АГРОНОМИЯ

Л.П. Евстратова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Е.В. Николаева, кандидат сельскохозяйственных наук

Г. В.Евсеева

Лаборатория агротехнологий «Вилга» отдела комплексных научных исследований

Карельского научного центра Российской академии наук

РФ, 185506, Республика Карелия, Прионежский р-н, п. Новая Вилга, ул. Центральная, 12

E-mail: levstratova@yandex.ru

УДК 633.31:631.524.85 (470.22)

DOI: 10.30850/vrsn/2020/6/40-44

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ КОРМОВОЙ МАССЫ

И АДАПТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ ТРАВОСТОЕВ

С УЧАСТИЕМ MEDICAGO VARIA MART*

Приведены результаты изучения особенностей формирования урожая надземной массы и биологиче-

ской адаптивности многолетних трехкомпонентных травостоев с участием сортов тимофеевки луго-

вой (ВИК 9), костреца безостого (Факельный) и люцерны изменчивой (Селена, Пастбищная 88, Агния). Мето-

дом главных компонент для комплексного анализа показателей длины, числа побегов изученных видов трав, а

также урожайности сухого вещества травостоев выявлено по две главные компоненты, которые объясняют изменчи-

вость признаков каждого из двух укосов на 78,3 %. Установлено, что урожайность сухого вещества агроценозов в боль-

шей степени определялась длиной побегов, чем их количеством. По укосам определено наличие конкурентных отношений

в побегообразовании у тимофеевки луговой и костреца безостого, а также тимофеевки и люцерны изменчивой. На основании

сходного характера вформировании побегов костреца безостого и люцерны изменчивой предположили, что эти культуры наибо-

лее подходят для составления травосмеси. В различающихся по погодным условиям шести полевых сезонах ростовые процессы

и накопление урожая сухого вещества трав в вариантах опыта имели свои особенности: в экстремальных условиях травостои

наиболее сильно отличались между собой по комплексу показателей, в относительно благоприятных - были более однородны.

По результатам двухфакторного дисперсионного анализа в основном установлено существенное влияние метеорологических

факторов на показатели урожайности по укосам. Достоверное влияние состава агроценоза на урожай кормовой массы вы-

явлено лишь на первую дату уборки трав. Включение люцерны изменчивой сорта Селена обеспечило существенное превыше-

ние по урожайности другие травостои. Агроценозы с участием сортов люцерны Селена и Агния обладали повышенными зна-

чениями общей и специфической адаптивной способности и оказались наиболее отзывчивыми на улучшение факторов среды.

Ключевые слова: многолетние бобово-злаковые травостои, люцерна изменчивая, сорт, урожайность, адаптивность, Карелия.

* Работа выполнена в рамках Государственного задания № 075-01266-20-01 по Программе ФНИ государственных акаде-

мий наук на 2020-2022 гг., Рег. № НИОКТР АААА-А19-119082690051-2 / The work was carried out under the State target

№ 075-01266-20-01 with Grant funds to perform a State task under the programme of Basic Scientific Research of the State Science

Academies for 2020-2022 period № R&D АААА-А19-119082690051-2.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 6-2020

АГРОНОМИЯ

L.P. Evstratova, Grand PhD in Agricultural sciences, Professor

E.V. Nikolaeva, PhD in Agricultural sciences

G. V. Evseeva

Laboratory of agricultural technologies «Vilga», Department of Multidisciplinary Scientific Research

of the Karelian Research Centre Russian Academy of Sciences

RF, 185506, Respublika Kareliya, Prionezhskij r-n, p. Novaya Vilga, ul. Central’naya, 12

