Малораспространённые многолетние кормовые культуры способны держать плантацию 5–10 лет и больше, не требуя ежегодного пересева. Одна из таких культур — горец Вейриха (Polygonum weyrichii F. Schmidt), вид природной флоры Дальнего Востока. Сотрудники Сибирского ботанического сада Томского государственного университета оценили состояние плантации горца, заложенной ещё в 70-х годах XX века, и опубликовали результаты наблюдений 2022–2024 годов.
Материал будет полезен агрономам и специалистам по кормопроизводству, которые рассматривают многолетники для выводных полей севооборота и внесевооборотных участков, а также тем, кто интересуется сырьём для фитобиотиков.
Зачем возвращаться к малораспространённым многолетникам
Авторы работы относят к перспективной группе многолетних кормовых видов астрагал нутовый (Astragalus cicer L.), горец Вейриха, горец забайкальский (Polygonum divaricatum L.), клевер паннонский (Trifolium pannonicum Jacq.), маралий корень (Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin), свербигу восточную (Bunias orientalis L.), козлятник восточный (Galega orientalis Lam.), сильфию пронзеннолистную (Silphium perfoliatum L.) и топинамбур (Helianthus tuberosus L.). Их преимущество — долговечность плантаций (5–10 лет и более) вместе с высокой продуктивностью и качеством зелёной массы.
Большинство этих видов прошло интродукционные испытания в научно-производственных условиях разных регионов России, но традиционными кормовыми культурами они так и не стали. По мнению исследователей, эффективность кормопроизводства может вырасти за счёт внедрения таких разработок, в том числе в крестьянско-фермерских хозяйствах. Дополнительный интерес к культурам связан с новыми направлениями использования — как углероддепонирующих растений и источников сырья с высоким содержанием биологически активных веществ.
Горец Вейриха — многолетник семейства гречишных (Polygonaceae). Богатый химический состав зелёной массы делает его интересным как источник биологически активных веществ для получения фитобиотиков, применяемых в медицине и ветеринарии. Жидкий экстракт из надземной части растения содержит полифенольный комплекс с флавоноидами и обладает высокой антиоксидантной активностью.
С учётом почвенно-климатических особенностей природного ареала и опыта интродукции в разных зонах России культуру рекомендуют возделывать прежде всего в лесной зоне, размещая в выводных полях севооборота либо на внесевооборотных участках на слабокислых или нейтральных почвах.
Где и как вели наблюдения
Работу проводили в коллекционном питомнике сельскохозяйственных культур на учебно-экспериментальном участке Сибирского ботанического сада ТГУ (СибБС) в 2022–2024 годах, в типичных условиях подтаёжной зоны Западной Сибири (Томск).
Объект — многолетняя плантация горца Вейриха площадью 530 м2, заложенная в 70-х годах XX века. Использовали методику полевого опыта, методику фенологических наблюдений интродуцентов и статистической обработки данных. Посевные качества семян, хранившихся в семенотеке СибБС без контроля условий, определяли весной по методическим рекомендациям. За ростом и развитием следили весь вегетационный период — от начала отрастания до созревания семян. Учёт урожайности зелёной массы вели в фазу массового цветения по 4 повторностям на площади 10 м2.
Почва на плантации — серая лесная среднесуглинистая. Содержание подвижного фосфора составило 219 мг/кг, подвижного калия — 85 мг/кг, общего азота — 4 мг/кг, рН = 4,5, гумуса — 2,9%.
Физиологические параметры листьев измеряли методом фотометрической экспресс-диагностики на флавоноид- и хлорофиллометре Dualex 4 (Франция). Прибор в режиме реального времени определяет содержание флавоноидов в эпидерме и хлорофиллов в мезофилле листа. Показатель Nitrogen Balance Index (NBI) — индекс азотного баланса — отражает соотношение хлорофилла и флавоноидов (азота и углерода). Измерения идут в диапазоне от 0,00 до 3,00 мкг/см2 при точности абсорбции 5%. Накопление хлорофиллов, флавоноидов и индекс азотного баланса в листьях горца определяли в течение вегетационного периода 2023 года.
Климат подтаёжной зоны Западной Сибири континентальный: влажное умеренно тёплое лето и холодная снежная продолжительная зима, поздние весенние и ранние осенние заморозки. Продолжительность безморозного периода — 86–148 дней, сумма биологически активных температур выше 5 °С — 1378 °С, среднегодовое количество осадков — 535 мм.
Годы исследований различались по тепло- и влагообеспеченности. В 2022 году гидротермический коэффициент составил 1,38 — вегетационный период избыточно увлажнённый и умеренно тёплый. В 2023 году ГТК был 1,06 — увлажнение обеспеченное, умеренно тёплый период. В 2024 году ГТК достиг 1,82 при избыточном увлажнении и умеренно тёплой погоде.
Статистическую обработку вели методом дисперсионного анализа в Microsoft Excel 2016 (США). В таблицах приведены средние арифметические в форме «среднее ± ошибка среднего» и коэффициент вариации (CV) по морфологическим параметрам от 25 до 40 биологических повторностей.
