Титульный лист и исполнители
Реферат
Отчет с. 109, 1 кн., рис. 9, табл. 25, источн. 68, прил. 3.
Ключевые слова. Кормовые культуры, интенсификация, биологизация, севооборот, поливидовые посевы, плодородие почвы, органическое вещество, фитосанитарная обстановка, агрофитоценозы, удобрения, орошение. продуктивность, переваримый протеин, эффективность.
Объектами исследований являются кормовые культуры, уровни интенсификации и биологизации технологий их возделывания.
Целью научно-исследовательской работы является оценка эффективности технологий возделывания кормовых культур при разных уровнях интенсификации и биологизации в условиях умеренно-засушливой степи Алтайского края.
Предметом исследования являются факторы, закономерности и критерии, характеризующие особенности технологий возделывания кормовых культур в условиях умеренно-засушливой степи Алтайского края.
Метод проведения работы – анализ научных источников отечественных и зарубежных ученых по теме исследований в данной области, специалистов-практиков, а также результатов многолетних полевых опытов исполнителей представленной работы.
Настоящий отчет включает результаты научно-исследовательских работ лаборатории Алтайского ГАУ, в которой выполнялись научные исследования тематического плана – задания по заказу Минсельхоза России за счет средств федерального бюджета в 2019 году.
Научно-исследовательская лаборатория «Севообороты адаптивного земледелия» под руководством д.с.-х.н., профессора, профессора кафедры общего земледелия, растениеводства и защиты растений А.П. Дробышева выполняла работы по теме «Оценка эффективности технологий производства кормовых культур при разных уровнях интенсификации и биологизации с целью обеспечения устойчивого функционирования агрофитоценоза в условиях умеренно-засушливой степи Алтайского края» (код темы: «АААА-А19-119112800003-0»).
Научные результаты. Определена роль биологических, агротехнических и химических приемов интенсификации в сохранении плодородия почвы, повышении урожайности и качества кормовых культур. Реализованы принципы разработки технологий возделывания кормовых культур при разных уровнях интенсификации и биологизации применительно к условиям умеренно-засушливой степи Алтайского края. Результаты выполненной работы вскрывают механизмы взаимодействия уровней интенсификации и биологизации, служат теоретической основой при разработке технологий возделывания кормовых культур на основе ресурсосбережения и экологической безопасности.
Основное практическое значение полученных результатов. Определена необходимость соблюдения принципов плодосменности и совместимости кормовых культур в севообороте, включение в него промежуточных культур; целесообразность внедрения в производство перспективных кормовых культур и сортов; зависимость урожайности и качества кормовых культур от их посева в одно- и многокомпонентных посевах; эффективность применения удобрений и орошения в условиях недостаточного увлажнения. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании технологий возделывания кормовых культур в условиях умеренно-засушливой степи.
Внедрение в производство. Разработаны рекомендации для внедрения в хозяйствах засушливой зоны Западной Сибири: ООО «Орбита», КФХ «Иванов Анатолий Николаевич» Косихинского района, КФХ «Андреев А.П.» Алейского района, ООО «Дубровское» Алейского района, ООО «Советская крупа» Смоленского района Алтайского края.
Подготовлены и изданы научно-производственные рекомендации, одобренные Министерством сельского хозяйства Алтайского края. По результатам НИР изданы рекомендации, две научные статьи в журнале из перечня ВАК РФ, опубликованы четыре тезиса в материалах международных и региональных научно-практических конференций.
Энергетическая эффективность или значимость работы. Энергетическая оценка эффективности различных приемов интенсификации при их раздельном применении позволила проранжировать их в следующем порядке (по мере увеличения коэффициента энергетической эффективности): органические удобрения (1,11-1,43) — минеральные удобрения (1,53-1,69) — орошение (1,54-4,51) — насыщение севооборотов промежуточными посевами (3,95-5,46) — почвенный гербицид (5,48-7,12). Комплексное применение орошения, почвенного гербицида и промежуточных посевов повышает продуктивность севооборота в 2 раза.
Применение результатов проведенной работы при проектировании технологий возделывания кормовых культур позволяет с высокой точностью определять направления эффективного использования пахотных земель.
Высокая эффективность изучаемых приемов возделывания кормовых культур способствует росту продуктивности животноводства и, в конечном результате, обеспечению продовольственной безопасности России.
Прогнозные предположения о развитии объекта исследования.
Целесообразно продолжить экспериментальные исследования по изучению эффективности инновационных технологий возделывания кормовых культур для различных почвенно-климатических условий.
Термины и определения
Агрофитоценоз – растительное сообщество,создаваемое человеком путем посева (посадки) растений.
Биологическая активность почвы – совокупность биологических процессов, протекающих в почве.
Биологические особенности растений – особенности их роста и развития, приспособления к условиям внешней среды, которая позволяет жить и развиваться.
Гербициды – ядохимикаты, применяемые для уничтожения главным образом сорной растительности в посевах культурных растений. От латинских слов «герба» — трава и «цодо» — убиваю.
Глубокая обработка почвы — обработка почвы на глубину более 24 см.
Зеленый травяной конвейер – система производства разнообразных зеленых и сочных кормов и кормление ими животных по потребности, без перебоев в течение определенного периода.
Комбинированная обработка почвы – сочетание приемов и глубины обработки почвы.
Кормовой севооборот – севооборот, предназначенный преимущественно
для производства сочных и грубых кормов.
Коэффициент энергетической эффективности – отношение содержащейся энергии в урожае культурных растений к затратам на технологию их выращивания.
Междурядная обработка почвы – прием обработки почвы в междурядьях пропашных культур с целью уничтожения сорняков и улучшения почвенных условий произрастания культурных растений.
Мелкая обработка почвы — обработка почвы различными орудиями на глубину от 8 до 16 см.
Окучивание – приваливание почвы к основанию стеблей растений.
Органическое вещество почвы – совокупность всех органических веществ, находящихся в форме гумуса, остатков растений и животных.
Основная обработка почвы – наиболее глубокая обработка почвы под определенную культуру севооборота, существенно изменяющая ее сложение.
Отавность – способность растений отрастать после скашивания или стравливания.
Переваримость корма – отношение усвоенной части ко всей съеденной массе.
Переваримый протеин – количество сырого протеина, которое усваивается из корма в организме животного.
Пестициды – препараты (средства) химической и биологической природы, применяемые для борьбы с вредными организмами.
Питательность кормовых растений и кормов – способность удовлетворять
потребности животных в энергии, минеральных веществах и витаминах.
Поедаемость растений и корма – охотность, с которой животные поедают то или иное растение.
Плодородие почвы – способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, влаге, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности.
Плотность почвы – отношение массы абсолютно сухой почвы, взятой без нарушения сложения определенного объема.
Поверхностная обработка почвы – обработка почвы различными орудиями на глубину до 8 см.
Предшественник – сельскохозяйственная культура или пар, занимавшие данное поле в предыдущем году.
Промежуточная культура — сельскохозяйственная культура, выращиваемая в интервал времени, свободный от возделывания основных культур севооборота.
Сенаж – консервированный корм, приготовленный из провяленных при влажности 45-55% растений и сохраняемый в условиях изоляции от воздуха.
Энергетическая питательность растений – количество энергии, усвоенной и использованной в организме животных для выполнения энергетических затрат, построения тканей и образования продукции.
Перечень сокращений и обозначений
АПК – агропромышленный комплекс
БЭВ — безазотистые экстрактивные вещества
КРС – крупный рогатый скот
КЭЭ – коэффициент энергетической эффективности
Введение
Алтайский край традиционно относится к ведущим производителям и поставщикам животноводческой продукции в Западной Сибири. Он располагает значительными природными ресурсами для организации лугового и полевого кормопроизводства. Из 12,7 млн. га земель сельскохозяйственного назначения около 1,5 млн. приходится на естественные сенокосы, свыше 3,9 млн. – на пастбища, около 2,0 млн. засевается кормовыми культурами на пашне. Здесь имеются все предпосылки для развития молочного и мясного животноводства, тонкорунного овцеводства, пухового козоводства, табунного коневодства, пантового мараловодства и ряда других отраслей.
Животноводство как отрасль сельского хозяйства в Алтайском крае является одной из главных структурообразующих и занимает в валовой продукции в стоимостном выражении (с колебаниями по годам) от 40 до 50%. В структуре животноводства несколько отраслей: молочное и мясное скотоводство, свиноводство, овцеводство, птицеводство, коневодство, пантовое оленеводство, звероводство, пчеловодство, рыбоводство.
В последние годы животноводство Алтайского края развивается, увеличивается поголовье скота и птицы, наращиваются объемы производства продукции. Достижению хороших результатов способствует государственная поддержка этого направления. Ежегодно в рамках реализации Государственной программы развития сельского хозяйства в крае в развитие животноводства инвестируется более чем по 1,5 млрд. рублей.
В рейтинге регионов России Алтайский край входит в пятерку лидеров по поголовью КРС и объемам производства молока.
В среднем по краю за 2018 год в крупных и средних сельхозорганизациях надой на корову составил 4991 кг (для сравнения: в 80-х годах прошлого столетия по краю он не превышал 2,5 тыс. кг), в крупных специализированных предприятиях с высоким уровнем технологий до 8 и более тысяч кг, среднесуточный привес молодняка КРС – 518 г, от 100 коров поучено 82 теленка. Вместе с тем, в мелких и средних по объему производства животноводческой продукции хозяйствах эти показатели значительно ниже. Без совершенствования ведения отрасли животноводства по всем направлениям, в том числе и обеспечении полноценными научно-обоснованными рационами кормления животных, на высокий уровень эффективного развития рассчитывать бесперспективно.
По состоянию на 1 октября 2019 года в хозяйствах всех категорий края поголовье крупного рогатого скота составило 721,6 тыс. голов, в том числе коров – 301,4 тыс. голов, свиней – 458,7 тыс. голов, овец и коз – 233,3 тыс. голов. В сельскохозяйственных организациях и крестьянских (фермерских) хозяйствах, включая индивидуальных предпринимателей, поголовье крупного рогатого скота насчитывает 429,8 тыс. голов, в том числе коров – 164,4 тыс. голов.
По итогам деятельности за девять месяцев 2019 года индекс производства продукции сельского хозяйства в Алтайском крае сложился на уровне 108,3%, растениеводства — 113,9%, животноводства — 101,8%.
По данным ведомственного мониторинга на 1 октября 2019 года на зимовку 2019-2020 гг. сельхозорганизациями, крестьянскими (фермерскими) хозяйствами и индивидуальными предпринимателями края заготовлено (с учётом остатков 2018 года) – 27,5 ц кормовых единиц грубых и сочных кормов на условную голову (109,7% от потребности), в том числе: сена – 643,8 тыс. тонн (113,6% от потребности), сенажа – 1435,6 тыс. тонн (108,8%), силоса – 989,0 тыс. тонн (105,6 %).
Основой динамичного развития животноводства является надежная кормовая база. Укрепление кормовой базы означает не только увеличение производства кормов в количественном выражении, но и улучшение качества кормов, особенно по содержанию переваримого протеина. Кормление животных неполноценными по питательности кормами ведет к увеличению их расхода на единицу животноводческой продукции. При общей количественной недостаточности кормов и низкой протеиновой питательности расход их на кормление и содержание животных увеличивается в 1,5-2,0 раза (Емельянов, 2003). По этой причине поиск путей удешевления кормов, увеличения объемов их производства и улучшение качества весьма актуально и имеет как научное, так и практическое значение. Технологические решения для условий умеренно-засушливой степи Алтайского края предполагают эффективное использование летних осадков, а в связи с этим – соответствующий набор кормовых культур и сортов, систему обработки почвы и удобрения, оптимальные сроки посева и другие приемы.
Кормопроизводство – самая масштабная и многофункциональная отрасль сельского хозяйства, связывающая в единую систему другие отрасли. Без высокоэффективного кормопроизводства невозможно восстановить отечественное животноводство, обеспечить воспроизводство почвенного плодородия, правильно организовать систему севооборотов, создать экологически устойчивую структуру агроландшафтов (Косолапов, 2010).
Наибольшей отрицательной динамикой с конца 80-х годов до настоящего времени в Алтайском крае характеризовались площади пашни, занятые кормовыми культурами. Их количество с 1896 тыс. га в 1991-1995 гг., составлявшее 31% всех посевных площадей, снизилось в среднем за 2016-2019 гг. до 822 тыс. га (15,6%), или в 2,3 раза, достигнув абсолютного минимума 746 тыс. га (14,5%) в 2019 г. При этом посевные площади под кукурузой на силос уменьшились с 438,7 тыс. га в 1986-1990 гг. до 63,9 тыс. га в среднем за 2016-2019 гг., или в 6,9 раза, достигнув абсолютного минимума в 2017 г. – 58,1 тыс. га.
Площади под однолетними травами за этот период изменились не столь значительно. Если в среднем за 1991-1995 гг. она составляла 515,0 тыс. га, то в среднем за 2016-2019 гг. – 252,6 тыс. га, или в 2,0 раза, а минимальная площадь однолетних трав отмечена в 2019 г. – 227,0 тыс. га. Под многолетними травами площади с 904,9 тыс. га в среднем за 1991-1995 гг. уменьшились до 507,8 тыс. га в среднем за 2016-2019 гг., или в 1,8 раза, а абсолютный минимум отмечен в 2019 г. – 463,9 тыс. га.
Структура кормового клина, составлявшая в среднем за 1986-1990 гг. 26% кукурузы на силос, 30% однолетних трав и 44% многолетних трав, изменилась за рассматриваемый период и в среднем за 2016-2019 гг. составила 7% кукурузы, 31% однолетних трав и 62% многолетних трав. При практически неизменной доле однолетних трав произошло снижение почти в 4 раза доли кукурузы на силос и увеличение в 1,4 раза доли многолетних трав.
Рассматривая концептуальные подходы к решению стоящих перед отраслью проблем, можно заключить, что как в ближайшие годы, так и в перспективе развитие и совершенствование кормовой базы будет идти по пути биологизации интенсификационных процессов, мобилизации адаптивного и ресурсного потенциала в системе взаимодействующих факторов «растение – среда».
Основой устойчивого кормопроизводства является богатый набор кормовых культур. На современном этапе развития кормопроизводства важнейшими и основными источниками растительного сырья являются традиционные виды трав. Определенную ценность представляют высокоурожайные, с широкой агроэкологической устойчивостью нетрадиционные и малораспространенные виды кормовых растений. Включение их в технологический процесс позволяет обогатить корма специфическим для отдельных видов составом аминокислот, углеводами, зольными элементами, витаминами, гормональными веществами, полнее реализовать ресурсный потенциал различных почвенно-климатических зон, уменьшить отрицательные последствия засушливых лет. Поэтому совершенствование сортимента следует рассматривать в качестве одного из приоритетных направлений. В Алтайском крае с его разнообразными условиями необходим большой набор высокоурожайных, адаптированных, взаимодополняющих, экологически дифференцированных и хозяйственно специализированных не только видов кормовых растений, но и их сортов, так как реализация биологического потенциала культур осуществляется через сорта. До настоящего времени недостаточно проработаны с точки зрения селекции для укосного использования в чистых и поливидовых посевах широкораспространенные культуры: овес, ячмень, горох, просо, рапс и др. Серьезные проблемы по совершенствованию сортового состава остаются и у ряда ключевых в кормопроизводстве культур, таких как кукуруза, сорго, суданская трава, соя, люцерна, эспарцет, кострец безостый.
Сорта должны обладать не только выраженными продукционными, но и средообразующими, а также ресурсовозобновляющими функциями.
Рассматривая кормовые культуры как менее освоенные в методическом отношении объекты, следует отметить, что в вопросах биологизации и интенсификации технологий их производства имеется немало очевидных и скрытых резервов. Их изучение и реализация на практике реально обеспечивают повышение устойчивости урожаев по годам, стабилизацию производства кормов, улучшение биохимического состава растительного сырья и повышение зоотехнической ценности, создает возможность организации конвейерного производства зеленых кормов и улучшения снабжения ими животных в течение всего вегетационного периода, повысить устойчивость агроценоза к вредителям и болезням, снизить напряженность работ в период заготовки кормов.
1.Природно-экономические условия возделывания кормовых культур в Алтайском крае
Основными системоформирующими факторами для сельского хозяйства, особенно растениеводства, являются природные условия: почвенное плодородие, солнечная энергия, вода, рельеф, резкая континентальность климата и другие природные факторы. Природные условия Алтайского края весьма многообразны и контрастны, что позволяет отнести его к зоне рискованного земледелия. Их специфической особенностью является засушливость климата. Характерные черты засушливого климата – большая амплитуда колебания температуры воздуха в течение года, недостаток атмосферных осадков, неравномерное распределение их по периодам года, высокая температура воздуха в период вегетации растений, а также сильные ветры, способствующие дефляции почвенного покрова. Перечисленные факторы обусловливают нестабильность производства продукции растениеводства по годам. По этой причине важнейшим направлением развития растениеводческой отрасли служит освоение научно обоснованных систем земледелия, обеспечивающих сохранение плодородия почвы, эффективное использование климатических условий и повышение продуктивности пашни. Исключительная роль в получении стабильных и устойчивых урожаев сельскохозяйственных, в том числе и кормовых, культур принадлежит организации территории, структуре посевных площадей и системе адаптированных к местным почвенно-климатическим условиям технологий интенсификации и биологизации кормопроизводства с целью обеспечения устойчивого функционирования агрофитоценозов.
Почвенно-климатические и экономические условия на территории Алтайского края в значительной степени определяют интенсивность сельскохозяйственного производства.
По агроклиматическому районированию Алтайского края исследования выполнялись в теплом, недостаточно увлажненном подрайоне (Агроклиматические ресурсы Алтайского края, 1971). Климат умеренно-засушливой степи характеризуется резко выраженной континентальностью, жарким, но коротким летом, холодной и малоснежной зимой с сильными ветрами и метелями. Континентальность климата наиболее ярко подчеркивают ранние заморозки в теплое время года, которые возможны даже в вегетационный период. Средняя температура самого теплого месяца (июля) +18+210С, а самого холодного (января) -18-190С. При этом иногда зимой температура может опускаться до -50-530С, а летом достигает +400С. Число дней со среднесуточной температурой выше 00С составляет 190-205 дней, выше +100С – 125-135 дней. Безморозный период длится 110-115 дней. Сумма положительных температур воздуха за период с температурой выше +100С равна 2000-22000.
Продолжительность периода со снежным покровом составляет 160-170 дней. Годовое количество осадков на территории района исследований колеблется от 350 до 490 мм, в том числе за период вегетации зерновых культур (с 1 мая по 31 августа) – 200-220 мм, ГТК1 (май — июнь) – 0,97, ГТК2 (май — август) – 1,02.
Часто весна и первая половина лета бывают засушливыми. Высокая температура и низкая относительная влажность воздуха сопровождаются сильными ветрами, иссушающими почву.
На территории колочной степи Алтая преобладают западные и юго-западные ветры, среднемесячная скорость которых составляет 3-5 м/сек. Они способствуют неравномерному распределению снега по рельефу местности.
В большинстве лет (60-95%) переход средней суточной температуры воздуха через 00С осуществляется до 30 октября – 5 ноября. Примерно к этому времени или позднее на 3-6 дней приходится и образование устойчивого снежного покрова. Средняя из наибольших декадных высот его за зиму равна 30-40 см, наибольшая глубина промерзания почвы достигает 265 см.
Характерной особенностью метеорологических условий в засушливые годы является смещение максимума осадков на август и сентябрь. Часто засушливому году предшествует сухая осень. Холодная весна обычно сменяется жарким июнем и июлем, сопровождающимися сухостью воздуха и суховеями. Все это вызывает большие потери влаги из почвы.
Условия увлажнения могут быть охарактеризованы коэффициентом увлажнения, представляющем отношение осадков к испаряемости. Коэффициент увлажнения на рассматриваемой территории в основном меньше единицы.
Исследования по обозначенной в задании теме проведены в подзоне обыкновенных и выщелоченных черноземов умеренно-засушливой колочной степи Алтайского края. Подзона занимает центральное положение в крае и располагается на слабоволнистой, увалистой, местами расчлененной балками равнинной поверхности Приобского плато, прорезанной с северо-востока на юго-запад ложбинами древнего стока. Абсолютная высота – 200-352 м.
Почвенный покров представлен более 30 типами почв, различающимися по происхождению, физико-химическим свойствам и плодородию. В крае имеется свыше 900 тыс. га засоленных земель, 570 – пойменных, 1140 – эродированных, 1240 – склоновых с крутизной более 5о , значительную часть которых целесообразно использовать для производства кормов.
Согласно агрохимической характеристике почв СССР, в подзоне умеренно-засушливой степи в почвенном покрове преобладают черноземы обыкновенные среднемощные среднегумусные, иногда маломощные с включением значительных контуров выщелоченных черноземов на породах облегченного гранулометрического состава, а местами – карбонатных черноземов (Бурлакова, Татаринцев, Рассыпнов, 1988).
По гранулометрическому составу исследуемые почвы преимущественно среднесуглинистые, реже легко- и тяжелосуглинистые.
Черноземы обыкновенные характеризуются невысоким содержание гумуса. По содержанию гумуса они относятся к слабогумусированным, малогумусным и среднегумусным, а по мощности гумусового горизонта — к среднемощным и маломощным.
Выщелоченные и обыкновенные черноземы Приобья Алтая обладают удовлетворительной водопроницаемостью, которая с поверхности составляет 50 и более мм за первый час впитывания и 30 мм – за третий час наблюдений. Снижение водопроницаемости во времени связано с разрушением неводопрочных агрегатов, заиливанием почвенных пор и набуханием почвы.
На выщелоченных черноземах растения лучше обеспечены влагой, хотя и здесь без применения дополнительных агротехнических приемов получение стабильных урожаев невозможно. В засушливые и сухие годы для влагообеспечения растений большое значение имеют запасы влаги, накопленные в почве к началу вегетации. К началу вегетационного периода только в пахотном горизонте увлажнение соответствует наименьшей влагоемкости. Дефицит влаги сказывается на развитие растений в июне-июле вследствие неполной аккумуляции влаги осенне-зимне-весеннего периода, малого накопления за счет снеготаяния. Потери в результате водной эрозии могут достигать 50-60, а иногда и 70% осадков. Кроме того, весной велики потери влаги на физическое испарение. В этой зоне при возделывании кормовых культур высокоэффективно орошение.
Таким образом, почвенно-климатические условия Алтайского края, относящегося к югу Западной Сибири, можно охарактеризовать как удовлетворительные для ведения животноводства как отрасли. Их многообразие позволяет, с определенной степенью риска, возделывать адаптированные к местным условиям кормовые культуры.
Для сравнения: в США основополагающим фактором стабильного и высокоэффективного земледелия явились уникальные природно-климатические условия. В первую очередь, это связано с плодородными почвами и благоприятным климатом. Более 60% земель сельскохозяйственного назначения расположены в районах, где уровень осадков превышает 700 мм в год, а 70% пашни находится в местах, где длительность безморозного периода более 170 дней. Благодаря особенностям рельефа большая часть пашни расположена в равнинных областях, что позволяет использовать максимально эффективно сельскохозяйственную технику. Близка по своим характеристикам почвенно-климатическим условиям территория Кубани. Относительно Сибири период проведения полевых работ в два раза длиннее, промерзание почвы в зимний период не превышает 20 см.
