Изучение продуктивности сорго-суданковых гибридов в предварительном испытании в предгорной зоне Крыма

Социально-экономический кризис, поразивший Украину после развала СССР, с особенно разрушительной силой ударил по наиболее сложной  и жизненно важной отросли – агропромышленному комплексу. С 1991 года началось резкое, практически обвальное его падение, которое не полностью остановилось и в настоящее время. Еще более усугубилось ситуация после проведения аграрной реформы в 1999 году, в результате чего на базе крупнейших хозяйств образовались мелкие, которые не смогли взять на себя роль главных производителей с/х продукции. Валовое производство продукции в этот период снизилось на половину, отдельные отросли такие как, масличное скотоводство, птицеводство, животноводство, плодоводство и другие отрасли сократили на 60 -80%.

Образовавшиеся мелкие предприятия не могут выйти на тот уровень, который бы обеспечивал им стабильную прибыль. В результате чего мы видим, что не соблюдаются севообороты, поля зарастают сорной растительностью, не выдерживаются технологии.

Увеличение площадей под кормовыми культурами и повышение их урожайности является основой дальнейшего развития животноводства, повышения продуктивности скота, снижения себестоимости молока и мяса, создания в хозяйствах различной формы собственности прочной и полноценной кормовой базы в летний и зимний период, путем. Важный резерв кормопроизводства – выявление наиболее продуктивных культур, для использования в зеленом конвейере. Такой культурой может быть травянистое сорго, в том числе: - сорго-суданковые гибриды и сорта суданской травы.

Травянистое сорго отличается высокой пластичностью и при соответствующем наборе сортов, гибридов, правильной агротехнике, обеспечивают высокие и устойчивые урожаи, в богарных условиях от 250 до 600 ц/га, а при орошении от 1200 до 1800 ц/га. В засушливых районах, где другие кормовые культуры не дают удовлетворительного урожая из-за недостатка влаги и засоления почв, сорго-суданковые гибриды при надлежащей агротехнике могут обеспечить постоянные и высокие урожаи.

В настоящее время в Южном филиале «Крымский агротехнологический университет» Национального аграрного университета создаются новые сорта и гибриды травянистого сорго и проводятся исследования по выявлению наиболее продуктивных сорго-суданковых гибридов в условиях нашей зоны.

1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Народно – хозяйственное значение сорго

Одной из культур, получивших широкое распространение в сельском хозяйстве, является сорго.

Выведение и внедрение в производство новых сортов и гибридов этой культуры, отвечающих требованиям интенсивной технологии, является важной задачей науки и практики.

Сорго культура многогранного использования, а, следовательно, урожай сорго следует характеризовать, с двух точек зрения – зерна и зеленной массы. Зерно сорго используют на корм животным и птице, а так же в качестве сырья для производства крахмала, патоки, в спиртокуреннии и при изготовлении круп; зеленую массу – на сено, сенаж, силос, гранулы, а в последнее время для изготовления биотоплива (этанола).

В мировом производстве сорго занимает четвертое место после пшеницы, риса и кукурузы. За последние 50 лет посевные площади под этой культурой увеличились на 60%, а производство зерна на 244% Основные производители сорго- Мексика (10,7 млн тонн), США (6,1 млн тонн), Аргентина (2,4 млн.тонн) и Япония (1,9 млн тонн). В последнее время  эта культура все большее распространение получает и на Украине (Фарофонов В.А., Зозуля А.Л., 2007).

Родиной сорго является Африка. Три тысячи лет эту культуру уже возделывали в Индии, Китае. В средней Азии эту культуру выращивают 2,5тыс. лет. На Украину сорго попало во время турецких набегов. В Крыму эту культуру начали возделывать около 250 лет назад, в первое время исключительно для изготовления веников. Позже, в 1930-1935 годах, после появления сортов сахарного сорго, была попытка использовать сорго как источник сахара. Использование сорго как зернового растения в значительной мере тормозится повышенной влажностью зерна при уборке. Хранить в таком виде его нельзя, а сушить дорого.

Сорго-суданковые гибриды обладают, вследствие генетической неоднородности родительских форм, исключительно высоким эффектом гетерозиса. По этому показателю сорго-суданковые гибриды занимают одно из первых мест среди других кормовых культур.

