ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ МНОГОЛЕТНИХ ПОСЕВОВ СВЕРБИГИ ВОСТОЧНОЙ (BUNIAS ORIENTALIS L.) ПРИ МНОГОУКОСНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НА СЕВЕРЕ

УДК 582.683.2:633.2(470.13)

Потенциальные возможности многолетних посевов свербиги восточной (Bunias orientalis L.) при многоукосном использовании на Севере

Г. А. Рубан

Ж. Э. Михович, кандидат биологических наук

К. С. Зайнуллина, кандидат биологических наук

ФГБУН «Институт биологии Коми НЦ УрО РАН», отдел «Ботанический сад»

167082, Россия, Республика Коми, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28

E-mail: mihovich@ib.komisc.ru

В статье представлены результаты изучения урожайности надземной массы и её биохимического состава многолетних посевов свербиги восточной (Bunias orientalis L.) в зависимости от кратности скашиваний в условиях среднетаёжной подзоны Республики Коми. Показано, что свербига восточная может успешно использоваться на Севере как одноукосная культура с урожайностью 5,2 кг/м² в период цветения – начала плодоношения растений на 2–5-летних плантациях. Многократное скашивание в период вегетации впоследствии незначительно влияло на сроки наступления фенологических фаз. Наблюдения за линейным ростом свербиги восточной в зависимости от кратности скашиваний показали, что растения медленнее отрастают в последующие годы после одно- и двуукосного использования. Краткосрочное интенсивное использование посевов свербиги восточной возможно благодаря хорошей отавности в течение 3 лет подряд (второй, третий и четвёртый годы жизни). Первый укос следует проводить в период бутонизации – цветения, второй — в июле-августе, после отрастания отавы. Однако при интенсивном и длительном использовании посевов происходит истощение потенциальных возможностей вида, снижается густота травостоя (до 6 шт./м²), высота (до 107 см) и диаметр побегов (до 0,3 см) и, следовательно, урожайность (до 0,2 кг/м² ). Питательная ценность высокая и не зависит от кратности скашиваний. Содержание сырого протеина составляет от 11 до 24% в зависимости от фазы развития растений.

Ключевые слова: свербига восточная, многоукосность, урожайность, биохимический состав.

В настоящее время основным источником растительных кормов для животноводства в Республике Коми остаются многолетние травы. Свербига восточная (Bunias orientalis L.) — многолетнее травянистое растение семейства Brassicaceae, характеризуется высокой зимостойкостью, урожайностью, пластичностью и адаптивностью к условиям произрастания, толерантностью к болезням и вредителям, питательностью (Гревцова, 2002; Кшникаткина, Гущина, Варламов, Вихрева и др. 2003; Михович и др., 2011). На Севере свербига восточная может с успехом возделываться в качестве компонента поливидового многолетнего агрофитоценоза в сочетании с козлятником восточным сроком до 5 лет с урожайностью 17,8‒30,8 т/га (Рубан и др., 2015). Урожайность надземной массы при двуукосном использовании на Украине составляет 65‒70 т/га, семян — до 20 т/га (Утеуш, 1991). Свербига восточная является хорошим фитомелиорантом, положительно влияет на плодородие почв. При её возделывании в почве создаётся положительный баланс гумуса и азота (Хуснидинов, Шеметов, Замащиков, Мартемьянова, 2007; Денисов, Марс, Шагиев, Коломиец, 2010).

Многоукосность и долголетие посевов — это важные показатели, которые необходимо учитывать при подборе многолетних трав для посева на Севере. Некоторые культуры в силу своих биологических особенностей способны быстро отрастать после скашивания и давать за вегетацию два укоса. Свербига восточная относится к быстрорастущим культурам, к третьей декаде июня – первой декаде июля в Республике Коми она формирует при одноукосном использовании урожай зелёной массы от 13 до 62 т/га в зависимости от возраста растений (Рубан и др., 2015).

Целью настоящей работы являлось определение биохимического состава и урожайности надземной массы многолетних посевов свербиги восточной при одно- и двуукосном использовании в условиях среднетаёжной подзоны Республики Коми.

Методика исследований. Работа проводилась на опытном поле ботанического сада ФГБУН «Институт биологии Коми НЦ Уро РАН» в 2015–2017 годах на разновозрастных растениях свербиги восточной: в 2015 году — на двух- и пятилетних, в 2016 году — трёх- и шестилетних, в 2017 году — четырёх- и семилетних — на анализируемом агрофоне, без внесения удобрений. Опыты были проведены согласно общепринятым методикам (Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР, 1979; Методические указания по изучению коллекции многолетних кормовых трав, 1979), результаты статистически обработаны (Доспехов, 1985). Площадь опытного участка составила 500 м², учётная площадь делянки — 10 м², повторность трёхкратная. Контролем служили делянки без скашивания.

