Особенности роста, развития и формирования продуктивности сорго сахарного в чистых и смешанных посевах

Особенности роста, развития и формирования продуктивности сорго сахарного в чистых и смешанных посевах

А.Г. Мещеряков, д.б.н., профессор, Московский ТИ ВТУ; В.Д. Баширов, д.с.-х.н, Оренбургский ГУ;

Р.Р. Жданов, соискатель, ВНИИМС РАСХН

Одним из основных регионов производства сельскохозяйственной продукции в Российской Федерации является сухостепная зона Южного Урала. Однако резко континентальный климат зоны требует постоянного поиска путей повышения эффективности земледелия.

Большое значение в зональном растениеводстве Оренбургской области приобретает правильный подбор засухоустойчивых культур, способных формировать высокие и стабильные урожаи [1]. К числу таких культур, способных давать гарантированные высокие урожаи не только в зоне сухих степей, но и в полупустыне, с

выпадением 250—300 мм осадков в год, относится сорго [2]. Используя активную инсоляцию солнца и большие ресурсы тепла, сорго способно давать устойчивые урожаи зерна, силоса и зелёной массы, превышающие в условиях засушливого климата продуктивность большинства полевых культур в 2—3 раза.

Современные объёмы выращивания зерна и зелёной массы сорго не отвечают постоянно возрастающим требованиям в связи с недостаточно высокой урожайностью. Поэтому необходимо искать пути решения этой проблемы в разработке и применении новых зональных элементов технологии возделывания культуры, что поможет стабилизировать производство зерна и кормов в регионе засушливого Южного Урала. В связи с этим весьма актуальна разработка

основных приёмов возделывания сорго в чистых и смешанных посевах в условиях центральной части Оренбургской области.

Цель и задачи исследований. Цель исследований — научно-практическое обоснование создания в условиях сухостепной зоны Южного Урала высокопродуктивных агрофитоценозов сорго сахарного в чистых и смешанных посевах с кукурузой и амарантом. В задачи исследований входило:

1. Изучить особенности роста и развития, определить параметры фотосинтетической деятельности посевов сахарного сорго и его смесей с другими кормовыми культурами.

2. Дать сравнительную оценку продуктивности сорго в чистом виде и в смесях с кукурузой и амарантом.

Материалы и методы исследования. Экспериментальную часть работы выполняли в 2009—2011 гг. на опытном поле Оренбургского аграрного колледжа, расположенном в пригородной микрозоне Оренбургской области. Схема опыта: вариант I — сорго сахарное; вариант II — кукуруза; вариант III — амарант; вариант

IV — сорго сахарное + амарант (чередующимися рядами); вариант V — сорго сахарное + амарант (смесью семян); вариант VI — сорго сахарное + кукуруза (чередующимися рядами).

Посев кормовых культур проводился районированными сортами и гибридами: кукуруза—гибрид Коллективный 220ТВ, амарант — Багряный, сорго сахарное — Волжское 4. Размер делянок — 25—50 м2, защитных полос — 1,5 м; расположение делянок — систематическое. Повторность — четырёхкратная. Посевы изучали на фоне рекомендуемой зональной агротехники возделывания. Предшественником была паровая озимь.

У кормовых растений листовая поверхность играет существенно большую роль, чем у зерновых культур, так как она непосредственно составляет значительную долю выращиваемой продукции.

Создание смешанных кормовых агроценозов заметно изменяет степень освещённости растений и, следовательно, условия формирования фотосинтетического аппарата посевов и продуктивность его работы [3].

Результаты исследования. Результаты наших исследований показывают, что у сорго сахарного, кукурузы и амаранта, как и у всех поздних кормовых культур, на начальных этапах развитие листовой поверхности замедленное. Так, через месяц после всходов (30 июня) площадь листьев в чистых посевах составляла у сорго сахарного — 3,7; у кукурузы — 3,8 и у амаранта — 4,2 тыс. м2/га. Затем начался интенсивный прирост листовой поверхности и в фазе молочной спелости зерна (середина августа) она достигла максимальных значений — в посевах кукурузы — 39,1; сорго

сахарного — 42,5 и амаранта — 44,5 тыс. м2/ га. После прохождения растениями кормовых культур фазы молочной спелости зерна отмечается снижение площади листьев посевов за счёт их усыхания в нижнем ярусе, особенно заметное у кукурузы (табл. 1).

