Россия
УДК 631.527 Селекция растений
Цель исследования – установить влияние способа использования на энергосодержание и энергопродуктивность сортов ярового овса. Задачи: изучить влияние числа укосов на энергосодержание и сбор сухого вещества; определить зависимость энергопродуктивности от способа использования, погодных условий и сорта овса. Исследование проводили в лесостепной зоне Красноярского края. Исследовали два способа возделывания – одноукосный (традиционная технология с комбайновой уборкой) и двуукосный. Двуукосный способ использования осуществляли путем скашивания зеленой массы сортов овса в фазу выхода в трубку, а после их отрастания и формирования урожая зерна – его уборку. Урожайность зеленой массы определяли сплошным способом, взвешиванием всей массы с учетной площади делянки. Учеты, наблюдения, расчет энергопродуктивности проводились согласно методике ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса. Объекты исследования – сорта овса, включенные в перечень селекционных достижений, допущенных к использованию по Красноярскому краю и перспективных для использования: Тубинский, Сиг, Саян, Ужурский, Урал 2, Краснообский и Половес. Контроль – одноукосное использование и сорт Тубинский. Энергосодержание зависело от способа использования и вида продукции. Энергосодержание сухого вещества зеленой массы составляло в среднем 9,681 МДж/кг; энергосодержание зерна при двукратном скашивании – 13,003; при однократном скашивании – 13,515 МДж/кг. В условиях лесостепи Красноярского края энергосодержание сортов овса соответствовало первому классу качества. По энергосодержанию сухого вещества зеленой массы превосходил контроль Тубинский сорт Саян. Содержание энергии в сухом веществе этого сорта было в среднем 11,133 МДж/га. Энергопродуктивность овса зависела от сорта, погодных условий лет исследований и энергосодержания. По энергопродуктивности все исследуемые сорта показали преимущество при двуукосном использовании в сравнении с одноукосным. Максимальную прибавку к одноукосному использованию показал сорт Сиг, что превысило контроль на 127,1 %. Выделился по энергопродуктивности сорт Саян, его прибавка к одному укосу составляла 60,2 ГДж/га.
овес посевной, Avena sativa L., сорт, однократное скашивание, двукратное скашивание, сухое вещество, энергосодержание, энергопродуктивность
Введение. Двуукосное использование овса является ресурсосберегающей технологией, так как позволяет получить больше экологически чистой продукции с единицы площади без дополнительных затрат на средства интенсификации [1–3]. В лесостепи Красноярского края, территория которого характеризуется экстремальными климатическими условиями, резкой сменой температур и в целом доминированием экстремальных факторов, повышение устойчивости сельского хозяйства предполагает более рациональное и активное использование адаптивного потенциала зерновых культур и технологий их возделывания, а также повышение устойчивости агроландшафтов [4, 5].
Знание химического состава кормов является обязательным для оценки их питательности. По данным Н.Г. Григорьева [6], травянистые корма хорошего качества в 1 кг сухого вещества содержат 9–10 МДж обменной энергии; удовлетворительного качества – 8–9; низкого качества – менее 8 МДж. Зерно овса 1-го класса содержит более 11,5 МДж/кг обменной энергии;
2-го класса – 10,5–11,5; 3-го класса – менее 10,5 МДж/кг [7].
Двуукосное использование позволяет получать продукцию как на продовольственные, так и на кормовые цели. Двуукосное использование было исследовано А.А. Грязновым на сортах ярового ячменя Медикум 85, Гранал, Гранал 447 и Пастбищный [8]. Сорта Пастбищный и Гранал обладали хорошо выраженной способностью ремантантности растений. Это проявлялось в способности дружного отрастания растений после скашивания в фазе трубкования. Отрастание проявлялось в виде появления стеблей из оснований ранее скошенных главных и вторичных стеблей. Также имел место процесс ветвления стеблей. Новые стебли появлялись главным образом от нижнего междоузлия в районе образования воздушных корней. В отношении пастбищных сортов ветвление необходимо рассматривать как положительное явление, ведущее к возможному получению второго урожая в виде зеленой массы или даже зерна, если к этому располагают условия среды. Для формирования экономичеки значимого второго урожая в виде зерна необходимо достаточное увлажнение в начале отрастания. Такие условия на Карабалыкской опытной станции проявлялись почти ежегодно, так как период отрастания часто совпадает с обычными для региона осадками конца июня – начала июля. Второй урожай в виде зерна может быть весьма значительным. В процентах к контролю, одноукосному использованию – скашиванию на зерно в восковой – полной спелости, второй урожай в виде зерна составил 48,4–99 %. Дата уборки ячменя в случае повторного использования на зерно по отношению к контролю – на 10–12 дней позже.
