РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ

УДК [633.2+633.494]:631

DOI: 10.31857/2500-2082/2023/3/28-31, EDN: QNNFFO

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

МНОГОЛЕТНИХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ С УЧАСТИЕМ ТОПИНАМБУРА

В УСЛОВИЯХ КАРЕЛИИ*

Любовь Павловна Евстратова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Елена Алексеевна Кондратюк, кандидат экономических наук

Лаборатория агротехнологий «Вилга» отдела комплексных научных исследований

Карельского научного центра Российской академии наук, п. Новая Вилга, Республика Карелия, Россия

E-mail: jelenkon@mail.ru

Аннотация. В статье представлены результаты изучения технологии выращивания топинамбура с многолетними бобово-зла-

ковыми травами на территории Республики Карелия. Наибольшую урожайность сухой массы (9,3 т/га) обеспечил совмест-

ный агрофитоценоз с участием Helianthus tuberosus L. относительно контроля - тимофеевка + кострец + клевер (7,9 т/га).

Включение топинамбура способствовало повышению продуктивности многолетних травостоев (7,99 тыс. корм. ед., 97,0 ГДж

обменной энергии, 1,34 т сырого протеина/га). Установлено, что ассоциации топинамбура и бобово-злаковых многолетних

трав экономически наиболее целесообразны. Максимальное значение агроэнергетического коэффициента по обменной энергии

получено в варианте: тимофеевка + кострец + клевер + топинамбур.

Ключевые слова: агрофитоценозы, топинамбур, экономическая и энергетическая эффективность, Республика Карелия

ECONOMIC AND ENERGY EFFICIENCY

OF PERENNIAL AGROPHYTOCENOSES WITH

THE JERUSALEM ARTICHOKE PARTICIPATION IN THE KARELIA CONDITIONS

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

E.A. Kondratyuk, PhD in Economic Sciences

Laboratory of agricultural technologies “Vilga”, Department of Multidisciplinary Scientific Research

of the Karelian Research Centre Russian Academy of Sciences, Novaya Vilga village, Republic of Karelia, Russia

E-mail: jelenkon@mail.ru

Abstract. The article presents the results of the research of cultivation technology of topinambur with perennial legumes and grasses in

the Republic of Karelia. The highest dry mass yield (9.3 t/ha) has been achieved by joint agrophytocenosis with Helianthustuberosus L.

in comparison with the control of timothy grass + brome grass + clover (7.9 t/ha). Inclusion of topinambur has increased productivity of

perennial stands of grass (7.99 thousand fodder units, 97.0 GJ of metabolizable energy, 1.34 t of crude protein per 1 ha). On the basis

of economic and energy efficiency, it has been proved that agrophytocenoses of topinambur and perennial legumes and grasses are the

most economically efficient. The maximum value of the agro-energy coefficient in terms of metabolizable energy has been obtained in the

following variant: timothy grass + brome grass + clover + topinambur.

Keywords: agrophytocenoses, topinambur, economic and energy efficiency, Repablic of Karelia

Кормопроизводство играет ключевую роль в ра-

урожайности трав перспективно расширять видовой

циональном природопользовании, сохранении

состав кормовых растений, среди которых высоким

ценных сельскохозяйственных угодий, улучшении

адаптивным потенциалом обладает топинамбур.

экологической обстановки территорий, а также

В условиях длинного светового дня его рекомен-

определяет состояние животноводства. Благополу-

дуют выращивать для получения листостебельной

чие и продолжительность хозяйственного использо-

массы, характеризующейся высокой продуктивно-

вания продуктивного поголовья молочного скота во

стью и биологической ценностью. [3, 7-9, 10, 14]

многом зависят от производства высококачествен-

Урожайность зеленой массы H. tuberosus на севере

ных кормов. Полная реализация биологического

Европейской части России достигает 80 т/га (Воло-

потенциала животных возможна только при сбалан-

годская область - 46, Архангельская - 24,4…44,2 т/га),

сированном кормлении с учетом потребностей в пи-

процент сухого вещества - 22…26, в 100 кг содержит-

тательных веществах.

