Россия
Цель исследования ‒ изучить влияние погодных условий Тюменской области на процентное содержание сухого вещества в зеленой массе у позднеспелых сортов клевера лугового в период укосной спелости. Наблюдения проводились на опытном поле НИИСХ Северного Зауралья – филиала ТюмНЦ СО РАН в 2015–2022 гг. на растениях 12 позднеспелых (одноукосных) образцов клевера лугового 1-го года пользования. Погодные условия в большинстве лет были теплыми с достаточным количеством осадков, засушливые условия наблюдались только в 2021 г.; гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова составлял 0,47–2,55. Дата возобновления вегетации отмечалась во II декаде апреля, укос зеленой массы проводился во II декаде июля. В 2015–2022 гг. сбор зеленой массы у сортов клевера лугового составлял от 17,9 до 62,5 т/га, с содержанием в ней сухого вещества от 20,4 до 37,1 % и разницей между значениями по годам от 0,8 до 13,3 %. Отмечалась зависимость между значением ГТК и соотношением кормовой продукции в свежеубранном (зеленая масса) и сухом виде (сено). При значениях ГТК >2 сбор зеленой массы в 4,2–4,6 раз превышал выход сена при ГТК < 2 в 3,0–3,4 раза. Содержание сухого вещества зеленой массы в условиях избыточного увлажнения (ГТК = 2,4–2,55) снижалось – 21,9–23,5 %, при недостатке влаги (ГТК = 0,47–1,25) увеличивалось – 31,2–34,7 %, что подтвердилось достоверной отрицательной корреляцией (r = –0,753–0,965) между содержанием сухого вещества и ГТК за сезон (апрель – июль) для всех сортов. Увеличению содержания сухого вещества в зеленой массе могла способствовать и сумма активных температур в апреле-мае (r = 0,746–0,846 у 5 сортов), что указывало на важность тепла в период весеннего отрастания.
зеленая масса, сено, гидротермический коэффициент Селянинова, клевер луговой, сухое вещество
Введение. Повышение кормовой продуктивности является главным направлением в селекции клевера лугового. В Сибири селекционная работа проводится с клевером одноукосного или позднеспелого типа, посевы которого занимают до 10 %. Двуукосные, или раннеспелые, клевера характеризуются низкой зимостойкостью и в северных регионах распространены мало [1]. Среди допущенных к использованию позднеспелых сортов в Сибири распространены Атлант, Ермак, Гефест, Родник Сибири и др. [2]. В Тюменской области сбор зеленой массы у позднеспелых сортов в отдельные годы достигал 60–68 т/га с выходом сухого вещества 14–15 т/га [3, 4]. Позднеспелые сорта клевера лугового широко изучаются на Урале с целью включения в селекционные программы: сбор сухого вещества с посевов 1-го года пользования составляет 8,2–10,4 т/га [5]. В условиях Камчатского края они также показали высокую степень адаптивности и способность при благоприятных погодных условиях обеспечить высокие сборы зеленой массы [6].
Уровень продуктивности в разных регионах лимитируется главным образом климатическими условиями; в работе Э. Акманаева урожай одноукосного клевера больше зависел от суммы активных температур, чем от суммы осадков [7]. Н. Зезин с соавторами установили, что в условиях Среднего Урала перепады в урожае от влияния погодных условий отличались в 2,5–4,8 раза. В их исследованиях на уровень сбора зеленой массы клевера лугового влияла температура воздуха, в период максимального роста растений отмечалось сильное отрицательное влияние июньской засухи. Максимальный сбор был получен во влажные годы при показателе ГТК свыше 1,1–1,6 [8].
В практической работе с кормовыми культурами обнаруживается, что в разные годы пропорция между сбором зеленой массы и выходом сена существенно отличается в связи с меняющимся процентным содержанием сухого вещества в растениях. Сравнение данных за ряд лет поможет определить факторы влияния на его накопление во время вегетации.
Цель исследования – изучить влияние погодных условий Тюменской области на процентное содержание сухого вещества в зеленой массе у позднеспелых сортов клевера лугового в период укосной спелости.
Задачи: провести анализ значений показателя «содержание сухого вещества» в зеленой массе растений у 12 сортов клевера лугового за 7 лет; определить соотношение между сбором зеленой массы и выходом из нее сена в разные годы; рассчитать корреляцию с ГТК, суммой активных температур и суммой осадков в годы исследования.
