ПРИКЛАДНЫЕ РАБОТЫ
КУЛЬТУРА ТОПИНАМБУРА. ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ
В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО НА СЕВЕРЕ
проф. В. Мишуров зав. отделом Ботанический сад Г. Рубан н.с. этого же отдела к.б.н. Л. Скупченко с.н.с. этого же отдела e-mail: punegov@ib.komisc.ru, тел.: (8212) 24 56 59 Научные интересы: биоразнообразие, интродукция растений, адаптация, введение в культуру Топинамбур, или земляная груша (Helianthus tuberosus L.) – крупнотравное поликарпическое растение, живущее ряд лет за счет зимующих в почве клубней, с отмирающей на зиму надземной массой, высотой до 2 м, с простыми листьями, имеющими пильчатый край, и генеративными побегами, завершающими рост и развитие в условиях Республики Коми в фазе цветения. Соцветие корзинка. Естественно распространен в Северной Америке. Растение впервые начали возделывать в XVIII веке во Франции, оттуда оно распространилось в Италию, Голландию, Англию, а в дальнейшем и на Восток. Известно, что топинамбур попал в Европу одновременно с картофелем, а в России его выращивали еще до картофеля. Однако с появлением картофеля интерес к нему уменьшился. Более широкую известность в качестве кормовой силосной культуры земляная груша стала приобретать в 30-х годах минувшего столетия [4]. Первые посадки в Республике Коми в порядке испытания на небольших участках были проведены в 1934-1935 гг. бывшим Коми научно-исследовательским институтом и Човским опорным пунктом по кормодобыванию. Среди перспективных, пригодных к внедрению кормовых культур топинамбур в документах Коми филиала АН СССР впервые упоминается в 1953 г. Огромный труд по изучению сотен видов, разновидностей, сортов, гибридов топинамбура, его биологии и приемов выращивания проделал один из первых сотрудников лаборатории интродукции растений (ныне отдел Ботанический сад) д.с.-х.н. В.А. Космортов вместе с ближайшей помощницей Н.В. Размановой, учениками и последователями Т.В. Вотиновой и Т.Б. Лапшиной. Эксперименты и теоретические разработки позволили им сделать важный научный вывод о том, что это ценное кормовое и лекарственное растение обладает высоким адаптивным потенциалом и положительно реагирует на условия культуры [3, 4]. В отделе Ботанический сад было исследовано 140 сортообразцов топинамбура (55 сортов, 76 форм гибридного происхождения и 12 дикорастущих видов) [4]. В условиях культуры топинамбур – холодостойкое и морозостойкое растение. Весной оно переносит заморозки до –3-4 °С, осенью до –4-6 °С. Клубни, зимующие в почве, выдерживают морозы до –40-45 °С. Установлена возможность многолетнего и продуктивного использования плантаций топинамбура на одном месте [4]. Топинамбур – высокоурожайная кормовая культура. В условиях Коми может достигать урожая зеленой массы 60.0 т/га, клубней – 40.0 т/га и обеспечивать выход 7.5-10.0 т/га кормовых единиц, 6.0-6.8 ц/га переваримого протеина. Топинамбур отличается высокими питательными качествами благодаря наличию в нем ценных компонентов химического состава. Клубни содержат 18-22 % сахаров, до 2.5 % протеина, витамины группы В и С. В минеральном составе зольных элементов содержится до 6 % фосфора, свыше 5 % железа, что делает клубни особенно ценным кормом для молодняка. Зеленая масса содержит до 20-25 % сухого вещества. В него входит углеводный комплекс, значительную долю которого занимает инулин, перерабатывающийся в организме животных в легкоусвояемую фруктозу [5], а также содержатся протеин, представленный всеми незаменимыми аминокислотами, витамины и клетчатка [1]. Зеленую массу топинамбура используют для приготовления высококачественного силоса. В силосе накапливается до 1.5 % молочной кислоты, составляющей не менее 50 % общего количества кислот. В процессе силосования рН снижается до 3.9-4.2. Из-за высокого содержания сухих веществ силос не бывает перекисленным. Содержание каротина в одном килограмме корма достигает 30-50 г. Кроме зеленой массы, используемой в свежем виде или на силос, клубни являются самым ранним кормом для свиней. Кормление поросят клубнями увеличивает привесы на 20-30 %. При откормке животных топинамбуром улучшается качество сала. Высоко ценится культура для беконного