Топинсолнечник - малозатратная и доходная культура

Helianthus tuberosus L.XH. annuus - profitable crop with small expenses for cultivation

Одним из важнейших факторов формирования урожаев является подбор культур для конкретных агроландшафтных условий. Из нетрадиционных культур особый интерес представляет топинсолнечник.

Топинсолнечник отличается экологической пластичностью. Высокий урожай его зеленой массы и клубней при оптимальных условиях водного и пищевого режимов возможен в ряде регионов России.

Расширение посадок топинсолнечника преследует цели создания экологически чистых кормов для животноводства, чистого целебного продовольствия и медикаментозных средств. Глубокая переработка этого биологически активного растения отличается высокой актуальностью и позволит обеспечить сельхозпредприятиям высокую доходность и быструю окупаемость. Однако его широкое возделывание возможно на основе использования научно-обоснованных приемов.

В работе представлены результаты исследований по научному обоснованию приемов формирования посевов топинсолнечника в условиях выщелоченных черноземов лесостепи Предуралья.

Методика исследований. Исследования проводились на выводных полях экспериментального кормового севооборота кафедры кормопроизводства в 1999-2010 гг. в учебно-опытном хозяйстве ФГОУ ВПО Башкирского государственного аграрного университета, расположенного в Южной лесостепи Республики Башкортостан.

Почва опытного участка – чернозем выщелоченный тяжелосуглинистого механического состава, с содержанием гумуса в пахотном слое 6,78% (по Тюрину), подвижного фосфора – 10,8 мг/ 100 г почвы и обменного калия (по Чирикову) – 11,0 мг/ 100 г почвы. Кислотность почвы рН (сол.) – 5,4.

Климат характеризуется резкой континентальностью. Сумма эффективных температур воздуха составляет 2100-2300 ⁰С. Годовое количество осадков 475-575 мм, из них за период вегетации 225-275 мм. ГТК составляет 1,0-1,2. Приход ФАР на посевы полевых культур колеб-лется от 1900 до 2860 ккал/га.

Опыты по изучению формирования планируемой урожайности топинсолнечника проводились по схеме:

1. расчетная доза минеральных удобрений на планируемую урожайность зеленой массы 20 т/га (N₂₀К₂₈) – базовый вариант (контроль);
2. расчетная доза минеральных удобрений на планируемую урожайность зеленой массы 30 т/га (N₆₂P₁₂K₁₂₀);
3. расчетная доза минеральных удобрений на планируемую урожайность зеленой массы 40 т/га (N₁₀₃P₆₀K₂₁₃).

Площадь делянки 714 м², повторность – трехкратная.

На вновь закладываемых плантациях топинсолнечника изучали раскладку посадочных клубней в рядке через 30; 35; 40; 45; 50; 55 см с междурядьем 70 см; распределение клубней по глубине – на 2-4; 6-8; 10-12; 14-16; 18-20 см; массу посадочных клубней – 50-60; 30-40; 10-20 г.

Площадь делянок 50 м², повторность – трехкратная. Предшественник – однолетние травы. Обработка почвы в опыте – общепринятая для зоны. Объектом исследований был топинсолнечник сорта Новость ВИРа.

Результаты исследований. В характере роста и развития растений топинсолнечника отмечены замедленные их темпы в первоначальный период вегетации и усиленные – с начала клубнеобразования. Положительное влияние на линейный рост растений оказали минеральные удобрения. Лучшие показатели линейного роста растений отмечены при использовании посадочных клубней массой 50–60 г, глубине их посадки на 10–12 см и площади питания 70x40 см.

Одним из важнейших качественных показателей корма является, как известно, доля листьев в урожае. Наши исследования показали, что по мере увеличения площади питания растений изменялось соотношение листьев, стеблей и боковых побегов в урожае. В загущенных посадках (70х30 и 70х35 см) процент листьев в урожае составлял 52,1-57,5% против 41,7% при площади питания 70х55 см.

При более глубокой посадке растения имели больший процент облиственности. На долю листьев приходилось более 41% биомассы. Растения, выросшие из крупных фракций клубней, отличались большей высотой стебля, его мощностью и лучше ветвились по сравнению с растениями от средних и мелких фракций. Облиственности стеблей была больше у растений, выросших из крупных клубней, и доля их участия в урожае составила 44,1%.

