Научное обоснование и практическое использование методов интенсификации кормопроизводства и повышения качества производимых кормов в условиях рсо-алания

В последнее десятилетие большое внимание уделяется изучению и введению в хозяйственный оборот топинамбура, как растения с высоким биологическим потенциалом, используемого в виде зеленой массы, витаминной муки и клубней, как в кормовых, так и технических целях.

Лучшими предшественниками топинамбура являются многолетние и однолетние бобовые травы.

Почва на участках под топинамбур обрабатывается, начиная с лущения, а затем проводится вспашка зя­би на глубину 25-30 см, после чего культиватором-окучником нарезаются гребни на расстоянии 60 - 70 см. Весной, по мере прогревания почвы, зябь бо­ронуют, а в случае необходимости проводится восстановление гребней до высоты 18-20 см.

Перед посадкой топинамбура под основную вспашку на участок вносится от 60 до 90 т/га навоза и по 4-6 ц фосфорно-калийных удобрений, а азотные удобрения из расчета 2,5-3,5 ц/га под культивацию. В связи с тем, что кислые почвы негативно сказываются на урожае топинамбура, их необходимо раскислять любым из известных способов, лучше всего известью.

Основополагающее значение для предполагаемого урожая то­пинамбура имеют размеры и качество высаживаемых клубней. Высокие урожаи обеспечивает посадка крупных клубней. Крупными считаются клубни весом свыше 50 г, средними от 30 до 50 г и мелкими – до 30 г. При посадке мелких клубней в лунке желательно размещать по 2 штуки, что способствует повышению урожая и клубней, и надземной биомассы.

Выращивают топинамбур клубнями, приступая к посадке рано весной, на 8—10 дней раньше картофеля.

Оптимальным способом посадки топинамбура является широкорядный с междурядьями 60-70 см, с расстоянием 25-50 см между гнездами, что находится в прямой зависимости от плодородия почвы, количества осадков и сорта топинамбура. В зависимости от качества почвы на 1 га высаживается от 40 до 60 тыс. клубней топинамбура, с глубиной заделки до 10 см. Наибольшее количество клубней высаживается на плодородных участках. Норма посадки клубней топинамбура на 1 га составляет 1,5 – 2 тонны, в зависимости от размера клубней, расстояния между рядами и гнездами в рядах.

В связи с тем, что после дождей на посадках топинамбура может образовываться корка, которая способна препятствовать появлению всходов, необходимо до появления всходов проводить 2-3 боронования средними боронами, что способствует также уничтожению сорняков. Когда растения только появляются, можно провести по всходам одно боронование легкими боронами. Междуряд­ную обработку (культивацию) посевов топинамбура целесообразно проводить при высоте растений не более 15 см. Первая культивация сопровождается подкормкой растений топинамбура. Культивация повторяется через 2 недели во время образования столонов при высоте растений до 40 см, в связи с чем при второй обработке (культивации) междурядий целесообразно в качестве рабочих органов культиватора использовать окучники для присыпки почвы к основа­нию стеблей, что способствует укреплению растений топинамбура, образова­нию корней и новых клубней, а также улучшает аэрацию почвы и её температурный ре­жим.

Глубина первой культивации должна быть до 12 см, а второй- до 10 см.

Мы считаем целесообразным снимать урожай зеленой массы один раз за период вегетации, так как двухкратный съем зеленой массы значительно снижает урожай клубней даже на старых плантациях топинамбура. Высота среза должна быть выше первой - второй пары листьев, так как отрастание топинамбу­ра идет из пазухи листьев

Целесообразно уборку клубней топинамбура проводить весной до начала роста глазков.

Клубни топинамбура убираются картофелекопателями. Необходимо учитывать, что картофелекопалки эффективнее работают весной, так как в это время клубни легко отделяются от столонов и земли.

В условиях Республики Северная Осетия-Алания целесообразно использовать способность клубней перезимовывать в почве с последующей весенней уборкой, так как хранение в буртах клубней топинамбура, выкопанных осенью, трудоемко.

Химический состав зеленой массы топинамбура сорта Интерес мы изучали в фазе цветения, так как в этой фазе зеленая масса топинамбура накапливает значительное количество питательных веществ, а также успевает сформироваться урожай клубней. Исследования проводились на экспериментальном участке НИИ биотехнологии ФГОУ ВПО «Горский ГАУ» в период с 2002-2004 гг.