Е-mail: levstratova@yandex.ru

FORMATION A FORAGE MASS YIELD AND ADAPTABILITY

OF PERENNIAL LEGUME-CEREAL HERBAGE INVOLVING

THE MEDICAGO VARIA MART

The article presents the results of studying the peculiarities of formation of aboveground mass and the biological adaptability of three-

component legume-cereal grass mixtures with the participation of varieties of timothy grass (VIK 9), awnless brome (Fakelny) and

changeable alfalfa (Selena, Pastbishchnaya 88, Agnia). Using the method of main components for a comprehensive analysis of the

length, number of shoots of the studied grass species, as well as the yield of dry matter of grass stands, two main components were

identified, which explain the variability of characteristics for each of the two mowing by 78,3 %. It was found that the yield of dry matter of

agrocenoses was more determined by the length of shoots than by their number. In each mowing, the presence of competitive relationships

in shoot formation in timothy grass and awnless brome, as well as timothy grass and alfalfa changeable. Based on the similar nature

in the formation of shoots of awnless brome and changeable alfalfa, it was assumed that these cultures are most suitable for composing

a grass mixture. In varying weather conditions six field seasons of growth processes and accumulation of crop dry matter of grasses in

variants of the experiment had its own peculiarities: in extreme conditions the herbage is most strongly differed among themselves on a

range of indicators and, on the contrary, in a relatively favourable - was more homogeneous. Based on the results of two-factor analysis

of variance, a significant influence of meteorological factors on the productivity indicators for mowing was mainly established.

The reliable influence of the composition of agrocenosis on the yield of feed mass was revealed only on the first date of grass harvesting.

The inclusion of changeable alfalfa variety of Selena has resulted in a substantial increase of productivity of herbage. Agrocenoses with

the participation of alfalfa Selena and Agnia varieties had increased values of general and specific adaptive capacity and were the most

responsive to the improvement of environmental factors.

Key words: legume-grasses, alfalfa changeable, variety, yield, adaptability, Karelia.

В настоящее время ведущее направление в раз-

реагирующим на заданные условия для роста и раз-

витии сельского хозяйства Карелии - животновод-

вития кормовых культур. [2]

ство. Создание прочной кормовой базы невозможно

Цель работы - оценить урожайность и биологи-

без многолетних бобовых и злаковых трав. По ре-

ческую адаптивность многолетних бобово-злаковых

спублике в структуре укосных площадей бобово-

агроценозов с участием сортов люцерны изменчивой

злаковые агроценозы составляют немногим более

в условиях Карелии.

10 %. В состав травостоев чаще всего включают

бобовый компонент - клевер луговой с непродол-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

жительным периодом хозяйственного использова-

ния. Ввиду того, что обеспеченность кормов рас-

Экспериментальные исследования (2012-2017)

тительным белком остается актуальной проблемой,

проведены на опытном поле лаборатории агро-

необходимо расширять ассортимент многолетних

технологий «Вилга» отдела комплексных научных

бобовых трав. Представляет интерес возделывание

исследований ФИЦ КарНЦ РАН. Материал для

теплолюбивой культуры - люцерны изменчивой,

изучения - трехкомпонентные травостои (объек-

некоторые сорта которой формируют высокую про-

ты) с участием сортов тимофеевки луговой Phleum

дуктивность надземной массы в условиях северного

pratense L. (ВИК 9), костреца безостого Bromopsis

земледелия. [3, 5] Преимущества использования

inermis Leyss. (Факельный) и люцерны изменчивой

M. varia определяются не только ее кормовыми до-

M. varia (Селена, Пастбищная 88, Агния).

стоинствами, но и способностью повышать плодо-

Перед посевом в почву вносили минеральные

родие и улучшать санитарное состояние почв. [1]

удобрения в дозе N₄₀Р₆₀К₉₀, семена люцерны из-

Для эффективного выращивания люцерны измен-

менчивой подвергали обработке ризоторфином,

чивой в составе многолетних бобово-злаковых тра-

содержащим специфический штамм А-4 Rhizobium

востоев необходим подбор ее сортов с комплексом

meliloti.

