Урожай на высоте

Посадка и выращивание топинамбура в горных экосистемах

14 октября 2020 г.

Распространенность территорий, занятых горными экосистемами, как в нашей стране, так и за рубежом обусловливает актуальность поиска возможностей обеспечения населения растительной продукцией с учетом подобных зон. В этом направлении перспективными являются культуры, способные формировать биологическую массу в зависимости от вертикальной зональности и агроэкологических условий.

Одним из подобных высокоурожайных растений является топинамбур. Родиной этого сладкого и питательного корнеплода считается Северная Америка. В Европу он попал через Францию, где постепенно стал носить текущее наименование, а в Россию был привезен в начале XVIII века. Сейчас достаточно широко возделывается во многих странах, и опыт зарубежных коллег в данной сфере может быть полезен.

Ценный состав

Топинамбур, или Helianthus tuberosus L., — высокопродуктивная сельскохозяйственная культура. В условиях Нечерноземной зоны урожайность ее зеленой массы может достигать 60 т/га, клубней — 40 т/га, обеспечивая выход 7,5–10 т/га кормовых единиц и 6–6,8 ц/га переваримого протеина. Данное растение отличается хорошими питательными качествами благодаря наличию в нем ценных компонентов химического состава. Так, клубни содержат 18–22% сахаров, до 2,5% белка, витамины группы В и С, а в минеральном наборе зольных элементов находится до 6% фосфора и свыше 5% железа, что делает клубни ценным кормом для молодняка. Зеленая масса включает до 20–25% сухого вещества, куда входит углеводный комплекс, значительную долю которого занимает особый вид углевода — инулин, перерабатывающийся в организме животных в легкоусвояемую фруктозу. Кроме того, имеются полноценный протеин, представленный 16 аминокислотами, в том числе восемью незаменимыми, а также витамины и клетчатка.

Следует отметить, что агроэкологические факторы среды обладают большой амплитудой в различных условиях долинной и горной зон и по-разному влияют на рост и развитие сельскохозяйственных культур, в том числе топинамбура. В частности, между такими важными признаками этого растения, как высота стебля, количество листьев, число клубней, продуктивность, и территорией возделывания наблюдается прямая средняя корреляционная связь.

Задача поиска

Как известно, территория Республики Таджикистан на 93% занята горными экосистемами, поэтому вертикальная зональность, где можно выращивать сельскохозяйственные культуры, наблюдается на высотах от 350 до 4000 м над уровнем моря. Государство богато важными природными ресурсами: водной энергетикой, существенным количеством солнечных теплых дней в течение года — более 300 суток, широким биоразнообразием и другими. Значимым энергоемким сектором считается отрасль сельского хозяйства, которая обеспечивает около 24% ВВП. С учетом возрастающей численности населения в стране перед учеными стоят задачи поиска альтернативных путей создания максимального объема необходимой продукции и биологической массы с единицы площади. В связи с этим к числу культур, которые в будущем смогут обеспечить получение обозначенных ресурсов, можно отнести топинамбур.

Специалистами были проведены научные исследования, основной целью которых стало определение продукционного потенциала данной культуры и ее дальнейшей интродукции в различных экологических зонах республики. Материалом для опытов послужили 16–20 элитных и сортовых семенных клубней I–II семенной репродукции генотипов или сортов. Исходные образцы были получены из коллекции Института ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ, ГНУ "Майкопская опытная станция" — филиала ФГБНУ "Федеральный исследовательский центр "Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова"" и ФГБОУ ВО "Кубанский государственный аграрный университет им. И. Т. Трубилина". Научные работы по изучению особенностей роста и развития, а также проявления ряда морфологических полигенных признаков топинамбура были реализованы в течение 2016–2019 годов. Для достижения поставленной цели посевы проводились на юге страны — в зонах Васе, Вахша и Муминабада, расположенных на высоте 460, 600 и 1200 м над уровнем моря соответственно, в центральной части — в районе Душанбе и Канаска, то есть на 840 и 2560 м, на востоке — Рашта и Ляхша, или на 1800 и 2000 м. Растения топинамбура возделывались на основе общепринятой агротехники для каждой агроэкологической зоны. В зависимости от высоты над уровнем моря клубни генотипов или сортов высаживались в течение марта и апреля по схеме 70×35 см в четырехкратной повторности. Во время вегетации проводились определенные агротехнические работы: внесение минеральных удобрений N100P150K80 кг/га, двукратные междурядные обработки вручную, культивация междурядий, окучивание рядов, 5–7 вегетационных поливов, а также фенологические учеты и наблюдения. Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием компьютерной программы Microsoft Excel 2007.