ся 18…20 корм. ед. (до 70…90 г и более переваримого

За 2011-2020 годы в Республике Карелия объ-

протеина / корм. ед.). [2, 4] Топинамбур использу-

емы заготовок сена снизились из-за производства

ют для заготовки сухих и сочных объемистых кор-

силоса (табл. 1). В кормопроизводстве чаще ис-

мов. Растительная масса культуры, содержащая до

пользуют многолетние бобово-злаковые травостои

25…30% (к сухому веществу) сахаров, хорошо соче-

с включением клевера лугового. Для увеличения

тается с однолетними и многолетними травами. [12]

* Работа выполнена в рамках Государственного задания научной темы FMEN-2022-0013 Рег. № НИОКР 122031000202-

1 / The work was carried out within the framework of the State assignment of the scientific topic FMEN-2022-0013 R&D

Reg. No. 122031000202-1.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 3-2023

РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ

Таблица 1.

Динамика посевной площади кормовых культур и производства основных кормов в Республике Карелия

Год

Показатель

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

Посевная площадь кормовых культур, тыс. га

27,7

25,2

26,0

26,2

26,5

27,4

27,5

27,3

28,7

25,6

Силос, тыс. т

27,5

25,8

30,5

25,1

34,6

31,3

23,3

23,5

41,5

39,2

Сено многолетних трав, тыс. т

14,2

11,2

12,4

12,7

13,2

9,1

10,8

8,2

9,7

8,6

Из-за высокого содержания сухих веществ силос по-

водили согласно методикам полевого опыта. [5, 11]

лучается хорошего качества, в процессе силосования

Биохимические показатели определяли на научном

рН_.снижается до 3,9…4,2. [6]

оборудовании КарНЦ РАН (спектрофотометр

Выращивание топинамбура в составе комбиниро-

СФ-2000, атомно-абсорбционный спекторофото-

ванных посевов - существенный резерв увеличения

метр АА-7000, потенциометр Анион 4100). Обра-

производства кормов растительного происхождения.

ботку данных и расчет эффективности возделыва-

Цель работы - оценка экономической и энер-

ния кормовых культур осуществляли с помощью

гетической эффективности многолетних агрофи-

программы Microsoft Excel.

тоценозов с включением H. tuberosus в почвенно-

В годы исследований полевые сезоны характе-

климатических условиях Республики Карелия.

ризовались вариабельностью метеорологических

показателей, что негативно повлияло на формиро-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

вание биомассы многолетних кормовых культур.

В 2020 году недостаточная и неравномерная влаго-

Опыт проведен на базе лаборатории агротехно-

обеспеченность сочеталась с повышенной средне-

логий «Вилга» отдела комплексных научных иссле-

месячной температурой воздуха в первой половине

дований ФИЦ «Карельский научный центр РАН»

вегетации и снижением ее во второй. Особенность

(КарНЦ РАН).

2021 года заключалась в очень малом количестве

Эффективность выращивания кормовых куль-

осадков и повышенной среднемесячной темпера-

тур во второй и третий годы жизни растений (2020-

туре воздуха на протяжении всего полевого сезона.

2021) оценивали, используя трехкомпонентные

Почва участка дерново-подзолистая, хорошо

бобово-злаковые травостои клевера гибридного

окультуренная легкосуглинистая. Содержание под-

(сорт Первенец) или люцерны изменчивой (Агния),

вижных форм фосфора и калия высокое - до 439

костреца безостого (Воронежский 17), тимофеевки

и 301 мг/кг соответственно. Реакция почвенного

луговой (Олонецкая местная), а также совместные

раствора слабокислая (рН_сол. - до 5,3).

агрофитоценозы с полосным чередованием (через

1,25 м) топинамбура и травосмесей. Контроль -

РЕЗУЛЬТАТЫ

смешанные бобово-злаковые травостои с участием

клевера (или люцерны) и злаковых компонентов.

В среднем за два года пользования смешанных

Перед посевом семена бобовых культур инокули-

и совместных ассоциаций изученных культур уста-

ровали штаммами ризоторфина. Посев многолетних

новлена тенденция снижения ростовых процессов

трав беспокровный. Для весенней посадки использо-

трав ко второму укосу. В основном это связано

вали клубни топинамбура местных форм H. tuberosus.

с дефицитом почвенной влаги и неравномерным

Масса одного клубня - 10…12 г, норма посадки -

распределением осадков в межукосные периоды

28 тыс. шт./га, схема - 50 × 70 см, площадь учетной

вегетации.

делянки - 20 м², повторность четырехкратная, метод

Топинамбур к первому укосу многолетних трав

размещения вариантов рендомизированный.