Среди однолетних злаковых кормовых культур, сорго-суданковые гибриды являются одними из экономически выгодных: они имеют самую высокую регенерационную способность – за 100-120 дней вегетационного периода при трех, а на орошении - четырех отчуждениях успевают сформировать большую надземную массу (600-900 и более центнеров с 1 гектара). Примечательно и то, что по кормовым достоинствам отава сорго-суданковых гибридов почти не уступает основному урожаю. При использовании различных групп спелости и посевов в разные сроки, можно достичь гарантированного обеспечения кормами в конкретно намеченные периоды и в необходимом количестве. При этом срок поступления зеленой массы можно изменить в зависимости от складывающихся условий без существенного влияния на общую продуктивность посевов, что не наблюдается у других культур.

С появлением в производстве новых сортов суданской травы (Фиолета, Многоукосная), которые имеют высокую потенциальную урожайность зеленой массы и сена, существующие сорго-суданковые гибриды, в отдельные годы, уже не имели существенных преимуществ в сравнении с ними. Поэтому в проблемной НИ лаборатории сорго Крымского государственного агротехнологического университета, а ныне в ЮФ «Крымский агротехнологический университет» НАУ, была поставлена задача: на основе использования новых стерильных линий зернового, сахарного сорго, новых опылителей (суданской травы) создать высокогетерозисные сорго-суданковые гибриды, которые по своим хозяйственнно-биологическим показателям и урожайности значительно превышали бы районированные сорта суданской травы и ранее созданные сорго-суданковые гибриды (Л.Л.Болдырева, 2006).

Научный потенциал сорго еще не раскрыт полностью. Мировая коллекция сорго позволяет создавать как сорта, так и гибриды сорговых культур различного направления использования, повысить урожайные показатели, улучшить качественные показатели, адаптивность к факторам окружающей среды, вредителям и болезням.

сорго суданковый гибрид сельский хозяйство

1.2. Ботаническая характеристика сорго

Корневая система. У сорго-суданковых гибридов и суданской травы, как у всех мятликовых, корневая система мочковатая, семя прорастает одним зародышевым корнем. Из узла кущения развиваются мощные пучки придаточных корней, которые расходятся в разные стороны на 60 – 130 см, проникая на глубину 250 – 300 см. Боковые корешки, всасывающие влагу и питательные вещества из почвы, сильно разветвлены. Именно мощное развитие корневой системы обуславливает её сильную засухоустойчивость. Исследованиями В.И. Тараненко(1969) установлено, что в фазу полной спелости одна весовая часть корней сорго вскармливает 10,6 весовых частей надземной массы. Через 4-8 дней после появления всходов четко обозначается узел кущения с придаточными корнями. К моменту выхода растений в трубку из нижних узлов стебля образуются воздушные корни. У всех типов корней отмечается интенсивное нарастание массы в первый период вегетации, а затем, достигнув наибольших среднесуточных приростов, начинает снижаться.

Стебель.Стебли сорго-суданковых гибридов и суданской травы прямостоячие, бледно-зеленые, гладкие, тонкие, у некоторых гибридов (сорго-суданковых) заполнены сочной сердцевиной с различной степенью сахаристости (6-15%). Стебель состоит из отдельных междоузлий, число и длина которых различна в зависимости от вида, сорта и вегетационного периода. А.В.Алабушевым (1989) отмечена прямая зависимость между количеством междоузлий и вегетационным периодом. Раннеспелые сортообразцы имеют 6-8 междоузлий, среднеспелые 10-15 и позднеспелые 16-25. От нижнего узла (узел кущения) отходят вторичные корни. От второго и третьего - воздушные корни. Рост сорго осуществляется за счет деятельности клеток (меристемы), расположенной в нижней части междоузлия под каждым узлом. Из узла кущения у сорго образуется стебли. Сорта суданской травы и сорго-суданковые гибриды обладают высокой кустистостью (от 1 до 30 стеблей). Высота растений у них составляет 120-250 см и более.

Листовой аппарат. Лист состоит из двух частей - влагалища и листовой пластинки. Влагалищная часть листа плотно охватывает часть или все междоузлие, а у низкорослых сортов даже другие междоузлия, защищает стебель от неблагоприятных условий и придавая ему прочность.

Листья не имеют ушек, язычок маленький, листовая пластина сидячая, широколанцентная, гладкая, длинная (40-80см), широкая (3-8 см) с цельными острыми краями. Жилкование листа продольное. По цвету жилки листа можно определить – образец сухостебельный или сочностебельный: у сочных сортов и гибридов жилка светло зеленая, у сухостебельных – белая.

