Methods of cultivating sainfoin in the arid conditions of the Northern Caspian region

Full Text

Введение

Наша планета имеет площадь 510 млн кв. км, из них площадь земельных ресурсов мира составляет 134 млн кв. км — 26,3 %. При этом под сельскохозяйственные нужды используется 4,81 млрд га — 36 % мирового земельного фонда. На данные земельные ресурсы легла нагрузка по удовлетворению возрастающего спроса населения на продукты животного происхождения [1]. Промышленное развитие животноводства не отменяет использование естественных пастбищ, которые расположены в засушливых регионах. Мясо животных, выращенных на сухостепных и полупустынных пастбищах, по качеству значительно превосходит продукцию откормочных предприятий. В связи с этим вопрос наличия пастбищных ресурсов приобретает ключевое значение [2].

Однако потребительское землепользование в отношении пастбищ привело к катастрофическим последствиям для окружающей среды не только в аридных зонах Российской Федерации, но и других странах. Ученые Казахстана, Узбекистана, Монголии, Киргизии, в РФ — Алтая, Калмыкии, Прикаспия отмечают активное развитие процессов опустынивания пастбищных экосистем при увеличивающейся антропогенно-климатической нагрузке [3–9]. Происходит обеднение растительного покрова, выпадение ценных высокопитательных видов растений из состава фитоценозов, увеличение процента открытой почвы, движение незакрепленных песков, и как результат — пыльные бури [10, 11]. Исходя из этого, научные исследования, направленные на остановку деградации аридных экосистем, решают государственные задачи. Научная значимость работы обусловлена необходимостью отбора подходящих видов растений, которые обеспечат сохранение и увеличение биоразнообразия в условиях недостаточного увлажнения.

Бобовые растения играют значимую роль в фитомелиорации и оказывают благоприятное мелиоративное влияние на пастбищные фитоценозы, создавая тем самым оптимальные условия для выпасаемых животных, являются защитой от неблагоприятных факторов и основным средством в борьбе с опустыниванием [12–15].

Цель исследования — провести интродукцию эспарцета (Onobrychis), изучить его биологические особенности, кормовую ценность и адаптивный потенциал, а также технологические приемы выращивания для использования в фитомелиорации аридных деградированных пастбищных экосистем Северного Прикаспия.

Материалы и методы исследования

Работа проводилась в 2023–2025 гг. в ФГБНУ «ПАФНЦ РАН» в рамках государственного задания по теме: «Разработать научные основы создания и восстановления кормовых угодий, на основе интродукции, мобилизации генетических ресурсов кормовых растений с высокоценными признаками продуктивности и качества, устойчивости к био- и абиострессорам, в целях предотвращения опустынивания и деградации аридных территорий, повышения продуктивности и увеличения биоразнообразия естественных и агроландшафтов, в условиях увеличения антропогенно-техногенной нагрузки и глобальных изменений климата». Закладка опыта проведена 21.03.2023 г. на территории ФГБНУ «ПАФНЦ РАН», в правобережной степной зоне Черноярского района (Астраханская область). Рельеф местности — равнинный. Почвы светло-каштановые, по механическому составу — солонцеватые суглинки, содержание солонцов — от 5 до 10 %. В исследованиях применялся двухфакторный полевой опыт, проводимый методом расщепленных делянок. Фактор А — сорта: эспарцет песчаный Василий и эспарцет песчаный Степ, фактор В — предшественник (залежь, ячмень). Контроль — растительность естественного пастбищного фитоценоза.

Общая площадь под опытом — 4,5 га; площадь опытной делянки — 1000 м². Способ посева — рядовой с междурядьем 0,3 м. Глубина заделки семян — 0,02 м. Размещение делянок — последовательное, в четырехкратной повторности.