Основными целями государственной аграрной политики в долгосрочной перспективе являются:
обеспечение потребностей населения сельскохозяйственной продукцией и продовольствием российского производства, развитие рынка сельскохозяйственной продукции;
повышение конкурентоспособности российского аграрного комплекса, государственная поддержка сельхозпроизводства;
эффективное импортозамещение на рынке животноводческой продукции и создание развитого экспортного потенциала (особенно в растениеводстве), позволяющего в перспективе занять устойчивые позиции на мировом рынке аграрной продукции;
улучшение и повышение продуктивности используемых в сельскохозяйственном производстве земельных и других природных ресурсов (лесных, водных и т.д.);
устойчивое развитие сельских территорий, повышение уровня жизни сельского населения, развитие фермерства и сельхозкооперации;
развитие науки и инновационной деятельности, совершенствование системы подготовки кадров для сельского хозяйства;
опережающее развитие кадрового потенциала аграрного сектора, как основного носителя инновационных знаний и навыков, без которых внедрение современных методов и технологий в производство и управление предприятиями агропромышленного комплекса становится просто невозможным.
Агропромышленный комплекс (далее – АПК), как основной адресат развития аграрного образования, обладает мощнейшей экономической основой и потенциалом для развития. Вопросы кадрового обеспечения АПК имеют огромную социально-экономическую значимость и являются важнейшими приоритетами государственной политики не только в настоящее время, но и в будущем.
Современное общество находится на стадии развития постиндустриальной экономики, подразумевающей повышение технологичности и наукоемкости всех отраслей, в том числе АПК (ориентирующееся на опережающее развитие в части точного земледелия, роботизации производства, генной инженерии и т.д.). Данный период характеризуется высоким уровнем информатизации всех областей общества, повышенной доступностью информации и знания.
Для современного сельского хозяйства во всем мире характерен рост и структурное изменение потребления пищевой продукции (что в значительной мере связано с развитием продовольственных рынков в Азии). Данный фактор напрямую связан с глобальной ориентацией сельских хозяйств мира на повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий, сокращение потерь, увеличение производства продовольствия. Аграрный сектор экономики ориентируется на производство и переработку сельскохозяйственной продукции, хранение, транспортировку и реализацию готовых продуктов. Аграрная отрасль нуждается в специалистах, обладающих компетенциями и навыками, соответствующими всему производственному циклу.
Главное средство производства в сельском хозяйстве – земля, особенности которой обуславливают специфические формы концентрации и специализации сельскохозяйственного производства, обусловливают необходимость применения научно обоснованных систем земледелия для повышения плодородия почвы. Объектами деятельности являются живые системы – растения и животные, почва и вода, вследствие чего в развитии отрасли переплетается действие экономических и биологических законов, сезонно используются средства производства и труд. В этом основные особенности АПК.
2.Значение и место кормовых культур в системе севооборотов
2.1. Средообразующая роль кормовых культур
Культуры и соответственно севообороты должны оцениваться не только с позиции их продуктивности, но и сохранения и воспроизводства почвенного плодородия, повышения устойчивости агроландшафтов. Растения по разному влияют на эти важнейшие показатели, обеспечивающие стабильность производства растениеводческой продукции.
2.1.1. Баланс органического вещества
Научно обоснованная система земледелия должна обеспечивать если не повышение, то, в крайнем случае, сохранение почвенного плодородия (Адерихин, Щербакова, 1974; Бурлакова, Поляков, 2000 и др.). Важнейшим показателем плодородиеобразующей роли отдельных культур и севооборотов является их способность накапливать органическое вещество. По определению академиков А.А. Жученко (1990) и П.Л. Гончарова (1992) все культуры и сорта с бездефицитным балансом органического вещества в почве следует характеризовать как средообразующие.
Средообразующая роль отдельных культур и севооборотов оцениваются по следующим параметрам: баланс органического вещества и гумуса, влагонакопление, сложение почвы, питательный режим почвы, фитосанитарное состояние посевов, совместимость и самосовместимость.
Для степного земледелия Северного Казахстана и Западной Сибири специфической особенностью севооборотов является ограниченный набор возделываемых культур. Наибольший удельный вес в структуре посевов занимают зерновые культуры (50-60%), под кормовые отводится значительно меньше (35-40%). Из зерновых культур преимущественное положение принадлежит основной продовольственной культуре – яровой пшенице, из кормовых культур – многолетним и однолетним травам, из силосных – кукурузе. Кроме того, в целях сокращения затрат на перевозку кормов пропашные кормовые культуры, являющиеся неплохими предшественниками для зерновых, возделываются вблизи животноводческих ферм и комплексов.
Главное условие расширенного воспроизводства почвенного плодородия – положительный баланс органического вещества в агроценозе. Органическое вещество почвы аккумулирует основные запасы азота, фосфора, калия и ряда микроэлементов. Это определяет его важную роль в создании потенциального и эффективного плодородия.
Общеизвестна роль многолетних трав в стабилизации и улучшении ряда агрономических важных свойств почвы. Включение в севообороты многолетних трав, прежде всего бобовых, а также зернобобовых культур позволяет приостановить истощение почвенного плодородия и обеспечить не только простое, но и расширенное воспроизводство органического вещества почвы (Морозов, Тойгильдин, 2008).
Растительные остатки возделываемых в севообороте культур, а также органические удобрения являются, по существу, единственными источниками образования гумусовых веществ. По этой причине при минимальном количестве применяемых в настоящее время удобрений исключительно важное значение имеет правильное чередование культур в севообороте, позволяющее регулировать поступление в почву различного по количеству и качеству свежего органического вещества.
Растительные остатки являются наименее затратным вариантом пополнения запасов органического вещества в почве. Кормовые культуры существенно различаются по способности накапливать органическое вещество, и по плодородиеобразующей роли их можно проранжировать (в порядке понижения) следующим образом: многолетние травы – донник – однолетние бобовые травы – однолетние злаковые (сплошного посева) травы — пропашные культуры. Эти особенности очень важно учитывать при построении севооборотов.
Наши исследования показали, что структура кормовых севооборотов (соотношение многолетних, однолетних и пропашных культур) оказывает существенное влияние на баланс органического вещества в почве.
Так, в севообороте, где нет явных накопителей органики (незначительный прирост могут дать только бобово-злаковые смеси), но есть кукуруза, характеризующаяся высокой минерализующей способностью почвы в своих посевах, баланс органического вещества за ротацию сложился дефицитным. Только ежегодное внесение под кукурузу органический удобрений в дозе 8 и 16 т/га обеспечило прирост органической массы в почве от 2,02 до 4,92 т/га соответственно.
В севообороте после уборки озимой ржи был посеян поукосно рапс, что позволило дополнительно накопить приблизительно 3-4 т/га растительных остатков.
Как показывают исследования В.М. Красницкого и соавторов (2006), в Омской области наибольшую положительную роль в воспроизводстве плодородия почв выполняют многолетние травы, поставляя более 11,0 т/га пожнивных и корневых остатков в слой 0-20 см. Основная аккумуляция биомассы в количестве 60-74% отмечается в слое 0-20 см под злаковыми травами и зерновыми культурами. По общему поступлению растительных остатков в агроландшафты различные сельскохозяйственные культуры располагаются в такой ряд: многолетние травы — овес — пшеница. Так, под кострецом безостым запасы растительного вещества выше, чем под люцерной, что не в малой степени зависит от корневых систем. Люцерна — стержнекорневое растение, главный корень её идёт вертикально вниз, кострец безостый — длиннокорневищный злак с мочковатой корневой системой.
По накоплению органических остатков в условиях Кулундинской степи Алтая А.И. Игнатенко, П.Н. Назаренко (1979) располагают основные предшественники в таком порядке: многолетние травы – кукуруза – зерновые культуры и паровое поле.
Промежуточные посевы кормовых культур при ограниченном периоде их вегетации могут значительно уступать по урожайности основным культурам севооборота, но при этом в достаточном количестве обогащают почву пожнивными и корневыми остатками. Поэтому в отдельные годы, когда уборка урожая промежуточных культур экономически не оправдана, эти посевы выполняют почвозащитную и удобрительную роль как сидераты.
Хотя промежуточные посевы накапливают в почве, как правило, меньше органических остатков, чем основные культуры севооборота, но суммарное поступление биомассы в почву за один год от основных и промежуточных культур существенно превышает приход корневых и пожнивных остатков от любой основной культуры. Так, в наших исследованиях суммарное накопление органического вещества двумя культурами за вегетационный период во втором поле севооборота достигало 9,71 т/га, в четвертом поле – 8,69 т/га, что выше поступления органического вещества от лучшей (по этому показателю) культуры севооборота – кукурузы на 56 и 39% соответственно.
Поэтому важным фактором, повышающим накопление органического вещества в кормовых севооборотах, является их насыщение промежуточными культурами. В наших исследованиях увеличение доли промежуточных посевов до 20, 40 и 60% сопровождалось ростом его содержания в слое почвы 0-40 см на 17, 31 и 49% соответственно. Абсолютные показатели в среднем на 1 га севооборотной площади составили: на контроле 4,62 т, при 20% насыщении – 5,40, при 40% — 6,05 и при 60% — 6,86 т.
Однако на баланс органического вещества влияют не только объемы его поступления. Процессы накопления и разложения в почве идут одновременно, они очень динамичны и от того, какой из них преобладает, зависит баланс органического вещества и гумуса, как под отдельными культурами, так и в севообороте.
В процессе возделывания большинства однолетних кормовых культур баланс органического вещества складывался отрицательным (за исключением бобовых), тогда как донник и, особенно, многолетние травы обеспечивают в почве прирост органической массы (таблица 1).
Таблица 1 — Баланс органического вещества в слое почвы 0-40 см под кормовыми культурами (среднее за 10 лет, Олешко В.П.)
| Культура | Баланс, +/- т/га (по СВ) | |
| Средний показатель | Интервал | |
| Однолетние злаковые травы | -0,52 | От -0,28 до -0,76 |
| Однолетние бобовые
травы |
+0,63 | От +0,45 до +0,81 |
| Кукуруза на силос | -2,07 | От -0,45 до -3,28 |
| Кормовая свекла | -2,67 | От -1,53 до -3,81 |
| Донник | +2,32 | От +1,76 до +2,87 |
| Люцерна+кострец | + 2,64 | От +2,12 до +3,15 |
Проведенные В.П. Олешко исследования показывают, что баланс органического вещества в севооборотах в значительной мере зависит и от степени их насыщения промежуточными культурами. В структуре севооборота, где 80% занимают многолетние травы, отмечается самый высокий приход органического вещества в почву. За ротацию такого севооборота количество органического вещества увеличивается в 2,25 раза по сравнению с исходным содержанием. Кормовые севообороты, как правило, не имеют чистых паров, поэтому определенный интерес представляют севообороты, где имеются бобово-злаковые смеси и промежуточные культуры («доноры» органики). Севооборот, полностью представленный одной группой культур – однолетними травами, благодаря наличию в полях средообразующих культур (пелюшка, бобово-злаковые смеси в основном и поукосном посеве) за ротацию имеет положительный баланс органического вещества.
В севообороте без промежуточных посевов баланс органической массы складывался отрицательным, а за счет ежегодного внесения под кукурузу 16 т/га навоза – бездефицитным. Насыщение указанных севооборотов промежуточными культурами до 20% обеспечивало прирост органического вещества за ротацию в первом из них 0,26 т/га или 4,5% к исходному содержанию, во втором 0,19 т/га или 4,1% соответственно. Увеличение доли промежуточных посевов до 40% обеспечило прирост запасов органических остатков до 0,45 т/га или 7,8% и 0,46 т/га или 9,9%; 60% насыщение севооборота промежуточными культурами увеличило содержание органического вещества в слое 0-40 см относительно исходного количества на 0,65 т/га или 14%. Несложные расчеты показывают, что на каждый процент насыщения указанных севооборотов промежуточными культурами прирост органики за ротацию изучаемых севооборотов составляет от 11,3-13,0 кг/га до 9,5-11,5 кг/га.
Севооборот, полностью представленный одной группой культур – однолетними травами, благодаря наличию в полях средообразующих культур (пелюшка, бобово-злаковые смеси в основном и поукосном посеве) за ротацию имеет положительный баланс органического вещества.
При бессменном возделывании кукурузы в течение пяти лет наблюдается самая высокая убыль органического вещества, его содержание снизилось по сравнению с исходным на 46,2%. Даже при внесении 40 т/га навоза (на 5 лет) баланс органического вещества был отрицательным. И только внесение 80 т/га навоза обеспечивало бездефицитный баланс. Механические обработки вообще, в том числе и междурядные – один из наиболее сильных факторов, обусловливающих отрицательный баланс органического вещества (Бенц, Кашеваров, Демарчук, 2001; Олешко, Яковлев, Шукис, 2005). Исследования последних показали, что при возделывании кукурузы на постоянных участках для поддержания бездефицитного баланса органического вещества в почве необходимо ежегодно вносить 15 т/га навоза или эквивалентное количество других органических удобрений.
В севообороте с многолетними травами (40%), сформировался положительный баланс органического вещества в почве как на богаре, так и при орошении и составлял +2,11 и 2,52 т/га за ротацию. За счет орошения в почву дополнительно поступило 0,41 т/га или 19,4% растительной массы. Высокая плодородиеобразующая роль многолетних трав общеизвестна и отмечена многими учеными (Вильямс, 1949; Макарова, 1974; Бараев, Зайцева, 1975; Харьков, 1976; Каштанов, 1978; Калюк, 1989; Бенц и др., 1990; Гончаров, 1992; Олешко, Яковлев, 2000).
В условиях лесостепной зоны нами изучено накопление пожнивных и корневых остатков различными культурами кормового севооборота (таблица 2). Среди основных культур максимальное количество органических остатков накапливала кукуруза – от 5,4 до 6,2 т/га, тогда как горох оставлял в почве от 3,3 до 3,7 т/га, что в 1,6 – 1,7 раза меньше кукурузы. Среди промежуточных культур лучшим по этому показателю был яровой рапс (до 4,08 т/га), пелюшка в поукосном посеве, накапливала органического вещества меньше на 15,7-26,7 %, редька масличная в пожнивном посеве в 1,8 раза меньше, чем рапс.
Проведенные нами исследования показывают, что баланс органического вещества в севооборотах в значительной мере зависит от степени их насыщения промежуточными культурами. Так в севообороте без введения промежуточных посевов баланс органической массы складывался отрицательным, за счет ежегодного внесения под кукурузу 16 т/га навоза – бездефицитным. Насыщение севооборотов промежуточными культурами до 20% обеспечивало прирост органического вещества за ротацию 0,26 т/га или 4,5% к исходному содержанию.
Увеличение доли промежуточных посевов до 40% обеспечило прирост соответственно до 0,45 т/га или 7,8%, 60% насыщение севооборота промежуточными культурами увеличило содержание органического вещества в слое 0-40 см относительно исходного количества на 0,65 т/га или 14%. Несложные расчеты показывают, что на каждый процент насыщения указанных севооборотов промежуточными культурами прирост органики за ротацию составил от 9,5 до 13,0 кг/га.
Севооборот, полностью представленный однолетними травами, благодаря наличию в трех полях средообразующих культур: пелюшка, бобово-злаковые смеси в основном и поукосном посеве, за ротацию имел положительный баланс органического вещества.
Таблица 2 — Накопление в почве (0-40 см) корневых и пожнивных остатков культурами кормового севооборота в среднем за 5 лет (в пересчете на СВ), т/га
| Культура севооборота | Степень насыщения севооборота промежуточными культурами | ||||
| Основная | Промежуточная | 0 | 20 | 40 | 60 |
| 1. Кукуруза | 5,54 | 5,40 | 5,55 | 6,23 | |
| 2.Овес+пелюшка | 5,19 | 5,16 | 5,29 | 5,63 | |
| Яровой рапс | — | 3,86 | 3,90 | 4,08 | |
| 3. Суданка | 4,16 | 4,37 | 4,17 | 3,74 | |
| 4. Оз. тритикале | 4,90 | 4,91 | 5,11 | 5,25 | |
| Пелюшка | — | — | 2,86 | 3,44 | |
| 5. Горох (зерно) | 3,31 | 3,29 | 3,35 | 3,70 | |
| Редька масличная | — | — | — | 2,23 | |
| В среднем на 1 га севооборота | 4,62 | 5,40 | 6,05 | 6,86 | |
| В % к контролю | 100 | 117 | 131 | 149 | |
Важным показателем плодородия почвы является ее биологическая активность. Растительные остатки и более сложные органические вещества, поступившие в почву, являются энергетическим материалом для микробиологической деятельности и, разлагаясь, служат источником пополнения запасов гумуса и элементов минерального питания для растений.
Таким образом, в полевом кормопроизводстве вопросы сохранения почвенного плодородия кроме традиционных способов (внесение органических и минеральных удобрений, насыщение севооборотов многолетними травами, введение сидеральных и занятых паров) можно решить за счет уплотнения севооборотов промежуточными посевами, которые совместно с основной культурой в 1,5 раза увеличивают поступление в почву органической массы, что способствует улучшению структурного состояния почвы, повышает ее скважность. Кроме того, кормовые севообороты необходимо максимально насыщать многолетними травами, однолетними бобовыми и бобово-злаковыми смесями, а также капустными культурами, обладающими средообразующими функциями. Внедрение этих мероприятий в практику позволит формировать бездефицитный баланс органического вещества в кормовых севооборотах.
2.1.2. Водный режим почвы
По всем предшественникам, за исключением многолетних трав, прослеживается четкая закономерность: чем меньше осенние влагозапасы под предшественником, тем большее количество осенне-зимних осадков аккумулируется почвой (таблица 3). Лучшей влагонакопительной способностью за счет зимних осадков обладают культуры, оставляющие после уборки стерню.
На большей части территории юга Западной Сибири основным лимитирующим фактором роста урожайности полевых культур является дефицит влаги, что и предопределило необходимость проведения сравнительной оценки различных предшественников по их способности к влагонакоплению. Лучшей влагонакопительной способностью за счет зимних осадков обладают культуры, оставляющие после уборки стерню. Улучшают фитосанитарную обстановку в агроценозах горох, овес, многолетние травы, кукуруза, донник, рапс, озимые культуры. Повторные посевы допустимы для мягкой яровой пшеницы, кукурузы, многолетних трав; бессменные – для многолетних трав, а также для кукурузы на высокоплодородных (хорошо удобренных) участках.
Таблица 3 — Особенности аккумуляции осенне-зимних осадков различными предшественниками
| Предшественник | Запасы влаги в метровом слое почвы, мм | Осадки за период октябрь — апрель, мм | Аккумулировано
влаги почвой |
||
| После убор-ки | Перед посевом или отрастани-ем | мм | % | ||
| Пар чистый | 246 | 283 | 143 | 37 | 25,9 |
| Пар занятый
(донник) |
174 | 270 | 143 | 96 | 67,1 |
| Пар сидеральный (донник) | 172 | 267 | 143 | 95 | 66,4 |
| Кукуруза | 112 | 237 | 143 | 125 | 87,4 |
| Однолетние травы | 120 | 239 | 143 | 119 | 83,2 |
| Пшеница | 115 | 235 | 143 | 120 | 83,9 |
| Многолетние
травы 1 г.п. |
119 | 230 | 143 | 111 | 77,6 |
| Многолетние
травы 2 г.п. |
123 | 202 | 148 | 79 | 53,4 |
| Многолетние
травы 3 г.п. |
117 | 184 | 150 | 67 | 44,7 |
| Многолетние
травы 4 г.п. |
120 | 170 | 150 | 50 | 33,3 |
Примечание: Запасы влаги в метровом слое почвы, соответствующие влажности завядания, составляют 116 мм.
В исследованиях ученых Алтайского НИИСХ наибольшие запасы влаги осенью были в паровых предшественниках – от 172 мм в сидеральном донниковом до 246 в чистом пару. По непаровым предшественникам продуктивной влаги после уборки практически не было.
К моменту посева последующих культур (отрастания многолетних трав) влагозапасы по предшественникам нивелируются, хотя и уступают парам. Так, если осенью разница по влагозапасам между чистым паром и однолетними культурами составляет 126-134 мм (51,2-54,5%), то весной – 44-48 мм (155-17,0%).
Начиная со второго года пользования, водный режим почвы под многолетними травами значительно ухудшается. Так если после культуры в среднем за семь лет в метровом слое почвы накапливалось 125 мм влаги, то под травами 4-го года пользования только 50 мм или в 2,5 раза меньше. Зяблевые предшественники аккумулировали 83-87% осенне-зимних осадков, тогда как многолетние травы второго, третьего и четвертого годов пользования лишь 53, 45 и 33% соответственно, или в 1,6 -2,6 раза меньше.
Ухудшение водного режима по мере старения многолетних трав без проведения специальных влагонакопительных мероприятий (щелевание и др.) происходит из-за переуплотнения верхнего слоя почвы и снижения ее фильтрационной способности. Аналогичные результаты в опытах с многолетними травами, проведенными на выщелоченных черноземах лесостепной зоны Новосибирской области, получены в СИБНИИ кормов (Бенц, Кашеваров, Демарчук, 2001).
Наибольшее влияние на физическое состояние почвы оказывают многолетние травы через улучшение показателей скважности и аэрации, а также вследствие создания большего количества агрономически ценных фракций (таблица 4). Разрыхляющее действие на почву за счет мощно развитой корневой системы оказывают также донник и кукуруза.
К средообразующему влиянию культур следует также отнести их способность противостоять эрозии. Эрозионную устойчивость почвы усиливают многолетние травы, донник, озимые культуры, а также все зерновые за счет остающейся стерни при почвозащитных обработках. По нашим данным, на склоне южной экспозиции крутизной до 3° смыв почвы составил по стерне гороха 0,7 м3 / га, по кукурузе — 2,6 м3 / га, по чистому пар – 5 м3 / га. В этих же условиях по пласту многолетних трав, стерне пшеницы и овса смыва почвы не было.
Таблица 4 — Структурное состояние почвы под различными культурами в слое 0-30 см (среднее за 4 года)
| Предшественник | Содержание фракций, % | ||
| Более 10 мм | 10-0,25 мм | Менее 0,25 мм | |
| Многолетние травы | 13,4 | 72,8 | 13,7 |
| Кукуруза | 13,9 | 70,9 | 15,1 |
| Пар чистый | 16,0 | 72,1 | 11,9 |
Одним из недостатков многолетних трав, как предшественника для других культур, в засушливых районах является значительное иссушение почвы в процессе вегетации (Каштанов, Сильченко, Мусохранов, 1979). Ухудшение водного режима по мере старения многолетних трав без проведения специальных влагонакопительных мероприятий (щелевание и др.) происходит из-за переуплотнения верхнего слоя почвы и снижения ее фильтрационной способности.
2.1.3. Питательный режим почвы
Накоплению питательных веществ в почве, в первую очередь, нитратного азота способствуют многолетние травы, донник и зернобобовые культуры.
Для улучшения баланса элементов питания, прежде всего по азоту, необходимо насыщать севообороты бобовыми культурами. Эффективность их, как предшественников, значительно возрастет при использовании активных штаммов клубеньковых бактерий. Введение в ризосферу зерновых культур отселектированных штаммов корневых диазотрофов позволяет повышать азотофиксирующую активность посевов в 1,5-3,0 раза,
урожайность – на 15-20%. Все это способствует повышению плодородия почвы и продуктивности пашни, экономии ресурсов, прежде всего, минеральных удобрений.
Растения предъявляют различные требования к обеспеченности почв отдельными питательными элементами. Избирательность потребления элементов питания культурами подтверждается различным их выносом из почвы урожаем. Накоплению питательных веществ в почве, в первую очередь нитратного азота, способствуют многолетние травы, донник и зернобобовые культуры (таблица 5).
Несущественное снижение урожайности кукурузы в бессменном посеве подтверждает ее способность к самосовместимости при внесении минеральных удобрений.
Контрастность в потреблении питательных веществ разными культурами связана как с их биологическими особенностями, так и со строением и развитием корневых систем, а также усваивающей способностью последних.
Так, растения люцерны благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями, не только удовлетворяют собственные потребности в минеральном азоте, но и после трех лет пользования, при благоприятных условиях возделывания, могут накопить в почве до 300 кг/га биологического азота для последующих культур. Некоторые растения обладают способностью использовать труднорастворимые соединения фосфора с помощью корневых выделений (люпин, горох, донник, гречиха, горчица и др.).