В результате наших исследований было установлено, что среднее содержание сухого вещества в зеленой массе топинамбура колебалось от 25,39 % до 27,12 %, при среднем показателе 26,43 % (табл.19).

Одним из основных питательных компонентов сухого вещества зеленых растений является протеин. В сухом веществе зеленой массы топинамбура уровень протеина по результатам наших исследований колеблется от 16,11 % до 16,76 %, при среднем показателе 16,59 %.

В научной литературе нет единого мнения по содержанию в зеленой массе топинамбура клетчатки, которая имеет важное значение в кормлении животных, прежде всего жвачных, в рубце которых данное вещество, после расщепления его рубцовой микрофлорой, становится источником синтеза белка и летучих жирных кислот. По нашим данным в сухом веществе зеленой массы топинамбура на долю клетчатки приходится 26,63 – 29,70 %, что согласуется с данными В.Ф. Пивоварова и др.(2002) – 26,2 % и В.Г. Гриценко и А.В. Гриценко (1998) - 26,24 %.

В кормлении животных важное значение придается наличию в кормах жира, который является для животного организма основным энергетическим материалом. Зеленая масса топинамбура в составе сухого вещества содержит, в среднем, 5,25 % жира при колебаниях от 4,89 % до 5,44 %, золы – от 13,43% до 13,63%, концентрация кальция в ней варьирует от 1,52 % до 1,66 %, при среднем показателе 1,61%, фосфора – от 0,37% до 0,39% при среднем показателе 0,38%, БЭВ – от 33,03% до 38,75%, при среднем содержании 35,68%.

В настоящее время клубни топинамбура очень широко используются для производства инулинсодержащих препаратов для людей, страдающих сахарным диабетом, для приготовления продуктов диетического и детского питания. Кроме того, они являются прекрасным углеводсодержащим кормом для кормления сельскохозяйственных животных, прежде всего свиней, а также сырьем для производства этилового спирта и дрожжей.

Изучая химический состав клубней топинамбура нами установлено (табл. 20), что в них содержится, в среднем, 23,6 % сухого вещества при колебаниях от 20,3% до 26,13 %.

Изучая наличие в сухом веществе клубней топинамбура отдельных компонентов нами установлено содержание в нем, в среднем, 5,47 % «сырого» протеина, при колебаниях 4,86 - 5,93 %. Содержание жира в сухом веществе клубней топинамбура колеблется от 1,14 % до 1,43 %, при среднем показателе 1,28 %, что вдвое больше, чем по данным В.Н. Голубева и др. (1995), но согласуется со сведениями В.Н. Зеленкова и др. (1998), клетчатки - от 3,82 до 5,77 % при среднем значении 4,59 %, золы - от 3,39 до 4,95 %, при среднем показателе 4,01 %, кальция, в среднем, 0,41 %, фосфора - 0,23 % и БЭВ, в среднем - 84,65 %.

Существенное отрицательное влияние на живой организм оказывает избыток поступления в него нитратов, нитритов и тяжелых металлов. ПДК для нитратов в зеленых кормах составляет 500 мг/кг, а для нитритов – 10 мг/кг.

Полученные данные, приведенные в таблице 21 показали, что в сухом веществе зеленой массы топинамбура в фазе цветения накопление нитратов достигает 192,54 мг/кг, а в клубнях – 327,41 мг/кг, т.е. значительно ниже ПДК. Что же касается нитритов, то их концентрация и в зеленой массе, и в клубнях была выше ПДК и составила, соответственно 12,26 и 39,35 мг/кг.

Определив содержание макро- и микроэлементов в топинамбуре сорта Интерес нами установлено, что серы, алюминия, никеля, марганца, железа, меди, цинка, магния, хрома и свинца в сухом веществе зеленой массы содержится, соответственно: 2,42; 0,91; 0,49; 11,30; 321,35; 8,32; 2,18; 0,19; 0,042 и 72,54 мг/кг, а в клубнях: 0,95; 0,38; 1,16; 32,29; 117,31; 0,89; 2,30; 0,34; 0,015 и 6,72 мг/кг.

Показатель концентрация никеля в клубнях топинамбура, полученный нами, сопоставим с данными Г.А.Романенко и др. (1999), которые считают, что в клубнях топинамбура содержание никеля равно 1,3 мг/кг. Данные указанных авторов по наличию в клубнях топинамбура марганца (10,5 мг/кг) ниже нами полученных, а по наличию меди (3,9 мг/кг), цинка (15,8 мг/кг), магния (0,9мг/кг), наоборот, выше.