Внедрение в производство двуукосного использования сортов ярового овса позволит повысить продуктивность и урожайность за счет роста биологической составляющей, благодаря двум укосам можно получить двойной урожай за один вегетационный период: урожай зеленой массы и урожай зерна [9]. В этой связи мы считаем, что резервом увеличения продуктивности ярового овса является двукратное скашивание одного посева. Способность формировать второй урожай в виде зерна сортами овса в Сибири остается неизученной.
Цель исследования – установить влияние количества скашиваний на энергосодержание и энергопродуктивность сортов ярового овса.
Задачи: изучить влияние числа укосов на энергосодержание и сбор сухого вещества; определить зависимость энергопродуктивности от способа использования, погодных условий и сорта овса.
Объекты и методы. Исследования проводили в 2020–2022 гг. на опытном поле кафедры растениеводства в УНПЦ «Борский» Сухобузимского района Красноярского края в лесостепной зоне. Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным среднегумусным тяжелосуглинистым среднемощным. Площадь каждого варианта опыта – 56–112 м2, способ посева – рядовой. Технология возделывания в опыте – зональная, общепринятая. Предшественником служил чистый пар. Коэффициент высева – 5,5 млн всх. зерен/га. Посев проводили во вторую декаду мая. Дата посева в 2020 г. – 15 мая, в 2021 г. – 13 мая, в 2022 г. – 17 мая. Двуукосное использование осуществляли путем скашивания зеленой массы сортов овса в фазу выхода в трубку, а после их отрастания и формирования урожая зерна – его уборку. Урожайность зеленой массы определяли сплошным способом, взвешиванием всей массы с учетной площади делянки. Учет урожая зерна проводили прямым комбайнированием в фазу восковой – полной спелости. Повторность – четырехкратная. Одноукосное использование – это технология возделывания овса на зерно. Учеты, наблюдения, расчет энергопродуктивности проводились согласно методике ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса [10]. Статистическая обработка результатов проведена по методике Б.А. Доспехова [11]. Энергосодержание определяли рассчетным методом для крупного рогатого скота с использованием содержания сырой клетчатки в сухом веществе по общепринятым методикам зоотехнического анализа кормов. Сырую клетчатку определяли по Геннебергу и Штоману [12–14]. Классы качества сухого вещества и зерна определяли по методике Н.Г. Григорьева [6] и по ГОСТ Р 53901-2010[7].
Исследовали сорта овса, включенные в перечень селекционных достижений, допущенных к использованию по Красноярскому краю и перспективных для использования: Тубинский, Сиг, Саян, Ужурский, Урал 2, Краснообский и Половец 2. Включены в реестр селекционных достижений по Красноярскому краю Тубинский, Сиг, Саян, Ужурский и Урал 2. Сорта Краснообский Новосибирской селекции и Половец 2 Тюменской селекции включены как перспективные для двуукосного использования [15]. В качестве контроля брали одноукосное использование и сорт Тубинский.
Погодные условия лет исследований отличались друг от друга и от средней многолетней величины. Самым благоприятным был 2020 г. – сумма осадков и температур вегетационного периода превышала норму. Сумма температур за май-сентябрь 2020 г. составляла 2299 °С при норме 1998 °С. Годовая сумма осадков составляла 378 мм при норме 247 мм. Гидротермический коэффициент 2020 г. составлял 1,64, что свидетельствует об избыточном увлажнении; 2021 г. – 1,02; 2022 г. – 1,14, что характеризует их как недостаточно увлажненные. Кроме того, 2021 и 2022 гг. отличались неравномерным распределением осадков по месяцам вегетационного периода.