Таблица 5 — Содержание элементов питания в слое 0-40 см в двулетних звеньях кормовых севооборотов в мг/кг почвы (в среднем за три года)
| Предшественник | Время
определения |
Культуры севооборотов | |||||||||
| овес+
вика |
кукуруза | просо | суданская трава | рапс | |||||||
| N-NO3 | P2 O5 | N– NO3 | P2 O5 | N– NO3 | P2 O5 | N– NO3 | P2 O5 | N– NO3 | P2 O5 | ||
| Просо | Перед посевом | 6,5 | 182 | 6,0 | 174 | 6,5 | 188 | 6,2 | 199 | 6,2 | 199 |
| После уборки | 10,5 | 174 | 0,3 | 104 | 2,8 | 194 | Сл. | 207 | Сл. | 182 | |
| Ове+вика | Перед посевом | 13,1 | 218 | 12,6 | 226 | 13,2 | 220 | 12,6 | 208 | 14,7 | 216 |
| После уборки | 6,2 | 174 | 2,5 | 196 | 6,6 | 117 | 2,4 | 194 | Сл. | 150 | |
| Пелюшка | Перед посевом | 12,9 | 208 | 12,7 | 220 | 13,4 | 238 | 12,6 | 214 | 14,0 | 177 |
| После уборки | 2,5 | 149 | 1,2 | 192 | 7,3 | 186 | 3,0 | 203 | Сл. | 220 | |
| Кукуруза | Перед посевом | 5,8 | 158 | 6,7 | 152 | 6,3 | 195 | 6,3 | 195 | 7,0 | 190 |
| После уборки | 2,8 | 203 | 3,2 | 220 | 4,8 | 203 | 4,0 | 181 | Сл. | 265 | |
| Мн.травы | Перед посевом | 14,1 | 188 | 16,9 | 182 | 14,8 | 205 | 15,0 | 190 | 15,0 | 190 |
| После уборки | 5,9 | 164 | 1,0 | 237 | 0,8 | 250 | Сл. | 152 | Сл. | 275 | |
После зерновых, ярового рапса, подсолнечника, неудобренной кукурузы содержание нитратного азота в пахотном слое, как правило, не превышает 10 мг/га почвы. Поля после раноубираемых культур (горох, озимые, однолетние травы ранних сроков сева), а также сидераты (донник, пелюшка, рапс) характеризуются средней обеспеченностью нитратным азотом (10-15 мг/кг).
Наиболее заметны различия между предшественниками по содержанию нитратного азота, где резко выделяются пар чистый и многолетние травы, тогда как по фосфору и калию различия незначительны.
В таблице 6 приведены запасы элементов питания по различным предшественникам в двулетних звеньях кормовых севооборотов. Здесь такие различия между предшественниками наиболее контрастны по содержанию нитратного азота.
Таблица 6 — Содержание элементов питания в слое почвы 0-40 см под яровой пшеницей по предшественникам (среднее за 7 лет)
| Предшественник | N – NO3
мг/кг почвы |
P2O5
мг/100г почвы |
К2 O
мг/100г почвы |
| Пар чистый | 22,1 | 25,7 | 13,5 |
| Пшеница после
пара |
10,5 | 25,5 | 17,2 |
| Горох | 10,9 | 23,4 | 16,1 |
| Однолетние травы | 10,9 | 20,5 | 14,5 |
| Многолетние травы | 20,5 | 23,4 | 13,4 |
В течение вегетации практически под всеми культурами его содержание снижается, особенно существенно под кукурузой, суданской травой и рапсом, где к уборке остаются лишь следы. В то же время обеспеченность культур севооборота подвижным фосфором по предшественникам и в течение вегетации меняется мало.
На накопление нитратного азота большое влияние оказывают не только предшественники, но и почвенно-климатические условия зоны возделыванию культур (таблица 7).
Так, в засушливых условиях степной зоны из большого набора предшественников средние запасы нитратного азота обеспечивают только чистый пар и пласт многолетних трав, по другим предшественникам они соответствуют (по шкале Кочергина) низким и очень низким.
Таблица 7 — Содержание нитратного азота перед уходом в зиму под различными предшественниками по зонам Алтайского края, мг/кг почвы в слое 0-40 см
| Предшественник | Содержание N – NO3 | ||
| Степь | Лесостепь | Предгорье | |
| Пар чистый | 10-15 | 15-35 | 15-20 |
| Пар занятый | — | 10-15 | 7-15 |
| Зернобобовые | 5-10 | 8-15 | 8-12 |
| Пшеница по пару | 5-10 | 8-18 | 8-15 |
| Пропашные | 2-8 | 6-20 | 5-15 |
| Однолетние травы | 2-10 | 4-18 | 5-10 |
| Зерновые | 2-11 | 4-12 | 4-10 |
| Пласт многолетних трав | 10-15 | 15-25 | — |
| Многолетние травы | 2,8 | 2,8 | 3-10 |
Наиболее благоприятный нитратный режим складывается в лесостепной зоне, где удовлетворительно сочетаются водный и тепловой режимы. В предгорной зоне ситуация несколько ухудшается, так как при хорошей влагообеспеченности здесь не хватает тепла, поэтому период активной нитрификации здесь короче, чем в лесостепи.
3. Биологизация технологий возделывания кормовых культур
3.1. Основные принципы проектирования кормовых севооборотов
С биологической точки зрения интенсивным следует считать такой севооборот, который позволяет в каждом конкретном случае аккумулировать культурными растениями максимально возможное количество фотосинтетической активной радиации. Широкое и разнообразное использование однолетних трав в качестве промежуточных культур способствует повышению использования солнечной энергии культурными растениями.
На практике агроэкологическая роль сельскохозяйственных растений учитывается при построении севооборотов, но при этом они оцениваются, главным образом, как предшественники для последующих культур. Это не всегда совпадает с той ролью, которую они сами выполняют в стабилизации и повышении почвенного плодородия, устойчивости агроландшафтов, продуктивности пашни (Бенц, Кашеваров, Демарчук, 2001; Олешко, Яковлев, 2000).
При определении порядка чередования культур следует руководствоваться их способностью влиять на водный и пищевой режимы, фитосанитарную обстановку, накопление органического вещества в почве. Оптимизация севооборотов обеспечивается видовым разнообразием и биологическими особенностями возделываемых растений с учетом их физиологической устойчивости, адаптивности, конкурентоспособности. Принцип плодосмена – строгое чередование культур с различными свойствами, так как чем больше различаются растения по биоморфологическим параметрам, тем меньше конкуренция между ними, тем полнее они используют природные ресурсы. Исходя из этого принципа не могут считаться научно обоснованными бессменные посевы или узкоспециализированные севообороты. Исключается возделывание заведомо неадаптированных культур, не способных в данных условиях обеспечить получение максимума продукции высокого качества за счет рационального использования имеющихся природных ресурсов и своих потенциальных возможностей. Обобщенно средообразующую роль различных полевых культур можно представить следующим образом (таблица 8).
Показывая роль севооборотов в регулировании и оптимизации водного режима почвы, в управлении почвенным плодородием, в защите от эрозии, в очищении полей от сорняков, в повышении качества продукции И.Н. Листопадов (2005) увязывает эти вопросы с организационно-технологическими функциями севооборота на разных уровнях интенсификации и специализации земледелия.
Севообороты могут направленно изменить ход физико-химических и биологических процессов, протекающих в почве, воздействовать на количество и качество получаемой сельскохозяйственной продукции.
Включение кормовых культур в полевые или кормовые севообороты определяется в первую очередь целью их использования (на зернофураж или зеленую массу), продуктивностью и затратами на транспортировку. Целесообразность таких культур связана с их адаптивностью к условиям конкретного поля, продуктивностью и питательной ценностью для животноводства.
Таблица 8 — Влияние культур на основные средообразующие элементы
| Культура | Влага | Элементы питания | Сложение почвы | Эрозионная устойчивость | Вредные
организмы |
Совместимость
с другими культурами |
Самосовмести-мость | Органическое вещество, гумус |
| Яровая пшеница
мягкая |
+ | — | — | + | — | + | 0 | — |
| Горох | + | + | 0 | 0 | + | + | — | 0 |
| Овес | + | — | — | + | + | + | 0 | — |
| Озим. тритикале | + | — | — | + | + | + | — | 0 |
| Многол. травы | — | + | + | + | + | + | 0 | + |
| Кукуруза | 0 | — | + | — | + | + | 0 | — |
| Донник | 0 | + | + | + | + | + | — | + |
| Рапс | 0 | — | 0 | 0 | + | + | — | 0 |
| Пелюшка | + | + | 0 | 0 | + | + | — | 0 |
Примечание: «+» — положительное влияние; «-» — отрицательное влияние; «0» — слабо выраженное влияние.
Предшественники кормовых культур в севообороте представлены в таблице 9. Главное требование к их чередованию: не размещать повторно культуры одного семейства, так как они подвержены негативному влиянию одних и тех же вредных организмов.
Обязательным признаком оптимизации севооборотов является способность их формировать положительный, или, в крайнем случае, бездефицитный баланс органического вещества в почве. По мнению академика А.Н. Каштанова (1992), севообороты с отрицательным балансом гумуса в современных условиях недопустимы.
Повышение объемов производства сельскохозяйственной продукции за счет снижения потенциального плодородия почвы не может быть оправдано. Принцип заключается в ограничении изъятия из севооборотов хозяйственной продукции до уровня, определенного законом возврата питательных веществ в почву.
Таблица 9 — Предшественники кормовых культур в севообороте
| Культура | Предшественник |
| Подсолнечник | Суданская трава, нут, зерновые по пару |
| Кукуруза | Озимые и яровые зерновые, многолетние и однолетние травы, пропашные, зернобобовые |
| Сорго | Многолетние травы, зерновые и пропашные чистые от просовидных сорняков |
| Суданская трава | Многолетние травы, зерновые и пропашные чистые от просовидных сорняков |
| Просо посевное | Многолетние травы, зерновые и пропашные чистые от просовидных сорняков |
| Африканское просо | Многолетние травы, зерновые и пропашные чистые от просовидных сорняков |
| Могар | Пласт и оборот многолетних бобовых трав, зернобобовые, пропашные, озимые и яровые зерновые чистые от просовидных сорняков |
| Горох | Суданская трава, озимые и яровые зерновые |
| Бобы кормовые | Озимые и яровые зерновые |
| Соя | Паровые поля, озимые зерновые культуры, однолетние злаковые травы не засоренные многолетними сорняками, соя 1 год |
| Нут | Озимые и яровые зерновые |
| Вика | Озимые и яровые зерновые |
| Рапс,
редька масличная |
Занятые пары, озимые и з/бобовые, однолет. злаково-бобовые травы |
| Амарант | Чистые от сорняков поля |
| Бобовые однол. травы | Яровые зерновые, пропашные |
| Бобовые мног. травы | Яровые зерновые |
| Злаковые мног. травы | Яровые зерновые |
| Поливидовые посевы | Яровые зерновые, пропашные |
Научно-обоснованные севообороты, в том числе и кормовые, должны отвечать следующим требованиям:
— полнее использовать почвенно-климатические ресурсы за счет улучшения состава основных культур и расширения промежуточных посевов, а также предусматривать усиление их роли в будущем, как биологического фактора восстановления и воспроизводства плодородия почвы и роста продуктивности возделываемых растений, предотвращения потерь почвы от эрозии и дефляции;
— соответствовать специализации хозяйства, рациональной структуре управления и новым формам организации производства, обеспеченности хозяйства на ближайшую и отдаленную перспективу трудовыми и материальными ресурсами, способствовать эффективному использованию техники, внедрению прогрессивных форм организации труда;
— создавать условия для дифференцированного подхода к использованию каждого участка пахотных угодий с учетом рельефа, свойств почв, их эродированности и подверженности эрозии, размещения населенных пунктов, животноводческих и других производственных помещений;
— максимально учитывать биологические особенности культур в технологии их возделывания (размещать по рекомендованным предшественникам, соблюдать сроки возврата культур на прежнее место в севообороте), предусматривать отдаленные последствия чрезмерного насыщения севооборота однотипными культурами;
— способствовать высокоэффективному применению энерго- и ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур, росту их урожайности и снижению производственных затрат;
— отличаться относительной гибкостью, позволяющей вносить коррективы без нарушения принципиальных основ чередования;
— обеспечивать высокую энергетическую и экономическую эффективность возделываемых культур.
При проектировании севооборотов следует придерживаться основных принципов, соблюдение которых может значительно повысить продуктивность пашни:
1. Культуры раннего срока посева следует размещать по ранней зяби, обработанной по оптимальной технологии в типичные по метеорологическим условиям годы не позднее 1-5 сентября, а по зяби, поднятой после этого срока, которую можно причислить к поздней – культуры позднего и летнего сроков посева.
Из распространенных в Сибири кормовых культур подъем ранней зяби возможен после ярового ячменя, озимых, гороха, горохо-ячменных смесей на зерно, овса и бобово-овсяных смесей, проса, суданки одноукосного использования, рапса ранних сроков посева.
2. Для эффективного использования ресурсов влаги при построении севооборотов необходимо оптимально сочетать культуры, различающиеся требованиями к осадкам различных периодов вегетации. Так, преимущественно за счет осенне-зимних и ранневесенних осадков формируют урожай первого укоса многолетние травы, озимые, ранние яровые, горох. Июльско-августовский максимум осадков хорошо используют кукуруза, суданка, сорго, сорго-суданковые гибриды, кормовое просо, рапс, подсолнечник, кормовые корнеплоды, поукосные и пожнивные культуры.
3. В севооборотах с многолетними травами необходимо учитывать, что накопление органического вещества в почве под травами происходит в первые 3-4 года жизни, а действие пласта многолетних трав на последующие культуры длится не более 2-3 лет. По этой причине они наиболее эффективно выполняют свою плодородиеобразующую функцию в том случае, если, во-первых, используются не более трех лет, и, во-вторых, чаще возвращаются на прежнее поле. Практикуемое сейчас размещение многолетних трав в выводных полях и длительное (5-6 лет и более) использование сводит к минимуму их плодородиеобразующую роль.
4. Для более полного использования в кормопроизводстве принципа ландшафтного подхода допустимо плавающее размещение культур в полях севооборота при строгом соблюдении схемы чередования по группам культур. Например, когда многолетние травы, согласно схемы чередования, попадают на поле в понижениях рельефа с хорошим увлажнением, его необходимо занять более влаголюбивыми культурами – клевером, галегой восточной, люцерной синей; если же поле расположено на гривном сухом участке, то его лучше засеять эспарцетом, люцерной желтогибридной, житняком. Также следует полнее использовать возможности маневрирования размещением культур в полях севооборота в зависимости от теплообеспеченности. Например, если культуры для производства силоса размещают на поле южной экспозиции, то целесообразнее посеять кукурузу, сорго или суданку, на холодных полях (северная экспозиция) эти культуры следует заменить подсолнечнико-бобово-овсяной либо капустно-злаковой смесью, то есть более холодостойкими культурами.
5. Нельзя допускать частого возвращения на одно и то же место культур, которые сильно поражаются болезнями и вредителями: клевера лугового, подсолнечника, рапса, турнепса, брюквы, ячменя. Не допускается последовательное размещение культур семейства бобовых, имеющих одинаковых вредителей, а также различных культур семейства капустных. Нежелательно размещать после многолетних трав кукурузу из-за большого накопления под травами проволочника.
В то же время в фермерских или других хозяйствах при производстве кормов возникает необходимость в насыщении площади однотипными культурами, повторного или даже бессменного возделывания культур. Перечень растений, которые при соответствующей агротехнике, включая систему удобрений, могут длительное время возделываться на одном месте, ограничивается практически лишь кукурузой и картофелем. Поэтому даже при абсолютном насыщении площади однолетними культурами необходимо чередовать бобово-злаковые смеси с кукурузой и капустными. При этом период возврата однолетних трав и капустных растений на прежнее место можно регулировать сроком возделывания кукурузы на одном поле.
Совершенствование системы мониторинга и методов оперативной диагностики содержания органического вещества и элементов питания в почве, фитосанитарного состояния посевов – важное условие оптимизации севооборотов. Севооборот — важнейший биологический фактор современного земледелия, оказывающий интенсивное регулирующее воздействие на численность и видовой состав агрофитоценоза.
Учеными СибНИИЗиХ (Каличкин, Павлова, 2008) предложены подходы по автоматизированному проектированию севооборотов. Они сводятся к выполнению следующих блоков: формирование цифровой модели землепользования в ГИС-МарInfo, оценка земель и их типизация с помощью расчета возможной урожайности культур, оценка технологических свойств земельных участков, формирование плана (заказа) на обеспечение кормами животноводства и создание товарной продукции (например, продовольственного зерна), проектирование севооборотов, размещение их на территории землепользования и общая экономическая оценка вариантов размещения.
3.2. Регулирование фитосанитарной обстановки в посевах кормовых культур
Нормализация фитосанитарной обстановки в агроценозах, в первую очередь, оздоровление почвы, достигается расширением видового разнообразия растений, введением в севообороты фитосанитарных культур, исключением повторных посевов, соблюдением периодов возврата культур. Важным резервов улучшения фитосанитарной ситуации в посевах является возделывание иммунных к вредным организмам сортов и гибридов.
Чередование яровых, озимых и пропашных культур увеличивает эффективности севооборота в борьбе с сорняками. Однолетние травы являются мощным, доступным и экологически чистым средством подавления сорняков, так как при их своевременной уборке сорные растения не успевают обсемениться и удаляются с поля вместе с кормовой массой трав.
Улучшают фитосанитарную обстановку в агроценозах горох, овес, многолетние травы, кукуруза, донник, рапс, озимые культуры. Повторные посевы допустимы для мягкой яровой пшеницы, кукурузы, многолетних трав; бессменные – для многолетних трав, а также для кукурузы на высокоплодородных (хорошо удобренных) участках.
Севообороты с включением фитосанитарных культур – наиболее экономичный надежный способ оздоровления почвы от вредных организмов, прежде всего, от корневых гнилей. Одним их эффективных и простых способов снижения засоренности посевов является чередование культур в севообороте с учетом их возможности противостоять сорнякам. Высокой конкурентной способностью в борьбе с сорной растительностью обладают озимые культуры, многолетние и однолетние трав. В средней степени она выражена у ячменя, овса, кукурузы.
Насыщение кормовых севооборотов промежуточными культурами увеличивает коэффициент использования пашни и природно-климатических ресурсов территории, улучшающей фитосанитарную обстановку в агроценозах, повышает эрозионную устойчивость пашни и продуктивность севооборотов.
Включение кормовых культур в полевые или кормовые севообороты определяется в первую очередь целью их использования (на зерно или зеленую массу) и затратами на транспортировку. Целесообразность таких культур связана с их адаптивностью к условиям конкретного поля, продуктивностью и питательной ценностью для животноводства.
Насыщение кормовых севооборотов промежуточными культурами улучшает фитосанитарную обстановку в агроценозах,
Высокое оздоравливающее влияние на почву оказывают рапс, соя, люцерна, горохо-овсяная смесь, кукуруза. Особенно эффективно указанные культуры противостоят возбудителю гельминтоспориозной корневой гнили – за один вегетационный период они снижают численность патогена в почве на 65-70%.
Из злаковых трав тимофеевка луговая, вика сборная, овсяница луговая угнетают возбудителей корневых гнилей, тогда как пырей корневищный и, особенно, кострец безостый способны за три года пользования травостоем увеличить популяцию фитопатогена в 8-10 раз. После злаковых трав возрастает численность проволочника, поэтому после них первые 2-3 года следует сеять горох, гречиху, однолетние злаковобобовые смеси, просо, которые слабо повреждаются указанными вредителями.
При проектировании севооборотов должны учитываться особенности культурных растений в формировании фитосанитарной обстановки в агроценозах.
В технологиях возделывания сельскохозяйственных культур на современном этапе развития большое внимание уделяется интегрированной защите растений от вредных организмов, представляющей использование агротехнических, биологических и химических методов борьбы.
Химизация, как одна из составляющих интенсификации земледелия, хотя и повышает урожай, вряд ли оправдывает возлагающиеся на нее надежды. Как показали исследования А.А. Кива, В.М. Рабштыны, В.И. Сотникова В.К. Станчевского (1988) темпы роста затрат на химическую защиту растений от болезней, вредителей и сорняков в 4-5 раз опережают темпы прироста сельскохозяйственной продукции. В целом, несмотря на существенное повышение урожайности при использовании интенсивных технологий, удельный расход энергии и материалоемкость конечного продукта остаются примерно на том же уровне, что и при традиционных технологиях.
Кроме того, большинство пестицидов не обладает избирательным действием, что приводит к нарушению биологического равновесия в агроэкосистемах в пользу более вредоносных видов (Жученко, 1984).
В мире наступил этап осознания последствий высокого уровня химизации. Как альтернатива предлагаются различные формы так называемого биологического земледелия (Brune, 1993 и др.). В последние годы активно пропагандируется органическое земледелие.
Особое место в системе защиты растений в кормопроизводстве занимает биологический метод борьбы с вредными организмами как наиболее приемлемый для получения чистой продукции и обеспечивающий безопасность окружающей среды. В основном под этим методом понимается широкое применение для борьбы с вредителями насекомых и бактерий. Однако, растения сами могут защищать друг друга. Например, выделяемые многими растениями летучие вещества специфического запаха, отпугивают некоторых насекомых.
Влияние предшественников на улучшение фитосанитарного состояния почвы и посевов, хотя и варьирует в широких пределах, тем не менее, остается довольно значительным, достигая 60-65% в общем действии агротехнических приемов.
Интенсивность регулирующего воздействия различных сельско-хозяйственных культур на сорный компонент агрофитоценоза определяется главным образом двумя основными факторами: способностью самой культуры подавлять сорные растения и особенностями технологии ее возделывания.
Сельскохозяйственные культуры существенно различаются по конкурентной способности в отношении к сорнякам. Высоким уровнем конкурентоспособности по отношению к сорнякам характеризуются озимые зерновые культуры, многолетние травы; средним уровнем — ячмень, овес, подсолнечник, кукуруза, люпин; слабым уровнем — яровая пшеница, лен, картофель, сахарная свекла. Зерновые культуры при хорошем развитии и оптимальной густоте стеблестоя способны сами подавлять сорные растения, особенно нижнего яруса. Успешно подавляют сорняки быстрорастущие высокостебельные культуры, активно формирующие мощную вегетативную массу.
Соблюдение научного закона земледелия по совокупному действию факторов жизни растений на урожай позволяет оптимизировать их соотношение, создать благоприятные условия для культур и неблагоприятные для сорняков. Правильное применение удобрений также повышает конкурентоспособность сельскохозяйственных растений. Дозы, виды, сроки применения удобрений влияют на количественный и видовой состав сорных растений. Так повышенные дозы удобрений способствуют более интенсивному росту щирицы колосистой, а на фоне с низким содержанием элементов питания хорошо развиваются просовидные: щетинники, просо сорнополевое и др.
На повышение конкурентоспособности культурных растений положительное влияние оказывают правильно выбранные сроки, нормы и способы посева культур. Не малое значение в подавлении сорного компонента должно отводиться высокоурожайным сортам и гибридам полевых культур.
Приемы мелиорации почвы могут создавать неблагоприятные условия для роста и развития сорняков. Известкование кислых почв освобождает их от засорения хвощом полевым. Гипсование солонцеватых почв также может существенно изменять количественный и видовой состав агрофитоценоза.
Взаимоотношения между культурными и сорными компонентами в значительной мере регулируются за счет биохимических взаимодействий. В процессе жизнедеятельности растений и населяющих почву живых организмов, а также при разложении их отмирающих тканей в окружающую среду выделяется широкий спектр физиологически активных органических веществ. Такой тип взаимоотношений между растениями при их совместном произрастании получил название аллелопатия, или химическое взаимодействие.