свиноводства [6]. Наряду с использованием на корм, топинамбур находит все более широкое применение в народном хозяйстве – например, в качестве сырья для получения сиропа, кристаллической фруктозы, спирта, кормовых дрожжей. Клубни употребляются как пищевой диетический продукт в сыром, вареном или жареном виде, их сушат и консервируют. В последнее время к этому многофункциональному растению в республике проявили интерес любители-садоводы, дачники, которые выращивают его на своих участках. Успешно хранят клубни до весны в картофельных ямах и используют в пищу в виде салатов и других блюд. В народной практике топинамбур используется при заболевании сахарным диабетом. В результате длительного исследования данной культуры были выделены перспективные сорта топинамбура, относящиеся к ранним и среднеспелым: Белый ранний, Киевский белый, Украинский 108, отличающиеся успешной перезимовкой клубней и высокой урожайностью зеленой массы, используемой для приготовления силоса [4], выявлена значительная изменчивость морфологических признаков топинамбура в новых условиях произрастания в зависимости от климатических факторов. Высота растений колеблется от 150 до 200 см, количество междоузлиев – от 28 до 57, отмечено наибольшее число боковых побегов – от 22 до 58 на растение при длине их 87-180 см в зависимости от расположения на осевом побеге. Наибольшей длины достигают боковые побеги, идущие из пазух листьев в основании осевого побега, и придающие растению форму куста. Число листьев на растении варьирует в зависимости от сорта от 175 до 514, длина листовой пластинки в среднем ярусе составляет 21.1-24.0 см, ширина – 13.8-14.9 см, а длина черешков – 4.1-6.0 см. В условиях Республики Коми клубни в большинстве случаев мелкие, массой до 10-20, редко до 30 г. В новых условиях произрастания отобранные раннеспелые сорта переходят к фазе бутонизации в конце августа и зацветают только при высоких летних температурах (1427-1568°). Поэтому семенное размножение для хозяйственных целей исключается. Оно полностью заменяется вегетативным – остающимися в почве клубнями. Причем, следует отметить, что эти раннеспелые сорта имеют раскидистый тип расположения столонов (26-40 см). Для перспективных сортов была разработана агротехника возделывания на разных типах почв, в том числе на осушенных торфяниках [1]. Позднее, на основе выделенных сортообразцов Белый ранний и Киевский белый к.с.-х.н. Т.Б. Лапшина в соавторстве с д.б.н. В.П. Мишуровым, к.с.-х.н. А.Г. Беляевым вывела сорт топинамбура "Выльгортский" с потенциальными возможностями получения в производственных условиях 40-60 т/га зеленой массы и до 20 т/га клубней, устойчивых к перезимовке (87-100 %). Научные изыскания в области селькохозяйственных культур требуют подтверждение на практике. Положительные результаты имели первые опыты по внедрению топинамбура лучших образцов в совхозах "Сысольский" (В.П. Мишуров, Т.Б. Лапшина, В.И. Малышев), "Межадорский" (В.А. Космортов, Т.Б. Лапшина) в 80-е годы. В 1992-1994 гг. сотрудники отдела Ботанический сад (В.П. Мишуров, Л.А. Скупченко, Г.А. Рубан, А.А. Потапов) провели научно-производственный опыт на базе свиноводческого комплекса совхоза "Зеленецкий". Для этого были отведены пахотные площади с почвами легкого механического состава, среднеокультуренные с внесением удобрений из расчета 25-30 т/га торфо-навоза и полного минерального удобрения до 90 кг д.в./га. В комплекс агромероприятий входили весенняя пахота, культивирование, нарезка гребней, посадка, подкормки. В качестве посадочного материала использовали клубни топинамбура сорта "Выльгортский". Общая площадь заложенных участков (посадки разных лет) составила 20 га. Посадка клубней осуществлялась вручную и картофелесажалкой. В ходе наблюдений в течение вегетации топинамбура проводили оценку состояния растений разных лет, учет биопродуктивности, изучали влияние отрицательных воздействий рельефа, почвенных разностей, засоренности, а также ставили эксперименты со сроками укосов зеленой массы и в связи с формированием клубней. Пробы на урожай надземной массы и клубней, его структуру брали на учетных делянках размером 1.4 м2 в трехкратной повторности с пересчетом на 1 м2 и на 1 га. Полученные данные о продуктивности надземной массы и клубней топинамбура положительно характеризуют хозяйственный опыт внедрения культуры и одновременно позволяют детальнее рассмотреть отдельные вопросы, в том числе, как варианты опыта, особенности возделывания и использования урожая зеленой массы и клубней на отдельных площадях (табл. 1-3). Наибольший показатель урожайности зеленой массы – 3.4 кг/м2 был получен на посадках 1992 г., т.