(вторая половина июня) еще не сформировал до-

Из-за медленного роста растений топинамбура

статочный урожай листостебельной массы. Сред-

в первой половине вегетации его листостебельную

ние показатели длины его стеблей и количества ли-

массу убирали в сроки проведения второго укоса

стьев - 49,3 см и 11,4 шт. Ко времени учета урожая

многолетних трав. В опытах с кормовыми культура-

зеленой массы топинамбура вышеуказанные зна-

ми учитывали урожайность зеленой и сухой массы,

чения увеличились вдвое, массовая доля его в со-

биоэнергетическую и протеиновую продуктивность.

вместных агрофитоценозах постепенно возросла

На основе технологических карт рассчитали прямые

в среднем до 57,7%.

затраты на возделывание многолетних кормовых

Особенность флористического состава, разная

культур, а также определили экономический эффект,

интенсивность роста и развития кормовых рас-

положительное значение которого характеризует

тений обусловили формирование неодинакового

результативность использования производственных

урожая надземной массы. При выращивании топи-

ресурсов на единицу площади. [1] Энергетическую

намбура с многолетними бобово-злаковыми тра-

эффективность оценивали с привлечением агроэ-

вами увеличился сбор урожая биомассы, особенно

нергетического коэффтициента (АК) по выходу об-

в варианте с клевером гибридным (табл. 2). В со-

менной энергии. [13] Технология считается эффек-

вместных агрофитоценозах максимальные значе-

тивной, если указанный коэффициент более одного

ния энергетической продуктивности за два укоса

(в процентах - более 100).

(7,99 тыс. корм. ед., 97,0 ГДж обменной энергии и

Экспериментальные исследования с многолетни-

1,34 т сырого протеина/га) превышали показате-

ми бобово-злаковыми травами и топинамбуром про-

ли смешанных травостоев. Сухая биомасса более

РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ

Таблица 2.

Продуктивность, питательная ценность и экономическая эффективность многолетних агрофитоценозов

с включением топинамбура

Вариант опыта

Показатель

Единицы измерения

тимофеевка + кострец +

клевер

люцерна

клевер + топинамбур

люцерна + топинамбур

Урожайность биомассы

Зеленая масса

35,3

26,1

37,7

35,5

т/га

Сухая масса

7,9

6,5

9,3

9,0

Энергетическая и протеиновая продуктивность

Кормовые единицы

тыс./га

7,40

5,44

7,99

7,74

Обменная энергия

ГДж/га

84,45

65,9

97,0

92,7

Сырой протеин

т/га

1,0

0,96

1,11

1,34

Всего прямых затрат на производство

Сухая масса

руб./т

379,2

570,4

380,1

445,9

Кормовые единицы

руб./к.ед.

1,8

2,7

1,8

2,1

Сырой протеин

руб./кг

13,4

15,5

12,9

11,8

Экономический эффект

Сухая масса

–

532,14

1114,75

Кормовые единицы

руб./га

–

1062,0

4830,0

Сырой протеин

1419,0

4484,0

Энергетическая эффективность

Затраты совокупной

ГДж/га

39,8

43,6

энергии

АК (по обменной энергии

коэф.

2,12

1,66

2,22

2,13

сложных по составу ассоциаций кормовых культур

остого, люцерны изменчивой или клевера гибрид-

характеризовалась высоким содержанием сыро-

ного) обеспечивает с 1 га до 9,3 т сухой биомассы,

го протеина - до 20,24…21,43%. Обеспеченность

7,99 тыс. корм. ед. энергетической продуктив-

1 корм. ед. и 1 МДж обменной энергии перевари-

ности, 97,0 ГДж обменной энергии, 1,34 т сырого

мым протеином достигала 177…188 и 15,8…16,3 г

протеина, в смешанных бобово-злаковых траво-

соответственно. Энергонасыщенность 1 кг сухой

стоях - 7,9, 7,40, 84,4 и 1,0 соответственно. В со-

массы - 1,05 корм. ед. и 11,4 МДж. При анализе

вместных ассоциациях кормовых культур сухая

питательной ценности сухой массы бобово-зла-

биомасса отличалась высоким содержанием сыро-

ковых травостоев содержание сырого протеина -

го протеина - до 21,43%. Концентрация энергии

18,32…24,13%. Обеспеченность 1 корм. ед. и 1 МДж

в 1 кг сухого вещества - 1,05 корм. ед. и 11,4 МДж,

обменной энергии - 152…222 и 13,8…18,9 г соот-

обеспеченность 1 корм. ед. и 1 МДж переваримым

ветственно, концентрация энергии в 1 кг сухого

протеином - 188 и 16,3 г соответственно.