Листья располагаются поочередно, их количество зависит, главным образом от сорта, а также и от условий выращивания. У раннеспелых сортов- 7-10 листьев, у среднеспелых 10-15, у позднеспелых 16-25 (Н.А.Шепель, 1989). Листья сорго-суданковых гибридов и суданской травы в очень жаркие дни покрываются восковым налетом, что предохраняет их от лишнего испарения (Л.И.Знаменский, 1961). Листья являются наиболее ценной частью растений при использовании на зеленый корм. Поэтому хорошо облиственные сорта более ценны в кормовом отношении.

Соцветие. У сорго-суданковых гибридов и суданской травы соцветием является метёлка, имеющая большое разнообразие форм и окрасок. Длина метёлки достигает 15 – 70 см. Зерно по форме, окраске и величине разнообразно и зависит от сорта. Вес 1000 семян крупного зерна более 30 г, мелкого менее 20 г. Количество зёрен в метёлке колеблется в зависимости от условий выращивания и сорта, в среднем в метёлке бывает 1000 – 3000 зёрен (П.П. Вавилов и др., 1983).

Плод. Это зерновка. Сверху оно покрыто наружной оболочкой, образующейся из стенки завязи, под которой залегает внутренняя оболочка, образующаяся из стенок яйцеклетки.

Под внутренней оболочкой находится стекловидный роговой, богатый белком так называемый алейроновый слой. Основная часть зерновки заполнена мучнистым белым эндоспермом, преимущественно зернами крахмала. В нижней части зерновки располагается широкий и длинный зародыш.

1.3 Биологические особенности сорго

Отношение к теплу и свету. Культура сорго обладает большой пластичностью, из-за чего легко приспосабливается к почвенно-климатическим условиям выращивания.

По происхождению это растение тропическое, теплолюбивое. Хотя семена его начинают прорастать при температуре +10°С, однако оптимальная температура для прорастания, роста и развития находится в пределах 25-30°С, тогда как для кукурузы 20-23°С. Б.Н. Малиновский, Ю.Ф. Олексеенко, Г.М. Шекун считают, что чрезмерно высокие температуры (особенно в период от всходов до кущения, когда ещё не сформировалась мощная корневая система температура +20 – 30˚С, хотя) действуют на ССГ угнетающе. Чрезмерно высокие температуры действуют на сорго угнетающе  и в первой половине роста. В фазе выметывания метелок температура в 40-45°С сорго переносит без всяких отрицательных последствий.

Сорго – южное растение, поэтому оно теплолюбивое. Семена его начинают прорастать при температуре 8 – 10˚С, но оптимальной температурой многие исследователи считают + 15˚С. Сорго-суданковые гибриды чувствительны к низким температура и заморозкам (особенно в фазу цветения). При -1˚С наступает гибель растений. Поэтому суданскую траву и сорго-суданковые гибриды относят к поздним яровым культурам и сеют, когда среднесуточная температура почвы на глубине 10 см достигнет +14…+16˚С (Г.М. Шекун, 1986). Растения этой культуры отличаются несколько медленным ростом в начале вегетации и весьма интенсивным ростом после фазы кущения. При благоприятных условиях всходы появляются через 6 – 8 дней.

Продолжительность вегетационного периода ССГ зависит не только от температуры, но и от длины светового дня (Я.И. Исаков, 1982). Так, в Самарской области всходы появляются в первой декаде июня при среднесуточной температуре 18 – 20˚С и длине дня 15 ч; в Ростовской области – в третей декаде мая, при длине дня 14 ч; на юге Украины всходы появляются в конце второй декады мая при среднесуточной температуре 16 – 18°С и длине дня 16 ч.

В среднем для полного созревания семян ему необходима сумма положительных температур за вегетационный период от 3000 до 3500°С взависимости от сорта и условий выращивания.

Сорго - типичное растение короткого дня. Оптимальная величина светового времени суток 9-10 часов.

Отношение к влаге. Сорго-суданковые гибриды являются уникальными злаковыми растениями, как по своим биологическим особенностям, так и по хозяйственно-ценным признакам. Основным достоинством культуры является исключительная засухоустойчивость. Сорго-суданковые гибриды хорошо переносят воздушную и почвенную засухи, высокие температуры воздуха, впадая в анабиоз, а при наступлении нормальных условий начинают вегетировать. В процессе эволюции сорго приспособилось к недостатку влаги и экономному её использованию (П.М. Шорин, 1976).