Вероятно, за счёт лучшего использования растениями всего пространства агроценоза заметно выше шло нарастание площади листовой поверхности в смешанных посевах изучаемых кормовых культур — с самого начала вегетации она превышала показатели чистых посевов в 1,2—1,5 раза. Наивысшие показатели листовой поверхности отмечены при выращивании сорго сахарного с амарантом, посеянных смесью семян (V вариант) — 50,0 тыс. м2/га в фазу молочной спелости зерна в среднем за 2009—2011 гг. Чуть ниже была площадь листьев у смеси сорго сахарное + амарант, посеянных чередующимися рядами, —

48,6 тыс. м2/га в среднем за три года. Кроме того, необходимо отметить, что в смешанных посевах максимальная площадь листьев растений сохранялась более длительное время, чем в чистых.

В наших исследованиях отмечены определённые закономерности формирования листовой поверхности изучаемых кормовых культур при выращивании их в смешанных посевах. В течение первого месяца вегетации сорго сахарное уступает кукурузе и амаранту по площади листьев в смешанных посевах с ними. В этот период кукуруза и амарант обеспечивают до 2/3 площади листьев от общего показателя посевов. Затем положение по изучаемым смесям различно. В посевах сорго сахарного с амарантом чередующимися рядами (вариант IV) вклад названных культур в общую площадь листьев (48,6 тыс. м2/га) приблизительно одинаков: амарант — 25,5 и сорго сахарное — 23,1 тыс. м2/га в момент максимального развития листьев в фазу молочной спелости зерна в среднем за 2009—2011 гг. При посеве сорго сахарного с амарантом смесью семян (вариант V) заметно большую долю в общей величине листовой поверхности агроценоза (50,0 тыс. м2/ га) обе-

1. Показатели фотосинтетической деятельности посевов кормовых культур и их смесей

Вариант Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га Суммарный ФП, тыс. м2/га дн. ЧПФ г/м2 сут.

I 42,5 2485 3,16

II 39,1 2346 2,85

III 44,5 2492 3,21

IV 48,6 2602 3,24

V 50,0 2768 3,31

VI 44,1 2384 3,17

спечили растения амаранта — 28,5 тыс. м2/ га, в то время как сорго сахарное — 21,5 тыс. м2/га. У смеси сорго сахарного с кукурузой, выращиваемых чередующимися рядами (вариант VI), общая площадь листьев 44,1 тыс. м2/га в фазу молочной спелости зерна складывалась соответственно из

24,6 и 19,5 тыс. м2/га, т.е. заметно преобладали листья сорго сахарного.

Применение смешанных посевов сорго сахарного с амарантом кроме роста ассимиляционной поверхности стимулирует увеличение общей фотосинтетической деятельности растений в посевах.

Полученные в наших исследованиях результаты показывают, что в среднем за 3 года на V варианте сформировался наивысший за вегетационный период суммарный фотосинтети-ческий потенциал (ФП) — 2768 тыс. м2/гадней и отмечался максимальный показатель чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) — 3,31 г/м2 сут. Высокие показатели продуктивности фотосинтеза были отмечены также и на VI варианте: ФП — 2602 тыс. м2/га дн. и чистая продуктивность фотосинтеза — 3,24 г/м2 сут.

Исследования показали, что накопление сырого и сухого вещества шло аналогично формированию листового аппарата посевов — медленное на начальном этапе, заметное увеличение с фазы вымётывания метёлки у сорго сахарного и кукурузы, с фазы бутонизации — у амаранта.

Интенсивный рост надземной зелёной биомассы продолжался до фазы молочно-восковой спелости зерна (3-я декада августа), когда она достигла максимальных значений: II вариант-

29,1; I - 32,7; III - 34,8; IV- 32,1; V - 35,9 и VI вариант— 39 т/га (табл. 2). Затем в течение 10-14 дн. зелёная масса сохраняет высокие значения и только после восковой спелости начинает снижаться вследствие высыхания растений.