При разработке системы управления сорным компонентом агрофитоценоза существенное значение приобретает знание закономерностей химического взаимодействия растений.
Культурный и сорный компоненты агрофитоценоза, как доноры физиологически активных веществ, создают вокруг себя определенную биохимическую среду. При этом аллелопатическая активность культурных и сорных растений зависит от количества продуцируемых ими аллелопатически активных соединений и степени их лабильности, химической природы и особенностей физиолого-биохимического действия. Используя аллелопатически активные вещества или стимулируя их выделение, можно значительно усилить эффект регулирующего воздействия культурных растений на сорный компонент агрофитоценоза (Пупонин, Захаренко, 1998).
В посевах культурных растений сорняки могут наносить существенный урон урожаю за счет конкуренции за влагу, пищу, свет, снижают температуру почвы, способствуют распространению болезней и вредителей. Значительная засоренность может произойти при неблагоприятных погодных условиях, когда из-за дождей нет возможности провести послепосевные боронования. При возделывании пропашных кормовых культур следует обратить внимание на особенности ухода за посевами, в том числе приемам междурядной обработки почвы. При работе бритвенными или стрельчатыми лапами производится рыхление почвы и уничтожение сорных растений в междурядьях. К одному из приемов междурядной обработки, значительно снижающему засоренность, относится окучивание растений. Этот прием можно применять самостоятельно или, предпочтительнее, одновременно с культивацией. Для последнего не требуется приобретение окучника. К стойке бритвенной лапы можно кустарным способом и за короткое время приварить металлическую пластину, предварительно изогнутую в виде пропеллера. Установить расстановку лап можно непосредственно в полевых условиях. Малолетние сорняки, засыпанные почвой, не способны к дальнейшей вегетации и погибают (Дробышев, 2018).
Об эффективности этого приема можно судить по высоте культурных растений, цвету стебля и листьев, урожайности.
На засоренных участках цвет листа становится бледно-желтым из-за недостатка азота, стебель приобретает красноватый оттенок, характеризующий низкую обеспеченность фосфором и т.д. Как показали исследования в Смоленском и Краснощековском районах, урожайность при окучивании посевов кукурузы увеличивается на 25-30%. Проведение междурядной обработки посевов пропашных культур обеспечивает снижение гербицидной нагрузки по окружающую среду.
3.3.Традиционные и перспективные кормовые культуры на Алтае
Территория засушливых природно-экономических зон Западной Сибири хорошо освоена в аграрном отношении. Кормопроизводство в столь суровых агроклиматических условиях должно базироваться на засухоустойчивых видах и сортах зернофуражных и зернобобовых культур, однолетних и многолетних трав.
Практическая реализация ресурсного потенциала Алтайского края должна осуществляться за счет использования в кормопроизводстве широкого спектра эволюционно устойчивых к биотическим и абиотическим факторам культур. Такой подход продиктован значительным разнообразием природных условий, выраженной зональностью, неустойчивостью метеорологических факторов по годам, высокой вероятностью засушливых лет. В условиях недостатка материальных и технических ресурсов подбор надежных, высокоадаптивных культур – агрономически, экологически и экономически наиболее оправданный путь повышения эффективности кормопроизводства, стабилизации урожаев в экстремальных ситуациях, улучшение качества и сбалансированности кормов.
Если раньше в 1 кг кукурузного силоса содержалось 0,11-0,16 к.ед., то в силосе из раннеспелых гибридов — 0,20-0,24. Но при этом появляется другое качество кукурузы – низкое содержание протеина в зерне. В США эта проблема была решена в 60-70 годы прошлого столетия за счет посева этой культуры совместно с соей. Соевый шрот и мука составляют более 70% в структуре высокобелковых кормов, балансирующих углеводистые, прежде всего зерно кукурузы по протеину (Бабич, Побережная, 1988).
В настоящее время получают распространение ранне- и ультраскороспелые гибриды кукурузы и разработана так называемая зерновая технология возделывания, обеспечивающая получение початков с зерном молочно-восковой спелости и силосного сырья с содержанием сухого вещества 22-25% (Бенц, 1996, 2001).
В хозяйствах Алтайского края степной зоны с начала второго десятилетия текущего столетия вполне успешно выращивается кукуруза на зерно с урожайностью выше 8 тонн с 1 гектара (СПК «Знамя Родины» Поспелихинского района).
Одним из обязательных требований к кормовым культурам и сортам является технологичность в возделывании и семеноводстве. Нетехнологичные виды и сорта, даже с очень высокими хозяйственными параметрами, значительно уступают на этапе внедрения технологичным (Шукис, 2015).
Однолетние кормовые травы характеризуются многообразием использования и назначения. В условиях достаточного увлажнения их можно считать хорошими парозанимающими культурами. Паровое поле, занятое, например, вико-овсяной смесью, позволяет получать много прекрасного корма и создавать благоприятные почвенные условия для посева следующих культур. Нередко однолетние травы используют в качестве пожнивных и поукосных культур.
Однолетние травы отличаются коротким вегетационным периодом, что позволяет высевать их в разные сроки и обеспечивать животных зеленым кормом в течение длительного периода. Выращивание кормовых культур с коротким и длинным вегетационным периодом удлиняет сроки использования зеленых кормов в животноводстве.
Из однолетних кормовых культур в Сибири наиболее распространены овес, просо, горох (в том числе пелюшка), вика, суданская трава, ячмень, рапс. С успехом можно возделывать могар, сорго, сорго-суданковые гибриды, сурепицу, редьку масличную, мальву кормовую. Из просовидных культур наиболее урожайными являются сорго-суданковые гибриды. По урожайности они уступают кукурузе, но по сбору переваримого протеина превосходят ее.
Среди всего набора кормовых культур в условиях недостаточного увлажнения в севооборот без орошения могут быть включены наиболее засухоустойчивые: сорго, просо посевное и африканское, могар – из злаковых (мятликовых), нут, вика мохнатая – из бобовых (приложение 3).
Кормовое просо практически равноценно суданке по урожайности, выходу кормовых единиц и содержанию протеина, но превосходит ее по технологичности, универсальности использования зеленой массы и зерна, возможности использования для поукосных посевов. В настоящее время есть необходимость расширения посевов сорго, сорго-суданковых гибридов, суданки и кормового проса.
Просовидные культуры характеризуются высокой засухоустойчивостью, урожайностью, хорошим качеством зеленой массы. Они обладают неплохой отавностью, являются страховыми культурами в наиболее засушливых условиях как по почвенно-климатическим зонам, так и по годам. Одной из таких культур считается суданская трава. Она обладает мощной корневой системой, устойчива к почвенной и атмосферной засухе, способна быстро отрастать после скашивания или стравливания, отличается высокой и устойчивой урожайностью, кормовой ценностью зеленой массы и сена. В засушливых условиях суданская трава превосходит могар, просо, овсяно-бобовые смеси по выходу кормовых единиц. Посев суданской травы в смеси с бобовыми культурами (горох, вика, соя) способствует повышению качества кормов.
Среди капустных кормовых культур наиболее распространенными являются яровой рапс, сурепица, редька масличная. Это высокопродуктивные кормовые растения, зеленая масса которых обладает хорошими кормовыми достоинствами, используется для скармливания в свежем виде, а также для выпаса скота поздней осенью. Зеленая масса их богата протеином, содержит значительное количество углеводов, минеральных веществ и незначительное содержание клетчатки. Яровой рапс в поукосных посевах является наиболее продуктивной культурой из всех крестоцветных кормовых культур.
В мировом и отечественном земледелии при освоении ресурсосберегающих технологий No-till, Strip-till и Mini-till для регулирования почвенных режимов в севооборотах предусматривается ежегодное чередование культур с мочковатой и стержневой корневой системами. Такое чередование обеспечивает формирование пустот в почве и поступление в нее влаги и воздуха за счет повышенной водо- и воздухопроницаемости.
В условиях Сибири, в отличие от южных регионов России, сортимент полевых и кормовых культур весьма ограничен. Учеными Алтайского ГАУ Дробышев, 2014; Дробышев, Пугач, Пугач, 2019) предложен в качестве промежуточной культуры в севооборотах Rapbanus sativus L var. longipinnatiis Baili — сладкая редька (дайкон). При посеве в конце июля-начале августа растение не формирует стебель и соцветие, корнеплод проникает в почву на глубину до 50 см. Оставленный в почве на зиму, к весне он полностью разлагается и оставляет цилиндрические пустоты, обеспечивающие поступление в почву воздуха и воды из осадков в течение нескольких лет. Эффективность применения минеральных удобрений возрастает за счет их распределения по всему пахотному слою почвы. За счет этой культуры многолетний период освоения ресурсосберегающих технологий можно значительно сократить.
Дайкон при более ранних сроках посева (конец мая – начало июля) формирует большую надземную массу и корнеплод, обеспечивающих защиту почв от ветровой и водной эрозии, может применяться на кормовые цели, в качестве поддерживающей культуры в поливидовых смесях, кулис, сидерата.
Значительный интерес в производстве кормов представляют кормовые сорта тритикале, которые возделываются для получения зеленого корма, раннего силоса. В этих кормах на 0,5-1,0% переваримого протеина больше, чем из пшеницы и ржи (Вышегуров, Галеев, Черепанов и др., 2002). Тритикале является новым ботаническим родом, полученным путем объединения хромосомных комплексов двух родов — пшеницы и ржи и представляет собой гибрид, относящийся к имфидиплоидам.
В Западной Сибири эта культура недостаточно распространена, но селекционная работа ведется достаточно активно. Тритикале слабо поражается корневыми гнилями и как предшественник может служить санитарной культурой для других зерновых культур. Зерно не поражается твердой головней, устойчива она и к пыльной головне. Тритикале хорошо кустится, образует от трех до шести побегов. Весной она рано трогается в рост, опережая другие озимые культуры. Очень отзывчива на раннюю весеннюю подкормку азотными удобрениями.
Все перечисленные однолетние травы относятся к разным семействам с разными биологическими особенностями и агротехническими требованиями. Однако у них много общего в технологиях возделывания. Все они могут быть поукосными и пожнивными, парозанимающими культурами, иногда и сидеральными. Во многом одинаково они реагируют на системы основной и предпосевной обработки почвы, средства интенсификации. Однолетние травы отзывчивы на систему ухода за посевами и технологию заготовки кормов
Род сорговых насчитывает более 30 диких и культурных видов, представляющих пищевую, кормовую и техническую ценность. Из них наибольшее распространение получили зерновое, сахарное и веничное, или техническое, а также травянистое или суданская трава (Алабушев и др., 2003).
Зерновое сорго является прекрасной культурой для получения концентрированных кормов для животных, особенно для свиней и птиц, продуктов питания для человека, производства крахмала и спирта. Посевы зернового сорго могут использоваться на зеленый корм, сено, силос и зерносенаж. Благодаря невысокому коэффициенту транспирации (от 130 до 340), зерновое сорго и суданская трава очень экономно используют влагу на протяжении всего периода вегетации. Они отличаются высокой жаростойкостью, солевыносливостью и отавностью. Суданская трава лучше других видов адаптирована к сезонному распределению осадков. В ней много сахаров, как и других сорговых, и достаточно высокое содержание протеина (Шукис, 2013).
Просо посевное является одной из древнейших культур, возделываемых человеком. В настоящее время распространено в странах умеренного и жаркого климата. Из зерна проса получают крупу, просяную муку, крахмал, применяют в винокуренном производстве, используется в комбикормовой промышленности, хорошо силосуется, формирует высокие урожаи сочной, хорошо облиственной биомассы. По кормовой ценности просяная солома превосходит солому других хлебных злаков. Ценность проса заключается в его высокой жаростойкости, солевыносливости, способности реализовать свой биологический потенциал, в тех условиях, в которых другие культуры не могут нормально развиваться и формировать высокий урожай. Для прорастания семян проса требуется лишь 25% воды от их массы (Лысов, 1968).
Высокой засухоустойчивости проса способствует расположенная в верхнем слое почвы вторичная корневая система, которая позволяет культуре эффективно поглощать даже незначительные атмосферные осадки. На водный стресс она реагирует сворачиванием листьев и замедлением ростовых и обменных процессов. В таком состоянии растения могут находиться до 30-40 дней. При наступлении благоприятных условий их жизнедеятельность восстанавливается и урожаи часто достигают обычного уровня (Шукис, 2013).
Просо можно использовать в качестве страховой культуры при пересеве выпавших всходов многолетних трав, озимых и ранних яровых культур, а также в качестве поукосного растения и ценного компонента в поливидовых агрофитоценозах. Современные сорта проса дают урожаи зерна до 5-6 т/га, зеленой массы до 30-35 т/га, сухого вещества – до 8-10 т/га.
Для засушливых условий и на засоленных почвах может успешно возделываться могар. Он представляет интерес не только в качестве сенокосно-пастбищного использования и производства силосного и сенажного корма, но и на фуражные цели. Урожайность зерна в этих условиях может достигать 2 т/га и более. По питательности превосходит зернофураж из овса и ячменя. Из-за относительной скороспелости может использоваться в качестве страховой культуры.
Редька масличная в сравнении с другими культурами характеризуется не только высоким содержанием протеина, но и более высоким содержанием золы и зольных элементов – кальция, калия, фосфора. Содержание клетчатки в ней меньше, чем в других культурах (таблица 10). Более высокое содержание протеина редька масличная имеет при весеннем сроке посева. Эта культура по содержанию протеина превосходит кукурузу в 2,1-2,4 раза.
Перечисленные культуры характеризуются замедленным ростом в первоначальные фазы развития. Рост растений в высоту увеличивается к началу цветения основного стебля, после этого происходит наиболее интенсивный прирост до массового цветения культуры. К наиболее скороспелым культурам относятся горчица белая, редька масличная и сурепица яровая, у которых период от всходов до укосной спелости составляет около 40 дней. У рапса ярового он более продолжительный – 60-65 дней.
Таблица 10 — Урожайность кормовых культур семейства капустных (т/га) и содержание на сухое вещество (%), (Емельянов, 2003)
| Культура | Урожайность | Содержание | |||||
| зеленой массы | сухой массы | сырого протеина | сырой клетчатки | жира | золы | БЭВ | |
| Редька масличная | 18,3 | 2,60 | 13,4 | 30,6 | 2,0 | 9,4 | 37,7 |
| Рапс яровой | 13,4 | 1,50 | 14,5 | 17,3 | 2,0 | 9,9 | 47,8 |
| Горчица белая | 9,6 | 1,80 | 15,0 | 26,0 | 1,6 | 9,9 | 40,0 |
| Горчично-рапсовый гибрид | 12,3 | 1,73 | 16,4 | 26,4 | 1,2 | 9,5 | 38,9 |
| Сурепко-капустный гибрид | 14,2 | 2,01 | 16,6 | 26,8 | 2,7 | 9,6 | 37,2 |
Анализ химического состава показывает, что кормовые культуры семейства капустных имеют достаточно высокое содержание протеина. Это обстоятельство дает перспективы решения проблемы белка в животноводстве (таблица 11).
В посевах рапса необходимо предусмотреть его защиту от крестоцветных вредителей. Редька масличная имеет более крупные семена и меньше подвержена распространению насекомых, что характеризует ее как более технологичную культуру способную обеспечивать стабильный и устойчивый по годам урожай корма.
Таблица 11 — Сравнительный химический состав редьки масличной и наиболее распространенных кормовых культур для условий недостаточного увлажнения (Емельянов, 2003).
| Культура | Сухое веще-
ство, % |
Содержание в сухом веществе, % | |||||||
| про-теин | клет-
чатка |
жир | БЭВ | зола | Са | Р2 О5 | К2 О | ||
| Овес | 18,1 | 13,2 | 33,6 | 4,0 | 36,2 | 8,2 | 0,4 | 0,2 | 1,0 |
| Просо кормовое | 20,2 | 11,9 | 31,5 | 2,6 | 39,0 | 8,8 | 0,5 | 0,5 | 1,1 |
| Могар | 20,7 | 11,0 | 36,5 | 1,5 | 35,3 | 9,6 | 0,6 | 0,6 | 1,4 |
| Суданс-кая трава | 21,1 | 10,2 | 34,0 | 1,5 | 39,4 | 8,4 | 0,6 | 0,4 | 0,9 |
| Кукуруза | 14,9 | 7,9 | 30,4 | 2,3 | 45,6 | 7,8 | 0,6 | 0,5 | 0,7 |
| Редька маслич-ная | 16,4 | 18,0 | 28,1 | 2,6 | 28,7 | 15,4 | 1,7 | 0,8 | 2,4 |
| в т.ч. весеннего посева | 16,5 | 19,4 | 26,4 | 2,9 | 29,7 | 14,5 | 1,5 | 0,7 | 2,3 |
| летнего посева | 16,4 | 16,7 | 29,9 | 2,4 | 27,7 | 16,4 | 2,0 | 0,9 | 2,5 |
Ряд видов однолетних трав (вика яровая, пелюшка, чина посевная, кормовые бобы) дают высокие урожаи семян, которые содержат много белка и незаменимых аминокислот (особенно лизина).
Из зернобобовых культур для острозасушливых условий незаслуженно остается в тени нут. Это высокобелковая кормовая и продовольственная культура. По зерновой продуктивности в степных засушливых районах он превосходит горох посевной почти в полтора раза. Белосемянные сорта обладают хорошей разваримостью и высокими вкусовыми достоинствами. Темносемянные сорта представляют интерес для кормового использования в животноводстве. Как засухоустойчивое растение, имеет хорошо развитую, глубоко проникающую в почву, стержневую корневую систему. Как и все культуры этого семейства, нут в технологическом отношении важен в качестве предшественника для других культур севооборота. В первую очередь, при освоении нулевой технологии возделывания, или No-till, где предусматривается ежегодное чередование культур с мочковатой и стержневой корневой системами. Нут, в сравнении с горохом, считается более требовательным к теплу растением, Тем не менее, при +6…+80 он уже хорошо прорастает и дает полные всходы. Он не выносит семядоли на поверхность, поэтому выдерживает более глубокую заделку семян в почву при посеве. Выдерживает кратковременные весенние и осенние заморозки интенсивностью до -5…-70. Оптимальная температура во время интенсивного роста составляет +25…+300. Вегетационный период у различных форм культуры колеблется от 70 до 120 дней (Шукис, 2013).
Перспективы возделывания нута гораздо более значительны в засушливых степных районах Алтайского края. В силу большей аридности климата он не страдает здесь от израстания, с запасом укладывается в рамки безморозного периода, меньше поражается аскохитозом и корневыми гнилями (Шукис, Шукис, 2015).
Благодаря высокому содержанию белка, незаменимых аминокислот, витаминов все большее распространение в мире получает чечевица. Для России она представляет большой экономический интерес как экспортная культура, пользующаяся большим спросом за рубежом, но еще неоцененная по достоинству внутри страны. Она в сравнении с горохом является более засухоустойчивой, что указывает на возможность возделывания ее и в умеренно засушливых условиях. При соблюдении оптимальных параметров технологии возделывания чечевица в условиях лесостепи Западной Сибири формирует урожай семян до 1,6 т/га (Васякин, 2002). Сравнительно комфортно чечевица чувствует в степных засушливых климатических условиях. В технологии ее выращивания особая роль отводится системе защиты посевов от сорняков. По своей биологии чечевица первые 4-5 недель после посева растет очень медленно и угнетается сорняками. Важным условием для формирования чистых посевов является подбор предшественников с очищающим почву от семян и вегетативных органов размножения сорняков эффектом.
Для преодоления вредных последствий засухи помимо мелиоративных мероприятий большое значение имеет подбор засухоустойчивых форм растений. Особенно остро эта проблема стоит в кормопроизводстве, т.к. более половины природных сенокосов и пастбищ нашей находится в засушливой зоне. В настоящее время здесь можно встретить лишь 5-6 видов многолетних кормовых культур. Между тем расширение видового состава засухоустойчивых кормовых растений, а также масштабов их селекции играет важную роль в освоении аридных территорий.
Все разнообразие видов и родов растений разделено Н.И. Вавиловым на три группы: наиболее засухоустойчивые, промежуточные и наименее засухоустойчивые. К первой группе он отнес такие кормовые культуры, как житняк, буркун (серповидная люцерна), донник и типчак (овсяница овечья). Во вторую группу, промежуточную, вошли костер безостый, эспарцет, люцерна, пырей собачий и пырей американский. Генофонд засухоустойчивых растений в отделе кормовых культур ВИР насчитывает свыше 3 тыс. образцов, в т.ч. аридных — около 500.
Среди многолетних злаковых трав наиболее полно реализуют агроклиматический потенциал умеренно-засушливых условий Алтайского края кострец безостый, пырей сизый, житняки, ломкоколосник ситниковый. Из бобовых многолетних трав большую ценность представляют люцерна синегибридная и желтогибридная, эспарцет песчаный, донник белый и желтый. С позиции биологизации земледелия эти культуры в севооборотах могут служить хорошими предшественниками при чередовании с зерновыми. Соблюдение основных правил при проектировании и освоении севооборотов позволяет значительно повысить урожайность перечисленных культур, качество продукции и продуктивность пашни в целом.
При формировании травосмесей нужно помнить, что большинство многолетних злаковых трав более долговечны, чем многолетние бобовые травы. Злаковые компоненты злаково-бобовых травостоев даже на орошении в большинстве случаев менее урожайны, чем бобовые. Однако их включение в травосмеси необходимо для обеспечения более устойчивых урожаев по годам использования, создания разнообразия кормов и воспроизводства плодородия почвы.
Большое значение многолетние травы в кормопроизводстве обусловлено рядом факторов.
Во-первых, они способны давать корм сельскохозяйственным животным с ранней весны до глубокой осени. Все виды многолетних трав, выращиваемых в полевых и кормовых севооборотах, начинают интенсивный рост при среднесуточной температуре воздуха около 50С, то есть примерно через две недели после таяния снега и заканчивают интенсивный рост при такой же температуре поздней осенью. Длительный период произрастания многолетних трав позволяет использовать их для производства сенажа, силоса, сена, брикетов, гранул и травяной муки, а также в качестве пастбищных культур.
Во-вторых, зеленая масса и сено многолетних трав характеризуются высокими кормовыми достоинствами. Травяная мука, гранулы и брикеты, приготовленные из зеленой массы многолетних культур, по питательности приравниваются к зерну овса.
В-третьих, многолетние травы являются мощным средством защиты почвы от ветровой и водной эрозии. Они выполняют не только важную противоэрозионную, но и фитомелиоративную и фитосанитарную роли.
В-четвертых, многолетние травы предотвращают вымывание питательных веществ за пределы корнеобитаемого слоя.
В-пятых, многолетние травы способствуют значительному накоплению гумуса в почве, который улучшает ее свойства. Чем больше содержится в почве гумуса, тем ниже ее теплопроводность и выше теплоемкость. Это обстоятельство имеет особое значение в условиях континентального климата в качестве средства, смягчающего губительное действие отрицательных температур на многолетние травы и озимые культуры в зимний период.
При повышенном содержании гумуса в почве снижается физическое испарение из нее влаги, культурные растения более продуктивно используют ее на формирование урожая. Гумус является источником питательных веществ необходимых для растений, способствует интенсивному развитию полезной почвенной микрофлоры.
Следует помнить, что многолетние травы могут способствовать установлению положительного баланса гумуса в почве лишь при условии формирования высокого урожая сена или зеленой массы. При низкой урожайности многолетние травы не оправдывают надежд на повышение плодородия почвы из-за слабо развитой корневой системы.
В-шестых, бобовые многолетние травы способны обогащать почву азотом. По этой причине посевы последующих культур после них отличаются более высокой урожайностью и качеством, чем посевы на старопахотных участках. Положительное влияние многолетних трав прослеживается в течение двух-трех лет. Это свойство необходимо учитывать при сравнительной оценке культур в качестве предшественника в севообороте.