Анализ почвы и надземной массы был выполнен в экоаналитической лаборатории ФГБУН «Институт биологии Коми НЦ УрО РАН» (аттестат аккредитации № РОСС RU. 0001. 511257). Почва опытного участка сильнокислая (pH — 4,5), дерново-подзолистая глееватая, среднеокультуренная, суглинистого гранулометрического состава, с низким содержанием калия (6 мг/100 г почвы) по Масловой, азот по Тюрину и Кононову — 6,4 мг/100 г почвы, с высоким содержанием фосфора (17 мг/100 г почвы по Кирсанову). В 2017 году опыт с двукратным отчуждением не проводился в силу заметного истощения растений. В течение 3 лет на одних и тех же делянках проводили отчуждение надземной массы. Урожайность учитывали методом сплошной поделяночной уборки. Первый укос проводили в фазу цветения растений, второй — после отрастания отавы. Изучали структуру надземной массы, а также способность многолетних растений свербиги восточной к возобновлению после скашиваний (отавность). Республика Коми расположена на северо-востоке европейской части России (59°12′ ‒ 68°25′ с.ш. и 42°25′ ‒ 66°15′ в.д.). Лимитирующим фактором, определяющим урожай и агроклиматические условия произрастания сельскохозяйственных культур, является тепловой режим вегетационного периода. В среднем его продолжительность в данном регионе составляет 150 дней, сумма эффективных температур — 1792°С.

Результаты исследований. Изучение сезонного ритма развития растений — наиболее часто применяемый метод визуального наблюдения для характеристики поведения растений в новых условиях произрастания. В практических целях фенологические наблюдения позволяют определить наилучшие сроки и возможности многократного использования в определённых условиях выращивания (Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР, 1979). В среднетаёжной подзоне Республики Коми растения свербиги восточной вступают в фазу массовой бутонизации в первой – второй декадах июня, массового цветения — во второй декаде июня – первой декаде июля. Многократное скашивание в период вегетации впоследствии незначительно влияло на сроки наступления фенологических фаз. Процесс нарастания растений в высоту является одним из критериев, определяющих нормальное состояние и развитие растений. Наблюдения за линейным ростом свербиги восточной в зависимости от кратности скашиваний показали, что растения медленнее отрастают в последующие годы после одно- и двукратного скашивания. Высота растений на момент получения урожая снижается (табл. 1).

Для практических целей большое значение имеют морфометрические показатели, такие как диаметр побега, число генеративных побегов, которые дают наиболее полное представление о потенциальных возможностях вида при его многократном скашивании в период вегетации на протяжении ряда лет на Севере.

1. Динамика линейного роста и развития свербиги восточной при различных вариантах использования травостоя, см

Примечание: «‒» — скашивание не проводилось.

Сравнительное изучение по годам варианта с двукратным скашиванием показало, что в первый год пользования травостоем (второй год жизни) после второго скашивания формировалось в 2,4 раза больше генеративных побегов, но этот показатель резко снижался на второй год пользования и составлял 41 ± 5 побегов на 1 м². При однократном скашивании плотность травостоя оставалась стабильной на протяжении 3 лет изучения. При старении плантации (на четвёртый и пятый годы пользования) в варианте с однократным скашиванием число генеративных побегов оставалось достаточно высоким — от 31 до 40 побегов на 1 м², но к седьмому году жизни (шестой год пользования) происходило изрежевание посевов, число побегов сокращалось до 6 шт./м². Диаметр побегов при однократном скашивании в течение 3 лет оставался стабилен и достигал 0,8–1,0 см у растений первого–третьего года пользования посевом и до 0,7 см — у растений четвёртого–шестого годов пользования. При двукратном режиме использования травостоя у растений четвёртого–шестого годов побеги стали тонкими, их диаметр составил в среднем 0,3 см.

Важным критерием оценки хозяйственных качеств растений являются урожайность надземной массы и её биохимический состав. В табл. 2 приведены данные по урожайности надземной массы многолетних растений свербиги восточной при многократном скашивании травостоя в период вегетации на протяжении 3 лет.

2. Урожайность надземной массы свербиги восточной, кг/м²

Примечание: «‒» — скашивание не проводилось; * — существенных различий нет.