Транспирационный коэффициент у сорго-суданковых гибридов в сравнении с другими культурами невелик. Так на образование единицы сухого вещества сорго-суданковые гибриды расходуют 300 частей воды, суданская трава – 340, кукуруза – 388, пшеница – 515, ячмень – 543, овёс – 600, горох – 730, люцерна – 830, подсолнечник – 895, клещевина – 1200. Неслучайно за высокую засухоустойчивость сорго в народе называют «верблюдом растительного мира». Первые признаки экономного расходования воды проявляются уже в период прорастания. Так, количество воды для набухания семян ССГ составляет только 35%, кукурузы – 40%, пшеницы – 60%, ржи – 85%, а гороха 95% от собственного веса (Н.А. Шепель, 1994).

Высокая степень засухоустойчивости сорго связана с мощностью и избирательной способностью корневой системы, обеспеченностью листовой поверхности, строением устьичного аппарата и плотного эпидермиса.

Засухоустойчивость сорго повышается еще и от того, что в период высоких температур, когда оно выметывает метелки, на листьях и стеблях выделяется белый восковой налет, предохраняющий растения от сильного нагревания и испарения.

Несмотря на высокую засухоустойчивость, сорго сильно реагирует на орошение и дает большую прибавку урожая.

Отношение к почвам и засолению. Сорго-суданковые гибриды не предъявляют особых требований к почвам. Они могут произрастать на лёгких песчаных, на тяжёлых глинистых и суглинистых почвах. Имея мощную корневую систему, ССГ дают высокие урожаи даже на обеднённой и истощённой почве. Кроме того, оно может давать хорошие урожаи в течение ряда лет на почве ставшей бедной и истощенной для других злаков.

Сорго-суданковые гибриды и суданская трава могут расти на засолённых и солонцеватых почвах, выдерживая повышенную концентрацию солей. Сорго-суданковые гибриды настолько солевыносливы, что при поливе их водой из Каспия (содержание солей в нём 4,05 – 8,18 г/л) урожай зелёной массы при поддержании порога влажности на уровне 90 % НВ составил 527 ц/га, тогда как без орошения 40 ц/га (Н.А. Шепель, 1989).

Не переносит холодных, заболоченных и плохо растет на кислых почвах. Низкая требовательность к почвам позволяет использовать его в качестве первой культуры при освоении эродированных почв, легко переносит близость грунтовых вод. Большое достоинство сорго - это его способность произрастать на засоленных и солонцеватых почвах.

Отношение к минеральному питанию. Положительно отзывается на улучшение условий минерального питания, особенно на бедных почвах. Для раскрытия его высоких потенциальных возможностей необходим комплекс мероприятий, в том числе и внесение сравнительно высоких доз NPK.

Ценной биологической особенностью сорго как кормовой культуры является способность его после скашивания быстро отрастать и вегитировать, вплоть до поздней осени, тогда как основная кормовая культура кукуруза дает только один укос.

Хорошо усваивая осадки на протяжении всего теплого периода времени, сорго-суданковые гибриды и суданская трава при использовании на зеленый корм и своевременном скашивании может давать два-три укоса (на орошении - четыре), обеспечивая высокие сборы зеленой.

Отрастание отавы происходит за счет развития почек, находящихся в узлах кущения и в листовых пазухах нижних стеблевых узлов, где сосредоточено наибольшее количество запасных питательных веществ.

1.4 Состояние изученности вопроса у сорго-судаковых гибридов

В начале 20-го столетия на зеленый корм из сорговых культур использовались только посевы сахарного сорго и суданской травы. С открытием ЦМС появилась возможность значительно увеличить урожаи суданской травы за счет использования гетерозиса. Суданская трава – интересный обьект для селекционно-генетических исследований. Она хорошо скрещивается с сорго и дает высокогетерозисные сорго-суданковые гибриды в первом поколении, превышающие суданскую траву и сорго по урожаю зеленой массы и сена в 1,5 и более раза. По морфологическим признакам такие гибриды представляют собой промежуточную форму между сорго и суданской травой. Габитус куста у гибридов сходен с суданской травой, отличаясь мощностью развития (Н.А.Шепель, С.Н. Шепель, 1998, С.Н., Шепель 1997).

Используя умелый подбор родительских пар при отдаленной гибридизации можно создать высокогетерозисные гибриды по всем типам гетерозиса. Такие гибриды уже есть и районированы в Республике Крым, на Украине и в странах СНГ: Сочностебельный 3, Сократор 87, Юбилей 50, (Н.А.Шепель, С.Н. Шепель, 1999).

