Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

EXPERIENCE OF MILK THISTLE (SILYBUM MARIANUM (L.)) CULTIVATION IN THE NORTHERN CAUCASUS PIEDMONT CONDITIONS

Dzhasheev A-M.S. 1 Dzhasheeva Z.A-M. 1 Akbaeva F.A. 2 Tokova F.M. 2
1 Limited Liability Company Karachay-Cherkess Research Institute of Agriculture
2 North Caucasus State Humanitarian and Technological Academy
The article is devoted to the study of Milk Thistle (variety Amulet) cultivation technology in the piedmont of Karachay-Cherkess Republic during the period from 2009 to 2012. Obtained results of the conducted studies allow to assert that this region is well suited for cultivation of high-quality milk thistle’s seed material. Pre-sowing milk thistle seeds preparation requires a small expenditure of funds and labor, but at the same time, its economic efficiency is very significant. Seeds grown in this region has laboratory germination 96 ± 0,6 %. Milk Thistle seeds with such germination has seeding rate 19 ± 0,9 kg/ha, the distance between rows is 50 cm, seeding depth is 4.5 ± 0,5 cm. The optimal temperature for simultaneous seeds germination in the soil is 22 ± 2 °C, it provides seeds field germination up to 90 ± 4,6 % for 9-11 days. The Milk Thistle seeds begin to ripen in a basket by day 10 after bud flowering. In the basket seeds mature circles, from the center to the periphery. Seeds harvest from beveled and dried stems provides combines stable operation and obtaining up to 0,90 t/ha of seeds suitable for sale. Harvesting is a weak point of Milk Thistle cultivation technology. During harvest up to 22 ± 2 % of seeds are lost, in this regard necessary (1) to continue researches and scientifically substantiate harvesting dates commencement and (2) to find new technological methods for Milk Thistle harvesting. Analysis of Milk Thistle cultivation efficiency shows that this activity is promising and economically attractive for farmers in Karachay-Cherkess Republic.
Karachay-Cherkess Republic
Silybum marianum
Amulet
cultivation technology
seeding rate
sowing dates
field germination
desiccant
harvesting
crop loss

Увеличение площадей посевов расторопши пятнистой, повышение урожайности и ее широкое применение в фармацевтической и пищевой отраслях является одной из народнохозяйственных задач России [1, 2]. Предгорные зоны Карачаево-Черкесской республики благодаря своим климатическим характеристикам и агрохимическим особенностям почвы полей севооборота (пахотный слой) обеспечивают условия благоприятные для возделывания расторопши пятнистой. Сдерживающим фактором распространения этой культуры в регионе является отсутствие знаний технологии возделывания расторопши пятнистой и ее особенностей. Расторопша пятнистая изучается для разных отраслей промышленности учёными в России и за рубежом. В этом направлении учёными России проделана огромная работа [3]. Однако многие аспекты возделывания расторопши пятнистой носят разрозненный характер и недостаточно полно изучены и систематизированы. Такая ситуация объяснима, так как на технологию возделывания расторопши пятнистой и на ее параметры влияет множество факторов, наиболее явные это сортность и качество семян, местность произрастания, погодные условия, уход за растениями и другие. ООО «Карачаево-Черкесский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» (КЧНИИСХ) совместно с ведущими специалистами Аграрного института Северо-Кавказской государственной гуманитарно-технологической академии (СевКавГГТА) в течение четырёх лет (с 2009 по 2012 г.) проводили исследования возделывания расторопши пятнистой сорта Амулет РС-1-3, семена которых завозили каждый год из Самарской области.

Цель работы: определение эффективных агротехнических приёмов возделывания расторопши пятнистой для прикладного семеноводства в условиях предгорной зоны Северного Кавказа.

Материалы и методы исследования

Почвенно-климатические условия региона исследования: расположен на северных склонах центральной части Кавказских гор в Карачаево-Черкесской республике, климат континентальный, на предгорных районах средняя температура января от –5 °С до –8 °С, июля +21 °С до 28 °С, осадков выпадает от 550 мм в год, качество почв выщелоченные чернозёмы, мощность их колеблется от 50 до 140 см, от 3 до 10 % содержание гумуса. Продолжительность вегетационного периода – 140–150 дней. Для изучения свойств растений расторопши пятнистой во время их развития и уборки использовались общеизвестные классические методики, взятые из доступных литературных источников. Повторность опытов трёхкратная, расположение делянок – рандомизированное [4].