Результаты исследования и обсуждение

Заделка семян произведена 21 марта 2023 г. На формирование урожая многолетних бобовых трав, в т. ч. эспарцета, влияет ряд внешних условий, таких как влагообеспеченность, количество выпавших осадков, температура и влажность среды. Наиболее благоприятная для этих сельскохозяйственных культур температура воздуха — +18…+25 °C. По данным метеостанции села Черный Яр, погодные условия 2023 г. признаны удовлетворительными. Показатель ГТК ^[1], варьировавшийся в пределах 0,3…0,6, свидетельствует о принадлежности региона к сухой зоне. Климатические условия 2024 г. классифицируются как более теплые по сравнению с нормой (отклонение +3,7 °C). Показатель ГТК (0,32) свидетельствует о засушливом характере увлажнения. По данным 2025 г., среднегодовая температура оказалась выше климатической нормы на 3,5 °C. Максимальный рост положительной аномалии пришелся на зимние месяцы: в декабре и январе отклонения составили +8,8 и +17,2 °C соответственно. Данные мониторинга показали идентичность значений средней относительной влажности воздуха за 2025 и 2024 гг. Результаты мониторинга запасов влаги в слое почвы 0–1,00 м в течение вегетационного периода свидетельствуют о недостаточной увлажненности. В весенний период запасы влаги были низкими (30–45 мм), а в летний наблюдалась почвенная засуха (5–10 мм).

Согласно методике Б.А. Доспехова ^[2], перед учетом урожайности в период цветения фиксировали состояние растений и их реакцию на засуху. Вегетационный период эспарцета (от всходов до начала цветения) не зависел от предшественников и в среднем составил 165 суток на всех вариантах опыта.

Согласно полученным средним трехлетним данным, характеризующим состояние посевов и их устойчивость к засушливым условиям (табл. 1), предшественники не оказали существенного влияния ни на состояние посевов эспарцета, ни на их устойчивость к засухе. Независимо от варианта опыта посевы эспарцета оценивались в 5 баллов (отличное состояние), а реакция на засуху была минимальной — 1 балл.

 Таблица 1
Состояние посевов эспарцета, средние 2023–2025 гг., ФГБНУ «ПАФНЦ РАН»

Культура, сорт	Предшественник	Состояние посева, балл	Реакция на засуху, балл
Эспарцет песчаный Василий	Залежь	5	1
	Ячмень яровой	5	1
Эспарцет песчаный Степ	Залежь	5	1
	Ячмень яровой	5	1

Источник: составлено А.А. Баканевой. 

Table 1
Sainfoin crop stand condition, average for 2023–2025, PAFSC RAS

Crop, cultivar	Forecrop	Crop stand condition,score	Response to drought,score
Sainfoin cv. Vasily	Fallow	5	1
	Spring barley	5	1
Sainfoin cv. Step	Fallow	5	1
	Spring barley	5	1

Source: compiled by A.A. Bakaneva.

В фазу «бутонизация — начало цветения» провели учеты по определению высоты и облиственности растений эспарцета (табл. 2). Выявлено, что изучаемые элементы технологии возделывания, а также сорта эспарцета, влияли и на высоту растений, и на их облиственность.

Таблица 2
Высота и облиственность эспарцета, средние 2023–2025 гг., ФГБНУ «ПАФНЦ РАН»

Культура, сорт	Предшественник	Высота, м	Облиственность, %
Эспарцет песчаный Василий	Залежь	0,54	30,2
	Ячмень яровой	0,47	29,0
Эспарцет песчаный Степ	Залежь	0,57	34,6
	Ячмень яровой	0,51	31,0
НСР(05) общая 2023		0,02	0,54
НСР(05) общая 2024		0,02	0,54
НСР(05) общая 2025		0,02	0,54

Источник: составлено А.А. Баканевой.

Table 2
Height and leafiness of sainfoin, average for 2023–2025, PAFSC RAS

Crop, сгдешмфк	Forecrop	Height, m	Leafiness, %
Sainfoin cv. Vasily	Fallow	0.54	30.2
	Spring barley	0.47	29.0
Sainfoin cv. Step	Fallow	0.57	34.6
	Spring barley	0.51	31.0
NSR(05) general 2023		0.02	0.54
NSR(05) general 2024		0.02	0.54
NSR(05) general 2025		0.02	0.54

Source: compiled by A.A. Bakaneva.

Средняя высота растений эспарцета в опыте составила 0,52 м. Максимальная высота (0,57 м) отмечена у сорта Степ на варианте с предшественником залежь, которая составила. На вариантах с предшественником залежь высота растений в среднем составила 0,56 м, что на 0,07 м выше, чем на вариантах опыта, где предшественником был яровой ячмень.

Облиственность растений эспарцета также зависела от применяемых агроприемов и сортов. Максимальные значения облиственности отмечены у сорта Степ и составили, в среднем по агроприемам, 32,8 %, что на 3,2 % выше, чем средняя облиственность растений эспарцета в опыте. Применение такого агроприема, как предшественник залежь, увеличило облиственность растений эспарцета на 2,4 %.