хозяйственно ценных показателей, а также адап-

Площадь учетной делянки - 20 м². Схема опыта

тивных и конкурентоспособных. К сожалению, в

включала три варианта в четырехкратной повтор-

большинстве случаев высокая экологическая устой-

ности, каждый из которых представлен травосмесью

чивость видов сочетается с низкой их продуктивно-

с участием тимофеевки луговой (8 кг/га), костреца

стью. В условиях флуктуации факторов внешней

безостого (12 кг/га) и одного из трех вышеуказанных

среды целесообразно использовать сорта со слабой

сортов люцерны изменчивой (12 кг/га). Вариан-

отзывчивостью на изменение свето-, тепло- и влаго-

ты размещали рендомизированным способом. Длину

обеспеченности растений для однородного прояв-

побегов, их число на 1 м², урожайность сухого веще-

ления у них хозяйственно полезных признаков, при

ства многолетних трав определяли во время укосов

возможности контролировать некоторые параметры

в межфазный период развития люцерны: бутониза-

среды. Предпочтение отдают генотипам, хорошо

ция - начало цветения.

АГРОНОМИЯ

Экспериментальная работа выполнена согласно

чивой. С учетом однонаправленного характера фор-

методикам ВНИИМЗ, ВНИИ кормов им. В.Р. Ви-

мирования побегов костреца безостого и люцерны

льямса и полевого опыта.

изменчивой предположили, что эти культуры наи-

В годы исследований погодные условия разли-

более подходят для составления травосмеси.

чались по тепло- и влагообеспеченности. Вегета-

По расположению объектов в пространстве двух

ционные периоды 2012-2014 годов характеризова-

компонент (см. рисунок) установлено, что в первый

лись повышенной среднемесячной температурой

год пользования (2012) в травостое преобладала ти-

воздуха и недостаточным количеством осадков по

мофеевка луговая. Наибольшее количество побегов

сравнению со среднемноголетними значениями.

костреца безостого зарегистрировано во втором

Условия полевого сезона 2015 года и второй поло-

укосе третьего года пользования (2014), а люцерны

вины 2016-го были менее благоприятны для роста

изменчивой - четвертого и пятого (2015 и 2016).

и развития многолетних трав. Сочетание дефицита

Максимальные показатели длины побегов всех

тепла и избыточного увлажнения на протяжении

видов трав отмечены во втором укосе второго года

всего периода вегетации - особенность 2017 года.

пользования травостоев (2013).

Полевой опыт с многолетними бобово-злако-

Расстояния между кружочками, обозначающими

выми травостоями проводили на осушенной мине-

травостои одного года пользования, наглядно пока-

ральной дерново-среднеподзолистой супесчаной

зывают степень их различия по комплексу изученных

хорошо окультуренной почве с реакцией почвенного

показателей. В экстремальных условиях полевого се-

раствора близкой к нейтральной (рН_сол.6,4), с вы-

зона 2017 года, особенно в первой его половине, тра-

соким содержанием подвижного фосфора (Р₂О₅ -

востои характеризовались не только минимальными

68,4 мг/100 г) и средним - обменного калия (К₂О -

значениями количественных признаков, но и сильно

9,6 мг/100 г).

отличались между собой, обусловливая наибольшую

Анализ изученных агроценозов по целому ком-

удаленность кружочков друг от друга. Второй укос

плексу показателей представляет определенную

2015 и 2016 годов также формировался в менее под-

сложность, поэтому для выделения основных

ходящих условиях для роста и развития трав.

переменных применяли метод главных компо-

Результаты двухфакторного дисперсионного

нент (principal component analysis, PCA), впервые

анализа свидетельствуют о существенном влиянии

предложенный Карлом Пирсоном в 1901 году. [6]

метеорологических факторов на показатели уро-

Этот метод позволяет построить биплот-график,

жайности сухого вещества по укосам (табл. 2). Наи-

на котором объекты отображены точками, а пере-

больший урожай трав получен в вариантах с уча-

менные -векторами. Экспериментальные данные

стием сортов теплолюбивой культуры - люцерны

урожайности сухой массы травостоев обрабатывали

изменчивой в 2013 и 2014 годах, которые характе-

с помощью двухфакторного дисперсионного анали-

ризовались превышением среднемесячных темпе-

за (фактор А - вариант травостоя, фактор В - год,

ратур воздуха относительно многолетних значений.