Результаты изучения фракционного состава клубней показали, что процент крупных и средних клубней возрастал с увеличением площади питания растений.

Анализ данных по продуктивности фотосинтеза показал, что топинсолнечник создает мощный фотосинтетический потенциал (ФП) – 2,86 – 3,72 млн. м²дн./га и обеспечивает накопление высокого урожая сухого вещества. Лучшие параметры агрофитоценоза топинсолнечника формируются при внесении минеральных удобрений на планируемую урожайность 40 т/га зеленой массы. При этом площадь листьев достигала 134,9 тыс. м², чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) – до 9,79 г/м², КПД ФАР – 1,52%. По суммарному урожаю (ботва + клубни) прибавка к контролю составила 23,5 т/га или 65,3%.

Листовая поверхность растений и показатели фотосинтетической деятельности сказались на динамике формирования надземной биомассы и клубней и в конечном счете на урожайности топинсолнечника. Наибольшее нарастание надземной биомассы имело место в период интенсивного роста топинсолнечника – в конце июля – первые две декады августа. Прирост клубней в начальный период проходил медленно и лишь с середины августа имел тенденцию к увеличению.

Максимальные урожаи зеленой массы топинсолнечника в опытах были получены при внесении минеральных удобрений под планируемый урожай 40 т зеленой массы с 1 га и составили 38,4-54,2 т с 1 га. На планируемом уровне урожайности зеленой массы 30 и 20 т с 1 га фактическая урожайность топинсолнечника составила соответственно 25,6-44,1 и 13,0-35,0 т с 1 га.

Минеральные удобрения оказали существенное влияние на урожай клубней топинсолнечника. Наибольшая прибавка в среднем за годы исследований (4,4 т/га, или 53,7%) была при внесении удобрений на планируемую урожайность 40 т зеленой массы с 1 га.

При сравнении вариантов по продуктивности прослеживается средняя (у = 1,017*х + 4,21, r = 0,529; у = 0,218*х + 3,67, r = 0,590) корреляционная зависимость между урожаем зеленой массы, клубней и уровнем минерального питания.

Наибольшая площадь листовой поверхности посевов, фотосинтетический потенциал и накопление сухой биомассы были при площади питания 70х40 см. В опытах прослеживалась взаимосвязь между густотой стояния растений и урожаем. Наибольший урожай зеленой массы во все годы опытов (38,5–107,1 т/га) получен в варианте с площадью питания 70х40 см. С увеличением площади питания до 70х55 см и снижением до 70х30 см урожай снижался. Масса одного растения возрастала с ростом площади питания. Однако повышение продуктивности отдельного растения не компенсировалось снижением густоты стояния.

Анализ урожайности клубней топинсолнечника показал, что с ростом густоты стояния растений увеличивалось и накопление массы клубней. Максимальные урожаи клубней за все годы получены при площади питания 70х30 см за счет большего числа гнезд на единице площади, соответственно 6,9–30,2 т/га против 4,8–20,1 т/га при размещение растений по схеме 70х55 см.

Между урожайностью зеленой массы, клубней и площадью питания растений была тесная (r = 0,894; r = 0,836) корреляционная зависимость.

В опыте по выявлению оптимальной глубины установлено, что средняя глубина посадки клубней (10–12 см) способствовала увеличению вегетативной массы по сравнению с мелкой и глубокой посадкой. Это объясняется, на наш взгляд, замедленным ростом растений топинсолнечника в начальный период вегетации. Последующий рост растений в этих вариантах был также замедленным по сравнению с растениями при глубине посадки клубней на 10–12 см.

Более высокая урожайность надземной биомассы и клубней формировалась при глубине посадки 10–12 см (42,5–104,8 и 9,2–32,2 т/га). Мелкая посадка (2–4 см), как и глубокая (18–20 см) снижали урожайность на 46,0–54,5% и на 70,3–76,7%. Между урожайностью зеленой массы, клубней и глубиной посадки была тесная (r = 0,984; r = 0,919) корреляционная связь.