В 2015 году (первый год пользования, второй год жизни травостоя) наибольшая урожайность наблюдалась при двуукосном использовании посевов. В 2016 году урожайность при двукратном скашивании снизилась в 1,5 раза. Отавность была хорошей и составила 57% от основного укоса в первый год пользования, 46% — во второй, к четвёртому году она снизилась до 26%. Ежегодное однократное скашивание также приводило к снижению урожайности в 1,5 раза уже во второй год пользования. В 2017 году опыт с двухразовым отчуждением не проводился в силу заметного истощения растений. Таким образом, интенсивное и длительное использование многолетних посевов свербиги восточной на Севере не способствует полноценному формированию второго укоса и не даёт возможности сформировать хороший урожай в последующие годы.

Продуктивность побега является показателем, отражающим влияние режимов скашивания на возможность быстрого восстановления плантации свербиги восточной после многократного и длительного использования. В первый год пользования (второй год жизни) при однократном скашивании масса побега была максимальной и составила в среднем 94,7 г, при скашивании во второй раз произошло заметное снижение продуктивности побега — в 1,6 раза. На следующий год масса побега при различных режимах скашивания сохранялась сравнительно высокой и составила в среднем от 52 до 59 г. На третий и последующие годы пользования при однократном скашивании произошло снижение массы побега в 1,4 раза. При двукратном отчуждении травостоя наблюдалось резкое снижение продуктивности побега у растений — более чем в 2 раза. На показатель облиственности число скашиваний не оказало заметного влияния (табл. 3).

3. Продуктивность побега свербиги восточной в фазу массового цветения при разных режимах использования травостоя

Примечание: «‒» — скашивание не проводилось.

Исключение составили данные варианта с двухразовым скашиванием растений пятого‒шестого годов жизни (первый и второй годы пользования в опыте) — отава была представлена розеткой листьев.

Содержание сырого протеина в фазе массового цветения растений свербиги восточной в 2015 году было высоким у растений второго года жизни и заметно ниже — у растений пятого года при одноразовом скашивании (табл. 4).

4. Содержание сырого протеина в надземной массе свербиги восточной в условиях скашивания

В 2016 году отбор растительных проб для определения содержания сырого протеина был проведён в более поздние сроки — в фазы цветения ‒ плодоношения растений. В вариантах опыта растения находились в разной фазе развития: в контроле — в фазе массового созревания семян, при однократном скашивании — в фазе плодоношения, при двукратном — в фазе конца цветения – начала плодоношения. Содержание сырого протеина в целом было ниже и зависело только от фазы растений, в которой на момент кошения находились растения.

Заключение. Свербига восточная может успешно использоваться на Севере как одноукосная культура в период цветения – начала плодоношения растений на 2–5-летних плантациях. Краткосрочное интенсивное использование посевов свербиги восточной возможно благодаря хорошей отавности в течение 3 лет подряд (второй, третий и четвёртый годы жизни). Первый укос следует проводить в период бутонизации – цветения, второй — в июле-августе, после отрастания отавы. Однако при интенсивном и длительном использовании посевов происходит истощение потенциальных возможностей вида, снижается густота травостоя, высота и диаметр побегов и, следовательно, урожайность. Питательная ценность высокая и не зависит от кратности скашиваний.

Работа проводилась на базе УНУ «Научная коллекция живых растений» ботанического сада Института биологии Коми НЦ УрО РАН (рег. № 507428). Исследования выполнены в рамках государственного задания по теме «Закономерности процессов репродукции ресурсных растений в культуре на европейском Северо-Востоке» № АААА-А17-117122090004-9.

Литература

1. Гревцова С. А. Химический состав и хозяйственно-биологические свойства некоторых растений семейств: крестоцветные, толстянковые, гречишные, мальвовые, злаки в условиях РСО‒Алания: автореф. дис. … канд. биол. наук. — Владикавказ, 2002. — 22 с.

2. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.

3. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР // Бюллетень Главного ботанического сада. — 1979. — Вып. 113. — С.3‒8.

4. Методические указания по изучению коллекции многолетних кормовых трав. — Л., 1979. — 42 с.

5. Михович Ж. Э. Свербига восточная — перспективная культура для кормопроизводства Республики Коми / Ж. Э. Михович, Г. А. Рубан, К. С. Зайнуллина // Кормопроизводство. — 2011. — № 9. — С.33‒35.

6. Оценка новых кормовых многолетних культур в сравнении с традиционными травами / Е. П. Денисов, А. М. Марс, Б. З. Шагиев, О. И. Коломиец / Нива Поволжья. — 2010. — № 7 (17). — С.7‒12.

7. Роль новых многолетних растений в накоплении органического вещества почв Предбайкалья / Ш. К. Хуснидинов, И. И. Шеметов, Р. В. Замащиков, А. А. Мартемьянова // Вестник ИрГСХА. — 2007. — Вып. 29. — С.11‒15.