е. второго года пользования (вариант 1) при условии одноразовой частичной выборки клубней. Массив посадки представлял собой плотный травостой (45 побегов/м2) хорошо развитых растений. Диаметр побегов в основании достигал 0.5-1.8 см, высота – 100-110 см, длина побегов второго порядка – 70-80 см. У растений была отмечена фаза начала бутонизации. Часть данного массива (вариант 2), где не производили выборку клубней, имела загущенный травостой (100 побегов/м2) и, как следствие, более тонкие побеги (диаметр в основании 0.3-0.8 см) высотой – 80-90 см и вдвое меньшие размеры листовых пластинок. Растения были в фазе начала бутонизации. Надземная масса в пробе составила 2.4 кг/м2. Следовательно, на площади посадки второго года пользования при отсутствии интенсивной выборки клубней загущение растений до определенного предела (45 побегов/м2) положительно отражается на урожае зеленой массы, а свыше (100 побегов/м2) – снижает урожай на 30 %. На площади посадки 1993 г. первого года пользования отмечен также довольно высокий урожай зеленой массы – 2.8 кг/м2 (вариант 5), однако на той ее части, что имела горизонтальную экспозицию. Значительное понижение урожая – 1.0 кг/м2 (вариант 6) – отмечено на склоне к реке. Во втором случае снижение урожая связано с недостатком влаги и активным вымыванием питательных веществ из почвы легкого механического состава в периоды дождей. На данной площади весной 1994 г. производили массовую выборку клубней как для создания умеренно-густого травостоя, так и получения посадочного материала, чтобы расширить площади. Особенности травостоя на участке горизонтальной экспозиции: растения в фазе начала бутонизации достигали высоты 100-113 см, их количество равнялось 64 побега/м2, длина боковых ветвей – от 7 до 20 см. На склоновой части высота растений составляла 70-90 см, их количество – 34 побега/м2, длина боковых ветвей – 10 см. Обследование участка спустя 20 дней (табл. 1), показало увеличение высоты растений до 150 см, диаметра стеблей в основании – до 1.8 см и, следовательно, повышение урожая не менее чем в 1.5 раза. Таким образом, использовать многолетние посадки топинамбура необходимо с учетом экономической выгоды и биологических особенностей культуры. Проведение весенней выборки клубней отодвигает сроки начала вегетации растений, удлиняет период формирования урожая надземной массы. При исключении выборки клубней раньше формируется укосная масса, но практически отсутствует выход товарного клубня. Ежегодная выборка позволяет получать относительно высокий урожай надземной массы и клубней, но с отсрочкой на более поздние сроки. На урожай топинамбура в значительной степени влияет засоренность плантации. Посадки 1993 г., первого года пользования на засоренной площади (варианты 3 и 4), где сырая масса сорняков составила 1.4 кг/м2, были представлены ослабленными растениями высотой 75-95 см в фазе бутонизации, диаметром побегов в основании 0.3-0.5 см, сильно изреженными – 22-25 побегов/м2. Урожай зеленой массы при этом колебался от 0.2 до 1.3 кг/м2 по вариантам. Было отмечено, что на состояние растений топинамбура в определенной мере влияет не только масса, но и видовой состав сорняков. Подавляющее действие оказывает пырей ползучий по сравнению с другими, главным образом, однолетними видами (ромашкой, мокрицей, клевером). Таким образом, при несоблюдении агротехники возделывания, в условиях высокой засоренности плантации и без предпосадочного культивирования почвы растения топинамбура формируют ослабленный травостой, в среднем в 5 раз меньший по сравнению с биологическими возможностями культуры. Плантации топинамбура 1994 г.. заложенные механизированным способом, в отличие от ручного способа закладки плантаций в 1992-1993 гг., к