Следует отметить, что концентрация микроэлементов, в том числе и тяжелых металлов в зеленой массе и клубнях топинамбура ниже МДУ, за исключением свинца, который выносится из почвы и аккумулируется в зеленой массе в количестве 72,54 мг/кг, тогда как максимальная доза составляет 50 мг/кг.

Учитывая, что клубни топинамбура находят широкое применение в различных областях деятельности человека, мы посчитали важным изучить содержание в них органических соединений и установили (табл.22), что в массе натуральной влажности в клубнях топинамбура содержится: аскорбиновой кислоты – 3,68 мг/%, дубильных веществ

Таблица 21. Показатели содержания органических соединений в клубнях топинамбура с. Интерес, %

Таблица 22. Показатели минерального состава топинамбура с. Интерес

В результате проведенных исследований установлено, что клубни топинамбура, выращенные в агроклиматических условиях Республики Северная Осетия-Алания, в своем составе содержат значительные количества жизненно важных для протекания различных физиологических процессов в организме человека и животных органических соединений.

В Северной Осетии основной силосной культурой является кукуруза, которая в прежние годы обеспечивала высокие урожаи зеленой массы. Однако в последнее время кукуруза на силос в республике дает, чуть более 100 ц/га зеленой массы, что и явилось обоснованием исследований по изысканию нетрадиционных растений, способных обеспечивать более высокий выход зеленой массы с единицы посевной площади, а это может играть важное значение для животноводства с учетом малоземельности республики.

Нашими исследованиями установлено, что в силосе из зеленой массы топинамбура наличие сухого вещества составляет 26,67 %, в котором содержится протеина – 14,31; жира – 4,98; клетчатки – 26,07; золы – 14,21; БЭВ – 40,43; кальция – 1,74 и фосфора – 0,41. Угар питательных веществ в опытных образцах силоса был равен менее 5 %.

Силос из зеленой массы топинамбура получается хорошего качества; средняя кислотность в нем составляет 0,97% при отсутствии масляной кислоты и соотношении молочной и уксусной кислот 60,94 :39,06%. Цвет образцов силоса – зеленый; структура – плотная; качество – хорошее; рН – 4,68; запах – ржаного хлеба, квашеных овощей и фруктов.

При определении продуктивности топинамбура нами выявлено, что урожайность зеленой массы была равна (ц/га): в 2002 – 675,6; 2003 – 568,3; 2004 – 624,0. Урожай клубней в те же годы достигал, соответственно: 453,4; 676,0 и 584,0 ц/га, что по сравнению с другими регионами, объясняются благоприятностью агроклиматических условий РСО-Алания для возделывания данной культуры.

Нами определена питательность 1 кг зеленой массы топинамбура сорта Интерес в РСО-Алания и установлено (табл. 23), что 1 кг зеленой массы характеризуется, в среднем за 3 года, содержанием при натуральной влажности 0,26 ЭКЕ для крупного рогатого скота (КРС) и 0,18 ЭКЕ для свиней. Обменная энергия составила при этом 2,5 и 1,84 МДж, а в сухом веществе соответственно, 9,77 и 6,95 МДж.

В таблице 24 размещены материалы по определению питательности клубней топинамбура сорта Интерес, согласно которым в 1 кг клубней топинамбура при натуральной влажности содержится, в среднем, 0,31 ЭКЕ для КРС и 0,36 ЭКЕ для свиней. Обменная энергия при этом составляет 3,13 и 3,55 МДж, а в сухом веществе –13,24 и 14,96 соответственно.