Рост, урожайность и облиственность
В условиях СибБС горец Вейриха проходит полный цикл развития. Вегетация начинается в конце апреля — начале мая и заканчивается с наступлением устойчивых заморозков. Наиболее интенсивный рост побегов идёт до конца июня — начала июля.
Главное достоинство культуры — высокая урожайность зелёной массы: 5–7 кг/м2. Такой уровень формируется на 3-й год возделывания и поддерживается несколько десятилетий при правильной эксплуатации, то есть при однократном скашивании за вегетационный сезон. В период массового цветения — начала плодоношения побеги достигают максимального развития и отличаются высокой облиственностью.
Вегетационный период культуры в условиях эксперимента составил 147–154 дня. Наиболее интенсивный рост побегов отмечен в конце июня — начале июля — от 243,0 до 262,1 см.
Что показал пигментный комплекс листьев
Содержание суммы хлорофиллов в листьях оставалось относительно высоким весь период вегетации — 25,94–28,55 мкг/см2. Накопление флавоноидов в эпидерме листьев росло от фазы цветения к созреванию — 1,45–1,88 мкг/см2. Индекс азотного баланса к концу вегетации снижался: максимум отмечен в начале фазы бутонизации (20,06), к периоду плодоношения показатель опустился до 14,01.
Авторы сопоставляют эти данные с исследованиями Е.В. Калмыковой с соавторами: в период активного роста листьев показатели хлорофиллов и индекса азотного баланса довольно высоки, а к концу вегетации содержание хлорофиллов а + b и уровень индекса азотного баланса снижаются.
Семена, покой и возобновление плантации
Многолетняя плантация сохраняется за счёт регулярного семенного и вегетативного возобновления, причём полноценные семена на ней формируются ежегодно. Свежесобранные семена горца Вейриха находятся в состоянии физиологического покоя и нуждаются в длительной стратификации. Лабораторные исследования показали, что из покоя они выходят в процессе хранения: после года хранения энергия прорастания составила 64,5%, всхожесть — 86,1%. Семена недолговечны и после двух лет хранения теряют всхожесть, что согласуется с полученными ранее данными.
Высокая устойчивость культуры в СибБС ТГУ объясняется исключительным долголетием и способностью поддерживать самовозобновление популяции двумя способами. Благодаря этому возможно не только поддержание плантации, но и распространение горца на новые участки. Авторы обнаружили немногочисленные молодые особи, отделившиеся от взрослых растений корневищами: длина корневищ — от 25 до 30 см, диаметр — от 8 до 10 мм. Такие растения отмечены по краям плантации.
Более эффективен семенной способ: немногочисленные растения семенного происхождения найдены на расстоянии 5–7 м от основной плантации. Постепенно это привело к небольшому расширению площади горца с вытеснением таких многолетников, как окопник шероховатый (Symphytum asperum Lepech.), и образованием зарослей в благоприятных условиях — вдоль русла ручья.
Авторы подчёркивают: способность незначительно распространяться за пределы места культивирования наблюдается исключительно в условиях интродукционного эксперимента. Соблюдение технологий возделывания в лекарственных или кормовых целях, предполагающих уборку зелёной массы в фазу цветения, исключает «убегание из культуры».
Выводы для практики
В длительном интродукционном эксперименте в Томске горец Вейриха показал высокую адаптивную устойчивость к местным почвенно-климатическим условиям. Вегетационный период — 147–154 дня, наиболее интенсивный рост побегов — 243,0–262,1 см, урожайность зелёной массы — 5–7 кг/м2. Свежесобранные семена находятся в покое, а после года хранения имеют высокие посевные качества: энергия прорастания 64,5%, всхожесть 86,1%.
Содержание суммы хлорофиллов в листьях высокое весь период вегетации (25,94–28,55 мкг/см2), накопление флавоноидов растёт от цветения к созреванию (1,45–1,88 мкг/см2), максимальный индекс азотного баланса отмечен в начале бутонизации (20,06) и снижается к плодоношению (14,01).
Долговечность плантации в условиях эксперимента поддерживается в основном семенным размножением. Способность вида незначительно распространяться за пределами многолетних интродукционных плантаций, заложенных в ботанических садах, требует систематического наблюдения.
Важно! Урожайность 5–7 кг/м2 формируется на 3-й год возделывания и держится десятилетиями только при однократном скашивании за вегетационный сезон — именно такой режим уборки в фазу цветения авторы называют условием, исключающим «убегание» культуры за пределы участка.
Частые вопросы
Какую урожайность зелёной массы даёт горец Вейриха?5–7 кг/м2. Такой уровень формируется на 3-й год возделывания и поддерживается несколько десятилетий при однократном скашивании за вегетационный сезон.
Как долго хранятся семена горца Вейриха?Свежесобранные семена находятся в физиологическом покое и выходят из него в процессе хранения. После года хранения энергия прорастания — 64,5%, всхожесть — 86,1%. После двух лет хранения семена теряют всхожесть.
Сколько длится вегетационный период культуры в условиях Томска?147–154 дня. Вегетация начинается в конце апреля — начале мая и заканчивается с наступлением устойчивых заморозков.
На каких почвах рекомендуют размещать культуру?На слабокислых или нейтральных, прежде всего в лесной зоне России — в выводных полях севооборота либо на внесевооборотных участках.