концу вегетации имели удовлетворительный травостой. Растения первого года жизни достигали высоты 60-75 см, их количество составляло 18 побегов/м2 (вариант 7), находились в фазе начала бутонизации, формировали урожай зеленой массы 0.6 кг/м2. Хозяйственное использование надземной массы топинамбура в год посадки нерентабельно и допустимо лишь в позднеосенние сроки, чтобы исключить отрицательное влияние укосов на формирование клубней и их сохранность зимой. Анализ полученных данных по продуктивности клубнеобразования показал (табл. 2), что по вариантам опыта наиболее высокий урожай клубней получен на участке первого года пользования (посадки 1993 г.). Учет урожая, проведенный весной 1994 г. после перезимовки, составил 2.3 кг/м2 (157 клубней/м2, коэффициент размножения 1:25). В то же время на участке второго года пользования (посадки 1992 г.) при известной загущенности и отсутствии выборки клубней урожайность составила 0.9 кг/м2 (114 клубней/м2, коэффициент размножения 1:19). На участке второго года пользования по сравнению с участком первого года пользования произошло снижение урожая клубней по общей массе в 2.5, а по количеству – в 1.5 раза. Анализ структуры урожая клубней (табл. 3) показал, что на участке первого года пользования на долю крупных и средних клубней приходится по количеству и массе до 55 и 80 % общего урожая клубней соответственно, на участке второго года пользования – до 30 и 60 %. От размеров клубней (посадочного материала) прямо пропорционально зависит урожайность культуры. Крупные клубни несут больше почек возобновления, соответственно выше побегообразование. Они дольше сохраняют жизнеспособность и обеспечивают весомый выход товарных клубней. Отмечено, что засоренность плантации резко отрицательно влияет на урожай клубней, снижает в шесть раз их количество и в восемь – общую массу по сравнению с относительно чистыми от сорняков площадями. Наряду с общими вопросами возделывания топинамбура решались вопросы оптимальных сроков использования зеленой массы и клубней. В 1993 г. был заложен опыт по срокам скашивания зеленой массы на опытной площади третьего года жизни. Скашивание проводили на высоте 5 и 15 см от поверхности почвы в три срока. При скашивании в первый срок (табл. 4) в фазе вегетации растений высота травостоя составила 155 см, урожайность 4.1-4.4 кг/м2. В структуре урожая преобладали стебли – 75-81 %. Такое раннее отчуждение надземной массы отрицательно влияло на формирование и урожай клубней. Их среднее количество составило 34.5-35.5 клубней/м2. Величина клубней в диаметре варьировала от 0,5 до 0,9 см, масса – от 73,2 до 109,9 г/м2 (табл. 5). Усиленное образование клубней начинается только после окончательного развития зеленой массы. Ко второму сроку скашивания, 6 августа, растения были в фазе бутонизации. Их высота увеличивалась до 228 см, достигнув максимальной отметки. Урожайность зеленой массы возросла до 6.3-6.6 кг/м2 и была наибольшей за период вегетации. Произошли изменения в структурном соотношении стеблей и листьев. Масса листьев в урожае увеличилась за счет бокового ветвления. Клубни в основном веретеновидной формы, 0.5-1.0 см в диаметре, единичные – до 1.5 см. Их количество возросло до 54.0-57.7 клубней/м2. Анализ травостоя при третьем сроке скашивания, в начале цветения растений, показал, что нарастание зеленой массы приостановилось, урожайность ее снизилась до 5.0-6.0 кг/м2 по причине отмирания нижних листьев. В структуре урожая содержание листьев максимальное (35-45 %) благодаря усиленному боковому ветвлению растений. На этот период приходится наиболее активное нарастание клубневой массы – 280.2-298.0 г/м2. Величина клубней на этот срок достигает наибольших размеров – 0.75-1.3 см в диаметре. По форме они круглые и веретеновидные. Их количество не изменяется – 53.6-60.5 клубня/м2. В соотношении клубнеобразования отмечена следующая закономерность. К фазе бутонизации у растений клубнеобразование находится на высоком уровне, число клубней достигает максимума, а их размеры вполне достаточны, чтобы можно было клубни использовать для размножения как посадочный материал. К фазе цветения топинамбур имеет практически товарный клубень, пригодный