Сопоставляя питательность клубней топинамбура с питательностью клубней картофеля необходимо отметить, что по всем показателям картофель уступает топинамбуру.
Таблица 24. Питательность 1 кг клубней топинамбура

Год урожая	При натуральной влажности				В сухом веществе
	Энергетическая кормовая единица		Обменная энергия, Мдж		Энергетическая кормовая единица		Обменная энергия, Мдж
	для КРС	для свиней	для КРС	для свиней	для КРС	для свиней	для КРС	для свиней
2002	0,33	0,37	3,25	3,70	1,33	1,50	13,32	15,00
2003	0,35	0,40	3,50	3,95	1,34	1,51	13,40	15,12
2004	0,26	0,30	2,64	3,00	1,30	1,48	13,00	14,77
M ± m	0,31± 0,03	0,36± 0,033	3,13± 0,314	3,55± 0,349	1,32± 0,015	1,50± 0,011	13,24± 0,150	14,96± 0,126
Клубни картофеля (справочные данные)	0,28	0,32	2,82	3,19	1,28	1,45	12,82	14,5

В последнее десятилетие огромное значение уделяется выращиванию в разных регионах нашей страны растений, содержащих значительное количество инулина, имеющего важное значение в питании людей, страдающих сахарным диабетом, способствуя снижению инсулинзависимости больных. К числу этих растений относятся топинамбур и батат, успешно интродуцированные в РСО-Алания.

В результате проведенных нами исследований отмечено, что в среднем за 3 года содержание инулина в клубнях топинамбура было равно 19,03 % и значительно меньшим было в корнеклубнях батата – до 6,2 %. По данным же И.П. Чепурновой (2001), Л.Д. Ерашовой и др.(2002) этот показатель в клубнях топинамбура достигает 14-16 %, а по данным В.Н. Голубева и др.(1995) - 11,71 %.

Следовательно, в агроклиматических условиях Республики Северная Осетия-Алания содержание инулина в клубнях топинамбура существенно превосходит данные ряда других исследователей.

Нами установлено, что в условиях опытного поля НИИ биотехнологии Горского ГАУ средняя урожайность зеленой массы топинамбура за 3 года составила 622,63 ц/га, в которых содержалось 164,84 ц сухого вещества, в том числе протеина – 27,22 ц, клетчатки – 46,74 ц, БЭВ – 59,46 ц, жира – 8,63 ц и золы –22,79 ц (табл.25).

Сопоставляя данные по урожайности зеленой массы топинамбура сорта Интерес и кукурузы необходимо отметить, что по выходу сухого вещества с площади 1 га топинамбур превосходит кукурузу на 138,54 ц, или в 6,3 раза. По выходу основных питательных компонентов, составляющих сухое вещество, топинамбур также многократно превосходит кукурузу, что дает основание считать более предпочтительным выращивание в республике топинамбура сорта Интерес, как силосной культуры взамен традиционной кукурузы.

В условиях РСО-Алания урожайность клубней топинамбура, в среднем за 3 года, составила 571,1 ц/га, в которых содержалось 135,26 ц сухого вещества и в том числе 7,37 ц – протеина, 6,03 ц – клетчатки, 114,87 ц – БЭВ, 1,71 ц – жира и 5,27 ц - золы (табл. 25)

Таблица 25. Выход питательных веществ с 1 га посева топинамбура и картофеля

Средняя урожайность клубней картофеля в РСО-Алания за 3 года составила 141,5 ц/га, в которых содержалось 31,41 сухого вещества и в том числе протеина - 2,55 ц, клетчатки - 1,13 ц, БЭВ - 25,75 ц, жира - 0,14 ц и золы - 1,84 ц.

Сравнивая выход питательных веществ с площади 1 га посадки превосходство клубней топинамбура над клубнями картофеля по выходу сухих веществ достигает 104,13 ц, или в 4,35 раза. Существенное превосходство по выходу отдельных питательных веществ с единицы пахотной площади также очевидно, что подтверждает целесообразность возделывания топинамбура в Северной Осетии, как кормовой культуры.
3.3.3.Батат

В результате интродукции в Республику Северная Осетия-Алания батата установлено, что средняя урожайность клубней данного растения составила 530,5 ц/га, в которых содержится 161,75 ц сухих веществ, в том числе протеина - 9,22 ц, жира – 3,02 ц, клетчатки – 9,7 ц, золы – 4,94 4 и БЭВ – 134,87 ц (табл.26).

В связи с тем, что в республике в настоящее время практически не возделываются кормовые корнеплоды, для сравнения урожайности и выхода питательных веществ с 1 га пахотной площади нами взят картофель, средняя урожайность которого за последние 3 года составила 141, 5 ц/га, в том числе 31,13 ц сухого вещества. В составе сухого вещества выход сырого протеина был 2,55 ц, сырого жира – 0,14 ц, сырой клетчатки – 1,13 ц, БЭВ – 25,75 ц и золы –1,84 ц.