Смешанные посевы отличались более высоким накоплением надземной зелёной массы. Однако доля зелёной массы сорго сахарного, кукурузы и амаранта при выращивании их в смешанных посевах была различной. В посевах сорго сахарного с амарантом чередующимися рядами (вариант IV) культуры формировали приблизительно равную зелёную массу в фазу молочно-восковой спелости: амарант - 18,4 т/га, или 51%; сорго сахарное - 17,5 т/га, или 49% в среднем за 2003-2005 гг. При посеве сорго сахарного с амарантом смесью семян (вариант V), амарант меньше угнетается и величина его зелёной массы увеличивается до 21,4 т/га, в то время как биомасса сорго сахарного в смеси остаётся практически такой же - 17,6 т/га. При этом доля амаранта в общей биомассе возрастает до 55%, а доля сорго сахарного снижается до 45%. Посев сорго сахарного с кукурузой (вариант VI) наименее продуктивен из смесей - 32,1 т/га зелёной массы, из которых 17,4 т/га, или 54%, дало сорго сахарное и 14,7 т/га, или 46% - амарант.

Нарастание сухой массы посевов в целом имело аналогичную закономерность: соответственно небольшое накопление на начальных этапах развития - 0,08-0,13 т/га к фазе 3-5 листьев, затем возрастание в период выхода в трубку сорго, кукурузы и бутонизации амаранта - до 2,91-4,01 т/га и дальнейшее интенсив-

2. Динамика накопления зелёной массы посевами кормовых культур и смесей, т/га

Вариант посева кормовых культур 10.06 30.06 10.07 30.07 10.08 20.08 30.08

всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч.

I сорго сахарное 0,8 - 3,2 - 8,0 - 18,1 - 29,4 - 32,7 - 32,0 -

II кукуруза 0,9 - 3,8 - 9,3 - 18,2 - 26,8 - 29,1 - 27,3 -

III амарант 0,8 - 4,2 - 9,6 - 20,3 - 29,9 - 34,8 - 34,1 -

IV сорго сахарное+ амарант (чередующимися рядами) 1,1 0,4 0,7 4,2 1,8 2,4 10,5 4,5 6,0 23,3 11,3 12,0 32,3 16,0 16,3 35,9 17,5 18,4 35,0 17,1 17,9

V сорго сахарное+ амарант (смесью семян) 1,3 0,5 0,8 5,4 2,4 3,0 11,4 5,5 5,9 25,1 12,0 13,1 33,5 15,6 17,9 39,0 17,6 21,4 38,2 17,4 20,8

VI сорго сахарное+ кукуруза (чередующимися рядами) 1,1 0,5 0,6 4,5 2,0 2,5 8,6 4,6 4,0 19,3 11,0 8,3 29,1 15,8 13,3 32,1 17,4 14,7 31,0 17,2 13,8

ное нарастание (табл. 3). Но накопление сухой массы, в отличие от зелёной, продолжалось практически до созревания кормовых культур, и максимальные показатели по вариантам составили: II - 6,72; I - 7,90; III - 8,02; IV - 7,58;

V - 8,52 и VI - 9,20 т/га.

В смешанных посевах изучаемых кормовых культур величина сухой массы также выше, чем в чистых посевах. Особенно заметно положительное влияние компонентов проявлялось при выращивании сорго сахарного с амарантом. При их посеве смесью семян (вариант V) культуры, дополняя друг друга, наиболее полно используют ресурсы влаги, пищи, света и дают более высокую величину сухой биомассы по сравнению с посевом чередующимися рядами: амарант -4,92 т/га, сорго сахарное - 4,28 т/га.

В смеси сорго сахарного с кукурузой (чередующимися рядами) более продуктивной культурой

проявило себя сорго сахарное - 4,23 т/га сухой массы, или 56% от общего количества, в то время как кукуруза - 3,35 т/га, или 44%. Существенные различия в росте и развитии растений, формировании листовой поверхности и накоплении биомассы определили большие колебания продуктивности сорго сахарного в чистых и смешанных посевах с кукурузой и амарантом в условиях центральной части Оренбургской области.