Под многолетние травы необходимо выделять более плодородные, умеренно увлажненные, хорошо прогреваемые почвы, по возможности чистые от сорняков.
На полях, занятых многолетними травами, предпочтительно увеличивать удельный вес бобовых трав и злаково-бобовых травосмесей. Среди многолетних бобовых трав наиболее ценной является люцерна с ее важным элементом как многоукосность, особенно на поливе. Положительными характеристиками люцерны являются также раннее формирование зеленой массы, продуктивное долголетие, кормовая полноценность, отличная поедаемость и универсальность использования.
Большой интерес при заготовке грубых и сочных кормов представляет возделывание нетрадиционных силосных кормовых культур: маралий корень, горцы Вейриха и забайкальский, сильфия пронзеннолистная, гибридный кормовой щавель, топинамбур, козлятник восточный и др. Их можно применять в качестве источников зеленого корма, силосного и сенажного сырья, а также добавок к традиционным силосуемым кормам. Корм из козлятника отличается высокой питательной ценностью: концентрацией обменной энергии 9-10 мДж/кг сухого вещества, до 200 г переваримого протеина на 1 кормовую единицу, высоким содержанием аминокислот, в том числе незаменимых. Урожайность зеленой массы козлятника восточного может составлять 20-30 т/га, сена – до 7 т/га. При уборке на сено практически не происходит потерь наиболее ценной части растений – листьев. Козлятник восточный характеризуется устойчивым семеноводством. Его семена не осыпаются, так как бобы при созревании не растрескиваются (Вышегуров, Галеев, Черепанов и др., 2002).
3.4.Поливидовые посевы кормовых культур
Возделывание различных культур в смешанных посевах известно еще до нашей эры. При посеве семян одного вида трав, создаются одновидовые, или чистые посевы трав, посевы смеси семян разных видов и сортов кормовых культур – смешанные посевы, или кормосмеси.
В развитых странах (США, Канада, ФРГ) с высоким уровнем интенсификации с последнего десятилетия прошлого века стал возрастать интерес к поливидовой культуре. В ней планируется переход на так называемое «многокультурное» использование пашни с возделыванием двух и более культур, включением в севооборот промежуточных, полосных, смешанных и др. посевов (Jedel, Helm, 1993). Широко применяются смешанные посевы растений и в странах Юго-Восточной Азии (Akkart, Shamsudin et al, 1993).
Одной из важных задач при выборе видов, сортов и их компонентов кормовых культур в смешанных посевах является активизация не только продуктивных, но и средообразующих и ресурсовозобновляющих функций этих растений. Они должны формировать, наряду с высоким урожаем вегетативной массы, мощную, хорошо развитую глубоко проникающую корневую систему, являющуюся одним из главных источников пополнения органического вещества в почве. В зависимости от принадлежности к виду они должны обладать противоэрозионными и фитомелиоративными свойствами, способностью к азотфиксации, выполнять фитосанитарную роль, регулировать физические свойства почвы, усваивать за счет высокоактивной корневой системы труднодоступные питательные вещества.
Выбор между одновидовыми и поливидовыми посевами – это выбор между количеством и качеством. Успех возделывания последних в значительной степени определяется способом размещения компонентов. Исследования показали, что продуктивность смеси гороха с подсолнечником при размещении компонентов в общих рядках и при одновременном посеве снизилась на 0,5т/га к.е. или на 18%, но выход протеина увеличился на 20%. Посев гороха после междурядной обработки подсолнечника повысил сбор кормовых единиц относительно контроля на 10-13%, переваримого протеина – на 36-55%, белковую обеспеченность к.ед. – на 25-38%.
Большое влияние на продуктивность, протеиновую питательность и влажность кормовой массы оказывает соотношение норм высева компонентов (таблица 12). Увеличение доли подсолнечника в посевной норме повышает сбор зеленой и сухой массы на 61 и 40%, влажность сырья при этом возрастает на 4 абсолютных процента, протеиновая обеспеченность 1 к.ед. снижается на 20%.
Обычно при составлении смесей ограничиваются двумя-четырьмя компонентами. При этом значительные площади занимают бобово-злаковые смеси. Преимущественно они представлены смесями гороха с овсом или ячменем, вики с овсом. Злаково-бобовые смеси лучше используют плодородие почвы, влагу, тепло и свет, более устойчивы к вредителям и болезням, отличаются высокими кормовыми достоинствами. Неплохие результаты могут быть получены при бинарном возделывании кукурузы с кормовыми бобами, соей и другими зернобобовыми при совместном широкорядном способе посева или чередованием полос этих культур.
Таблица 12 – Урожайность и питательность зеленой массы в зависимости от соотношения компонентов и нормы высева смешанных посевов (средняя за 7 лет)
| Норма высева в смеси ячмень+
горох+ подсолнеч-ник, млн. шт./га |
Сбор, т/га | Влаж-
ность зеленой массы, % |
Содержится в 1 кг зеленой массы | Пере-вари-мого проте-ина, г/к.ед. | ||
| зеле-
ной мас-сы |
сухо-го веще-
ства |
кормо-
вых еди- ниц, кг |
пере-вари-мого проте-
ина, г |
|||
| 3,0+0,6+0,3 | 15,8 | 4,90 | 69 | 0,26 | 30,7 | 118 |
| 2,5+0,6+0,4 | 18,6 | 5,58 | 70 | 0,25 | 27,5 | 110 |
| 2,0+0,6+0,5 | 24,5 | 7,11 | 71 | 0,23 | 23,5 | 102 |
| 1,5+0,6+0,6 | 25,4 | 6,86 | 73 | 0,23 | 21,9 | 95 |
НСР 05, т/га 0,49
Уменьшение удельного веса бобового компонента в общей норме высева (таблица 13) снижает сбор протеина на 16-22% и белковую обеспеченность корма на 15-26%, при этом общая продуктивность смесей существенно не меняется.
Таким образом, изменяя способ размещения компонентов в посеве и их соотношение в норме высева, можно регулировать не только продуктивность смесей, но и достоинства и технологические свойства кормовой массы.
В кормлении сельскохозяйственных животных вполне обоснованным является переход от многокомпонентных рационов к полнорационным кормовым смесям. Большой набор видов однокомпонентных кормов усложняет технологии их заготовки, транспортировки, подготовки к скармливанию и раздачи. Для получения кормов, сбалансированных по белку, каротину и другим питательным веществам, рекомендуется увеличить площади под смешанные посевы зернофуражных и бобовых культур. Это может способствовать повышению урожайности на 25-45% по сравнению с чистыми посевами зернофуражных культур. Поливидовые посевы с включением бобового компонента (гороха или вики) обеспечивают улучшение качественных показателей кормов – содержание переваримого протеина повышается до 129-154 г на 1 кормовую единицу.
Таблица 13 — Продуктивность и протеиновая обеспеченность бобово-овсяных смесей при разных нормах высева (средняя за 6 лет)
| Норма высева,
кг/га |
Сбор вико-овсяной
смеси, т/га |
Пере-вари-мого проте-ина, г/к.ед. | Сбор горохо-
овсяной смеси, т/га |
Пере-вари-мого проте-ина, г/к.ед. | |||
| общая | в т.ч.
зерно-бобовых |
к.ед. | ПП | к.ед. | ПП | ||
| 180 | 135 | 5,63 | 0,73 | 130 | 5,98 | 0,70 | 117 |
| 180 | 90 | 5,85 | 0,69 | 118 | 5,80 | 0,62 | 107 |
| 180 | 45 | 5,95 | 0,57 | 96 | 5,87 | 0,59 | 100 |
| 180 | — | 5,88 | 0,49 | 84 | 5,88 | 0,59 | 83 |
НСР05, т/га для норм высева 0,31 0,03
для смесей 0,44 0,04
В последние десятилетия большое распространение получил зерносенаж, обеспечивающий оптимальное соотношение энергии, содержание сухого вещества, фосфора, кальция, сахаров и переваримого протеина.
На большинстве кормовых угодий травосмеси дают более высокие и стабильные урожаи по сравнению с чистыми посевами. Это обусловлено комплексностью почвенного покрова, значительными изменениями других экологических факторов на небольшом пространстве, нестабильностью погодных условий по годам. Преимущество смесей трав, в сравнении с одновидовыми посевами, обуславливаются различиями в морфологический и биологических свойствах. Поскольку травосмеси состоят, как правило, из растений с разными биологическими и экологическими свойствами, неблагоприятные факторы среды не приводят к снижению продуктивности всех растений в травостое в одинаковой степени. В смешанных посевах из нескольких растений более полно используются факторы их жизни: свет, влага, питательнее вещества, солнечная энергия. При совместном посеве бобовых и злаковых трав боле полно используется плодородие различных слоев почвы за счет ярусного распределения корневой системы и избирательного поглощения биологического и минерального азота, доступных и труднодоступных соединений других элементов питания.
При составлении травосмесей необходимо учитывать требования трав к условиям среды (водному, воздушному, пищевому, тепловому, световому режимам, метеорологическим условиям, реакции почвенного раствора), биологическим особенностям видов (долголетие, способ возобновления и размножения, тип кущения, интенсивность роста и отрастания, сроки цветения, высота растений), хозяйственным качествам (возможный уровень продуктивности по годам жизни, питательная ценность и поедаемость), устойчивость к инфекциям болезней и вредителям, влияние на плодородие почвы.
Видовой состав, соотношение компонентов в смесях, место их в севообороте, регулирование травостоя с учетом его сезонной и по годам изменчивости в различных почвенно-климатических условиях имеют свои особенности. По этой причине не может быть единого подхода к составлению травосмесей в пределах даже одного региона.
Среди однолетних кормовых трав имеются виды с медленным ростом в начальный период вегетации и довольно высокой теневыносливостью. Эти биологические особенности учитываются при посеве многокомпонентных смесей. Например, посев овса с викой яровой и суданской травой. При таком сочетании в первом укосе зеленая масса представлена преимущественно овсом и викой, а в последующих укосах – суданской травой.
К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал по подбору травосмесей многолетних и однолетних кормовых культур на зеленый корм, сенаж, зерносенаж, на сено.
Исследования и производственный опыт возделывания поливидовых смесей при новых технологиях закладки и хранения кормов (сенаж, зерносенаж) указывают на высокую эффективность по сравнению с традиционными технологиями выращивания одновидовых посевов. Рост выхода продукции достигает 45-50%, а затраты при прямом комбайнировании смесей, достигающих на корню средней влажности сенажной массы 65-70%, снижаются в 1,5-2,0 раза.
Корма, получаемые из научно-обоснованных поливидовых смесей отличаются высокой сбалансированностью по белку, аминокислотам, витаминам, микроэлементам.
Исследования, проведенные в условиях Алтайского Приобья Е.Р. Шукис (2013), показали (таблица 14), что наилучший результат может быть получен от посева многокомпонентной бобово-крестоцветно-злаковой смеси, включающей как ранние, так и поздние яровые злаки.
Таблица 14 — Урожайность и качество кормовой смеси однолетних культур в чистых и смешанных посевах
| Культура, фитоценоз | Урожайность,
т/га |
Сырой протеин, % | Сбор корм.ед., т/га | Сбор переваримого
протеина, т/га |
Содержание перева-римого протеина
в 1 к. ед., г |
|
| Зеленая масса | сухое вещество | |||||
| Горох полевой | 16,3 | 3,89 | 18,8 | 2,74 | 0,56 | 204 |
| Вика посевная | 15,1 | 3,57 | 22,0 | 2,50 | 0,59 | 236 |
| Рапс | 23,4 | 4,51 | 23,9 | 3,14 | 0,86 | 274 |
| Овес | 17,4 | 5,13 | 13,8 | 3,46 | 0,53 | 153 |
| Просо посевное | 21,2 | 5,95 | 13,3 | 4,01 | 0,48 | 120 |
| Суданская трава | 23,6 | 6,21 | 13,9 | 4,21 | 0,52 | 124 |
| Горох полевой + овес | 17,6 | 4,68 | 15,6 | 3,23 | 0,54 | 167 |
| Вика посевная + овес | 17,0 | 4,50 | 16,9 | 3,11 | 0,55 | 177 |
| Рапс + овес | 21,0 | 5,48 | 17,5 | 3,76 | 0,71 | 189 |
| Горох полевой + просо посевное | 19,7 | 5,25 | 15,3 | 3,62 | 0,52 | 144 |
| Вика посевная + просо посевное | 20,0 | 5,33 | 16,4 | 3,65 | 0,57 | 156 |
| Рапс + просо посевное | 22,9 | 5,86 | 17,0 | 3,98 | 0,64 | 161 |
| Горох полевой + суданская трава | 20,5 | 5,49 | 15,1 | 3,73 | 0,59 | 158 |
| Вика посевная + суданская трава | 20,0 | 5,43 | 16,8 | 3,62 | 0,62 | 171 |
| Рапс + суданская трава | 22,9 | 5,80 | 17,2 | 3,92 | 0,70 | 179 |
| НСР, 05 | 0,82 | |||||
Важнейшей задачей в кормопроизводстве является правильный подбор компонентов, их сочетание и соотношение. В течение последних двух десятилетий на Алтае в полевых опытах изучены, а в производственных условиях проверены и показали высокую эффективность четырехкомпонентные смеси ранних сроков посева на сенаж и зерносенаж из яровой пшеницы, овса, ячменя и гороха. При этом увеличение удельного веса ячменя и гороха обеспечивает дружное созревание сенажной массы на корм и более раннюю ее уборку.
Традиционный злаково-бобовый агрофитоценоз с участием ранних яровых злаков уступает по выходу сухого вещества и кормовым единицам многокомпонентным крестоцветно-злаковым смесям. В СПК «Алей» Третьяковского района Алтайского края смесь рапса, редьки масличной, горчицы, проса посевного и африканского, могара и суданской травы обеспечила получение 7,68 т/га кормовых единиц, а бобово-злаковая смесь с участием гороха, вики, овса, ячменя и пшеницы только 5,54 т/га.
Весомым аргументом в пользу крестоцветно-злаковых агроценозов является значительно более низкая стоимость гектарной нормы высева семян.
Кормовые севообороты необходимо максимально насыщать бобовыми и бобово-злаковыми смесями, а также капустными культурами, обладающими средообразующими функциями. Как показывают исследования А.П. Дробышева, Д.А. Пугач и Е.Д. Пугач (2019) среди последних научный и практический интерес представляет дайкон или редька сладкая (Rapbanus sativus l.). Она обладает достаточно высокой урожайностью надземной массы и мощным корнеплодом, который при оставлении в почве разлагается, формирует большие пустоты глубиной до 45 см и диаметром около 5 см. Через эти пустоты при весеннем снеготаянии снеговая вода не скатывается вниз по склону, а проникает глубоко в почву. При внесении удобрений они легко распределяются по всему пахотному слою, в отличие от мелких и поверхностных обработок почвы.
Часто продуктивность сложного агрофитоценоза за счет синергизма бывает выше урожайности его компонентов в чистом виде. Это можно объяснить более рациональным использованием культурами жизненного пространства. Злаковые культуры, соседствуя с бобовыми, значительно снижают полегание последних. Бобовые, находясь в вертикальном положении, лучше поглощают солнечную энергию и повышают процесс фотосинтеза, меньше подвержены болезням. Крестоцветные культуры (рапс и горчица) являются хорошими поддерживающими культурами. За счет разных типов корневой системы кормовые культуры осваивают разные горизонты почвенного профиля и эффективнее используют почвенную влагу и элементы питания. Для освоения энергоресурсосберегающих технологий в кормопроизводстве эта особенность имеет очень важное значение. Технически и технологически бобово-крестоцветно-злаковые смеси сложнее при формировании посевного материала и уходу за посевами, но значительно окупаются нормой высева семян, высокой урожайностью с низкой себестоимостью и качеством производимых кормов.
Возделывание кукурузы с уплотнениями зернофуражными культурами повышает величину чистого дохода с каждого гектара в 1,5-2,0 раза. Смешанное и подпокровное уплотнение посевов кукурузы – один из надежных путей интенсификации кормопроизводства.
Комбинируя соотношения компонентов, необходимо учитывать качественное и количественное влияние одного вида культурных растений на другой. Оно обусловлено не только воздействием внешней среды, но и возрастным и стадийным состоянием взаимовлияющих видов и времени вегетационного периода. В зависимости от этого могут наблюдаться следующие формы влияния: усиление стимуляции, постоянная стимуляция, ослабление стимуляции, переход стимуляции в отсутствие влияния, переход стимуляции в угнетение, усиление угнетения, постоянное угнетение, ослабление угнетения, переход угнетения в отсутствие влияния, переход угнетения в стимуляцию, отсутствие влияния, переход отсутствия влияния в угнетение, переход отсутствия влияния в стимуляцию. По этой причине эффективность смешанных посевов во многом определяется биологической совместимостью компонентов в них, которая может быть установлена экспериментальным путем.
Поливидовые (смешанные) посевы имеют значительные преимущества по урожайности по сравнению с монокультурой. Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений в период вегетации показывают на незначительные различия в продолжительности межфазных периодов растений в чистых посевах и в поливидовых смесях. Высота зернового компонента определяется нормой высева и метеорологическими условиями вегетационного периода. Рост ячменя и овса прекращается к наступлению фазы молочной спелости зерна. В смешанных посевах эти культуры имеют более высокие параметры по высоте, но меньше по массе и кустистости вследствие большей загущенности и затенения растений. Максимальное накопление растениями сырой и сухой массы, сбора кормовых единиц и переваримого протеина отмечается в фазе молочно-восковой спелости.
В зависимости от сроков уборки меняется и химический состав зернофуражных культур. Самое высокое содержание протеина в вегетативной массе отмечается также в фазе молочно-восковой спелости. При включении гороха в состав смеси максимальное содержание протеина находится в период его цветения, когда он формирует наибольшую массу. В отличие от гороха вика посевная, как более поздняя культура, обеспечивает максимальный выход протеина ко времени наступления полной спелости у зернофуражного компонента. Содержание клетчатки и зольных элементов выше в более поздние фазы развития растений, а безазотистых экстративных веществ – уменьшается.
Примерные смеси культур в поливидовых посевах: 1).Горох + вика + овес + ячмень + пшеница (приложение 3); 2).Бобы + позднеспелые сорта гороха 3:1; 3).Вика озимая + озимые зерновые; 4).Рапс + просо посевное; 5).Рапс + овес; 6).Рапс + суданская трава; и др. Наивысшая продуктивность поливидовых агрофитоценозов формируется в бобово-капустно-злаковых смесях.
Поздневесенние посевы поливидовых смесей на зеленый корм и сенаж допускает сочетание культур как зерновых смесей (яровая пшеница, овес, ячмень, кормовой горох или вика), так и однолетних трав (просо, суданская трава, могар, вика, амарант и др.).
Значительный интерес для внедрения в производство представляет один из видов уплотнения – подпокровные посевы. Посев уплотняющих культур проводится в конце июня в междурядьях после двух боронований кукурузы в фазе 3-5 листа и культивации или поперек рядков. В период до посева уплотняющих культур проводится полный комплекс мероприятий по уничтожению сорной растительности. Растения кукурузы до появления всходов подсеваемых культур образуют развитую корневую систему, формируют надземную массу, не уступающую массе растений кукурузы в монокультуре.
Подсеваемые культуры в конце июня хорошо используют вегетационные осадки второй половины лета – июль и август. Такие посевы дают значительные прибавки урожая зеленой массы, сбора кормовых и протеиновых единиц (Самаров, 2008).
Посев зернофуражных и капустных культур возможен как самостоятельными проходами посевных агрегатов по всей посевной площади так и смесями их семян. Последнее вполне возможно при посеве зернофуражных культур с редькой масличной, семена которой достаточно крупные и обеспечивают дружные всходы с глубины 4-5 см, имеющем относительно высокие запасы влаги в посевном слое почвы. Для посева мелкосемянных и зернофуражных культур приемлем только раздельный способ посева. Заслуживает внимания полосной посев кормовых культур, когда одним проходом посевного агрегата высевается одна культура, а проходом другого агрегата – другая. Например, кукуруза и зернобобовые (бобы, горох и др.), зернофуражные и капустные культуры. Компоненты высеваются полосами. Размер полос и соотношение культур регулируются числом проходов посевных агрегатов. Недостаток приема заключается в ограничении технологий по уходу за посевами, когда нельзя применить химические меры защиты от вредных организмов: сорняков, вредителей и болезней культур.
Из многолетних кормовых культур важно создать агроценозы, сохраняющие продуктивное долголетие и необходимое соотношение бобовых и злаковых компонентов в травосмесях, их высокую питательную ценность. Так, например, люцерно-злаковые травосмеси содержат в 1 кг корма на 15-25 энергетических единиц больше по сравнению с чистой люцерной, корм лучше поедается скотом, имеет низкое содержание сапонинов и экстрагенных веществ. При этом сформированная дернина в верхнем слое почвы более устойчива к разрушению. Посев люцерны в смеси со злаковыми травами снижает вероятность заболевания скота тимпанитом. Кроме того, при использовании травостоя из злаково-бобовых смесей для выпаса животных нередко дает больше кормовых единиц и белка с гектара, чем посевы люцерны в чистом виде.
На пахотных землях, требующих высокоэффективных мероприятий по защите почвенного покрова от дальнейшего разрушения и опустынивания, необходимо использовать возделывание многолетних злаково-бобовых смесей в течение 4-5 лет и более в зависимости от состояния травостоя. Как показали наблюдения в хозяйствах Угловского района, даже в засушливых условиях достаточно эффективной для этих целей является смесь люцерны и костреца с дополнительным включением отличающихся засухоустойчивостью донника и эспарцета. При использовании выводного поля в полевых севооборотах на более длительный срок рекомендуется в качестве дополнительных компонентов в эту смесь включать житняк и ломкоколосник ситниковый. Высеваемые растения должны соответствовать по своим биологическим и экологическим свойствам условиям местообитания; способу использования травостоя (укосный, пастбищный, комбинированный); частоте использования; планируемым уровню продуктивности и продолжительности использования травостоя; уровню агротехники (окультуренность почвы, орошение, удобрение); виду получаемого корма и способу его использования; месту травостоя в зеленом, пастбищном и сырьевом конвейерах.
Выбирают виды трав из числа высеваемых в зоне расположения хозяйства, используя семена допущенных к использованию сортов, желательно выращенные в этой же местности. При необходимости расширяют видовой и сортовой состав трав. При выборе компонентов травосмеси учитывают видовой состав травостоев на кормовых угодьях, сходных с подлежащим улучшению участком.
На засоленных почвах высевают донники, житняки, ломкоколосник ситниковый, пырейник сибирский, прутняк. Несколько меньшее засоление выносят люцерна, эспарцет песчаный, лядвенец рогатый, пырей бескорневищный. На слабозасоленных почвах могут произрастать эспарцет виколистный, клевер (луговой, гибридный и ползучий), ежа сборная, тимофеевка луговая, райграсы. Для солонцов с плохими агротехническими характеристиками больше других подходят донники, житняки, ломкоколосник ситниковый, прутняк, люцерна.
На местообитаниях с неэкстремальными условиями высокие урожаи могут давать многие виды трав, поэтому следует учитывать и другие принципы составления травосмесей.
В пастбищные травосмеси следует включать растения, формирующие густые травостои, образующие прочную дернину, имеющие приземистую форму роста, обладающие повышенной отавностью и устойчивостью к частому использованию. В наибольшей степени этим требованиям отвечают низовые растения, но наряду с ними в состав пастбищных травостоев для повышения продуктивности включают верховые и полуверховые растения.
На сенокосах желательно выращивать образующие много генеративных и удлиненных вегетативных побегов, характеризующиеся устойчивостью к полеганию растения. Кормовая масса этих растений должна хорошо высыхать. В оптимальных условиях растения на сенокосах должны обеспечивать максимальную продуктивность при 2-3-укосном использовании. Указанным требованиям в наибольшей степени отвечают верховые и полуверховые растения. Для повышения устойчивости дернины к воздействию ходовых частей уборочных машин в состав сенокосных травосмесей включают иногда и низовые растения (мятлик луговой, овсяницу красную, клевер ползучий).