1. Вначале, согласно рекомендациям Всероссийского НИИ селекции и семеноводства овощных культур, семена расторопши пятнистой с целью обеззараживания погружали в однопроцентный раствор марганцовокислого калия на 20 мин, после чего тщательно промывали водой. Затем их выдерживали 24 ч в растворе микроэлементов (в 1 л воды растворяли 0,2 г борной кислоты и по 0,5 г сернокислого цинка и медного купороса). После обеззараживания и выдержки в растворе микроэлементов высушенные семена расторопши пятнистой до сыпучей фракции протравливали так же, как и семена яровой пшеницы. Подготовленные семена высевались сеялкой СОНП-4,2 (шесть рядков, ширина захвата 3 м) для сравнительных исследований три рядка из шести одновременно высевали семенами, не прошедшими предпосевную подготовку в растворе микроэлементов, а просто протравленные так же, как и семена яровой пшеницы. Проводили фенологические наблюдения на протяжении всего периода вегетации расторопши пятнистой два раза в неделю.

2. Лабораторную всхожесть семян после предпосевной обработки проверяли по общеизвестной методике в чашках Петри, поддерживая температуру 22 ± 2,5 °С. Эту процедуру проводили для каждой партии семян и каждый год перед посевом. Для определения лабораторной всхожести семян подсчитывают количество проросших семян в течение 7–9 дней после закладки в термошкаф. Доля проросших семян, выраженная в процентах по отношению к числу заложенных семян на проращивание, принята за показатель их лабораторной всхожести [5]. Полевую всхожесть подсчитывали аналогичным способом, наблюдения проводили на небольших делянках высеянного поля, выделенных специально для этих целей, площадью 4 м2 каждая. Для удобства определения влияния предпосевной обработки семян на лабораторную и полевую всхожести полученный цифровой материал обрабатывали с проведением дисперсионного анализа.

3. Норма и схема высева являются одними из важных составляющих элементов технологии возделывания любой культуры. Норму высева семян можно рассчитать по формуле

dzaheev01.wmf кг/га,

где Н – норма высева семян, кг/га; К – количество растений, требуемое по норме на гектаре, шт.; А – масса 1000 шт., г; Х – посевная (хозяйственная) годность семян, %; П – полевая всхожесть семян, %.

С целью определения влияния нормы и схемы посева на биологическую урожайность расторопши пятнистой исследованы различные варианты, для чего ширину междурядий принимали 30, 50 и 60 см, гнезда в рядке формировали во всех случаях с шагом 16 ± 1 см, норму высева семян настраивали из расчёта, чтобы на одном гектаре площади взошедших растений было 350, 550 и 750 тыс. шт. Для предотвращения потери семян (осыпание, выклёвывание птицами) корзинки на растениях срезали по мере их созревания, учёт массы семян вели после их высушивания до 8 ± 1 % влажности. При этом посевы производились семенами расторопши пятнистой (Амулет РС-1-3), прошедшими комплексную предпосевную обработку в растворе микроэлементов. Повторность опытов трёхкратная. Делянки для фенологических наблюдений на протяжении всего периода вегетации на посеянных полях выбирали с учётом рандомизации. Глубина заделки семян варьировала в пределах 4,5 ± 0,5 см. Общая учётная площадь делянок 36 кв. м и количество делянок 9 шт.

4. Для проведения посева семян расторопши пятнистой в литературных источниках рекомендуют два вида сеялок [6]. Первая овощная сеялка СОНП-4,2, и вторая сеялка СЗС-2,1. Согласно инструкциям обе сеялки настраивали на норму высева 19 ± 0,9 кг/га. Посев производился на укатанную поверхность почвы с одинаковой высоты, (сошники подняты над поверхностью почвы). Сравнивали коэффициент вариации распределения семян вдоль рядка и по ширине относительно оси рядка. Такие же исследования проводили со всходами в рядках на 15 день после посевов.

5. Учитывая противоречивость выводов в отношении сроков и способов уборки расторопши пятнистой в литературных источниках и отсутствия научно обоснованных рекомендаций по данному вопросу [2, 6], вели наблюдения за развитием растений и бутонов с семенами в корзинках. Уборка урожая была опробована двумя способами: первый – прямым комбайнированием и второй – скашиванием в валки с последующим обмолотом после высыхания стеблевой массы с семенами, а также определяли их влияние на сбор урожая семян. Учитывая рекомендации из некоторых литературных источников в предуборочный период на обеих способах уборки нами опробован сильнодействующий препарат «Раундап» (системный гербицид) в качестве десиканта. При этом во всех случаях потери урожая определяли путём сравнивания с биологически выросшим урожаем.