Объекты и методы. Наблюдения проведены в питомнике КСИ клевера лугового на опытном поле НИИСХ Северного Зауралья – филиала ТюмНЦ СО РАН в 2015–2022 гг. В качестве изучаемых объектов были взяты 12 позднеспелых (одноукосных) образцов клевера лугового собственной селекции [4]. Закладка опытов проводилась ежегодно для получения данных у растений 1-го года пользования (2-го года жизни). При учете зеленой массы в ней путем естественной сушки пробных снопов до постоянного веса определялось содержание сухого вещества для расчета выхода сена [9]. Основные агроклиматические показатели − сумма активных температур, сумма осадков, гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова рассчитывались по справочнику Н.В. Гулиновой [10]. Информация о погоде в Тюмени за 2015–2022 гг. получена из интернет-источника «Погода и климат» [11]. Математическая обработка включала в себя определение средней арифметической (x̅) с указанием ошибки (±sx̅), стандартного отклонения (s), коэффициента вариации (V), коэффициента корреляции (r) с указанием ошибки (±sr) и критерия существенности (tr) и выполнялась по методике Б.А. Доспехова [12].
Результаты и их обсуждение. В вегетационные периоды 2015–2022 гг. наблюдались типичные для Тюменской области погодные условия: в большинстве это были теплые годы с достаточным количеством осадков, засуха наблюдалась только однажды – в 2021 г. Дата устойчивого весеннего перехода t воздуха через 5 °С, означающая возобновление вегетации, чаще всего отмечалась во II декаде апреля, дата укоса зеленой массы приходилась на II декаду июля. Период от отрастания до укосной спелости занимал 80–110 дней. Распределение тепла и осадков в течение этого времени существенно отличалось по годам, однако укосная спелость наступала, как правило, в одно и то же время, и только в годы с избыточным увлажнением (2015, 2022) смещалась более чем на 10 дней (табл. 1).
Таблица 1
Метеорологические условия в г. Тюмени (2015–2022 гг.)
|
Год |
Дата весеннего перехода t воздуха через 5 °С |
Дата укоса зеленой массы |
Количество дней |
Σ активных t > 10 °C |
Σ осадков, мм |
ГТК Селянинова |
Описание периода от возобновления вегетации до укоса клевера лугового |
|
2015 2022 |
14.04 13.04 |
03.08 02.08 |
110 110 |
1522 1479 |
235 244 |
1,54 1,65 |
Очень теплый, избыточно увлажненный |
|
2017 |
07.04 |
13.07 |
97 |
953 |
243 |
2,55 |
Прохладный, избыточно увлажненный |
|
2018 |
27.04 |
16.07 |
80 |
865 |
208 |
2,40 |
Прохладный, хорошо увлажненный |
|
2019 2020 |
11.04 11.04 |
17.07 17.07 |
97 97 |
1178 1399 |
147 151 |
1,25 1,08 |
Теплый, умеренно увлажненный |
|
2021 |
11.04 |
12.07 |
92 |
1333 |
63 |
0,47 |
Теплый, засушливый |
В период отрастания растений (апрель-май) сумма активных t >10 °С достигала 126–589 °С, а в период основного роста (июнь–июль) увеличивалась в 1,5–5 раз, как и количество осадков, которое в начале вегетации в большинстве лет было меньше в 1,1–2,7 раза, чем в летний период (рис. 1).
В 2015–2022 гг. среднее значение (x̅) урожайности зеленой массы у 12 исследуемых сортов КСИ варьировало от 17,9 до 62,5 т/га, а выход сена с нее составил от 5,8 до 17,4 т/га. В годы с хорошим увлажнением (2017, 2018) сбор зеленой массы был высоким – 40–80,0 т/га, а наименьшая существенная разность (НСР05) между сортами максимальной – 7–7,5 т/га. В засушливых условиях 2021 г. сбор зеленой массы составил от 13 до 21 т/га с НСР05 = 2,5 т/га. По сбору сена НСР05 между сортами в 2017, 2018 гг. составила 3,2 и 4,0 т/га соответственно и 0,9 т/га в 2021 г. Сопоставление значений ГТК с урожайностью зеленой массы показало, что в условиях достаточного увлажнения (ГТК > 2) сбор зеленой массы превышал 60,0 т/га, а самая низкая урожайность (17,9 т/га) была получена в засушливом 2021 г. при ГТК = 0,47. Также отмечались существенные изменения в пропорциях между свежеубранной и сухой кормовой массой: при показателе ГТК > 2 сбор зеленой массы в 4,2–4,6 раз превышал выход сена, во все остальные годы свежескошенные растения превышали вес сена в 3,0–3,4 раза. Вероятно, что при уровне ГТК < 2 это является биологической нормой для клевера лугового, а высокие сборы зеленой массы во влажные годы обусловлены значительным количеством накопленной влаги в тканях растений (рис. 2).