На стадии бутонизации осуществляли лабораторные исследования по определению водоудерживающей и водопоглощающей способности листьев эспарцета (табл. 3).

Установлено, что максимальные значения водоудерживающей и водопоглощающей способности листьев эспарцета отмечены у сорта Степ на варианте с предшественником залежь — 75,3 и 128,5 % соответственно.

Таблица 3
Водоудерживающая и водопоглощающая способность листьев эспарцета, средние 2023–2025 гг., ФГБНУ «ПАФНЦ РАН»

Культура, сорт	Предшественник	Водоудерживающая способность, %	Водопоглощающая способность, %
Эспарцет песчаный Василий	Залежь	73,2	122,7
	Ячмень яровой	71,3	120,3
Эспарцет песчаный Степ	Залежь	75,3	128,5
	Ячмень яровой	72,6	123,4
НСР(05) общая 2023		0,11	0,11
НСР(05) общая 2024		0,12	0,10
НСР(05) общая 2025		0,11	0,11

Источник: составлено А.А. Баканевой.

Table 3
Water-holding and water-absorbing capacity of sainfoin leaves, average for 2023–2025, PAFSC RAS

Crop, cultivar	Forecrop	Water-holding capacity, %	Water-absorbing capacity, %
Sainfoin cv. Vasily	Fallow	73.2	122.7
	Spring barley	71.3	120.3
Sainfoin cv. Step	Fallow	75.3	128.5
	Spring barley	72.6	123.4
LSD(05) general 2023		0.11	0.11
LSD(05) general 2024		0.12	0.10
LSD(05) general 2025		0.11	0.11

Source: compiled by A.A. Bakaneva.

На вариантах опыта с использованием в качестве предшественника залежи показатели водоудерживающей и водопоглощающей способности листьев эспарцета выше по сравнению с вариантом, где предшественником был яровой ячмень, на 2,3 и 3,7 % соответственно. Также можно отметить, что самые высокие значения водоудерживающей и водопоглощающей способности листьев отмечены у всех изучаемых сортов эспарцета на вариантах с предшественником залежь. Таким образом, по результатам исследования выявлено, что на данном варианте опыта растения эспарцета более адаптированы к экстремальным условиям внешней среды и лучше переносят воздушную и почвенную засухи.

На протяжении трех лет в фазу цветения проводили срез образцов эспарцета с последующим определением урожайности зеленой и сухой массы (табл. 4). Применение различных предшественников и сортов оказало влияние на урожайность зеленой и сухой массы эспарцета. Самым высокоурожайным оказался сорт Степ на варианте залежь 41,82 т/га зеленой массы и 10,74 т/га сухой массы. Использование залежи в качестве предшественника привело к росту урожайности зеленой массы в среднем по сортам на 1,86 т/га, а сухой массы — на 0,57 т/га. Статистические показатели НСР₀₅ (наименьшая существенная разница) минимальные (0,001–0,04), что говорит о высокой достоверности различий между вариантами опыта.

Таблица 4
Урожайность эспарцета, среднее 2023–2025 гг., ФГБНУ «ПАФНЦ РАН»

Культура, сорт	Предшественник	Урожайность, т/га
		Зеленой массы	Сухой массы
Эспарцет песчаный Василий	Залежь	38,31	8,69
	Ячмень яровой	37,93	8,64
Эспарцет песчаный Степ	Залежь	41,82	10,74
	Ячмень яровой	38,49	9,66
2023 г.
НСР(05) общая		0,01	0,03
НСР(05) А		0,001	0,02
НСР(05) В		0,001	0,03
НСР(05) АВ		0,013	0,04
2024 г.
НСР(05) общая		0,01	0,03
НСР(05) А		0,001	0,02
НСР(05) В		0,001	0,02
НСР(05) АВ		0,012	0,03
2025 г.
НСР(05) общая		0,01	0,04
НСР(05) А		0,001	0,03
НСР(05) В		0,001	0,03
НСР(05) АВ		0,013	0,04

Источник: составлено А.А. Баканевой.