Результаты и их обсуждение. Во все годы исследования энергосодержание сухого вещества зеленой массы и зерна сортов овса соответствовало высшему качеству (табл. 1, рис. 1).
Энергосодержание зависело от сорта, числа укосов и погодных условий лет исследования. В 2020 г. наибольшее энергосодержание в сухом веществе зеленой массы было у сортов Саян – 10,411 МДж/кг; Половец 2 – 9,849 и Сиг – 9,409 МДж/кг. В 2021 г. лучшими по энергосодержанию оказались сорта Саян – 11,143 МДж/кг; Сиг – 10,329, Краснообский – 10,342 и Урал 2 – 10,104 МДж/кг. В 2022 г. лучшими были сорта Саян – 11,844 МДж/кг и Половец 2 – 10,042 МДж/кг.
Энергосодержание сухого вещества зеленой массы значительно ниже аналогичного показателя зерна при двуукосном и одноукосном использовании. Достоверных различий энергосодержания сухого вещества зеленой массы в зависимости от года не было. При двуукосном использовании более высокое энергосодержание зерна получено в 2021 г., при одноукосном использовании достоверные различия по содержанию энергии были во все годы исследования (рис. 1).
Рис. 1. Влияние способа использования на энергосодержание сортов ярового овса, МДж/кг
(НСР05 зел масса – 0,724; НСР05 зерно один укос – 0,527; НСР05 зерно два укоса – 0,503
Способ использования оказал влияние на энергосодержание сортов овса. Наиболее высоким оно было в зерне при одном укосе и составляло от 13,079 МДж/кг у сорта Сиг до 13,897 МДж/кг у сорта Половец 2. Несколько ниже было энергосодержание зерна овса при двуукосном использовании – от 12,555 до 13,340 МДж/кг. Энергосодержание сухого вещества зеленой массы было ниже, чем зерна, в среднем на 3,384 МДж/кг при одноукосном и на 3,322 МДж/кг при двуукосном использовании. Превосходил контроль сорт Тубинский по энергосодержанию сухого вещества зеленой массы лишь сорт Саян на 1,97 МДж/кг. Остальные сорта при разных способах использования имели содержание энергии на уровне контроля. Исключение составил сорт Сиг при одном укосе, энергосодержание которого было меньшим, чем у Тубинского (табл. 1).
Таблица 1
Энергосодержание сортов овса в зависимости от влияния способа
использования (2020–2022 гг.), МДж/кг
|
Сорт |
Два укоса |
Один укос, зерно |
|
|
Зеленая масса |
Зерно |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1. Тубинский |
9,163 |
13,216 |
13,782 |
|
2. Ужурский |
9,059 |
12,568 |
13,325 |
|
3. Сиг |
9,719 |
12,555 |
13,079 |
|
4. Краснообский |
9,838 |
13,124 |
13,283 |
Окончание табл. 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5. Урал 2 |
9,554 |
13,340 |
13,536 |
|
6. Саян |
11,133 |
13,153 |
13,700 |
|
7. Половец 2 |
9,299 |
13,066 |
13,897 |
|
Среднее |
9,681 |
13,003 |
13,515 |
|
НСР 05 А сорт |
1,105 |
0,805 |
0,503 |
|
НСР 05 Б год |
0,724 |
0,527 |
0,329 |
Энергопродуктивность зависела от сбора сухого вещества, урожайности зерна, года, сорта и способа использования. Многофакторный дисперсионный анализ позволил установить, что наибольшее влияние на энергопродуктивность сортов овса оказывал фактор В (год) – 59,1 %; значительно меньшим, но все же весомым было влияние фактора С (способ использования) – 18,9 % и взаимодействие факторов год × способ использования – 10,8 % (табл. 2).