В состав травостоев комбинированного использования обычно включают злаковые и бобовые растения разных биологических групп.
С учетом длительности использования травостоев различают травосмеси краткосрочные (1-3 года), среднего долголетия (4-6 лет) и долголетние (более 6 лет). В травосмеси краткосрочные и среднего долголетия со сроком использования до 4-5 лет включают бобовые и рыхлокустовые злаковые травы, а в травосмеси более длительного использования – и корневищные травы. Доля малолетних быстроразвивающихся трав в долголетних смесях должна быть небольшой. В противном случае они будут угнетать медленнее развивающиеся долголетние виды и, оставляя после отмирания лишенные растительного покрова места, способствовать внедрению в травостои сорняков.
Если есть возможность вносить азотные удобрения (на сенокосах до 90-120 кг азота, на пастбищах до 150-180 кг азота на 1 га), в травостоях должны преобладать злаки. При меньшем уровне азотного удобрения следует ориентироваться на бобово-злаковые и злаково-бобовые травосмеси. Чистые бобовые травостои, как правило, создавать нецелесообразно (даже при отсутствии азотного удобрения), поскольку из-за плохого высыхания из них трудно заготовить сено, а из-за пониженного содержания сахаров – силос.
При организации сырьевого и зеленого конвейеров на разных участках кормовых угодий закладывают травостои с разными сроками наступления укосной спелости. В раннеспелых травостоях доминантами могут быть ежа сборная, лисохвост луговой; в среднеспелых – овсяница луговая и тростниковая, кострец безостый, мятлик луговой, клевер (раннеспелый луговой, ползучий, гибридный), люцерна гибридная, райграс пастбищный, двукисточник тростниковый; в позднеспелых – тимофеевка луговая, полевица гигантская, клевер луговой позднеспелый. Основным компонентом в травосмеси должен быть тот вид, который в наибольшей степени соответствует принципам составления травосмесей в конкретном случае.
Травяной корм должен максимально удовлетворять потребности различных видов и возрастных групп животных. Оптимальным в этом отношении является корм, полученный со смешанных травостоев. Травосмеси лучше приспособлены к почвенно-климатическим условиям, более продуктивно используют почвенное плодородие, солнечную радиацию, в большинстве случаев дают более высокие урожаи, чем одновидовые посевы.
В сухостепной зоне набор культур в агроценозах длительного срока использования должен предусматривать включение трав степного экотипа, прежде всего житняка, пырейников, мятлика. Целесообразно добавлять в травосмесь в качестве компонента кострец безостый. Не смотря на более высокую потребность во влаге, он отличается высокой продуктивностью и устойчивостью в посевах. В сочетании с люцерной, донником и эспарцетом они дают хороший урожай и травостой, пригодный для сенокоса. В следующие годы бобовый компонент обеспечивает злаковые травы доступным азотом, что способствует более длительному сроку существования агроценоза, повышает их продуктивность в целом и увеличивает поступление органического вещества в пахотный слой почвы, формируя устойчивую к выпасам дернину. В условиях сухой степи вполне заслуживает внимание летний беспокровный посев многолетних трав, когда в течение первой половины лета почва обрабатывается по паровой технологии, а в начале второй половины, когда, по многолетним данным, начинается выпадение осадков и увлажняется верхний слой почвы, производится посев многолетних трав.
Вполне обоснована технология омоложения травостоя за счет периодической (один раз в два-три года) уборки трав на семена с оставлением в виде кулис неубранных узких полос. Из этих полос растения вместе с семенами разбрасываются измельчителями равномерно по всей площади, заделываются в почву лущильниками с предварительным внесением разбрасывателями минеральных удобрений.
В качестве примера технологии эффективного производства кормов и ее влияние на показатели работы хозяйства может служить ее освоение в АО «Учхоз «Пригородное». Это хозяйство освоило посев поливидовых смесей на зеленый корм, сено и сенаж. Уборку смесей стали вести по мере подрастания и созревания кормовых культур: в начальный период – на зеленый корм, затем – на травяной силос, а при влажности укосной массы 65-75% — на сенаж. Уборка ведется прямым комбайнированием и транспортным средством доставляется к месту закладки в траншею.
Эти технологии позволили резко сократить затраты на обработку почвы, заготовку и приготовление кормов, повысить надои. Дополнительно: при посеве зерновых культур после травосмесей за счет положительного влияния последних на плодородие почвы увеличить урожайность зерновых. Урожайность кормовых культур по зеленой массе обеспечила прибавку на 9,9 т/га, надои на 1 фуражную корову поднялись на 1711 кг в год, сократился расход электроэнергии по хозяйству на 63,7 % (Яшутин, Дробышев, 2004).
Организация зеленого конвейера. Зеленый конвейер – это организация бесперебойного снабжения животных зеленым кормом в течение всего периода их содержания в размерах, полностью удовлетворяющих потребности скота.
Белок зеленой массы растений содержит все аминокислоты, в нем в 10 раз больше каротина, чем в сене, и в 2 раза больше, чем в картофеле и корнеплодах. Зеленый корм наиболее дешевый (в 1,5-2 раза).
Требования к зеленому конвейеру – дать стабильно высокий урожай зеленой массы. Основные культуры зеленого конвейера: многолетние травы (люцерна, клевер, донник, эспарцет, тимофеевка луговая, ежа сборная, кострец безостый, овсяница луговая, житняк и др.); однолетние травы (озимые культуры, ранние яровые, поздние яровые и пропашные; ранние яровые (вика яровая, горох, люпин, рапс, райграс однолетний, горчица, яровые хлеба). Они бывают готовыми к использованию через 40-50 дней и их используют 15-18 дней. Сеют в 3-5 сроков через 20-25 дней (лесостепная зона). В степной зоне яровые сеют в 1-2 срока и используют в конце мая – в июне. Яровые позднего посева (суданка, сорго, кукуруза, могар, просо) высевают в июне-июле. Они дают 2-3 отавы. Но могар и просо плохо отрастают и бывают готовыми к использованию через 55-65 дней. Их сеют в 2-3 срока. Суданку можно сеять пожнивно, ее можно использовать до конца вегетацинного периода.
Пропашные культуры в зеленый конвейер включают и используют в сентябре (кормовая свекла, кормовая капуста, тыква, топинамбур и др.).
Зеленый конвейер бывает 3 типов:
1) естественный – используют только природные пастбища и сенокосы;
2) искусственный – используют сеяные многолетние и однолетние травы, кормовые культуры;
3) смешанный, или комбинированный – используют естественные и культурные пастбища, а также полевые кормовые культуры.
Силосование – важный способ консервирования кормов молочной кислотой, образующейся в процессе молочно-кислого брожения сахаров в анаэробных условиях. Силос – это сочный, дешевый, но малобелковый кислый корм, хорошо поедаемый животными. Он способствует лучшему усвоению грубых кормов. Качество силоса зависит от степени силосуемости и измельчения зеленой массы, сроков уборки и продолжительности периода закладки его в траншею, а также от тщательности трамбовки и герметичности укрытия.
Показателем силосуемости может служить отношение содержания в сухом веществе протеина к сахару: если оно больше 0,6, то корм силосуется плохо. Легко силосуются зеленая масса кукурузы, злаковых трав, подсолнечника. Трудно силосуются бобовые травы, амарант. Не силосуются люцерна, ботва картофеля, тыквы, томаты. Для заготовки силоса из кукурузы и сорго эти культуры убирают в молочной, молочно-восковой спелости. Злаковые травы – в конце выхода в трубку – начале колошения. Однолетние бобовые и бобово-злаковые травосмеси скашивают в фазе восковой спелости семян бобовых. Подсолнечник – до начала цветения. На качество силоса влияет степень измельчения силосной массы, которая зависит от влажности.
Оптимальная влажность зеленой массы для силосования – от 65 до 75%. При большей влажности выделяется много сока, с которым теряются водорастворимые питательные вещества. При влажности растительной массы ниже 70% силос хорошо сохраняется и потери питательных веществ незначительны (не более 10%). После закладки силоса в траншеи его тщательно трамбуют.
При недостаточном уплотнении потери питательных веществ резко возрастают из-за самосогревания и развития гнилостных процессов. Растительную массу, имеющую влажность 65% и меньше, надо сильно измельчать (до 2-3 см) и лучше трамбовать. Уплотняют силосную массу гусеничными или колесными тракторами.
Хорошее и быстрое уплотнение обеспечивает оптимальную температуру при хранении силоса (не более 450С). Одно из обязательных условий получения хорошего силоса – питательная герметизация корма в процессе закладки и хранения. Сверху массу укрывают полиэтиленовой пленкой, на нее укладывают тюки соломы и засыпают землей. В силосной массе происходят сложные микробиологические и биохимические процессы. Содержание в силосе молочной кислоты должно быть равным от 3 до 5,5%, а уровень кислотности (рН) – не превышать 4,2-4,5.
Траншею загружают ежедневно слоем на менее 0,8 м, трамбовку массы и укрытие ее пленкой проводят не позднее чем за 5 дней. При такой технологии масса не нагревается выше 350С и обеспечивается более полное удаление из нее кислорода.
Нарушение технологии силосования и накопления в силосуемой массе вредных для организма веществ может привести к массовому отравлению животных. Подобное явление было отмечено в мараловодческом хозяйстве «Новоталицкое» Чарышского района Алтайского края в начале первого десятилетия века. В непосредственной близости от ручья для водопоя в траншее был заложен кукурузный силос. Он не был полностью использован на корм скоту в зимний период и остался на летний период. В результате просачивания в водоем из траншеи жидкой фракции, содержащей высокую концентрацию нитратов и болезнетворных организмов, произошел массовый падеж маралов. Этот факт был зарегистрирован только в загоне, который располагался у ручья ниже по течению.
Сенаж готовят из бобовых и злаковых многолетних трав. Бобовые травы скашивают на фазе бутонизации – начале цветения, а злаковые – в фазе трубкования – начале колошения. Их подвяливают до влажности 55% и меньше.
Скашивать надо рано утром, применяя жатки или косилки-плющилки. При влажности массы 60% начинают подбор, измельчение массы трав на частицы размером до 15 мм выполняют комбайнами с подборщиком; массу закладывают в хранилище или траншею.
Учитывая особенности пищеварения животных, сроки уборки культур для закладки сенажа могут быть дифференцированы: для крупного рогатого скота уборку зерносмесей необходимо проводить в начальные фазы укосной спелости (молочная спелость – начало тестообразной), для овец, обладающих способностью переваривать и более спелое зерно, возможна уборка на зерносенаж к концу тестообразной – началу восковой спелости. Такая дифференциация сроков уборки позволяет увеличить период закладки зерносенажа.
3.5.Адаптированные к умеренно-засушливым условиям сорта и гибриды кормовых культур
Значительная роль в биологизации кормопроизводства отводится совершенствованию сортового состава. Удачный, хорошо отселектированный сорт (гибрид) позволяет получать дополнительные прибавки урожая в размере 15-25% без каких-либо существенных затрат. За сорокалетний период учеными Алтайского НИИСХ собран большой генофонд кормовых растений, выведено самостоятельно и в соавторстве с другими учреждениями более 50 сортов и гибридов, большинство из которых включены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Среди них заслуживают внимания ломкоколосник ситниковый Гуселетовский, пырейник даурский Черга, пырейник сибирский Горноалтайский 86, могар Алтайский 23, козлятник восточный Горноалтайский 87, овес Алтайский крупнозерный и Аргумент, суданская трава Приалейская, Приобская 97 и Кулундинская, житняк гребенчатый Онгудайский, гибриды кукурузы Обской 150СВ, Обской 140СВ, Порумбень 170АСВ, Порумбень 140МВ, Порумбень 173СВ, сорт Кулундинская, просо африканское Кормовое 151, вика мохнатая яровая Нежностебельная, вика мохнатая озимая Фортуна, рапс яровой АНИИЗиС 1, АНИИЗиС 2 и АНИИСХ 4, донник белый Иней, просо посевное Барнаульское 98, Алтайское кормовое, Алтайское золотистое, Кулундинское, ячмень яровой Колчан, кострец безостый Сибирский 7, люцерна Приобская 50, бобы кормовые Сибирские, эспарцет Алтайский, сорго техническое Дуплет, тритикале озимое
тем ниже его кормовой потенциал и выше семенной. Это хорошо можно видеть на примере поведения сортообразцов суданской травы (таблица 15). Алтайское 5, амарант Янтарь, горох посевной Алтайский усатый и Алтайский универсальный, подсолнечник Кулундинский, соя Надежда, нут Алтайский.
Биолого-хозяйственная оценка сортов и гибридов кормовых культур различных групп спелости свидетельствует о том, что, чем скороспелее материал,
Так, если урожайность сухого вещества у позднеспелых сортов в среднем за пять лет составила 6,07 т/га, то у скороспелых она находилась на уровне 4,57. Это огромный резерв роста продуктивности за счет включения в технологический процесс производства кормов позднеспелых генотипов и его нельзя не использовать. Проблема семеноводства в данном случае должна решаться путем завоза позднеспелых сортов из южных регионов страны.
Результаты экологического испытания позднеспелых сортов и гибридов сорговых культур селекции Ставропольского НИИСХ подтвердили высокую эффективность их использования. Так, если урожайность зеленой массы раннеспелого сорта суданской травы Кулундинская составил в среднем за 2017-2018 гг. 24,1 т/га, то у позднеспелого сорта Землячка достигла 34,8, а у Спутницы – 32,7 т/га.
У скороспелых сортов несколько иное назначение и только сочетание с более поздним материалом позволит стабилизировать урожаи по годам, улучшить качество кормов, добиться реального прогресса в отрасли. Основной показатель качества кормовых культур — содержание протеина. На его повышение в кормах направлена работа селекционеров (Schiavon M, 2008, Wei Z., 2011).
Таблица 15 — Урожайность суданской травы различных групп спелости (среднее за пять лет)
| Группа спелости
по шкале адапти-рованной к местным условиям |
Вегетаци-онный период,
дней |
Урожайность, т/га | ||
| зеленая
масса |
сухое вещество | семена | ||
| Скороспелые | до 90 | 19,7 | 4,57 | 1,96 |
| Среднеранние | 91-98 | 22,4 | 4,93 | 2,14 |
| Среднеспелые | 99-107 | 25,1 | 5,34 | 2,05 |
| Среднепоздние | 108-115 | 28,7 | 5,86 | 1,67 |
| Позднеспелые | >115 | 31,4 | 6,07 | 0,43 |
| НСР05 | 0,47 | 0,25 | ||
Аналогичным образом вели себя гибриды сахарного сорго, где лучшими были Силосное 88 и Ларец. Внедрение их на Алтае позволит увеличить производство растительного сырья на 17,0 – 19,5 т/га. Делая акцент на более поздний материал, не следует игнорировать скороспелые сорта местной селекции. И те, и другие должны не исключать, а дополнять друг друга (таблица 16).
Таблица 16 — Результаты экологического испытания сортов и гибридов сорговых культур Ставропольского НИИСХ в Алтайском крае
(среднее за 2017 – 2019 гг.)
| Культура, сорт,
гибрид |
Высота растений, см | Вегетационный период, дней | Урожайность, т/га | |||
| до выметывания | до созревания | зеленая масса | сухое вещество | семена | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Суданская трава сорт Кулундинская, ст. | 200 | 43 | 105 | 24,1 | 6,47 | 2,44 |
| Суданская трава сорт Спутница | 234 | 50 | >120 | 32,7 | 8,41 | 0,30 |
| Суданская трава сорт Землячка | 247 | 62 | >120 | 34,8 | 8,62 | 0,15 |
| Суданская трава сорт София | 205 | 47 | 112 | 24,8 | 6,52 | 1,95 |
| Суданская трава сорт Злата | 220 | 51 | 116 | 28,4 | 7,22 | 1,12 |
| Сорго гибрид Дуплет, ст. | 211 | 45 | 108 | 23,8 | 6,76 | 2,64 |
| Сорго гибрид Галия | 210 | 63 | >120 | 27,9 | 6,30 | 0,25 |
| Сорго гибрид Алга | 225 | 66 | >120 | 33,6 | 7,70 | 0,28 |
| Сорго гибрид Силосное 88 | 236 | 65 | >120 | 43,6 | 10,35 | 0,38 |
| Сорго гибрид Ярик | 257 | 70 | >120 | 37,5 | 8,09 | 0,00 |
| Сорго гибрид Ларец | 268 | 69 | >120 | 41,1 | 8,64 | 0,24 |
| НСР05 | 0,74 | 0,31 | ||||
В обозримом будущем роль сорта, как наиболее эффективного способа воздействия на урожайность и качество сельскохозяйственных культур, будет только возрастать (Du J. B., 2011).
4.Эффективность технологий возделывания кормовых культур при разных уровнях биологизации и интенсификации
Одним из путей увеличения производства кормов является интенсификация кормопроизводства. По характеру воздействия на плодородие почвы и растения все приемы интенсификации можно объединить в три группы: биологические, механические и химические. К первой группе относятся агрофитоценозы, представленные культурными растениями, их поливидовыми посевами, сортами, взаимоотношениями с сорным компонентом. Вторая группа может быть представлена преимущественно механическими приемами и способами обработки почвы, технологиями регулирования водного режима почвы. В третью группу входят мероприятия по оптимизации факторов жизни растений с помощью химических средств.
Изменяя набор культур в севооборотах и продолжительность ротации последних, можно оптимизировать антропогенное воздействие на плодородие почвы, а также объем и ассортимент применяемых средств химизации, обеспечив, таким образом, экологическую безопасность агроэкосистем. Особое внимание должно быть уделено разработке технологий подготовки и обработки почвы, минимизации воздействия движителей и механических обработок на нее, разработке ресурсосберегающих технологий, адаптированных к условиям зоны, дифференцированных с учетом проявления засухи и эрозии почв.
4.1.Система удобрения в одновидовых посевах кормовых культур
Проведенные исследования подтверждают высокую эффективность применения минеральных удобрений под кормовые культуры, что связано с превышением выноса питательных веществ из почвы над их поступлением. В среднем по Алтайскому краю в начале десятых годов текущего столетия вносилось от 4 до 5 кг д.в. минеральных и 0,1 т/га органических удобрений. В настоящее время количество применяемых минеральных удобрений не превышает 6 кг/га д.в. Если учесть неравномерность их применения по хозяйствам и культурам, то на основной площади пашни объемы совсем незначительны. Как показали наши исследования, внесение 90-120 кг азота на фосфорно-калийном фоне (по 45 кг) способно увеличить сбор кормовых единиц в зависимости от вида кормовой культуры в 1,8-2,4 раза. Окупаемость удобрений при внесении N90P45К45 может достигать 10-22 кормовых единицы на 1 кг д.в. удобрений.
Система удобрений должна строиться на балансовой основе с использованием навоза, сидератов, соломы, корневых и пожнивных остатков растений. Весьма важным является включение в кормовые севообороты зернобобовых культур. Это позволяет в условиях резкого дефицита минеральных удобрений внести элемент биологизации полевого кормопроизводства, минимизировать недостаток в азотном питании растений, способствовать укреплению кормовой базы за счет дополнительных объемов кормов, обеспечивает повышение их качества и некоторое сокращение дефицита переваримого протеина.
Приведенные в таблице 17 результаты свидетельствуют, что при длительном возделывании многолетних трав не происходит значительное снижение их продуктивности как на естественном фоне так и при внесении удобрений.
Таблица 17 — Влияние совместимости и самосовместимости на урожайность кормовых культур на разных уровнях минерального питания
| Культура | Урожайность т/га (зеленая масса) | |
| без удобрений | с удобрением
N90 P60 К60 |
|
| Многолетние травы бессменно | 11,01 | 14,63 |
| Кукуруза бессменного посева | 21,87 | 30,92 |
| Кукуруза по пшенице | 24,82 | 32,00 |
| Кукуруза по озимой ржи | 27,20 | 31,76 |
| Многолетние травы 1-го года (после злаково-бобовой смеси) | 8,47 | 9,76 |
| Многолетние травы 2-го года (после злаково-бобовой смеси) | 10,65 | 12,84 |
HCP05, т/га для культур – 1,75; для удобрений – 2,14.
Относительно кукурузы можно отметить ее хорошую совместимость при чередовании с другими культурами, в частности, с яровой пшеницей и озимой рожью. Несущественное снижение урожайности в бессменном посеве подтверждает ее способность при внесении минеральных удобрений к самосовместимости.
В исследованиях Х.А. Хамокова (2015) в степной зоне Кабардино-Балкарии накопление азота при внесении фосфорно-калийных удобрений под сою возрастает на 21 кг/га по сравнению с контролем, на 18 кг/га – у гороха и на 17 кг/га – у вики. Дополнительное внесение в почву минерального азота в условиях недостаточного увлажнения отрицательно действует на величину симбиотического аппарата. Растения сами могут обеспечивать себя азотом за счет фиксации атмосферного и использования почвенного азота. В более влагообеспеченных условиях внесение в почву азота в дозе 30 кг д.в. способствует значительному увеличению симбиотического аппарата. Величина и активность симбиотического аппарата во многом зависят от обеспеченности почвы влагой.
Применение азотных удобрений в дозах 30 и 60 кг д. в./га при возделывании сои сорта Алтом обеспечивает к началу вегетации культур увеличение содержания подвижного (нитратного и аммонийного) азота в слое 0-40 см до 19,4-24,4 и 25,5-27,8 мг/кг против 12,3-8,5-17,3 мг/кг на контроле без удобрений (таблица 18). Закономерных изменений содержания подвижного фосфора и калия в почве, а также реакции среды, в результате применения азотных удобрений в опытах не отмечается (Усенко, Олешко, Усенко и др., 2019).
