altayskogo GAU, 2019. — P.185–186.

Обсуждение закрыто.