По сбору сухого вещества достоверно превосходили контроль сорта Саян и Краснообский. Меньший, чем у контроля Тубинский, был сбор сухого вещества у Ужурского, Сига и Урала 2. Сорт Половец 2 показал сбор сухого вещества с зеленой массы на уровне контроля (табл. 3).
Энергопродуктивность зерна при двуукосном использовании была ниже, чем при одноукосном использовании практически по всем исследуемым сортам. У сорта Тубинский она была ниже на 27,01 ГДж/га. У сорта Ужурский – на 6,816, у сорта Сиг – на 5,86 ГДж/га. У сорта Краснообский снижение было весьма значительным – на 42,59 ГДж/га. У сорта Урал 2 – на 2,697 ГДж/га. У сорта Саян самое большое снижение энергопродуктивности зерна – на 55,02 ГДж/га. У сорта Половец 2 энергопродуктивность при двух укосах снижалась на 19,31 ГДж/га.
Таблица 2
Результаты дисперсионного анализа энергопродуктивности сортов
ярового овса в многофакторном опыте
|
Дисперсия |
Сумма квадратов |
Степени свободы |
Средний квадрат |
F(ф) |
F05 |
Доля фактора, % |
|
Общая |
294678,998 |
251 |
1174,020 |
|
|
|
|
Фактор А (сорт) |
40329,304 |
6 |
6721,551 |
641,469 |
2,19 |
7,2 |
|
Фактор В (год) |
54895,942 |
2 |
27447,971 |
2619,487 |
3,09 |
59,1 |
|
Фактор С (способ использования) |
35146,578 |
2 |
17573,289 |
1677,100 |
3,09 |
18,9 |
|
Взаимодействие: (В × С) |
76057,770 |
4 |
10014,443 |
19014,443 |
2,46 |
10,8 |
|
(А × С) |
19318,702 |
12 |
1609,892 |
153,639 |
1,85 |
1,7 |
|
(А × В) |
12715,793 |
12 |
1059,649 |
101,127 |
185 |
1,1 |
|
(А × В × С) |
54234,496 |
24 |
2259,771 |
215,660 |
1,63 |
1,1 |
|
Остаток (ошибка) |
1980,413 |
189 |
10,478 |
|
|
0,1 |
Таблица 3
Анализ средних величин сбора сухого вещества сортов овса
по результатам многофакторного дисперсионного анализа (2020–2022 гг.)
|
Сорт |
Средний сбор сухого вещества, т/га |
Разница |
Достоверность НСР05 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1. Тубинский |
6,861 |
Контроль |
0,191 |
|
2. Ужурский |
4,774 |
–2,087 |
Да |
|
3. Сиг |
6,550 |
–0,311 |
Да |
Окончание табл. 3
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
4. Краснообский |
7,268 |
0,408 |
Да |
|
5. Урал 2 |
3,720 |
–3,141 |
Да |
|
6. Саян |
7,946 |
1,085 |
Да |
|
7. Половец 2 |
6,887 |
0,026 |
Нет |
Однако сумма энергопродуктивности при двух укосах значительно превосходила энергопродуктивность зерна при одном укосе. У сорта Тубинский энергопродуктивность зеленой массы и зерна – 112,044 ГДж/га, а при одном укосе – 75,807 ГДж/га.
Лучшим по энергопродуктивности был Саян. Сорт Саян превосходил по энергопродуктивности контроль как при одноукосном, так и при двуукосном использовании (табл. 4).