вещества - 1,03 корм. ед. и 11,3 МДж.

Многолетние агрофитоценозы с включением

По сравнению с контрольными вариантами

топинамбура характеризуются высокими показате-

включение топинамбура, обеспечившее повыше-

лями урожайности биомассы, протеиновой продук-

ние продуктивности агрофитоценозов за два укоса,

тивности, а также экономической и энергетической

способствовало снижению прямых затрат в расчете

эффективностью возделывания.

на единицу продукции. Максимальный экономиче-

ский эффект получен в варианте тимофеевка + ко-

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

стрец + люцерна + топинамбур (табл. 2).

1. Беспятых В.И., Лукин А.С., Лукина Е.В. Методиче-

Важный показатель энергоэффективности воз-

ские рекомендации по расчету технологических карт и

делывания кормовых растений - агроэнергетиче-

оптимизации технологических уровней растениевод-

ский коэффициент, который отражает отношение

ства на основе применения информационных техно-

аккумулированной фотосинтетической энергии

логий. Киров: Вятская ГСХА, 2008. 63 с.

произведенной продукции растениеводства к сум-

2. Вагунин Д.А., Иванова Н.Н., Амбросимова Н.Н. Мно-

ме совокупных затрат на ее получение. Расчеты по-

голетние травостои на основе новых сортов козлятни-

казали, что на фоне относительно низкого уровня

ка восточного и интенсивных видов злаковых трав //

совокупных затрат при выращивании многолетних

Международный научно-исследовательский журнал.

бобово-злаковых культур, участие топинамбура

2019. № 6 (1). С. 97-100.

в составе агрофитоценозов способствовало более

3. Виноградова А.В., Паклина О.В., Анашкина Е.Н. То-

высокому выходу обменной энергии и, следова-

пинамбур - перспективное сырье биотехнологии //

тельно, повышению окупаемости энергозатрат.

Вестник Пермского государственного технического

Выводы. В условиях Карелии полосный способ

университета. Химическая технология и биотехноло-

культивирования топинамбура и трехкомпонент-

гия. 2010. № 11. С. 137-142

ных многолетних бобово-злаковых травостоев

4. Донских Н.А., Никулин А.Б. Травостои козлятника

(с участием тимофеевки луговой, костреца без-

восточного для лугового кормопроизводства в Севе-

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 3-2023

РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ

ро-Западном регионе РФ // Кормопроизводство. 2017.

vostochnogo i intensivnyh vidov zlakovyh trav // Mezh-

№ 6. С. 6-10.

dunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal.

2019.

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами

№ 6 (1). S. 97-100.

статистической обработки результатов исследований).

3. Vinogradova A.V., Paklina O.V., Anashkina E.N.

М.: Книга по требованию, 2012. 352 с.

Topinambur - perspektivnoe syr’e biotekhnologii // Vest-

6. Дьяченко В.В., Дронов А.В., Дьяченко О.В. Высо-

nik Permskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo univer-

коурожайные бобово-мятликовые травосмеси для

siteta. Himicheskaya tekhnologiya i biotekhnologiya. 2010.

агроклиматических условий юго-западной части Цен-

№ 11. S. 137-142

трального региона // Земледелие. 2016. № 7. С. 31-35.

4. Donskih N.A., Nikulin A.B. Travostoi kozlyatnika

7. Зеленков В.Н., Романова Н.Г. Топинамбур: агробио-

vostochnogo dlya lugovogo kormoproizvodstva v Severo-

логический портрет и перспективы инновационного

Zapadnom regione RF // Kormoproizvodstvo. 2017. № 6.

применения. М.: РГАУ-МСХА, 2012. 85 с.

S. 6-10.

8. Икконен Е.Н., Фомина Ю.Ю., Шерудило Е.Г. и др.

5. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami

Эколого-физиологическая характеристика и оценка

statisticheskoj obrabotki rezul’tatov issledovanij). M.:

перспективности выращивания Hellianthustuberosus L.

Kniga po trebovaniyu, 2012. 352 s.