Рис. 1. Тепло и влагообеспеченность весенне-летнего сезона г. Тюмени (2015–2022 гг.)
Рис. 2. Кормовая продуктивность клевера лугового при изменении ГТК, т/га
Разница в процентном содержании сухого вещества в зеленой массе при изменении ГТК также менялась и между разными годами составляла от 0,8 до 13,3 %. Была очевидна отрицательная зависимость − чем больше величина ГТК (2,4–2,55), тем меньшим было накопление сухого вещества в растениях (21,9–23,5 %), и напротив − в годы с ГТК = 0,47–1,25 содержание сухого вещества было максимальным (31,2–34,7 %) (рис. 3).
Рис. 3. Содержание сухого вещества в зеленой массе при изменении ГТК, %
В период наблюдений у 12 изучаемых образцов клевера лугового среднее содержание сухого вещества в зеленой массе (x̅) варьировало в границах доверительных интервалов (x̅±t01) от 20,4 до 37,1 %. Коэффициент вариации V в течение 6 лет составлял 3,8–7,6 %, что свидетельствовало о незначительной изменчивости между образцами, и только в 2015 г. о средней – 12,8 %, а итоговое значение V между сортами за весь период составило 2,8 %. Это указывало на одинаковую реакцию растений на условия среды независимо от сорта и несущественность его влияния на изучаемый показатель (табл. 3).
Таблица 3
Статистическая характеристика содержания сухого вещества
в зеленой массе клевера лугового, %
|
Показатель |
Год наблюдений |
Среднее |
||||||
|
2015 |
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
||
|
Родник Сибири, st |
36,0 |
24,0 |
22,0 |
29,7 |
32,0 |
34,0 |
29,8 |
36,0 |
|
Атлант |
29,0 |
20,0 |
22,0 |
31,4 |
32,0 |
34,0 |
30,6 |
29,0 |
|
Гефест |
32,0 |
22,0 |
25,0 |
34,0 |
36,0 |
34,0 |
28,0 |
32,0 |
|
Ермак |
36,0 |
22,0 |
24,0 |
31,6 |
32,0 |
33,0 |
32,2 |
36,0 |
|
Сальдо |
24,0 |
22,0 |
22,0 |
33,0 |
39,0 |
31,0 |
32,8 |
24,0 |
|
Светлячок |
28,0 |
22,0 |
24,0 |
33,8 |
34,0 |
32,0 |
29,6 |
28,0 |
|
Сударь |
27,0 |
22,0 |
23,0 |
32,8 |
35,0 |
32,0 |
27,4 |
27,0 |
|
Памяти Бурлаки |
28,0 |
21,0 |
26,0 |
29,8 |
38,0 |
32,0 |
28,4 |
28,0 |
|
Парад (11-4-67) |
27,0 |
21,0 |
25,0 |
29,4 |
31,0 |
32,0 |
30,6 |
27,0 |
|
21-2-58 (2) – отбор |
26,0 |
21,0 |
25,0 |
31,4 |
35,0 |
31,0 |
29,2 |
26,0 |
|
13-2 |
28,0 |
20,0 |
22,0 |
30,0 |
33,0 |
32,0 |
28,4 |
28,0 |
|
13-3 |
28,0 |
20,0 |
22,0 |
31,0 |
34,0 |
31,0 |
32,8 |
28,0 |
|
x̅ (для 12 сортов) |
29,1 |
21,4 |
23,5 |
31,2 |
34,7 |
32,4 |
29,9 |
28,9 |
|
s |
3,7 |
1,12 |
1,4 |
2,04 |
2,64 |
1,23 |
1,74 |
0,83 |
|
V, % |
12,8 |
5,9 |
6,0 |
6,5 |
7,6 |
3,8 |
5,8 |
2,89 |
|
x̅ ± t01 |
25,8 ÷ 32,4 |
20,4 ÷ 22,4 |
22,0 ÷ 24,9 |
29,4 ÷ 33,0 |
32,3 ÷ 37,1 |
31,3 ÷ 33,5 |
28,3 ÷ 31,4 |
28,1 ÷ 29,6 |
Влияние погодных условий на накопление сухого вещества у растений клевера лугового рассматривалось по расчету корреляционных связей с ГТК и непосредственными метеорологическими данными − суммой активных температур и осадками отдельно по периодам: 1-й (апрель-май) – время весеннего отрастания растений; 2-й (июнь-июль) – их активный рост, предшествующий сбору продукции. Несмотря на малый объем выборки (n = 7), у всех сортов выявлена сильная достоверная отрицательная корреляция (r = –0,753–0,965) между содержанием сухого вещества и ГТК за сезон. Корреляция с ГТК за апрель-май также была отрицательной (r = –0,538–0,831), но достоверной только у 4 сортов; за июнь-июль достоверность отрицательной корреляции подтвердилась у 9 сортов.