Table 4
Sainfoin yield, average for 2023–2025, PAFSC RAS

Crop. cultivar	Forecrop	Yield. t/ha
		Fresh weight	Dry weight
Sainfoin cv. Vasily	Fallow	38.31	8.69
	Spring barley	37.93	8.64
Sainfoin cv. Step	Fallow	41.82	10.74
	Spring barley	38.49	9.66
2023
НСР(05) general		0.01	0.03
НСР(05) А		0.001	0.02
НСР(05) В		0.001	0.03
НСР(05) АВ		0.013	0.04
2024
НСР(05) general		0.01	0.03
НСР(05) А		0.001	0.02
НСР(05) В		0.001	0.02
НСР(05) АВ		0.012	0.03
2025
НСР(05) general		0.01	0.04
НСР(05) А		0.001	0.03
НСР(05) В		0.001	0.03
НСР(05) АВ		0.013	0.04

Source: compiled by A.A. Bakaneva.

Также в фазу цветения для оценки кормовой ценности эспарцета провели биохимический анализ сухой массы по вариантам опыта. Наибольшее количество в сухой биомассе эспарцета сырого протеина, сырой клетчатки, сырой золы, сырого жира и кормовых единиц отмечено у сорта эспарцет песчаный Степ на варианте опыта предшественником залежь (табл. 5).

Таблица 5
Биохимический состав и кормовая ценность эспарцета, 2023–2025 гг., ФГБНУ «ПАФНЦ РАН»

Культура, сорт	Предшественник	Сырой протеин, %	Сырая клетчатка, %	Сырая зола, %	Сырой жир, %	Количество кормовых единиц
Эспарцет песчаный Василий	Залежь	17,94	25,66	11,45	2,61	0,47
	Ячмень яровой	16,51	25,51	10,90	2,26	0,46
Эспарцет песчаный Степ	Залежь	18,68	26,94	11,93	2,74	0,49
	Ячмень яровой	17,99	26,62	11,00	2,63	0,48
НСР(05) общая 2023		0,09	0,04	0,10	0,04	0,03
НСР(05) общая 2024		0,09	0,05	0,11	0,05	0,02
НСР(05) общая 2025		0,09	0,05	0,10	0,05	0,03

Источник: составлено А.А. Баканевой.

Table 5
Biochemical composition and nutritive value of sainfoin, 2023–2025, PAFSC RAS

Crop, cultivar	Forecrop	Crude protein, %	Crude fiber, %	Crude ash, %	Crude fat, %	Feed units
Sainfoin cv. Vasily	Fallow	17.94	25.66	11.45	2.61	0.47
	Spring barley	16.51	25.51	10.90	2.26	0.46
Sainfoin cv. Step	Fallow	18.68	26.94	11.93	2.74	0.49
	Spring barley	17.99	26.62	11.00	2.63	0.48
LSD(05) general 2023		0.09	0.04	0.10	0.04	0.03
LSD(05) general 2024		0.09	0.05	0.11	0.05	0.02
LSD(05) general 2025		0.09	0.05	0.10	0.05	0.03

Source: compiled by A.A. Bakaneva.

Заключение

По результатам трехлетних исследований (2023–2025 гг.) установлено, что в условиях засушливой зоны Нижнего Поволжья эспарцет песчаный сорт Степ проявил высокую адаптивность к экстремальным погодным условиям. Состояние посевов оценивалось как отличное (5 баллов), а реакция растений на засуху — очень слабая (1 балл) независимо от сорта и предшественника, что подтверждает врожденную засухоустойчивость культуры.

Применение залежи в качестве предшественника по сравнению с ячменем яровым оказало достоверно положительное влияние на биологические параметры растений: высота увеличилась в среднем на 0,07 м, облиственность — на 2,4 %, а водоудерживающая и водопоглощающая способность листьев — на 2,3 и 3,7 % соответственно. Сорт Степ превосходил сорт Василий по урожайность зеленой (41,82 т/га) и сухой (10,74 т/га) массы. На этом же варианте отмечено максимальное содержание сырого протеина (18,68 %), сырой клетчатки (26,94 %) и кормовых единиц (0,49), что свидетельствует о высокой кормовой ценности полученной продукции.

Таким образом, оптимальной технологией возделывания эспарцета песчаного в условиях засушливых регионов является использование сорта Степ после залежи.

 

_{¹ Гидротермический коэффициент увлажнения Селянинова.}

_{² Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М. : Альянс, 2014. 351 с.}

About the authors

Anna A. Bakaneva

Precaspian Agrarian Federal Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: solnce5508@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2619-8794
SPIN-code: 7306-1060

Junior Researcher, Department of Environmental Management

8 Severny quarter, Solenoye Zaymishche, Chernoyarsky District, Astrakhan Region, 416251, Russian Federation

References

Supplementary files