условия полевого сезона). Изученные травостои

Двухфакторный дисперсионный анализ данных

оценивали также по показателям общей и специфи-

уборки урожая первого укоса, выявил достоверное

ческой адаптивной способности, стабильности и

влияние состава травостоя на урожайность сухого

пластичности урожая по методике, разработанной

вещества (F_факт.> F_теор.). Максимальный показатель

А.В. Кильчевским и Л.В. Хотылевой. [4]

зафиксирован в варианте с включением в состав

Статистическая обработка проведена с исполь-

травостоя люцерны изменчивой сорта Селена, наи-

зованием компьютерных программ Microsoft Excel,

меньший - с использованием сорта Пастбищная 88.

Statgraphics Plus.

Различия между урожайностью сортов существенны.

Травостой с участием сорта Агния незначительно

РЕЗУЛЬТАТЫ

Таблица 1.

Метод главных компонент, выполненный по по-

Результаты анализа главных компонент

по данным уборки урожая первого и второго укосов

казателям длины, числа побегов на 1 м² трав, а также

многолетних бобово-злаковых трав

урожайности сухого вещества травостоев на период

первого и второго укосов, выявил по две главные ком-

поненты, которые объясняют изменчивость призна-

Первый укос

Второй укос

ков каждого укоса на 78,3 % (табл. 1). По первой уста-

новлено, что урожайность сухого вещества каждого из

Переменная

двух укосов в большей степени определялась длиной

побегов, чем их количеством у всех видов трав. Вы-

явлено, что первый укос в основном формировался за

Урожайность сухого

0,36

0,06

0,47

0,22

счет доминирования побегов тимофеевки луговой, а

вещества (Y)

второй - костреца безостого и люцерны изменчивой.

Число побегов:

Вторая компонента интерпретирована как био-

костреца (Pk)

0,02

0,66

0,33

-0,28

логическая особенность образования вегетатив-

тимофеевки (Pt)

0,31

-0,57

-0,16

0,69

ных и генеративных побегов у бобового и злаковых

люцерны (Pl)

0,20

0,47

0,04

-0,55

представителей травостоев. По более высоким на-

Длина побегов:

грузкам при переменных в первом и втором укосах

костреца (Lk)

0,50

0,06

0,48

0,13

допустили наличие конкурентных отношений в по-

тимофеевки (Lt)

0,49

-0,08

0,43

0,25

бегообразовании у тимофеевки луговой и костреца

люцерны (Ll)

0,49

0,11

0,49

-0,08

безостого, а также тимофеевки и люцерны измен-

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 6-2020

АГРОНОМИЯ

Дисперсионный анализ по результатам укосов

показал, что эффекты взаимодействия изученных

факторов (вариант травостоя и год) незначительны.

В результате оценки изученных агроценозов по

общей адаптивной способности (ОАС), которая

свидетельствует о формировании относительно

высокого урожая кормовой массы в различающи-

еся по погодным условиям годы, получены поло-

жительные значения для первого и второго укосов

с включением в травостои люцерны Агния и Селе-

на, максимальное выражение параметра выявлено

у последнего сорта (табл. 3).

По специфической адаптивной способности

(САС) - как индивидуальной реакции генотипа и

устойчивости его к нетипичным условиям произ-

растания - минимальным значением САС и отно-

сительной стабильностью (Sg) выделился травостой

с участием люцерны Пастбищная 88 на первую дату

уборки урожая, где отмечена более однородная уро-

жайность сухого вещества по годам по сравнению

с другими вариантами. Травостои с участием лю-

церны Селена и Агния оказались самыми отзывчи-

выми на улучшение факторов среды (по величине

коэффициента регрессии b).