Таблица 18 — Эффективность основного и послепосевного применения азотных удобрений при возделывании сои сорта Алтом
| Основное удобрение (фактор А) | Некорневая подкормка (фактор В) | Среднее | НСР для факторов,
% |
Доля
влияния факторов, % |
||
| 0 | N5 | N5+N5 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Количество растений, шт./м2 | ||||||
| 0 | 50,0 | 50,8 | 56,2 | 52,4 | А – 6,3 | А – 39,1 |
| N30 | 48,1 | 42,7 | 49,8 | 46,9 | В – 4,8 | В – 17,2 |
| N60 | 60,0 | 50,8 | 49,2 | 53,3 | АВ – 4,8 | АВ – 43,8 |
| Среднее | 52,7 | 48,1 | 51,7 | 50,9 | Част. – 10,8 | |
| Высота растений, см | ||||||
| 0 | 66,0 | 64,2 | 65,0 | 65,1 | А – 3,3 | А – 86,4 |
| N30 | 67,9 | 69,5 | 70,8 | 69,4 | В – 2,6 | В – 4,0 |
| N60 | 70,2 | 70,8 | 71,4 | 70,8 | АВ – 2,6 | АВ – 9,5 |
| Среднее | 68,0 | 68,2 | 69,0 | 68,4 | Част. – 5,7 | |
| Биомасса растений, т/га | ||||||
| 0 | 5,29 | 6,35 | 5,96 | 5,87 | А – 0,89 | А – 62,0 |
| N30 | 5,94 | 6,77 | 6,38 | 6,36 | В – 0,69 | В – 17,5 |
| N60 | 6,57 | 6,73 | 7,09 | 6,80 | АВ – 0,69 | АВ – 20,5 |
| Среднее | 5,93 | 6,62 | 6,48 | 6,34 | Част.- 1,54 | |
| Высота прикрепления нижнего боба, см | ||||||
| 0 | 13,8 | 13,8 | 15,0 | 14,2 | А – 1,3 | А – 61,0 |
| N30 | 14,8 | 15,4 | 15,1 | 15,1 | В – 1,0 | В – 8,9 |
| N60 | 15,1 | 16,0 | 15,2 | 15,5 | АВ – 1,0 | АВ – 30,1 |
| Среднее | 14,5 | 15,0 | 15,1 | 14,9 | Част. – 2,2 | |
| Количество бобов на 1 растении, шт. | ||||||
| 0 | 17,5 | 24,2 | 22,1 | 21,2 | А – 3,2 | А – 27,5 |
| N30 | 21,7 | 23,2 | 21,6 | 22,2 | В – 2,5 | В – 23,1 |
| N60 | 22,4 | 23,4 | 25,9 | 23,9 | АВ – 2,5 | АВ – 49,4 |
| Среднее | 20,5 | 23,6 | 23,2 | 22,4 | Част. – 5,6 | |
| Урожайность зерна, т/га | ||||||
| 0 | 1,90 | 2,11 | 2,16 | 2,06 | А – 0,32 | А – 71,4 |
| N30 | 2,11 | 2,23 | 2,31 | 2,22 | В – 0,24 | В – 26,5 |
| N60 | 2,33 | 2,42 | 2,52 | 2,42 | АВ – 0,24 | АВ – 2,1 |
| Среднее | 2,11 | 2,25 | 2,33 | 2,23 | Част.– 0,55 | |
| Содержание белка в зерне, % | ||||||
| 0 | 38,6 | 38,6 | 38,8 | 38,6 | А – 0,5 | А – 37,8 |
| N30 | 38,3 | 38,4 | 38,9 | 38,5 | В – 0,4 | В – 27,2 |
| N60 | 38,4 | 38,5 | 38,7 | 38,5 | АВ – 0,4 | АВ – 35,0 |
| Среднее | 38,4 | 38,5 | 38,8 | 38,6 | Част. – 0,8 | |
| Содержание жира в зерне, % | ||||||
| 0 | 23,0 | 23,1 | 22,8 | 23,0 | А – 0,5 | А – 29,6 |
| N30 | 22,4 | 22,4 | 23,2 | 22,7 | В – 0,4 | В – 6,2 |
| N60 | 23,1 | 22,4 | 22,4 | 22,7 | АВ – 0,4 | АВ – 64,1 |
| Среднее | 22,8 | 22,7 | 22,8 | 22,8 | Част. – 0,9 | |
| Масса 1000 зерен, г | ||||||
| 0 | 144 | 155 | 146 | 148 | А – 8 | А – 36,4 |
| N30 | 160 | 158 | 151 | 156 | В – 6 | В – 14,0 |
| N60 | 154 | 150 | 151 | 152 | АВ – 6 | АВ – 49,6 |
| Среднее | 152 | 154 | 149 | 152 | Част. – 14 | |
Использование азотных удобрений на сое сорта Алтом не оказывает достоверного влияния на количество растений, однако существенно изменяет их продуктивность. Так, высота растений при основном удобрении увеличивается на 4,3-5,7 см (6,6-8,8%), а при некорневых подкормках мало изменяется. При этом высота прикрепления нижних бобов увеличивается как за счет основного (на 0,9-1,3 см, или на 6,5-9,1%), так и послепосевного (на 0,5-0,6 см, или на 3,4-4,0 %) удобрения, возрастая с 13,8 см на абсолютном контроле до 16,0 см при внесении N60 до посева и N5 при однократной некорневой подкормке. Выход биомассы сои в результате основного внесения азотных удобрений увеличивается на 0,49-0,93 т/га (8,4-15,9%) по отношению к контролю, а при некорневой подкормке – на 0,55-0,69 т/га (9,3-11,6%).
Количество бобов на 1 растении при основном внесении азота увеличивается на 1,0-2,7 шт. (4,7-12,7%), а при подкормках – на 2,7-3,1 шт. (13,2-15,1%).
Применение азотных удобрений не оказывает существенного угнетающего действия на активность азотфиксирующих микроорганизмов в ризосфере растений сои, которая в вариантах с азотными удобрениями находится на уровне контроля, или даже выше. Все это оказывает влияние на формирование продуктивности растений сои. Выход зерна с 1,90 т/га на абсолютном контроле увеличивается при основном и припосевном внесении азотных удобрений до 2,42-2,52 т/га, в том числе за счет основного внесения – на 0,16-0,37 т/га (7,9-17,9%), за счет некорневых подкормок – на 0,14-0,22 т/га (6,4-10,3%).
При этом показатели качества зерна сои существенно не изменяется. Так, масса 1000 зерен сои в зависимости от уровней основного азотного удобрения варьирует от 148 до 156 г, а в зависимости от некорневых подкормок – от 149 до 154 г., или в большинстве случаев находится в пределах ошибки эксперимента. Содержание белка в зерне сои практически не изменяется по фонам основного внесения азотных удобрений, составляя 38,5-38,6%, однако увеличивается на фоне двукратной некорневой подкормки с 38,4 до 38,8%. Содержание жира в зерне сои на фонах с азотными удобрениями до посева имеет тенденцию к снижению в сравнении с контролем без внесения удобрений с 23,0 до 22,7%, но остается практически неизменным при проведении некорневых азотных подкормок.
Применение микроэлементов, особенно в начальные фазы роста и развития бобовых растений, увеличивает количество фиксированного азота воздуха на 20-25% относительно контроля. От применения микроэлементов зависит и формирование ассимиляционной поверхности растений. В фазах образования бобов и налива зерна площадь листовой поверхности от применения молибдена и бора увеличивается на 8-10%. Более заметный прирост сухого вещества у зернобобовых культур отмечаются с фазы цветения. Микроэлементы повышают его на 10-14% (Хамоков, 2015).
Варьирование урожайности сои определялось действием как основного (71,4%), так и послепосевного (26,5%) применения азотных удобрений, тогда как варьирование урожайности рапса на 84,4% зависит от действия подкормок и лишь на 12,8% – основного внесения азота. Максимальная отдача от азотных удобрений в опыте достигается при возделывании сои на фоне сочетания основного внесения азотных удобрений в дозе 60 кг д.в./га с двукратной подкормкой в фазах 4-5 настоящих листьев и бутонизации, обеспечивающих прибавку урожая 0,62 т/га (32,6%) с окупаемостью д.в. туков дополнительным урожаем 8,9 кг/кг, а при возделывании рапса – на фоне сочетания основного внесения азотных удобрений в дозе 30 кг д.в./га с подкормкой, обеспечивающей прибавку урожая 0,89 т/га (202,3%) с окупаемостью д.в. туков дополнительным урожаем 22,2 кг/кг.
Содержание белка в бобах сои практически не изменяется при основном внесении азотных удобрений, но заметно увеличивается на фоне подкормок, а жира мало изменяется как при основном, так и при послепосевной азотном удобрении. Содержание белка в семенах рапса на фонах с основным внесением азотных удобрений мало изменяется, а при некорневых азотных подкормках существенно (на 1,2-1,9%) снижается. В то же время в результате основного применения азотных удобрений в семенах рапса отмечается существенное (на 0,3-0,4%), а в результате подкормок – значительное (на 1,6-2,4%), увеличение содержания жира.
Применение азотных удобрений на рапсе слабо влияет на количество растений к уборке, однако существенно изменяет элементы структуры урожая и в целом продуктивность культуры (таблица 19).
Так, высота растений рапса при основном азотном удобрении увеличивается на 1,5-6,7 см (1,5-7,0%), а при послепосевном – на 8,9-10,3 см (9,6-11,0%). Надземная биомасса растений при основном внесении азотных удобрений возрастает на 0,19-0,77 т/га (2,9-11,4%), а при подкормках отмечается существенное ее снижение на 1,20-1,72 т/га (14,9-21,4%). Урожайность маслосемян рапса в результате основного внесения азотных удобрений увеличивается с 0,73 до 0,97 и 1,05 т/га, или на 0,24-0,32 т/га (32,4-43,2%), а в результате послепосевного их применения – с 0,54 до 0,97 и 1,24 т/га, или на 0,43-0,69 т/га (79,4-128,0%), по отношению к неудобренным фонам (Усенко, Олешко, Усенко и др., 2019).
Отмечено, что масса 1000 семян рапса, как правило, снижается более значительно на фонах с некорневыми подкормками в сравнении с фонами основного внесения азотных удобрений – соответственно на 0,03-0,29 и 0,08-0,16 г (0,8-6,4 и 1,8-3,7%).
Содержание белка в семенах рапса на фонах с основным внесением азотных удобрений достоверно не изменяется, а на фонах с некорневыми азотными подкормками – снижается на 1,2-1,9%. В то же время, в результате основного применения азотных удобрений отмечается существенное (на 0,3-0,4%), а в результате послепосевного – значительное (на 1,6-2,4%) увеличение в семенах рапса содержания жира.
Таблица 19 — Эффективность основного и послепосевного применения азотных удобрений при возделывании рапса сорта АНИИСХ-4
| Основное удобрение (фактор А) | Некорневая подкормка (фактор В) | Сред-нее | НСР для факторов, % | Доля влия-
ния факто- ров, % |
|||||
|
0 |
N5 |
N5+N5 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||
| Количество растений, шт./м2 | |||||||||
| 0 | 136 | 135 | 163 | 145 | А – 36 | А – 31,8 | |||
| N30 | 166 | 169 | 170 | 169 | В – 28 | В – 9,5 | |||
| N60 | 153 | 185 | 153 | 164 | АВ – 28 | АВ – 58,7 | |||
| Среднее | 152 | 163 | 162 | 159 | Част. – 62 | ||||
| Биомасса растений, т/га | |||||||||
| 0 | 7,18 | 6,74 | 6,41 | 6,78 | А – 1,15 | А – 13,4 | |||
| N30 | 7,77 | 6,93 | 6,21 | 6,97 | В – 0,89 | В – 65,6 | |||
| N60 | 9,27 | 6,95 | 6,43 | 7,55 | АВ – 0,89 | АВ – 21,0 | |||
| Среднее | 8,07 | 6,87 | 6,35 | 7,10 | Част.- 2,0 | ||||
| Высота растений, см | |||||||||
| 0 | 90,0 | 98,0 | 102,0 | 96,7 | А – 5,3 | А – 26,3 | |||
| N30 | 92,5 | 99,1 | 102,8 | 98,1 | В – 4,1 | В – 62,8 | |||
| N60 | 96,5 | 108,6 | 105,1 | 103,4 | АВ – 4,1 | АВ – 10,9 | |||
| Среднее | 93,0 | 101,9 | 103,3 | 99,4 | Част.- 9,1 | ||||
| Урожайность маслосемян, т/га | |||||||||
| 0 | 0,44 | 0,79 | 0,97 | 0,73 | А – 0,23 | А – 12,8 | |||
| N30 | 0,58 | 1,01 | 1,33 | 0,97 | В – 0,18 | В – 84,4 | |||
| N60 | 0,61 | 1,12 | 1,42 | 1,02 | АВ – 0,18 | АВ – 2,7 | |||
| Среднее | 0,54 | 0,97 | 1,24 | 0,92 | Част.- 0,4 | ||||
| Содержание белка в зерне, % | |||||||||
| 0 | 23,4 | 21,3 | 21,3 | 22,0 | А – 0,8 | А – 32,0 | |||
| N30 | 22,2 | 20,2 | 21,4 | 21,3 | В – 0,6 | В – 51,0 | |||
| N60 | 22,8 | 21,2 | 22,1 | 22,0 | АВ – 0,6 | АВ – 17,0 | |||
| Среднее | 22,8 | 20,9 | 21,6 | 21,8 | Част.- 1,3 | ||||
| Содержание жира в зерне, % | |||||||||
| 0 | 39,5 | 41,1 | 42,8 | 41,2 | А – 0,7 | А – 5,7 | |||
| N30 | 40,8 | 42,3 | 41,8 | 41,6 | В – 0,5 | В – 67,7 | |||
| N60 | 40,0 | 41,7 | 42,9 | 41,5 | АВ – 0,5 | АВ – 26,6 | |||
| Среднее | 40,1 | 41,7 | 42,5 | 41,4 | Част. –1,2 | ||||
| Масса 1000 зерен, г | |||||||||
| 0 | 4,40 | 4,74 | 4,26 | 4,47 | А – 0,4 | А – 33,6 | |||
| N30 | 4,69 | 4,67 | 4,28 | 4,55 | В – 0,3 | В – 24,2 | |||
| N60 | 4,55 | 4,13 | 4,23 | 4,30 | АВ – 0,3 | АВ – 42,3 | |||
| Среднее | 4,55 | 4,51 | 4,26 | 4,44 | Част.- 0,5 | ||||
Таким образом, допосевное (основное) внесение азотных удобрений в дозах 30-60 кг д.в./га обеспечивает заметное улучшение азотного режима почвы и в сочетании с послепосевным применением азотных удобрений в виде жидких некорневых подкормок в дозах 5 кг/га в фазе 4-5 настоящих листьев и в фазе бутонизации оказывает воздействие на параметры структуры урожая и продуктивность растений сои и рапса.
4.2. Эффективность технологий возделывания овса при разных уровнях интенсификации
Приемы интенсификации (обработка почвы, средства защиты растений, удобрения, орошение и др.) оказывают всестороннее влияние на условия роста и развития растений, формирование урожая и качества кормовых культур. Как показали полевые эксперименты, основная обработка почвы на фоне без средств интенсификации при возделывании овса обеспечивает более эффективное использование влаги культурой – коэффициент водопотребления составляет 139-141 мм/т против 164 мм/т на необработанном фоне, или выше на 16,3-18,0 % (рисунок 1).
Применение фосфорных и особенно азотно-фосфорных удобрений обеспечивает существенное снижение величины этого показателя на фоне основных обработок до 131-133 и 115-119 мм/т, или на 4,3-7,1 и 14,4-18,4 % по отношению к неудобренным вариантам. При прямом посеве овса удобрения обеспечивают более значительное (на 11,6 и 23,2 %) снижение удельного водопотребления, однако оно все равно остается более высоким – 145 и 126 мм/т. Величина этого показателя выравнивается на всех фонах обработки, достигая 93-98 мм/т, только при совместном использовании азотно-фосфорных удобрений и комплекса средств защиты растений. Благодаря применению средств интенсификации на фоне глубокой и мелкой плоскорезных обработок водопотребление уменьшается в 1,5 раза, а без обработки – в 1,7 раза.
Основная обработка почвы заметно отражается на азотном режиме – без применения удобрений запасы нитратного азота в слое 0-100 см на фоне глубокой плоскорезной обработки в период всходов культуры в среднем за годы исследований составляют 79,6, после мелкой плоскорезной – 78,4, а на необработанном фоне – 56,9 кг/га. Содержание подвижного фосфора и калия в почве по Чирикову очень высокое и высокое (соответственно 190-207 и 176-184 мг/кг в слое 0-20 см) и мало зависит от приема обработки почвы.
Рисунок 1 — Удельное водопотребление овса в зависимости от приема основной обработки почвы, удобрений и средств защиты растений, мм/т
Урожайность зерна овса в среднем за годы исследований составила 1,96 т/га, варьируя от 0,37 т/га в засушливом 2012 г. до 2,91 т/га в умеренно увлажненном 2017 г. (таблица 20). Она находится в сильной положительной связи с суммой осадков за год (r = 0,66) и в сильной обратной – с температурой июля–августа (r = -0,68). Зависимость урожайности овса от годовой суммы осадков усиливается по мере минимализации обработки почвы от глубокой (r = 0,61) к мелкой (r = 0,66) плоскорезной и необработанному фону (r = 0,68), а также по мере насыщения средствами защиты растений от фонов без их использования (r = 0,57-0,67) до фонов с комплексом средств защиты растений (r = 0,64-0,70), но ослабевает при насыщении технологии удобрениями от 0,62-0,70 в контроле без удобрений до 0,61-0,69 на фоне внесения P25 и до 0,58-0,65 в варианте с N40Р25.
Таблица 20 – Урожайность зерна овса в зависимости от обработки почвы, средств защиты растений и удобрений (средняя за 2011–2019 гг.), т/га
| Обработка (фактор А) | Удобрение (фактор В) | Средства защиты растений (фактор С) | ||||
| 0 | Г-1 | Г-2 | ГИФ | средняя | ||
| ГПО | 0 | 1,69 | 1,87 | 1,95 | 2,14 | 1,91 |
| Р25 | 1,82 | 2,00 | 2,10 | 2,28 | 2,05 | |
| N40Р25 | 2,07 | 2,23 | 2,42 | 2,51 | 2,31 | |
| Среднее | 1,86 | 2,04 | 2,16 | 2,31 | 2,09 | |
| МПО | 0 | 1,64 | 1,86 | 1,88 | 2,09 | 1,87 |
| Р25 | 1,72 | 1,89 | 1,97 | 2,17 | 1,94 | |
| N40Р25 | 1,92 | 2,09 | 2,20 | 2,45 | 2,17 | |
| Среднее | 1,76 | 1,95 | 2,02 | 2,24 | 1,99 | |
| БО | 0 | 1,36 | 1,56 | 1,65 | 1,81 | 1,59 |
| Р25 | 1,54 | 1,70 | 1,82 | 1,97 | 1,76 | |
| N40Р25 | 1,77 | 1,95 | 2,08 | 2,27 | 2,02 | |
| Среднее | 1,55 | 1,74 | 1,85 | 2,02 | 1,79 | |
| Среднее | 0 | 1,56 | 1,76 | 1,83 | 2,01 | 1,79 |
| Р25 | 1,69 | 1,87 | 1,96 | 2,14 | 1,92 | |
| N40Р25 | 1,92 | 2,09 | 2,23 | 2,41 | 2,16 | |
| Среднее | 1,72 | 1,91 | 2,01 | 2,19 | 1,96 | |
| НСР05 А-0,05; В-0,05; С-0,06; АВ – 0,09; ВС – 0,10; АС – 0,10; АВС – 0,18;
Доля влияния, %: А – 22,8; В – 34,9; С – 40,9; АВ, АС, ВС, АВС – 0,2 — 0,7 % |
||||||
Варьирование урожайности овса в опыте обусловлено действием всех изучаемых факторов – доля влияния обработки почвы составляет 22,8 %, удобрений – 34,9 %, средств защиты – 40,9 % при слабом вкладе их взаимодействия. Без применения средств интенсификации наибольшая в опыте средняя урожайность овса отмечается на фоне глубокой плоскорезной обработки – 1,69 т/га. При уменьшении ее глубины сбор зерна культуры снижается незначительно – до 1,64 т/га, или на 0,05 т/га (3,0 %), а при переходе на прямой посев – до 1,36 т/га, или на 0,28-0,33 т/га (17,1-19,5 %), по отношению к мелкой и глубокой плоскорезным обработкам.
Эффективность минимизации основной обработки (преимущество мелкой плоскорезной основной обработки по отношению к глубокой) находится в средней положительной связи с суммой осадков осеннего периода (r = 0,63), усиливающейся на фоне гербицидов и удобрений (r = 0,68-0,70), а эффективность отказа от основной обработки – в сильной отрицательной связи с температурой предшествующего ноября (r = -0,73), ослабевающей по мере насыщения средствами защиты растений с 0,81 до 0,73, 0,63 и 0,62.
Припосевное фосфорное удобрение (Р25) без применения средств защиты растений обеспечивает повышение урожайности овса на 0,08-0,18 т/га (4,9-13,2 %), по отношению к неудобренному контролю, при окупаемости фосфора удобрения дополнительным сбором зерна 3,2-5,2 кг/кг на фоне плоскорезных обработок и 7,2 кг/кг при прямом посеве.
В результате корреляционного анализа для фонов с глубокой плоскорезной обработкой установлена сильная отрицательная связь эффективности рядкового фосфорного удобрения с суммами осадков за год (r = -0,67) и сентябрь (r = 0,66), а также сильная положительная – со средними температурами в марте (r = 0,74) и апреле (r = 0,69). Для фонов с мелкой плоскорезной обработкой установлена сильная положительная связь с суммами осадков за декабрь (r = 0,73-0,84), апрель (r = 0,69), июнь (r = 0,71), температурами февраля (r = 0,71-0,73), а также сильная отрицательная – с температурами июля и августа (r = от -0,66 до -0,74). Для нулевых фонов установлена сильная положительная связь с суммами осадков за декабрь (r = 0,74-0,80) и февраль (r = 0,73), температурами декабря (r = 0,62-0,82), февраля (r = 0,66), года (r = 0,65-0,70), средней температурой зимнего периода (r = 0,74-0,81).
Добавление к припосевному фосфорному удобрению основного азотного (N40) обеспечивает увеличение урожайности овса на 0,28-0,41 т/га (17,1-30,1 %) при окупаемости туков прибавкой от 4,3 до 6,3 кг/кг. Для фонов с глубокой плоскорезной обработкой отмечена сильная положительная связь эффективности азотно-фосфорных удобрений с температурами марта (r = 0,67-0,85) и ГТК июня (r = 0,68), для фонов с мелкой обработкой почвы – сильная положительная с осадками декабря (r = 0,76), температурой марта (r = 0,74) и ГТК июня–июля (r = 0,77) и сильная отрицательная – с температурой ноября (r = -0,69), для нулевого фона – сильная положительная связь с температурами декабря (r = 0,80) и февраля (r = 0,77), средней температурой зимнего периода (r = 0,66-0,78) и ГТК июня–июля (r = 0,63-0,77).
Непосредственно от азотных удобрений урожайность овса увеличивается на 0,20-0,25 т/га (11,6-13,7 %), независимо от фона обработки почвы, при окупаемости действующего вещества прибавкой урожая 5,0-5,8 кг/кг. Эффективность азотных удобрений на всех фонах основной обработки имеет сильную положительную связь с температурой марта (r = 0,69-0,75).
Насыщение технологии возделывания овса средствами защиты растений в опыте не оказывает существенного влияния на эффективность рядкового фосфорного удобрения, однако обеспечивает заметное повышение величины и устойчивости прибавки урожая от основного азотного удобрения.
Так, снятие конкуренции по широколистным сорнякам при обработке дикотицидом обеспечивает увеличение зерновой продуктивности посевов в среднем по опыту на 0,19 т/га (11,0 %), по широколистным и злаковым сорнякам при обработке дикотицидом и последействии применяемого в других полях севооборота граминицида – на 0,29 т/га (16,9 %), а по всему спектру вредных организмов при использовании полного комплекса средств защиты растений – на 0,47 т/га (27,3 %). Эффективность, как отдельных защитных мероприятий, так и всего их комплекса находится в сильной положительной связи с годовой суммой осадков (r = 0,69), а также с осадками осеннего (r = 0,65-0,71), зимнего (r = 0,67-0,78) и весеннего (r = 0,68) периодов.
Таким образом, основная обработка не изменяет влагообеспеченность выщелоченного чернозема перед уходом в зиму, но в 1,4-2,1 раза повышает эффективность использования зимних осадков почвой – при сходе снега весной запасы продуктивной влаги в метровом слое увеличиваются на фоне глубокой обработки на 77 мм (90,6 %), мелкой – на 51 мм (64,6 %), нулевой – на 36 мм (42,4 %), по отношению к осенним запасам, до 162, 130 и 121 мм соответственно при коэффициенте использования зимних осадков 0,49, 0,33 и 0,23. За весну от схода снега до начала вегетации овса с учетом текущих осадков из почвы испаряется на фоне глубокой обработки 87 мм (41,6 %), мелкой – 69 мм (39,0 %), нулевой – 67 мм (39,9 %) влаги, а ее запасы в метровом слое снижаются соответственно до 122, 108 и 101 мм. Расход влаги на формирование урожая овса без средств интенсификации при прямом посеве был значительно выше, чем при традиционных обработках (164 против 139-141 мм/т), а на фоне удобрений и пестицидов выравнивается на всех фонах до 93-98 мм/т. При традиционных обработках в метровом слое почвы накапливается на 38-40 % больше нитратного азота, чем на необработанном фоне, при отсутствии различий по обеспеченности почвы подвижным фосфором и калием.