Большое значение для продуктивности топинсолнечника имеет масса посадочного материала. Посадка крупными клубнями (50–60 г) увеличивала урожай зеленой массы на 15,7 т/га, или на 30,0%, клубней на 6,5 т/га, или на 72,0% в сравнении с посадкой мелкими (10–20 г) клубнями.

В среднем за годы исследований наибольшая урожайность зеленой массы 68,0 т/га и клубней 15,5 т/га получена при посадке крупными клубнями. Такая закономерность объясняется тем, что растения, выросшие из крупных клубней, имели большую кустистость и вегетативную массу, которая синтезировала больший запас пластических веществ за счет более развитой фотосинтетической активности.

Кроме величины урожайности зеленой массы большое значение имеет качество получаемого корма. Анализ показал, что внесение минеральных удобрений на планируемую урожайность зеленой массы 40 т/га увеличивало содержание сырого протеина в зеленой массе топинсолнечника в среднем за годы исследований на 9,2%, в клубнях – на 14,5% по сравнению с контролем и составило соответственно 11,8 и 13,4%.

Уменьшение площади питания растений приводило к увеличению содержания питательных веществ в зеленой массе. Содержание питательных веществ в клубнях зависело от мощности развития надземной биомассы, однако четкой закономерности в их концентрации не проявилось. Наибольшее содержание сырой клетчатки отмечено в варианте с глубокой посадкой клубней. По мере снижения массы посадочных клубней в зеленой массе топинсолнечника содержание сырого протеина повышалось.

Анализ энергетических показателей возделывания топинсолнечника показал, что применение минеральных удобрений, разные площади питания, глубина посадки и масса посадочного материала при разных производственных затратах определяют биоэнергетическую эффективность производства. Выход валовой и обменной энергии топинсолнечника в опытах с повышением уровня минерального питания возрастал. Наибольший выход обменной (80,41 ГДж) и валовой (128,40 ГДж) энергии был получен в варианте с внесением минеральных удобрений под урожай 40 т/га зеленой массы.

Затраты совокупной энергии в значительной степени зависели от нормы вносимых минеральных удобрений. С внесением удобрений под урожай 30 и 40 т зеленой массы с 1 га затраты совокупной энергии возросли на 30,7 и 54,1% по сравнению контролем. В структуре совокупной энергии наибольший удельный вес занимали затраты на семена, удобрения, машины и оборудование (62,90-75,21%). С повышением уровня минерального питания затраты возрастали, а удельный вес на долю топлива, машин и оборудования понижался.

Максимальный энергетический коэффициент (ЭК=8,9) и коэффициент энергетической эффективности производства кормов (КЭЭ=5,3) получены в варианте с площадью питания 70х40 см. В варианте с глубиной посадки клубней на 10-12 см была наименьшая энергоемкость 1 т сухого вещества и переваримого протеина (ЭЕ=1,11 и 13,1 ГДж). Общий выход обменной энергии в этих вариантах составил 111,36-134,71 ГДж/га.

Заключение. Топинсолнечник характеризуется высокой адаптивностью к почвенно-климатическим условиям, отличается высокой продуктивностью при низких энергозатратах на возделывание. На выщелоченных черноземах эту культуру целесообразно возделывать с площадью питания растений 70х40 см, глубиной посадки клубней на 10-12 см и массой посадочных клубней 50-60 г.

Библиографический список

1. Интродукция топинсолнечника и топинамбура в Башкирии / М.С. Мухамет-шин // Топинамбур и топинсолнечник – проблемы возделывания и использования: тезисы докладов III Всесоюзной науч.-произ. конф.– Одесса: Маяк, 1991. – С.131–133.
2. Кочнев, Н.К. Топинамбур – биоэнергетическая культура /Н.К. Кочнев // Топи-намбур и другие инулиносодержащие растения – проблемы возделывания и использо-вания: материалы 6–й Международ. научно–практ. конфер. – Тверь: ТГСХА, 2006.– С.81–82.
3. Кшникаткина, А.Н. Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов новых кормовых культур в лесостепи Поволжья: автореферат дис. … докт. с.- х. наук / А.Н. Кшникаткина – Кинель, 2000. – 44 с.