С учетом более высоких значений САС и Sg

второго укоса предположили, что к концу вегетации

многолетних трав, несмотря на меньшую их реак-

цию на изменение внешних условий (тепло-, све-

то-, влагообеспеченность, длина дня), о чем свиде-

тельствует снижение показателей пластичности (b)

относительно первого укоса, увеличивается вариа-

бельность урожая сухой массы травостоев.

Bi-plot анализ показателей урожайности сухого вещества,

Таким образом, урожайность сухого вещества

длины и количества побегов по результатам первого (А)

многолетних бобово-злаковых травостоев с участи-

и второго (Б) укосов: Y - урожайность сухого вещества; длина

побегов: Lk - костреца; Lt - тимофеевки; Ll - люцерны;

ем тимофеевки луговой, костреца безостого и лю-

количество побегов: Pk - костреца; Pt - тимофеевки; Pl -

церны изменчивой существенно зависит от условий

люцерны. Обозначение вариантов с участием сортов: Селена -

полевого сезона и определяется, в первую очередь,

белый кружочек, Пастбищная 88 - серый, Агния - черный.

длиной побегов всех изученных видов трав. Первый

укос этих травостоев формируется за счет количества

отличался по соответствующим показателям от двух

побегов тимофеевки луговой, а второй - костреца

других.

безостого и люцерны изменчивой. Более однород-

Во втором укосе на фоне отсутствия достоверных

ный временной характер побегообразования по-

отклонений между вариантами опыта травостои

следних дает основание полагать о благоприятном

с сортами люцерны Селена и Агния сформировали

сочетании их в составе травосмеси. В Республике Ка-

наибольшую урожайность сухого вещества.

релия для повышения урожайности сухого вещества

Таблица 2.

Урожайность сухого вещества многолетних бобово-злаковых травостоев с участием сортов люцерны изменчивой по укосам, т/га

Год (фактор В)

Среднее значение

Вариант травостоя (фактор А)

(НСР05 = 0,4)

2012

2013

2014

2015

2016

2017

4,6

4,7

5,2

4,1

5,6

3,3

4,6

Тимофеевка + кострец + Селена

4,6

6,0

3,8

3,4

1,7

3,9

4,1

4,2

4,5

3,4

4,7

3,7

4,1

То же + Пастбищная 88

4,3

5,3

3,9

2,9

2,7

1,8

3,5

4,3

5,0

5,8

3,6

4,4

3,2

4,4

- // - + Агния

5,0

5,5

4,9

3,1

3,3

1,8

3,9

Среднее значение

4,3

4,6

5,2

3,7

4,9

3,4

4,3

(НСР₀₅ = 0,5)

4,6

5,6

4,2

3,3

3,1

1,7

3,8

(НСР₀₅ = 0,6)

Примечание. В числителе данные первого укоса (F_факт.А = 3,56; F_факт.B = 13,60; F_факт.АB = 1,58); в знаменателе - второго

(F_факт.А = 2,95; F_факт.B = 45,49; F_факт.АB = 1,12) при табличных значениях критерия Фишера F_теор.А = 3,18; F_теор.B = 2,40;

F_теор.АB = 2,02 на 5%-м уровне значимости.

АГРОНОМИЯ

Таблица 3.

4. Кильчевский, А.В. Метод оценки адаптивной способ-

Параметры адаптивной способности

ности и стабильности генотипов, дифференцирующей

и стабильности многолетних бобово-злаковых травостоев

способности среды / А.В. Кильчевский, Л.В. Хотылева

с участием сортов люцерны изменчивой

// Генетика. - 1985. - Т. 21. - № 9. - С. 14-18.

5. Осипова, В.В. Научное обоснование технологии воз-

Вариант

ОАС

САС

делывания люцерны (Medicago L.) в адаптивном зем-

Первый укос

леделии Республики Саха (Якутия): автореферат

Тимофеевка + кострец + Селена

4,6

0,3

0,36

13,0

1,68

дис

доктора с-х наук // В.В. Осипова / ФГБОУ ВО

То же + Пастбищная 88

4,1

-0,2

0,18

10,3

1,14

«Якут. гос. с.-х. акад.»; ФГБОУ ВО «Рос. гос. аграр.