Таблица 4
Влияние способа использования на энергопродуктивность овса (2020–2022 гг.), ГДж/га
|
Сорт |
Два укоса |
Один укос, зерно |
||
|
Зеленая масса |
Зерно |
Сумма |
||
|
1. Тубинский |
63,247 |
48,797 |
112,044 |
75,807 |
|
2. Ужурский |
43,453 |
33,017 |
76,470 |
39,833 |
|
3. Сиг |
64,317 |
40,137 |
104,454 |
45,997 |
|
4. Краснообский |
72,210 |
30,437 |
102,647 |
73,027 |
|
5. Урал 2 |
35,967 |
26,063 |
62,030 |
28,760 |
|
6. Саян |
89,330 |
32,330 |
121,660 |
87,350 |
|
7. Половец 2 |
63,837 |
33,673 |
97,510 |
52,983 |
|
НСР05 А сорт |
1,87 |
1,88 |
3,75 |
3,73 |
|
НСР05 Б год |
1,22 |
1,23 |
2,45 |
2,44 |
|
НСР05 А × Б |
3,24 |
3,26 |
6,50 |
6,46 |
Энергосодержание было более постоянной величиной в отличие от урожайности и сбора сухого вещества. В 2020 г. за счет полегаемости при традиционной технологии возделывания, однократном скашивании комбайном, урожайность зерна овса Тубинский уступала урожайности зерна при двукратном скашивании. За счет получения двух урожаев в одном посеве получена значительная прибавка энергопродуктивности в сравнении с однократным скашиванием (табл. 5).
Варьирование энергопродуктивности по годам было значительным. Энергопродуктивность зеленой массы в среднем по сортам овса составляла в 2020 г. 40,356 ГДж/га; в 2021 г. – 81,389; в 2022 г. – 63,553 ГДж/га. Энергопродуктивность зерна при двуукосном использовании была в 2020, 2021 и 2022 гг. соответственно 40,667; 18,743 и 45,356 ГДж/га. При одноукосном использовании энергопродуктивность зерна составляла 25,537; 43,116 и 104,386 ГДж/га.
Таблица 5
Энергетическая ценность овса сорта Тубинский
|
Год |
Энергосодержание*, МДж/кг |
Урожайность, т/га |
Сбор сухого вещества, т/га |
Энергопродуктивность, ГДж/га |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Зеленая масса |
||||
|
2020 |
8,944 |
20,570 |
5,560 |
49,680 |
|
2021 |
9,413 |
37,490 |
10,109 |
95,280 |
|
2022 |
9,132 |
18,160 |
4,915 |
44,780 |
|
Средняя |
9,163 |
25,407 |
6,861 |
63,247 |
Окончание табл. 5
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Зерно, двукратное скашивание |
||||
|
2020 |
12,732 |
4,670 |
– |
59,460 |
|
2021 |
13,992 |
1,650 |
– |
23,090 |
|
2022 |
12,923 |
4,940 |
– |
63,840 |
|
Средняя |
13,216 |
3,753 |
– |
48,797 |
|
Зерно, однократное скашивание |
||||
|
2020 |
13,384 |
2,490 |
– |
33,33 |
|
2021 |
14,118 |
1,270 |
– |
17,86 |
|
2022 |
13,844 |
12,730 |
– |
176,23 |
|
Средняя |
13,782 |
5,497 |
– |
75,807 |
*Энергосодержание зеленой массы в переводе на сухое вещество.
По всем исследуемым сортам при двуукосном использовании получены прибавки по энергопродуктивности к одноукосному использованию – 29,6–60,2 ГДж/га, или 40,6–127,1 %. Лучшими сортами в сравнении с одноукосным использованием были Сиг, Урал 2 и Ужурский. Максимальная прибавка оказалась у сорта Сиг по отношению к одноукосному использованию, которая составила 58,5 ГДж/га и превысила контроль на 127,1 %. Урал 2 превосходил одноукосное использование по энергопродуктивности при двух укосах на 115,7 %, Ужурский – на 92 % (рис. 2).
Рис. 2. Прибавки энергопродуктивности сортов овса при двуукосном использовании
(контроль – один укос) (2020–2022 гг.)
Заключение. Таким образом, меньшее содержание энергии было в сухом веществе зеленой массы. Энергосодержание сухого вещества зеленой массы составляло в среднем 9,681 МДж/кг; энергосодержание зерна при
двуукосном использовании – 13,003; энергосодержание зерна при одноукосном использовании – 13,515 МДж/кг. В условиях лесостепи Красноярского края энергосодержание сортов овса соответствовало первому классу качества. По энергосодержанию сухого вещества зеленой массы превосходил контроль Тубинский сорт Саян. Содержание энергии в сухом веществе этого сорта было в среднем 11,133 МДж/га. По годам достоверных различий энергосодержания сухого вещества зеленой массы не выявлено.