Расчет корреляции с непосредственными данными, составляющими ГТК (суммой температур и суммой осадков), для получения достоверных сведений в основном был неэффективен (tr факт < tr теор. (5 %) = 2,57 для данного количества наблюдений), нулевая гипотеза не отвергалась, корреляция отсутствовала. Среди полученных результатов достоверные положительные связи у 5 сортов отмечены только между накоплением сухого вещества и суммой активных температур в апреле-мае (r = 0,746–0,846), что могло указывать на важность тепла в период весеннего отрастания, способствующего лучшему росту и развитию растений. Для получения достоверных сведений необходимо увеличить число лет наблюдений (табл. 4).
Таблица 4
Корреляционные связи между погодными условиями и содержанием сухого вещества в зеленой массе клевера лугового (2015–2022 гг.)
|
Сорт, сортообразец |
ГТК |
Σ t ˃ 10 °C |
Σ осадков |
|||||||||||
|
апрель-май |
июнь-июль |
за сезон |
апрель-май |
июнь-июль |
апрель-май |
июнь-июль |
||||||||
|
r±sr |
tr факт |
r±sr |
tr факт |
r±sr |
tr факт |
r |
tr факт |
r |
tr факт |
r |
tr факт |
r |
tr факт |
|
|
Родник Сибири, st |
–0,724±0,31 |
2,33 |
–0,518±0,38 |
1,36 |
–0,822±0,25 |
3,28 |
0,796 |
2,90 |
0,602 |
1,67 |
–0,572 |
1,54 |
–0,142 |
0,32 |
|
Атлант |
–0,772±0,28 |
2,76 |
–0,850±0,23 |
3,69 |
–0,965±0,12 |
8,04 |
0,826 |
3,30 |
0,384 |
0,94 |
–0,544 |
1,47 |
–0,587 |
1,63 |
|
Гефест |
–0,831±0,25 |
3,32 |
–0,791±0,27 |
2,92 |
–0,914±0,18 |
5,07 |
0,746 |
2,57 |
0,309 |
0,73 |
–0,604 |
1,63 |
–0,559 |
1,51 |
|
Ермак |
–0,607±0,35 |
1,73 |
–0,635±0,34 |
1,86 |
–0,797±0,27 |
2,95 |
0,677 |
2,05 |
0,733 |
2,44 |
–0,392 |
0,95 |
–0,178 |
0,40 |
|
Сальдо |
–0,538±0,38 |
1,41 |
–0,729±0,31 |
2,35 |
–0,753±0,29 |
2,59 |
0,712 |
2,29 |
0,170 |
0,39 |
–0,272 |
0,63 |
–0,626 |
1,78 |
|
Светлячок |
–0,730±0,31 |
2,35 |
–0,825±0,25 |
3,30 |
–0,906±0,19 |
4,76 |
0,725 |
2,33 |
0,278 |
0,64 |
–0,506 |
1,33 |
–0,627 |
1,79 |
|
Сударь |
–0,765±0,29 |
2,64 |
–0,804±0,26 |
3,10 |
–0,880±0,21 |
4,19 |
0,741 |
2,47 |
0,151 |
0,34 |
–0,528 |
1,38 |
–0,677 |
2,05 |
|
Памяти Бурлаки |
–0,646±0,34 |
1,90 |
–0,822±0,25 |
3,30 |
–0,767±0,29 |
2,64 |
0,718 |
2,30 |
0,201 |
0,45 |
–0,301 |
0,70 |
–0,668 |
2,02 |
|
Парад (11-4-67) |
–0,650±0,34 |
1,90 |
–0,948±0,14 |
6,80 |
–0,889±0,20 |
4,44 |
0,707 |
2,21 |
0,343 |
0,82 |
–0,372 |
0,90 |
–0,698 |
2,18 |
|
21-2-58 (2) |
–0,644±0,34 |
1,89 |
–0,857±0,23 |
3,72 |
–0,825±0,25 |
3,30 |
0,703 |
2,19 |
0,186 |
0,42 |
–0,348 |
0,82 |
–0,716 |
2,30 |
|
13-2 |
–0,786±0,28 |
2,81 |
–0,853±0,23 |
3,70 |
–0,951±0,14 |
6,79 |
0,834 |
3,30 |
0,344 |
0,81 |
–0,526 |
1,38 |
–0,613 |
1,75 |
|
13-3 |
–0,544±0,38 |
1,43 |
–0,773±0,28 |
2,76 |
–0,826±0,25 |
3,30 |
0,746 |
2,57 |
0,503 |
1,29 |
–0,262 |
0,61 |
–0,469 |
1,20 |
Примечание: n = 7; tr теор. (5 %) = 2,57 для 5 степеней свободы.