- // - + Агния

4,4

0,1

0,66

18,5

1,79

ун-т - МСХА им. К.А. Тимирязева». - М., 2018. - 32 с.

6. Pearson, K. On lines and planes of closest fit to systems of

Второй укос

points in space / K. Pearson // Philosophical Magazine. -

Тимофеевка + кострец + Селена

3,9

0,1

1,94

35,7

0,89

1901. - № 2. - Р. 559-572.

То же + Пастбищная 88

3,5

-0,3

1,52

35,2

0,80

- // - + Агния

3,9

0,1

1,74

33,8

0,89

LIST OF SOURSES

Примечание. У - урожайность сухого вещества, т/га.

1. Agrotekhnika vozdelyvaniya sortov lyucerny selekcii VNII

kormov im. V.R. Vil’yamsa na semennye i kormovye celi

многолетних травостоев перспективно не только

(Rekomendacii). - M.: FGU RCSK, 2008. - 39 s.

включение в их состав высокопродуктивных сортов

2. Adaptivnyj podhod k semenovodstvu: metodicheskoe poso-

люцерны изменчивой Селена и Агния, но и создание

bie / Sost. M.K. Litvinova, A.V. Meshkov, S.V. Pustovalo-

оптимальных условий произрастания, особенно в

va. - Michurinsk: Izd-vo Michurinskogo GAU, 2005. - 18 s.

первой половине вегетации растений. Многолетние

3. Evstratova, L.P. Bioresursnyj potencial bobovo-zlak-

травостои с этими сортами люцерны обладают по-

ovyh mnogoletnih travostoev s uchastiem Medicago varia

вышенными значениями общей и специфической

Mart. v usloviyah Karelii / L.P. Evstratova, G.V. Evsee-

адаптивной способности.

va, S.N. Smirnov, E.V. Nikolaeva // Trudy Kubanskogo

GAU. - 2019. - № 79. - S. 108-114.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

4. Kil’chevskij, A.V. Metod ocenki adaptivnoj sposobnosti

1. Агротехника возделывания сортов люцерны селекции

i stabil’nosti genotipov, differenciruyushchej sposobnosti

ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса на семенные и кормо-

sredy / A.V. Kil’chevskij, L.V. Hotyleva // Genetika. -

вые цели (Рекомендации). - М.: ФГУ РЦСК, 2008. - 39 с.

1985. - T. 21. - № 9. - S. 14-18.

2. Адаптивный подход к семеноводству: методиче-

5. Osipova, V.V. Nauchnoe obosnovanie tekhnologii vozde-

ское пособие / Сост. М.К. Литвинова, А.В. Мешков,

lyvaniya lyucerny (Medicago L.) v adaptivnom zemledelii

С.В. Пустовалова. - Мичуринск: Изд-во Мичурин-

Respubliki Saha (YAkutiya): avtoreferat dis

doktora

ского ГАУ, 2005. - 18 с.

s-h nauk // V.V. Osipova / FGBOU VO «YAkut. gos. s.-h.

3. Евстратова, Л.П. Биоресурсный потенциал бобово-

akad.»; FGBOU VO «Ros. gos. agrar. un-t - MSKHA im.

злаковых многолетних травостоев с участием Medicago

K.A. Timiryazeva». - M., 2018. - 32 s.

varia Mart. в условиях Карелии / Л.П. Евстратова,

6. Pearson, K. On lines and planes of closest fit to systems of

Г.В. Евсеева, С.Н. Смирнов, Е.В. Николаева // Труды

points in space / K. Pearson // Philosophical Magazine. -

Кубанского ГАУ. - 2019. - № 79. - С. 108-114.

1901. - № 2. - R. 559-572.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 6-2020