8. Рубан Г. А. Агрофитоценозы со свербигой восточной в Республике Коми / Г. А. Рубан, Ж. Э. Михович, К. С. Зайнуллина // Кормопроизводство. — 2015. — № 1. — С.31‒34.

9. Технология выращивания и использования нетрадиционных кормовых и лекарственных растений / А. Н. Кшникаткина, В. А. Гущина, В. А. Варламов, В. А. Вихрева, А. А. Галлиулин, С. А. Кшникаткина, О.А. Духанин, Е. Н. Варламова. — М.:ВНИИСОК, 2003. — 373 с.

10. Утеуш Ю. А. Новые перспективные кормовые культуры / Ю. А. Утеуш. — Киев: Наукова Думка, 1991. — 192 с.

Effect of multiple cutting on perennial hill mustard potential (Bunias orientalis L.) in the North

G. A. Ruban

Zh. E. Mikhovich, PhD Biol. Sc.

K. S. Zaynullina, PhD Biol. Sc.

Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, department “Botanical garden”

167082, Russia, the Komi Republic, Syktyvkar, Kommunisticheskaya str., 28

E-mail: mihovich@ib.komisc.ru

The report contains data on top mass productivity of hill mustard (Bunias orientalis L.) and its biochemical composition as influenced by cutting number in the middle taiga zone of the Komi Republic. Hill mustard showed to be effective for cultivation in the North as one-cut crop, producing 5.2 kg/m² at flowering – early fructification on 2–5-year old plantations. Multiple cutting had no significant effect on phenological phases. Hill mustard grew slower after one or two cuts. Short-term intensive cultivation of hill mustard was enabled due to good regrow capacity for 3 years in a row (second, third and forth life cycle). First cut should happen in the period of budding – flowering, second — in July-August after plant regrow. Intensive and long cultivation decreased crop potential, stand density (down to 6 pcs/m²), plant height (to 107 cm), shoot diameter (to 0.3 cm) and yield (to 0.2 kg/m²). Nutritional value of hill mustard was high regardless of cutting number. Crude protein content made up from 11 to 24%, depending on the life stage.

Keywords: hill mustard, multicutting, productivity, biochemical composition.

References

1. Grevtsova S. A. Khimicheskiy sostav i khozyaystvenno-biologicheskie svoystva nekotorykh rasteniy semeystv: krestotsvetnye, tolstyankovye, grechishnye, malvovye, zlaki v usloviyakh RSO‒Alaniya: avtoref. dis. … kand. biol. nauk. — Vladikavkaz, 2002. — 22 p.

2. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta / B. A. Dospekhov. — Moscow: Agropromizdat, 1985. — 351 p.

3. Metodika fenologicheskikh nablyudeniy v botanicheskikh sadakh SSSR // Byulleten Glavnogo botanicheskogo sada. — 1979. — Iss. 113. — P.3‒8.

4. Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu kollektsii mnogoletnikh kormovykh trav. — Leningrad, 1979. — 42 p.

5. Mikhovich Zh. E. Sverbiga vostochnaya — perspektivnaya kultura dlya kormoproizvodstva Respubliki Komi / Zh. E. Mikhovich, G. A. Ruban, K. S. Zaynullina // Kormoproizvodstvo. — 2011. — No. 9. — P.33‒35.

6. Otsenka novykh kormovykh mnogoletnikh kultur v sravnenii s traditsionnymi travami / E. P. Denisov, A. M. Mars, B. Z. Shagiev, O. I. Kolomiets / Niva Povolzhya. — 2010. — No. 7 (17). — P.7‒12.

7. Rol novykh mnogoletnikh rasteniy v nakoplenii organicheskogo veshchestva pochv Predbaykalya / Sh. K. Khusnidinov, I. I. Shemetov, R. V. Zamashchikov, A. A. Martemyanova // Vestnik IrGSKhA. — 2007. — Iss. 29. — P.11‒15.

8. Ruban G. A. Agrofitotsenozy so sverbigoy vostochnoy v Respublike Komi / G. A. Ruban, Zh. E. Mikhovich, K. S. Zaynullina // Kormoproizvodstvo. — 2015. — No. 1. — P.31‒34.

9. Tekhnologiya vyrashchivaniya i ispolzovaniya netraditsionnykh kormovykh i lekarstvennykh rasteniy / A. N. Kshnikatkina, V. A. Gushchina, V. A. Varlamov, V. A. Vikhreva, A. A. Galliulin, S. A. Kshnikatkina, O.A. Dukhanin, E. N. Varlamova. — Moscow:VNIISOK, 2003. — 373 p.

10. Uteush Yu. A. Novye perspektivnye kormovye kultury / Yu. A. Uteush. — Kiev: Naukova Dumka, 1991. — 192 p.