Многофакторный дисперсионный анализ позволил установить, что основное влияние на энергопродуктивность овса оказывали фактор «год» – 59,1 %, фактор «способ использования» – 18,9 % и взаимодействие факторов «год × способ использования» – 10,8 %. Доля влияния фактора «сорт» составила 7,2 %. По годам энергопродуктивность варьировала значительно при обоих способах использования. По энергопродуктивности все исследуемые сорта показали преимущество при двуукосном использовании в сравнении с одноукосным. Максимальную прибавку к одноукосному использованию показал сорт Сиг, что превышает контроль на 127,1 %. Выделился по энергопродуктивности сорт Саян, его прибавка к одному укосу составляла 60,2 ГДж/га.
Для получения высокого стабильного урожая зерна и энергопродуктивности рекомендуем в производстве возделывать сорт Саян одноукосным и двуукосным способами. Необходимо проводить скашивание овса на зеленую массу в фазу выхода в трубку – начала выметывания, что соответствует календарным датам третьей декады июня – первой декады июля в условиях Красноярской лесостепи. Уборку на зерно проводить в фазу восковой – полной спелости зерна.
1. Чеботарев Н.Т., Юдин А.А. Влияние органических и минеральных удобрений на продуктивность и качество урожая кормовых культур в севообороте // Кормопроизводство. 2015. № 11. С. 17–20.
2. Турусов В.И., Корнилов И.М. Ресурсосберегающие технологии при возделывании овса // Кормопроизводство. 2015. № 12. С. 18–21.
3. Скрининг исходного материала для селекции кормового овса / Г.А. Баталова [и др.] // Кормопроизводство. 2015. № 9. С. 35–39.
4. Шпаков А.С. Научное обеспечение полевого кормопроизводства России: достижения и перспективы // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство: сб. науч. тр. М., 2023. Вып. 30 (78). С. 83–91.
5. Байкалова Л.П. Инновационные технологии возделывания кормовых культур и заготовки кормов в Красноярском крае: монография / Краснояр. гос. аграр. ун-т. Крас¬ноярск, 2022. 280 с.
6. Григорьев Н.Г. Оценка питательности кормов по обменной энергии // Резервы кормопроизводства. М.: Московский рабочий, 1987. С. 109–128.
7. ГОСТ Р 53901-2010. Овес кормовой. Технические условия. URL: https://internet-law.ru/gosts/gost/50200 (дата обращения: 09.10.2023).
8. Грязнов А.А. Ячмень Карабалыкский (корма, крупа, пиво): монография. Кустанай: Кустанайский печатный двор, 1996. 448 с.
9. Байкалова Л.П., Карвель А.Б., Ноздрина Н.А. Влияние числа укосов на химический состав сортов овса // Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития: мат-лы междунар. науч.-практ. конф., пос-вящ. 70-летию ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ. Красноярск, 2022. С. 349–353.
10. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / ВНИИК им. В.Р. Вильямса. М., 1987. 197 с.
11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 6-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 2011. 351 с.
12. Зоотехнический анализ кормов / Е.А. Петухова [и др.]. М.: Агропромиздат, 1989. 239 с.
13. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов / под ред. Скурихина И.М., Тутельяна В.А. М.: Медицина, 1998. 342 с.
14. Зоотехнический анализ кормов / Л.Н. Дулепинских [и др.]. Пермь: Прокость, 2022. 91 с.
15. Baykalova L., Karvel A., Novokhatin V. Eva-luation of the productivity of spring grain crops with two-axis use in the Krasnoyarsk forest-steppe // International scientifig and confe-rence: Fundamental scientifig research and their applied aspects in biotechnology and agriculture (FSRAABA 2021). Volume 36 (2021). Tyumen, 19–20 iyly, 2021.