Основной фактор

В различных зонах, где были проведены исследования специфики формирования биологической массы топинамбура в зависимости от вертикальной зональности, наблюдалось существенное влияние агроэкологических условий местности — высоты над уровнем моря и суммы эффективных температур. Полигенные признаки культуры, в частности вес стеблей, листьев, корней, клубней и общая биомасса растений, значительно менялись на разной высоте произрастания.

В течение вегетации растений сумма эффективных температур свыше 10ºС уменьшалась пропорционально высоте над уровнем моря. Максимальный показатель регистрировался в южной части государства на высоте 460 м в условиях Васе — 3760ºС, а минимальный — на высокогорьях Центрального Таджикистана — 895ºС. В ходе опытов было установлено, что связь между такими параметрами, как сумма эффективных температур, вес стеблей, листьев, клубней и общая биомасса растений, была положительной. С увеличением первого параметра наблюдалось значительное повышение биомассы топинамбура: корреляция между этими индикаторами составляла r = 0,972. Таким образом, в разных экологических условиях Республики Таджикистан основным фактором при формировании продуктивности рассматриваемой культуры являлась сумма эффективных температур, изменяющаяся в зависимости от высоты над уровнем моря.

Большой потенциал

Во время исследования урожайность клубней сортообразцов топинамбура на высотах от 460 до 840 м над уровнем моря равнялась 63 и 34,2 т/га соответственно, на территориях от 1200 до 2000 м она уменьшалась с 23,6 до 14,6 т/га, а при 2560 м составляла 10 т/га. В итоге нарастание высоты возделывания от 460 до 2560 м вызывало падение продуктивности культуры с 63 до 10 т/га, то есть в 6,3 раза. Низкие показатели на высоте 2560 м были обусловлены недостаточной суммой эффективных температур по сравнению со значениями на уровне 460–840 м. В среднем урожайность клубней на различных территориях достигала 30,5–31,9 т/га, что свидетельствовало о большом потенциале данной культуры как важного продукта питания при возделывании в условиях Республики Таджикистан. Горное расположение участков на разных уровнях также существенно влияло на общую биомассу сортообразцов топинамбура. Анализ сборов показал, что на высотах 460 и 600 м продуктивность равнялась 175,7 и 147,6 т/га соответственно, а на 2000 и 2560 м она составляла лишь 47,2 и 30,8 т/га, что оказалось в 3,7 и 4,8 раза меньше. По этому показателю урожайность на уровнях 840, 1200 и 1800 м также значительно различалась — в пределах 9,6–10,8 т/га, или 16,8–22,9%, между вариантами. В итоге при выращивании топинамбура в агроэкологических условиях Республики Таджикистан на высотах от 460 до 2560 м над уровнем моря в среднем общая биомасса равнялась 91,8 т/га.

Таким образом, проведенные специалистами исследования показали, что наиболее подходящими зонами для получения достаточного урожая Helianthus tuberosus L. являются участки, расположенные на высотах от 460 до 1200 м. На таких территориях продуктивность клубней колеблется от 23,6 до 67,6 т/га, а общая биологическая масса — от 63 до 176 т/га. Для максимальных сборов сумма эффективных температур во время вегетации растений должна составлять от 2280 до 3760ºС. Посредством выращивания топинамбура различной вертикальной зональности можно добиться получения большого объема биологической массы, что важно для укрепления кормовой базы животноводческой отрасли. В перспективе данная культура может сыграть значимую роль в обеспечении продовольственной безопасности.

Источник: agbz.ru

Текст: К. Партоев, д-р с.-х. наук, проф., вед. науч. сотр.; Х. М. Ахмедов, д-р хим. наук, академик, ГНУ "Центр инновационного развития ­науки и новых технологий НАН Таджикистана"; М. Сафармади, преподаватель, Таджикский государственный педагогический университет им. С. Айни; И. С. Нихмонов, соискатель, Институт ботаники, физиологии и генетики растений НАН Таджикистана

© 2020 Ермачков В. А.