6. Для ознакомления и ориентирования сельхозпроизводителей региона с экономическими показателями и рентабельностью возделывания расторопши пятнистой в сравнении с яровой пшеницей на полях ООО «Агрофирма Джаше» Карачаево-Черкесской республики вели учёт расхода и прихода, произведённые при возделывании расторопши пятнистой и яровой пшеницы на десяти гектарах площади.

Результаты исследования и их обсуждение

Четырёхлетние фенологические наблюдения на протяжении всего периода вегетации за всходами и их развитием в полевых условиях показали, что предпосевная подготовка семян повышает энергию их прорастания [7]. Так в течение 9–11 дней прорастали 90 ± 4,6 % семян, прошедших комплексную предпосевную обработку. На 12–14 день после посевов аналогичные результаты показали семена, не прошедшие комплексную предпосевную обработку в растворе микроэлементов. Среднее значение за четыре сезона не плодоносящих, в том числе и не сохранённых до периода уборки растений, по отношению к всходам на исследуемых делянках составило 7 ± 0,9 %. Сроки посева семян расторопши для исследуемой зоны совпадают со сроками посева семян яровых культур с конца апреля и до второй половины мая. Предпосевная подготовка семян даёт возможность культурным растениям укорениться и развиваться быстрее, чем сорные растения. Так же замечено: особо интенсивный рост начинается со второй декады июня и к первой декаде июля достигают средних размеров 1,2 м, а порой достигают и 2,0 м, затем расцветают бутоны корзинок на центральных побегах. Количество побегов на одно растение три и более штук, а количество корзинок, дающих урожай, 2–4 шт. на каждом побеге (рисунок). Масса семян с одного растения достигает примерно 2 ± 0,8 г [7]. После цветения бутона на корзинке расторопши пятнистой семена начинали созревать к 10 дню, они созревали кругами от центра к периферии корзинки. Корзинки, находящиеся на первых побегах, раскрывались, созревшие семена высвобождались из гнезда в центральной части этих корзинок и начинали разлетаться при наличии ветра или их выклёвывали птицы. Остальные наблюдения представлены ниже.

dgaheev1.tif

Расторопша пятнистая, выращенная на территории КЧР (ООО «Карачаево-Черкесский НИИСХ»), июль 2009 г.

Цифровой материал сравнительных опытов, полученный согласно вышеописанной методике с целью определения влияния предпосевной обработки семян расторопши пятнистой (Амулет РС-1-3) на лабораторную и полевую всхожести, анализирован дисперсионным методом и представлен в табл. 1.

Нами в период исследований (с 2009 по 2012 г.) опробованы различные схемы и нормы высева семян расторопши пятнистой с целью определения их влияния на биологическую урожайность. Полученный цифровой материал после дисперсионного анализа представлен в виде табл. 2.

Сеялка СОНП-4,2 обеспечивала более равномерное распределение семян вдоль и поперёк рядка. Коэффициент вариации распределения семян вдоль рядка на поверхности укатанного поля составил 42 ± 4 %, а поперёк относительно оси рядка 38 ± 3 %; по всходам на 15 день этот показатель вдоль рядка получен 39 ± 4,5 %, а поперёк относительно оси рядка 35 ± 2 %. Такой результат вариации распределения растений можно объяснить тем, что борозды, образованные сошниками, улучшают равномерность распределения семян и фиксируют их почвой, как по длине, так и в поперечном направлении относительно оси рядка. Эти результаты считаются хорошими, по полю создаётся правильно выровненный фон распределения растений.

В период уборки урожая опробованы два способа с двумя вариантами уборки семян расторопши пятнистой с целью определения их влияния на собранный урожай. Полученный цифровой материал после дисперсионного анализа представлен в виде табл. 3.

Таблица 1

Влияние предпосевной обработки семян расторопши пятнистой (Амулет РС-1-3) на лабораторную и полевую всхожести

Характеристика посевного материала

2009 г.

2010 г.

2011 г.

2012 г.

Среднее значение

Лабораторная всхожесть

1

Среднесуточный температурный режим в лабораторных условиях (град °С)

22 ± 2,5

22 ± 2,5

22 ± 2,5

22 ± 2,5

22 ± 2,5

2

Всхожесть семян прошедших предпосевную обработку ( %) в течение 8 ± 1 дней

95 ± 1,6

95 ± 0,7

98 ± 0,2

96 ± 0,2

96 ± 0,6

3

Всхожесть семян не прошедших предпосевную обработку ( %) в течение 8 ± 1 дней

89 ± 4,7

90 ± 3,6

90 ± 4,7

91 ± 3,6

90 ± 4,6

Полевая всхожесть

1

Среднестатистическая температура в мае в период прорастания растений в открытом грунте (град °С)