на территории Карелии

// Электронный журнал

6. D’yachenko V.V., Dronov A.V., D’yachenko O.V. Vysok-

«Вестник МГОУ». 2014. № 1. С. 1-13.

ourozhajnye bobovo-myatlikovye travosmesi dlya agrokli-

9. Коломейченко В.В. Растениеводство / Учебник. М.:

maticheskih uslovij yugo-zapadnoj chasti Central’nogo re-

Агробизнесцентр, 2007. С. 349-353.

giona // Zemledelie. 2016. N 7. S. 31-35.

10. Кшникаткина А.Н. Нетрадиционные культуры - ре-

7. Zelenkov V.N., Romanova N.G. Topinambur: agrobio-

зерв в решении проблемы растительного сырья для

logicheskij portret i perspektivy innovacionnogo primen-

биотоплива // Нива Поволжья. 2008. № 1 (6). С. 9-11.

eniya. M.: RGAU-MSKHA, 2012. 85 s.

11. Методические указания по проведению полевых опы-

8. Ikkonen E.N., Fomina Yu.Yu., Sherudilo E.G. i dr. Ekologo-

тов с кормовыми культурами. М.: Россельхозакаде-

fiziologicheskaya harakteristika i ocenka perspektivnosti vyra-

мия, 1997. 156 с.

shchivaniya Hellianthustuberosus L. na territorii Karelii //

12. Мишуров В., Рубан Г., Скупченко Л. Культура топи-

Elek-tronnyj zhurnal «Vestnik MGOU». 2014. № 1. S. 1-13.

намбура. Практический опыт внедрения в сельскохо-

9. Kolomejchenko V.V. Rastenievodstvo / Uchebnik. M.:

зяйственное производство на севере. [Электронный

Agrobiznes-centr, 2007. S. 349-353.

ресурс], режим доступа: https://ib.komisc.ru/add/old/t/

10. Kshnikatkina A.N. Netradicionnye kul’tury - rezerv v resh-

ru/ir/vt/02-55/05.html (11.11.2022).

enii problemy rastitel’nogo syr’ya dlya biotopliva // Niva

13. Михайличенко Б.П., Шпаков А.С., Кутузова А.А. Ме-

Povolzh’ya. 2008. № 1 (6). S. 9-11.

тодическое пособие по агроэнергетической оценке

11. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevyh opytov

технологий и систем ведения кормопроизводства. М.:

s kormovy-mi kul’turami. M.: Rossel’hozakademiya, 1997.

Россехозакадемия, 2000. 53 с.

156 s.

14. Основные сведения о топинамбуре. [Электронный

12. Mishurov V., Ruban G., Skupchenko L. Kul’tura

ресурс], режим доступа: http://www.topinambour.ru/

topinambura. Prak-ticheskij opyt vnedreniya v

allofhelth/120608012833.html (30.1.2022).

sel’skohozyajstvennoe proizvodstvo na severe. [Elektronnyj

15. Республика Карелия. Статистический ежегодник.

resurs], rezhim dostupa: https://ib.komisc.ru/add/old/t/

[Электронный ресурс], режим доступа: https://krl.gks.

ru/ir/vt/02-55/05.html (11.11.2022).

ru/storage/mediabank/02011(2).pdf (30.11.2022).

13. Mihajlichenko B.P., Shpakov A.S., Kutuzova A.A. Metod-

icheskoe po-sobie po agroenergeticheskoj ocenke tekh-

REFERENCES

nologij i sistem vedeniya kormoproizvodstva. M.: Rossek-

1. Bespyatyh V.I., Lukin A.S., Lukina E.V. Metodicheskie

hozakademiya, 2000. 53 s.

rekomendacii po raschetu tekhnologicheskih kart i optimi-

14. Osnovnye svedeniya o topinambure. [Elektronnyj resurs],

zacii tekhnologicheskih urovnej rastenievodstva na osnove

rezhim

dostupa:

http://www.topinambour.ru/allof-

primeneniya informacionnyh tekhnologij. Kirov: Vyats-

helth/120608012833.html (30.1.2022).

kaya GSKHA, 2008. 63 s.

15. Respublika Kareliya. Statisticheskij ezhegodnik. [Elektron-

2. Vagunin D.A., Ivanova N.N., Ambrosimova N.N. Mno-

nyj resurs], rezhim dostupa: https://krl.gks.ru/storage/me-

goletnie travostoi na osnove novyh sortov kozlyatnika

diabank/02011(2).pdf (30.11.2022).

Поступила в редакцию 10.03.2023

Принята к публикации 24.03.2023