В настоящее время сорго-суданковые гибриды имеют важное хозяйственное значение. Благодаря высокой урожайности и пластичности, химическому составу ССГ широко используются в зелёном конвейере.

Среди сорговых культур наиболее раннеспелой является суданская трава. За большее количество укосов она формирует урожай зеленой массы выше, чем у других сорговых и имела самый высокий выход кормопротеиновых единиц с гектара. Зеленую массу, как суданской травы, так и сорго-суданковых гибридов можно использовать для заготовки сена, сенажа и силоса (А.А.Гапончук, 1997)

Сорго-суданковые гибриды обладают интенсивным ростом, быстро отрастают после укосов, давая питательный корм. В 1 ц зелёной массы 0,23 к.ед., до 44,4% клетчатки, 27,3% БЭВ, до 16 – 18% протеина (на абсолютно сухое вещество), при этом в 1 к.ед. около 100 г ПП (Б.Н. Малиновский, 1986).

В засушливых условиях юга Украины, по данным Измаильской и Генической опытных станций, сорго по урожайности зеленой массы превышает кукурузу в 1,3-1,9 раза. По этим же данным суданская трава на суходоле за два-три укоса формирует урожай 300-350 ц/га зеленой массы, в одном кг которой содержится 0,18-0,21 к.ед. и 12-16 г переваримого протеина. Культура положительно реагирует на оптимальное орошение; при трех - четырехкратном скашивании травостоя обеспечивает 600-700 ц/га зеленой массы.

Сорго-суданковые гибриды по продуктивности превышают сорта суданской травы и за два укоса формируют 450-650 ц/га зеленой массы (90-130 ц/га сухого вещества). В 1 кг зеленого корма содержится 0,19-0,23 к.ед. и 14-18 г переваримого протеина.

Протеиновая питательность вегетативной массы сорговых культур недостаточная и составляет всего 67-78 г на 1 к.ед. Поэтому для сбалансирования энергетично-протеинового соотношения массы, сорговые культуры целесообразно выращивать в совместных посевах с высокобелковыми компонентами (соя, люцерна, амарант), (Наукові основи агропромислового виробництва в зоні степу України, 2005).

В зелёном конвейере из однолетних кормовых культур выращивание сорго-суданковых гибридов и суданской травы является одним из наиболее экономически выгодных. Во-первых, они обладают способностью хорошо отрастать после скашивания, что даёт возможность получать на неполивных землях 2 – 3 , а на орошении до 4-х укосов зелёной массы с урожайностью соответственно 400 – 500 и 1000ц/га и более. Во-вторых, норма высева семян сорго-суданковых гибридов в 3 – 5 раз меньше кукурузы, почти в 10 раз меньше злако-бобовых смесей, а урожайность существенно превышает последние (В.П. Бондаренко, 1990).

Сорго-суданковые гибриды позволяют с третьей декады июня и до конца октября кормить животных нежной, молокогонной зелёной массой, т.е. в такой период, когда естественная растительность под влиянием высоких температур выгорает. Убранные в начале вымётывания сорго-суданковые гибриды содержат 14 – 16% сырого протеина и 0,20 – 0,21 кормовых единиц (Я.И. Исаков, 1987).

Высокие урожаи обеспечивают сорго-суданковые гибриды. Так, на Советском орошаемом сортоучастке Крыма ССГ Ростовский 54 обеспечил урожай зелёной массы 96,6 т/га, гибрид Северокавказский 5 – 1080 т/га. В среднем за 1985 – 92 гг. на этом же сортоучастке средний урожай зелёной массы сорго-суданковых гибридов составил 86,1, а кукурузы 33,1 т/га. Крымское НПО «Элита» получило по 55,0 т/га зелёной массы тритикале, затем поукосно посеяли сорго-суданковый гибрид Сочностебельный 3 и за два укоса ещё собрали 92,6 т/га, тогда как кукуруза в этих условиях дала 55,0 т/га (Н.А. Шепель, 1994). Но для кормопроизводства недостаточно количество продукции, нужна ещё и оценка зелёной массы сорго-суданкового гибрида по питательности (табл.). По этому показателю ССГ превосходит кукурузу по содержанию кормовых единиц, переваримого протеина и каротина, что говорит о перспективности его внедрения в производство (В.П. Ермоленко, А.Ф. Кайданов, 1982).

Таблица 1.1

Питательная ценность кормов сорго-суданковых гибридов и суданской травы