В условиях самого сухого из трёх лет - 2009 г урожайность кормовых культур и смесей была самой низкой за годы проведения исследований - 25,5-36,5 т/га. Два других года были более благоприятными по влагообеспеченно-сти, и урожайность зелёной массы составила: в 2010 г. - 31,5-41,5 т/га; в 2011 г. - 26,8-39,0 т/га (табл. 4).

В то же время результаты исследований показали, что продуктивность смешанных посевов

3. Динамика накопления сухой массы посевами кормовых культур и смесей,

т/га

Вариант посева кормовых культур 10.06 30.06 10.07 30.07 10.08 20.08 30.08

всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч. всего в т.ч.

I сорго сахарное 0,08 - 0,39 - 1,14 - 2,99 - 5,59 - 7,85 - 7,90 -

II кукуруза 0,09 - 0,46 - 1,30 - 2,91 - 4,82 - 6,69 - 6,72 -

III амарант 0,08 - 0,50 - 1,33 - 3,15 - 5,66 - 8,00 - 8,02 -

IV сорго сахарное + амарант (чередующимися рядами) 0,11 0,04 0,07 0,51 0,22 0,29 1,47 0,64 0,83 3,73 1,87 1,86 5,90 3,04 2,86 8,43 4,20 4,23 8,52 4,27 4,25

V сорго сахарное + амарант (смесью семян) 0,13 0,05 0,08 0,65 0,29 0,36 1,59 0,78 0,81 4,01 1,98 2,03 6,10 2,96 3,14 9,14 4,22 4,92 9,20 4,28 4,92

VI сорго сахарное + кукуруза (чередующимися рядами) 0,11 0,05 0,06 0,54 0,24 0,30 1,21 0,65 0,56 3,15 1,82 1,33 5,40 3,01 2,39 7,56 4,18 3,38 7,58 4,23 3,35

4. Продуктивность сорго сахарного в чистых и смешанных посевах в центральной части Оренбургской области

Вариант посева кормовых культур Урожайность зелёной массы, т/га Выход кормовых единиц, т/га Выход пере-варимого протеина, т/га Обеспеченность переваримым протеином 1 корм. ед., г

год среднее

2009 2010 2011

I 31,6 32,4 34,0 32,7 6,67 0,63 94

II 28,9 31,5 26,8 29,1 5,75 0,61 106

III 25,5 41,0 32,0 32,8 7,04 1,20 171

IV 33,2 38,5 36,0 35,9 7,29 0,97 133

V 36,5 41,5 39,0 39,0 7,92 1,08 136

VI 32,0 33,5 30,8 32,1 6,46 0,67 104

изучаемых культур существенно превышала урожайность чистых посевов. Так, если наиболее продуктивный в чистых посевах амарант обеспечивал урожайность зелёной массы 32,8 т/га в среднем за три года, то агроценоз сорго сахарного с амарантом, посеянных смесью семян, дал урожайность 39,0 т/га, или выше на 6,2 т/га (на 19%). Высокая урожайность отмечена и при выращивании смеси сорго сахарного с амарантом чередующимися рядами - 35,9 т/га. Прибавка урожайности по сравнению с чистым посевом амаранта - 3,1 т/га, или 9,5%.

Вывод. Таким образом, продуктивность кормовых культур определяется не только урожайностью, но и качеством кормовой массы. Данные проведённых анализов химического состава выращенного корма показывают, что наиболее высокое содержание переваримого

протеина, БЭВ, жира, минеральных веществ отмечено в растительной массе смешанных посевов, что свидетельствует об их высокой питательности и энергетической полноценности. В частности, наивысший сбор кормовых единиц обеспечивает двухкомпонентная смесь сорго с амарантом, способствующая получению сбалансированного по протеину и энергии корма.

Литература

1. Мещеряков А.Г., Кудашева А.В., Доценко ВА. Биологическая полноценность протеина кормов сухостепной зоны Южного Урала // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2010. № 24. С. 125-128.

2. Асташов А.Н. Продуктивность сахарного сорго в чистых и смешанных посевах на чернозёмах саратовского Правобережья и эффективность его использования в рационах лактирующих коров: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Саратов, 2005. 23 с.

3. Сидоров Ю.Н. Культура сорго в Оренбургской области // Кормопроизводство. 2002. № 6. С. 10.