Заключение. В 2015–2022 гг. среднее значение (x̅) сбора зеленой массы 12 сортов составляло 17,9–62,5 т/га, в котором содержалось от 20,4 до 37,1 % сухого вещества, а разница между значениями разных лет составляла от 0,8 до 13,3 %. Содержание сухого вещества в условиях одного года между образцами отличалось несущественно − за весь период V = 2,8 %, что показывало одинаковую реакцию растений на условия среды независимо от сорта.
Погодные условия значительно влияли на соотношение кормовой продукции в свежеубранном и сухом виде, что подтвердилось для всех сортов достоверной отрицательной корреляцией (r = –0,753–0,965) между содержанием сухого вещества и ГТК за сезон (апрель – июль). Во влажные годы с ГТК = 2,4–2,55 урожайность зеленой массы значительно повышалась, но сухого вещества в ней накапливалось меньше (21,9–23,5 %), соотношение между весом сена и зеленой массы было как 1 : 4,2–1 : 4,6. В годы с умеренным увлажнением и периодами засухи (ГТК = 0,47–1,25) сбор зеленой массы снижался, а содержание сухого вещества в ней увеличивалось до 31,2–34,7 %, соотношение между весом сена и зеленой массы составляло 1 : 3,0–1 : 3,4. Также отмечена тенденция положительного влияния суммы активных температур в апреле–мае на накопление сухого вещества: получены достоверные положительные связи у 5 сортов (r = 0,746–0,846), что указывало на важность тепла в период весеннего отрастания, способствующего росту и развитию растений.
1. Гончаров П.Л. Методика селекции кормовых трав в Сибири / РАСХН, Сиб. отд-ние, Сиб. НИИРС, НГАУ. Новосибирск, 2003. 396 с.
2. Полюдина Р.И. Селекция клевера лугового в Сибири // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2016. № 5. С. 106–112.
3. Липовцына Т.П., Леонидов Ю.Е. Новый сорт клевера лугового Сальдо // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30, № 11. С. 69–72.
4. Каталог сортов сельскохозяйственных культур научно-исследовательского института сельского хозяйства Северного Зауралья / НИИСХ Северного Зауралья – филиал ТюмНЦ СО РАН. Тюмень: Печатник, 2022. 40 с.
5. Тормозин М.А., Зырянцева А.А. Сравнительный анализ сортообразцов клевера лугового питомника конкурсного сортоиспытания с высокими кормовыми качествами // Аграрный вестник Урала. 2021. № 07 (210). С. 16–24. DOI:https://doi.org/10.32417/1997-4868-2021-07-16-24.
6. Кочнева М.Б., Дахно О.А. Адаптивный потенциал интродуцированных сортов клевера лугового в Камчатском крае // Дальневосточный аграрный вестник. 2019. № 3 (51). С. 45–50. DOI:https://doi.org/10.24411/1999-6837-2019-13034.
7. Акманаев Э.Д. Формирование урожайности одноукосного и двуукосного клевера лугового в зависимости от агрометеорологических условий // Пермский аграрный вестник. 2018. № 3 (23). С. 30–34.
8. Урожайность клевера лугового в зависимости от агроклиматических условий Среднего Урала / Н.Н. Зезин [и др.] // Кормопроизводство. 2020. № 6. С. 20–24.
9. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / Ю.К. Новоселов [и др.]. М.: Россельхозакадемия, 1997. 155 с.
10. Гулинова Н.В. Методы агроклиматической обработки наблюдений. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 152 с.
11. Погода и климат. 2004–2022. URL: www.pogodaiklimat.ru (дата обращения: 10.11.2022).
12. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 352 с.