на корм животным. Скашивание травостоя на ранних стадиях роста и развития, когда уже сформировалась вегетативная масса, подавляет начавшееся клубнеобразование, сокращает выход количества клубней вдвое по сравнению с формированием клубней без укосов. При этом масса клубней снижается в 2-4 раза по сравнению с растениями в фазе бутонизации и цветения (см. рисунок). Рост и развитие надземной массы и формирование клубней находятся в постоянной зависимости. При отчуждении надземной массы увеличение клубней только за счет функционирования корневой системы незначительно. Клубням необходим приток ассимилятов из зеленых частей растения. Эти данные подтвердили наблюдения [2], что в условиях длинного светового дня и пониженных температур Севера у топинамбура доминантом при продуктивном выходе становится накопление вегетативной массы по отношению к выходу клубней в сравнении с возделыванием на юге России [7], где это соотношение составляет 40:60 (%). В нашем опыте соотношение надземной массы и клубней в посадке первого года жизни составило 65:35 (%). При многолетнем использовании плантаций топинамбура в отсутствии интенсивной выборки клубней соотношение в пользу надземной массы значительно возрастает: в посадке второго года – 78:22 (%), третьего года жизни – 95:5 (%). Многолетние исследования (1995-2000 гг.) на полупроизводственных площадях в Ботаническом саду подтверждают пластичность топинамбура и возможность его успешного возделывания как многолетнего растения [4], что также имеет важный практический вывод. С этой целью используют несколько агротехнических приемов. С периодичностью один раз в три-четыре года проводят сплошную весеннюю перепашку многолетней плантации с массовой выборкой клубней, заправку минеральными и органическими удобрениями и нарезание гребней. Этот прием имеет целью как получение товарного клубня, так и регулирование загущенности, и, как следствие, формирование более крупномерных и развитых годичных побегов, увеличение урожая у растений зеленой массы и ее облиственности, т.е. имеется ввиду поочередное использование многолетней плантации на получение зеленой массы на силос и клубней в качестве ценного сочного корма для животных и материала для размножения. В заключение отметим, что топинамбур – перспективная культура для возделывания на производственных площадях. При соблюдении технологии возделывания урожай зеленой массы достигает 40, а урожай клубней – 20 т/га. Технологические приемы позволяют регулировать направленность на получение преимущественно вегетативной или клубневой массы. При использовании плантации топинамбура для зеленой массы (силос) не следует проводить ежегодную выборку клубней. Для получения с плантации товарных клубней необходима их ежегодная выборка, начиная со второго года, при этом следует поддерживать умеренную густоту травостоя (40-50 побегов/м2). Оптимальный срок скашивания для использования зеленой массы топинамбура – первая-третья декады августа. При острой производственной необходимости для раннего силосования скашивание надземной массы возможно проводить в третьей декаде июля, но при высоком срезе. К этому периоду закладка клубней на столонах в основном завершена и созданы условия для долгосрочной эксплуатации посадки. Литература 1. Лапшина Т.Б., Александрова М.Н., Иевлев Н.И. Рост и развитие топинамбура на дерново-глеевых и торфяно-перегнойных почвах Коми АССР // Новые виды растений в культуре на Севере. Сыктывкар, 1980. С. 76-89. – (Тр. Коми фил. АН СССР; № 47). 2. Мишуров В.П., Лапшина Т.Б. Культура топинамбура на Севере. Сыктывкар, 1993. 20 с. – (Сер. "Науч. рекомендации – народ. хозяйству" / Коми науч. центр УрО РАН; вып. 106). 3. Космортов В.А. Топинамбур в Коми АССР // Новые силосные растения. Сыктывкар, 1966. С. 161-167. 4. Лапшина Т.Б. Биологические особенности и приемы возделывания топинамбура в условиях среднетаежной зоны Коми АССР: Автореф. дис. к.с.-х.н. Л., 1983. 17 с. 5. Кахана Б.М., Арасимович В.В. Биохимия топинамбура. Кишинев, 1974. 88 с. 6. Растениеводство. М., 1981. 430 с. 7. Резервы кормопроизводства Адыгеи. Майкоп, 1976. 107 с.
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 5016 посещений с 30.06.2002 |