18 ± 0,8

19 ± 0,9

19 ± 0,5

20 ± 0,5

19 ± 0,6

2

Среднестатистическая количество осадков в мае в период прорастания растений в открытом грунте (мм)

109 ± 0,9

87 ± 0,4

82 ± 0,8

68 ± 0,5

87 ± 1,5

3

Всхожесть семян в течение 12 ± 1 дней прошедших предпосевную обработку ( %)

83 ± 3,2

88 ± 0,2

87 ± 3,5

86 ± 2,3

86 ± 2,3

4

Всхожесть семян не прошедших предпосевную обработку ( %) в течение 12 ± 1 дней

80 ± 3,2

81 ± 0,2

83 ± 3,5

85 ± 2,3

82 ± 5,3

 

Таблица 2

Влияние схемы и нормы высева семян расторопши пятнистой (Амулет РС-1-3), прошедших комплексную предпосевную обработку в растворе микроэлементов, на среднестатистическую биологическую урожайность

 

Варианты схемы и нормы высева семян расторопши пятнистой (Амулет РС-1-3)

2009 г.

2010 г.

2011 г.

2012 г.

Среднестатистический урожай

1

Ширина междурядий 30 см, шаг гнезда в рядке через 16 ± 1 см, норма взошедших семян 350 тыс. штук на 1 га

1,1 ± 0,2

1,1 ± 0,06

1,2 ± 0,03

1,0 ± 0,1

1,1 ± 0,01

2

Ширина междурядий 50 см, шаг гнезда в рядке через 16 ± 1 см, норма взошедших семян 550 тыс. штук на 1 га

1,3 ± 0,2

1,2 ± 0,2

1,2 ± 01

1,1 ± 01

1,2 ± 0,15

3

Ширина междурядий 60 см, шаг гнезда в рядке через 16 ± 1 см, норма взошедших семян 750 тыс. штук на 1 га

1,2 ± 0,01

1,1 ± 0,1

1,0 ± 0,07

1,0 ± 0,1

1,0 ± 0,8

 

Таблица 3

Влияние способа уборки семян расторопши пятнистой (Амулет) на среднестатистическую урожайность в предгорной зоне Карачаево-Черкесской республики

 

Варианты способа уборки семян расторопши пятнистой (Амулет)

2009 г.

2010 г.

2011 г.

2012 г.

Среднестатистический урожай

1

Масса семян расторопши пятнистой, полученная прямым комбайнированием листостебельной массы (т/га)

0,80 ± 0,05

0,8 ± 0,07

0,78 ± 0,03

0,78 ± 0,01

0,79 ± 0,04

2

Масса семян расторопши пятнистой, полученная прямым комбайнированием листостебельной массы, предварительно обработанной препаратом «Раундап» в качестве десиканта (т/га)

0,82 ± 0,03

0,81 ± 0,09

0,79 ± 0,05

0,79 ± 0,04

0,80 ± 0,03

3

Масса семян расторопши пятнистой, полученная путём раздельной уборки (скашивание в валки с последующим обмолотом зерна после высыхания листостебельной массы) (т/га)

1,1 ± 0,07

1,1 ± 0,07

1,1 ± 0,04

1,0 ± 0,01

1,1 ± 0,02

4

Масса семян расторопши пятнистой, полученная путём раздельной уборки (скашивание в валки с последующим обмолотом зерна после высыхания листостебельной массы, предварительно обработанной препаратом «Раундап» в качестве десиканта) (т/га)

0,9 ± 0,05

0,9 ± 0,07

0,84 ± 0,03

0,87 ± 0,01

0,88 ± 0,01

 

Результаты исследований уборки урожая показали, что при прямом комбайнировании с корзинок осыпались и улетали часть спелых семян, а также корзинки, семена в которых уже спелые, но их влажность высокая, обмолачивались не полностью. Во время уборки урожая расторопши пятнистой была высокая влажность стеблевой и листовой массы, что препятствовало нормальной работе зерноуборочного комбайна. При ожидании высыхания стеблевой массы для улучшения условий работы комбайна прямым комбайнированием более 50 % качественных семян осыпались или улетали. При раздельной уборке соприкосновение подборщика с валком (подсохшая масса листьев и стеблей с корзинками, содержащими семена) сопровождается осыпанием семян из подсохших корзинок. Подсчёты показали, что потери при обоих способах уборки достигают 22 ± 2 % биологически выращенного урожая. Оптимальный способ уборки на сегодняшний день для указанного региона – раздельный, который обеспечивает в среднем уборку урожая 0,90 т/га семян пригодных для реализации.

Апробация препарата «Раундап» в качестве десиканта на расторопше пятнистой привела к нежелательным результатам. Увеличились потери урожая, семена из верхних корзинок начинали легко и быстро освобождаться из своих ячеек, осыпались и улетали даже при небольшом покачивании растения ветром. Семена расторопши пятнистой в основном возделывают для применения в фармации в виде лекарственных препаратов и пищевых добавок [1, 3]. Использование «Раундап» экономически нецелесообразно (высокая цена), он отрицательно влияет на экологию, а также высока вероятность проникновения гербицида в семена расторопши пятнистой через соковую систему растения или поверхность семян. В литературных источниках отсутствует информация о влиянии такой обработки на всхожесть семенного материала будущего урожая, что требует проведения дополнительных исследований.

Усреднённые результаты сравнительного анализа эффективности возделывания расторопши пятнистой по сравнению с яровой пшеницей, полученные в течение четырёх сезонов исследований, приведены в табл. 4.

Заключение

1. Предпосевная подготовка семян расторопши пятнистой даёт им возможность укорениться и взойти в среднем на 2 ± 1 дня раньше по сравнению с необработанными семенами, лабораторная всхожесть семян увеличивается на 6 ± 0,6 %, а полевая всхожесть до 4 ± 2,3 %.

2. Для обеспечения одного гектара площади 550 тыс. растений оптимальное значение нормы высева семян расторопши пятнистой при полевой всхожести семян 88 ± 2 % составляет 19 ± 0,9 кг/га, расстояния между рядками 50 см, глубина заделки семян 4,5 ± 0,5 см. Сеялка СОНП-4,2 обеспечивает более равномерное распределение семян по площади. Коэффициент вариации распределения взошедших растений вдоль рядка на 15 день поле посева семян составил 39 ± 4,5 %, а поперёк (относительно оси рядка) 35 ± 2 %.

Таблица 4

Экономические показатели возделывания расторопши пятнистой в сравнении с яровой пшеницей на площади 10 га

п/п

Наименование технологического процесса

Сравниваемые культуры

Отклонение относительно показателей яровой пшеницы

пшеница (яровая)

расторопша

1

Норма высева семян на 10 га, кг

2130

190 ± 0,9

1940

2

Стоимость семян для посева, руб. за 1 кг (рыночная стоимость на 1 квартал 2012 г.)

16

85

16

3

Расходы на закупку семян для посева на 10 га, руб.

34080

16150

34040

4

Расходы на предпосевную подготовку семян, для 10 га, руб.

4356

1845

2511

5

Средняя урожайность в регионе, (кг/га)

3500

900

2600

6

Урожай с 10 га, (кг)

35000

9000

26000

7

Средняя рыночная стоимость зерна, (руб./кг) на 1 квартал 2012 г.

8

85

77

8

Стоимость урожая, руб. с 10 га,

280000

765000

485000

9

Количество рейсов для перевозки, шт.

4

1

3

10

Транспортные расходы на 10 га (на плечо 50 км, 4 руб т/км) до склада хозяйства, руб.

7000

180

6820

11

Очистка зерна от примесей, урожая с 10 га

7840

1980

5860

12

Сушка зерна для хранения, урожая с 10 га

9537

2120

7417

13

Хранение зерна, урожая с 10 га за 9 месяцев

12200

4050

8150

14

Доставка урожая с 10 га к месту приёма (элеватор, мельницы, цех переработки), (на плечо 50 км, 4 руб т/км), руб.

7000

180

6820

15

Эффект в пользу расторопши пятнистой, по сравнению с яровой пшеницей с 10 га руб.

556618

 

3. Доля неплодоносящих, в том числе не сохранённых до периода уборки растений, по отношению к всходам на исследуемых делянках составила 7 ± 0,9 %.

4. После цветения бутона на корзинке расторопши пятнистой семена начинают созревать к 10 дню, происходит это кругами начиная от центра к периферии корзинки.

5. Раздельный способ уборки урожая расторопши пятнистой обеспечивает устойчивую работу комбайна без забиваний листостебельной массой и получение 0,90 т/га семян пригодных для реализации.

6. В процессе уборки потери выращенного урожая в среднем достигают 22 ± 2 %, в связи с этим необходимо продолжить исследования и научное обоснование срока начала уборки, также актуален поиск новых технологических приёмов и способов уборки урожая расторопши пятнистой.

7. Анализ результатов исследований и экономических показателей возделывания расторопши пятнистой показывает, что данная культура востребована, имеет перспективу и экономически привлекательна для сельхозпроизводителей Карачаево-Черкесской республики.