Урожайность овса находится в сильной прямой связи с суммой осадков за год (r = 0,66), которая усиливается с минимизацией обработки почвы (от 0,61 до 0,68) и насыщением технологии пестицидами (от 0,57-0,67 до 0,64-0,70), но ослабевает при насыщении удобрениями (от 0,62-0,70 до 0,58-0,65).
На экстенсивном фоне наибольшая в опыте урожайность овса (1,69 т/га) отмечается на фоне глубокой плоскорезной обработки. При переходе к мелкой она снижается незначительно (на 0,05 т/га, или на 3,0 %), а к прямому посеву – на 0,33 т/га (19,5 %), по отношению к глубокой обработке.
Внесение Р25 при посеве повышает урожайность овса на 0,08-0,18 т/га (4,9-13,2 %) при окупаемости дополнительным сбором зерна 3,2-7,2 кг/кг. Применение N40Р25 обеспечивает увеличение урожайности зерна овса на 0,28-0,41 т/га (17,1-30,1 %) при окупаемости туков прибавкой 4,3-6,3 кг/кг. Эффективность азотных удобрений на всех фонах обработки почвы имеет сильную положительную связь с температурой марта (r = 0,69-0,75).
Применение дикотицида обеспечивает увеличение продуктивности овса на 0,18-0,19 т/га (9,7-12,3 %), дикотицида на фоне последействия граминицида – на 0,26-0,30 т/га (14,8-19,4 %), а комплекса пестицидов – на 0,45-0,48 т/га (24,2-30,3 %). Прибавки урожая от их использования находится в сильной прямой связи с суммой осадков за год (r = 0,69), осень (r = 0,65-0,71), зиму (r = 0,67-0,78) или весну (r = 0,68).
Совместное применение удобрений и пестицидов обеспечивает увеличение зерновой продуктивности культуры на фоне глубокой обработки почвы в среднем на 0,82 т/га (48,5 %), после мелкой – на 0,81 т/га (49,4 %), при прямом посеве – на 0,91 т/га (66,9 %), по отношению к вариантам без средств интенсификации.
4.3.Эффективность кормового севооборота на орошении
В умеренно-засушливых и засушливых условиях основой повышения и стабилизации продуктивности кормовых культур является орошение (приложение 3). Наши исследования показали, что наибольшие прибавки от орошения можно получить на посевах кукурузы: максимального сбора кормовых единиц (10,2 т/га) и прибавки урожая (4,4 т/га или 75%). Проведение поливов существенно увеличивает сбор кормовых единиц, рост урожайности по основным кормовым культурам и составляет 32,8-86,1%. Продуктивность поукосных посевов и люцерны возрастает в 2,0-4,1 раза. При этом существенно повышаются затраты на поливы и уборку дополнительной продукции. Не смотря на это, показатели КЭЭ в условиях орошения практически по всем культурам выше, чем без полива. Только на участках с суданской травой они находятся на одном уровне.
Внесение возрастающих доз азота позволяет повысить продуктивность кормового севооборота без включения в него промежуточных культур на 0,5-1,7 т/га к.ед. или на 13-41%, а при наличии 60% промежуточных культур – на 1,8-4,3 т/га или 27-65% соответственно (рисунок2). 
Рисунок 2 – Увеличение продуктивности севооборота в зависимости от возрастающих доз азота на фоне P45К45 при орошении
Об эффективности и значимости орошения можно судить по структуре суммарного водопотребления (рисунок 3). Почти половину суммарного водопотребления приходится на поливную воду (45-49%), на атмосферные осадки – 33-37% и только 15-21% на формирование урожая кормовые культуры берут влагу из почвенных запасов.
Орошение промежуточных культур повышает их продуктивность в 3,0-4,1 раза. В целом по кормовому севообороту поливы увеличивают выход кормовых единиц с 1 гектара на 59-60% (приложение 1).
Среди изученных культур наиболее рационально использует влагу кукуруза: на 10 мм оросительной нормы на фоне без удобрений прибавка урожая составляет 207, а на удобренном фоне – 395 кормовых единиц. Удобрения повышают эффективность орошения люцерны в 1,4 раза, кормового проса — в 1,8, кукурузы – в 1,9 и суданской травы – в 2,3 раза.
Рисунок 3 — Структура суммарного водопотребления кормовых культур (%) при орошении
Объективным показателем эффективности орошения является окупаемость орошения прибавкой урожая (рисунок 4).
Рисунок 4 – Эффективность использования поливной воды кормовыми культурами
4.4. Значение промежуточных культур в продуктивности кормовых севооборотов
Промежуточные посевы – важнейший резерв интенсификации кормовых севооборотов на основе рационального использования природных ресурсов. Наши исследования показали, что культуры кормовых севооборотов без промежуточных посевов используют продолжительность вегетационного периода на 58%, сумму активных температур – на 52% и сумму осадков – на 56%. В севообороте с насыщением около 60% промежуточными культурами полнота использования агроклиматических ресурсов возрастает на 25, 20 и 27 абсолютных процентов (таблица 21).
Более полное использование природных ресурсов, по мере увеличения доли промежуточных культур в севообороте, отражается на их окупаемости. Так, при 60% насыщения севооборота промежуточными посевами без внесения удобрений повышает эффективность использования ресурсов влаги на 4%, тепла – на 10%, при внесении N90-120P45K45 рост окупаемости гидротермических ресурсов составляет 18-22% и 25-28% соответственно.
По мере увеличения доли промежуточных посевов в севообороте с 20 до 60% его продуктивность возрастает на 0,8-2,3 т/га к. ед. или на 19-54%.
Таблица 21 — Полнота использования агроклиматических ресурсов культурами кормового севооборота (в среднем за 5 лет)
|
Культура севооборота |
Использовано ресурсов (относительно периода активных температур) | ||||||
| вегетаци-
онного периода |
суммы
активных темпе- ратур |
суммы
осадков |
|||||
| основная | проме-жуточ-ная | дней | % | 0С | % | мм | % |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1. Кукуруза | 100 | 77 | 1718 | 82 | 182 | 83 | |
| 2.Овес+пелюшка | 60 | 46 | 850 | 40 | 102 | 46 | |
| Яровой рапс | 50 | 38 | 700 | 33 | 88 | 40 | |
| 3. Суданка | 65 | 50 | 1150 | 55 | 123 | 56 | |
| 4. Оз. тритикале | 69 | 53 | 600 | 29 | 100 | 46 | |
| Пелюш-ка | 60 | 46 | 850 | 40 | 116 | 53 | |
| 5. Горох (зерно) | 85 | 65 | 1050 | 50 | 108 | 49 | |
| Редька
маслич-ная |
50 | 38 | 600 | 29 |
88 |
40 | |
| В среднем
по севообороту при доле промежуточных культур, % |
0 | 76 | 58 | 1074 | 52 | 123 | 56 |
| 20 | 86 | 66 | 1214 | 58 | 141 | 64 | |
| 40 | 98 | 75 | 1384 | 66 | 164 | 75 | |
| 60 | 108 | 83 | 1504 | 72 | 181 | 83 | |
Эффективность промежуточных культур повышается с улучшением режима питания (рисунок 5). Так, если на каждый процент насыщения севооборота промежуточными культурами без удобрений дополнительно можно получить 38-41 к.ед., то на удобренных фонах прибавки составляют 73-89 к. ед., т. е. возрастают в 2 раза.
Рисунок 5 – Эффективность промежуточных культур в кормовом севообороте на различных фонах питания (1 – без удобрений; 2 – на фоне N90P45K45; 3 – на фоне N120P45K45)
Комплексное применение средств интенсификации существенно повышает их суммарную эффективность (таблица 22).
Так, если 60%-ное насыщение севооборота промежуточными посевами без внесения удобрений повышает его продуктивность на 2,33 т/га к.ед. или на 54%, а внесение дозы удобрений N120P45K45 без промежуточных посевов культур – на 1,77 т/га или на 41%, то комплексное применение насыщения и удобрений обеспечивает прибавку 6,66 т/га к.ед. или 153%.
В среднем по шести вариантам обработки почвы применение одного орошения повышает выход кормовых единиц с 1 гектара севооборотной площади на 1,29 т/га (34%), внесение почвенного гербицида в кукурузном поле – на 0,39 т (10%), при 40%-ном насыщении промежуточными посевами – на 0,98 т (26%).
Таблица 22 – Продуктивность орошаемого севооборота и прибавка урожая в зависимости от степени насыщения севооборота промежуточными посевами и уровня минерального питания, т/га к.ед. (средняя за 5 лет)
| Доля проме-жуточ-ных культур, % | Без удобрений | На фоне N120P45K45 | ||||
| урожай-ность | прибавка,
т/га / % |
уро-
жай- ность |
Прибавка, т/га / % | |||
| от проме-жуточ-
ных культур |
от
удоб-рений |
общая | ||||
| 0 | 4,34 | — | 6,11 | — | 1,77
41 |
1,77
41 |
| 20 | 5,17 | 0,83
19 |
7,89 | 1,78
29 |
2,72
53 |
3,55
82 |
| 40 | 5,88 | 1,54
35 |
9,37 | 3,26
53 |
3,49
59 |
5,03
116 |
| 60 | 6,67 | 2,33
54 |
11,0 | 4,89
80 |
4,33
65 |
6,66
153 |
НСР05, т/га: общая – 0,67; для удобрений – 0,36; для промежуточных культур – 0,25
Комплексное применение этих трех приемов удваивает продуктивность севооборота (таблица 23).
Высокоэффективным является применение органических удобрений и почвенного гербицида в бессменных посевах кукурузы. Внесение 8-16 т/га навоза увеличивает сбор кормовых единиц на 18-44% без применения эрадикана и на 15-23% на фоне его применения при окупаемости 1 тонны навоза 15-23 к.ед.
Таблица 23 – Продуктивность кормового севооборота (т/га — числитель) и прибавка урожая (т/га и знаменатель — прибавка (%)) в зависимости от технологии возделывания культур, к.ед. (средняя за 5 лет)
| Система основной обработки почвы,
глубина, см |
Без приемов интенсификации, (ϴ) | Средства интенсификации | ||||||
| оро-
ше- ние (О) |
гер-
бици- ды (Г) |
промежуточ
ные посевы (П) |
ОГ | ОП | ГП | ОГП | ||
| 1.Вспашка,
20-22 см (ежегодно) |
4,06 | 5,56
1,50 (37) |
4,52
0,46 (11) |
5,01
0,95 (23) |
6,41
2,35(58) |
7,24
3,18 (78) |
5,47
1,41 (35) |
8,09
4,03 (99) |
| 2.Плоско-резная обработка, 20-22 см (ежегодно) | 3,99 | 5,21
1,22 (31) |
4,43
0,44 (11) |
4,90
0,91 (23) |
6,12
2,13 (53) |
6,87
2,88 (72) |
5,34
1,35 (34) |
7,78
3,79 (95) |
| 3.Без основ-
ной обработки (ежегодно) |
2,61 | 4,03
1,42 (54) |
3,02
0,41 (16) |
3,35
0,74 (28) |
4,67
2,06 (79) |
5,49
2,88 (110) |
3,76
1,15 (44) |
6,13
3,52 (135) |
| 4.Комби-нирован-
ная (А) |
4,01 | 5,21
1,20 (30) |
4,39
0,38 (9,5) |
5,17
1,16 (29) |
5,88
1,87 (47) |
7,26
3,25 (81) |
5,55
1,54 (38) |
7,93
3,92 (98) |
| 5.Комби-нирован-
ная (Б) |
3,80 | 5,26
1,46 (38) |
4,13
0,33 (9) |
4,96
1,16 (31) |
6,11
2,31 (61) |
7,31
3,51 (92) |
5,29
1,49 (39) |
8,16
4,36 (115) |
| 6.Разно-глубинная плоскорез. обработка | 4,12 | 5,07
0,95 (23) |
4,46
0,34 (8) |
5,11
0,99 (24) |
5,96
1,84 (45) |
6,89
2,77 (67) |
5,49
1,37 (33) |
7,78
3,66 (89) |
| Средняя | 3,77 | 5,06
1,29 (34) |
4,16
0,39 (10) |
4,75
0,98 (26) |
5,86
2,09 (55) |
6,84
3,07 (81) |
5,15
1,38 (37) |
7,65
3,88 (103) |
НСР05, т/га: по обработке почвы – 0,31; по приемам интенсификации – 0,34; общая – 0,84. Примечание: А — чередование вспашки с поверхностными обработками; Б — плоскорезная с поверхностными обработками.
Использование гербицида повышает продуктивность посевов кукурузы в 2,0-2,3 раза. Эффективность почвенного гербицида в бессменных посевах кукурузы увеличивается до трех раз.
На рост продуктивности кукурузы из трех факторов интенсификации (основная обработка почвы, орошение, почвенный гербицид) наибольшее влияние оказывает внесение почвенного гербицида независимо от технологии обработки почвы и увлажнения. На втором месте находится орошение и на последнем – обработка почвы.
4.5.Качество кормов
Приемы интенсификации не только повышают урожайность, но и оказывают большое влияние на качество продукции. Внесение возрастающих доз азота (30, 60, 90, 120 кг/га д.в.) закономерно увеличивает протеиновую обеспеченность кормовой единицы. Культуры неодинаково реагируют на улучшение азотного питания: максимальный рост протеиновой обеспеченности отмечен у сурепицы и рапса и составил 51-55%, минимальный – у вики и пелюшки – 6-15%.
Менее затратный путь обогащения кормов протеином — насыщение севооборотов высокобелковыми промежуточными культурами. Насыщение севооборота промежуточными посевами до 60% даже без применения азотных удобрений позволяет повысить протеиновую обеспеченность кормовой единицы до 107 г по сравнению с контролем (83 г) или на 29%. Внесение удобрений повышает содержание протеина в кормовой единице на 25-37% (рисунок 6).
Наблюдение за содержание нитратов в зеленой массе растений по мере увеличения доз азота позволяет разделить изучаемые культуры на 3 группы.
У растений первой, наиболее многочисленной группы (кукуруза, сорго, суданская трава, просо, могар, пайза, овес, подсолнечник, мальва), при повышении доз азота с 30 до 120 кг/га д.в. содержание нитратов возрастает, но не выходит за рамки ПДК.
Рисунок — 6. Влияние промежуточных культур и удобрений на протеиновую обеспеченность зеленой массы в кормовом севообороте (среднее за 5 лет)
У культур второй группы (все капустные), начиная с дозы около 100 кг/га д.в., концентрация нитратов в зеленой массе начинает превышать ПДК. Третью группу представляют зернобобовые культуры, которые практически не реагируют накоплением нитратов на увеличение доз азота (рисунок 9).
Рассчитанные уравнения регрессии показывают, что у культур I группы на 1 кг д.в. внесенного азота содержания нитратов в зеленой массе возрастает на 1,14 мг/кг, у II группы – на 3,65 мг/кг, у III группы связь практически отсутствует.
Наиболее приемлемой концепцией интенсификации является разумный уровень химизации на фоне более эффективного использования биологических компонентов агроценоза.
дозы
Б
Рисунок 7 — Эмпирические (А) и теоретические (Б) линии регрессии содержания нитратов в зеленой массе кормовых культур на дозы применения азотных удобрений (средние за 5 лет)
5.Энергетическая оценка эффективности возделывания кормовых культур при разных уровнях интенсификации
Урожайность кормовых культур является важным агроэкономическим показателем, однако ее величина еще не позволяет объективно судить об экономике производства продукции, получаемой в различных условиях и при разных уровнях интенсификации и биологизации. При определении эффективности возделывания кормовых культур имеет правильный выбор оценочных критериев. Среди них: урожайность и стоимость продукции с 1 гектара, затраты на ее производство в стоимостных и энергетических величинах, прибыль и рентабельность в расчете на 1 гектар, себестоимость продукции, а также коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) приемов интенсификации и биологизации, кормовых севооборотов в целом.
Для повышения урожайности в 3,5 раза требуется увеличить энерговооруженность на 1 гектар в 6,6 раза, внесение удобрений – в 25 раз, средств защиты растений – в 14 раз, а для повышения урожайности в 6,4 раза увеличение составляет соответственно 14, 125 и 100 раз (Остапов, Грибановский, Рзалиев, 2003). Такая связь энергозатрат с урожайностью культур усугубляется диспаритетом цен на материально-технические ресурсы и сельскохозяйственную продукцию, в том числе на энергоносители. В настоящее время наиболее объективной оценкой эффективности производства растениеводческой продукции является энергетическая оценка, так как существующие подходы далеки от совершенства и нуждаются в доработке.
Для энергетической оценки изучаемых технологий производства кормов можно применить методику ВНИИ кормов (Новоселов, Харьков, Шпаков, 1989 и др.).
Энергетическая оценка отдельных культур и севооборота в целом, представленная в приложении 2, показывает, что наибольший выход обменной энергии без орошения обеспечивает кукуруза независимо от уровня питания. Суданская трава занимает по этому показателю минимальное значение, люцерна – промежуточное положение. Проведение поливов практически не изменяет расположение культур по выходу обменной энергии, только суданская трава превосходит кормовое просо. Минимальные совокупные затраты на возделывание культур без орошения — на вариантах без удобрений у проса и люцерны, максимальные – у кукурузы. Улучшение агрофона существенно повышает энергозатраты на возделывание всех культур и на гектар севооборотной площади. КЭЭ в условиях богары в целом по севообороту составляет на фоне без удобрений 6,41, а при внесении удобрений N60Р60К60 — 3,91 (снижение на 31%).
Анализ энергетической эффективности орошения и удобрений (таблица 24) показывает, что на неудобренном фоне КЭЭ при орошении меньше, чем при внесении минеральных удобрений в дозе N60P60K60 в 1,55 раза, а энергоемкость кормовой единицы прибавки урожая выше в 1,6 раза. КЭЭ от удобрений в севообороте при орошении повышается по сравнению с богарой в 2,9 раза, а энергоемкость прибавки урожая от удобрений на орошении снижается с 8,92 до 3,05 МДж/к.ед. или в 2,9 раза. Окупаемость удобрений в последнем варианте возрастает в 2,3-3,2 раза.
Таблица 24 – Энергетическая эффективность орошения и минеральных удобрений в кормовом севообороте (средняя за 5 лет)
| Фон увлаж-
нения |
Прибавки ОЭ в ГДж/га от | Затраты на прибавки в ГДж/га от | КЭЭ | Затраты энергии на 1 к.ед. прибавки в МДж от | ||||
| О | У | О | У | О | У | О | У | |
| Без удобрения | ||||||||
| Богара | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Орошение | 39,5 | — | 8,76 | — | 4,51 | — | 3,07 | — |
| N60P60K60 | ||||||||
| Богара | — | 11,9 | — | 7,76 | — | 1,53 | — | 8,92 |
| Орошение | 65,5 | 37,5 | 9,40 | 8,40 | 6,97 | 4,46 | 1,97 | 3,05 |
Примечание: О – орошение; У — удобрения
Комплексное применение средств интенсификации в севообороте улучшает энергетические показатели как от орошения, так и от применения удобрений. Однако, при раздельном применении по КЭЭ орошение более эффективно в сравнении с внесением удобрений в 2,9 раза, а при совместном – только в 1,6 раза.
Энергетическая оценка орошаемого севооборота в зависимости от степени насыщения промежуточными посевами и уровня минерального питания показывает, что увеличение степени насыщения способствует росту показателя КЭЭ (рисунок 8).
Увеличение дозы азота с 60 до 90 кг/га д.в. повышает показатели КЭЭ севооборота. При небольшом насыщении севооборота промежуточными культурами (20%) величина КЭЭ с дозой от 30 до 90 кг находится на одном уровне.
Рисунок 8 — Эффективность применения возрастающих доз азота на фоне P45К45 в кормовом севообороте на орошении
Повышение дозы азота с 90 до 120 кг/га д.в. снижает этот показатель независимо от доли промежуточных посевов. Таким образом, учитывая продуктивность севооборота и его КЭЭ, следует признать оптимальной дозой минеральных удобрений N90P45K45 (рисунок 9).
Рисунок 9 – Динамика коэффициента энергетической эффективности кормового севооборота в зависимости от степени насыщения промежуточными культурами и возрастающих доз азота на фоне P45K45
При этом разница в энергоемкости кормовой единицы независимо от применения удобрений уменьшается по мере насыщения севооборота промежуточными культурами.
Если без промежуточных посевов в зависимости от фона питания она составляла 0,26-0,46 МДж/к.ед. или 6,8-11,9%, то при 40-60% насыщения севооборота на фонах азота 60-120 кг/га соответственно 0,02-0,19 МДж/к.ед. или 0,3-5,3%. Таким образом, насыщения севооборота промежуточными культурами понижает показатели энергоемкости кормовой единицы. Энергетическая эффективность удобрений и насыщения севооборота промежуточными культурами представлена в таблице 25. Приведенные результаты показывают, что независимо от уровня минерального питания максимальные величины КЭЭ промежуточных культур получены при 20%-м насыщении севооборота (на фоне N120P45K45 – при 20-40% насыщения).
Применение в севообороте минеральных удобрений независимо от степени его насыщения промежуточными культурами повышает энергетические затраты на производство единицы корма.
Увеличение доли промежуточных культур в севообороте до 40% на неудобренном фоне снижает КЭЭ на 1,51 или 27,7%, на фоне N30P45K45 – на 1,04 или 16,8%, на фоне N60P45K45 – на 1,02 или 19,7%, на фоне N90P45K45 – на 0,15 или 3,3%, на фоне N120P45K45 снижения не наблюдается.
Дальнейшее насыщения севооборота промежуточными посевами (до 60%) на фонах без удобрений N30P45K45 и N60P45K45 повышает показатели КЭЭ промежуточных культур, на фоне N90P45K45 он не изменяется, а на фоне N120P45K45 отмечается некоторое снижение.
Если сравнить показатели КЭЭ промежуточных культур на неудобренном фоне и при различных уровнях минерального питания, то при внесении N30P45K45 по всем вариантам насыщения они возрастают. На фоне N60P45K45 при 20%-м насыщении КЭЭ понижается на 4,9%, при 40%-м насыщении повышается на 5,6%, при 60%-м насыщении практически не изменяется. При внесении N90P45K45 и 20%-м количестве промежуточных КЭЭ уменьшается на 17,2%, при 40%-м насыщении увеличивается на 10,6%, при 60% промежуточных уменьшается на 1,1%. На фоне N120P45K45 в вариантах с 20 и 60% насыщения КЭЭ промежуточных культур понижается относительно неудобренных вариантов на 21,1 и 3,4% соответственно, в варианте с 40%-м насыщением он повышается на 9,1%.
КЭЭ удобрений в кормовом севообороте возрастает по мере его насыщения промежуточными культурами независимо от фона питания.
Разница между крайними по насыщению вариантами в зависимости от фона удобрений составляет 1,28-2,02 или 65-120%.
Таблица 25 – Энергетическая эффективность удобрений и насыщения севооборота промежуточными культурами (ПК) в условиях орошения (средняя за 5 лет)
| Доля
ПК в сево-обо-роте |
Прибавка ОЭ в ГДж/га от | Затраты на прибавку
ГДж/га от |
КЭЭ | Затраты
энергии на 1 к.ед.прибавки в ГДж от |
|||||
| ПК | удоб-рений | ПК | удоб-рений | ПК | удоб-рений | ПК | удоб-рений | ||
| Без удобрений | |||||||||
| 0 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| 20 | 11,6 | — | 2,13 | — | 5,46 | — | 2,56 | — | |
| 40 | 20,2 | — | 5,11 | — | 3,95 | — | 3,32 | — | |
| 60 | 32,7 | — | 7,38 | — | 4,42 | — | 3,17 | — | |
| N30P45K45 | |||||||||
| 0 | — | 7,5 | — | 4,43 | — | 1,69 | — | 7,91 | |
| 20 | 16,7 | 12,5 | 2,70 | 5,00 | 6,19 | 2,50 | 2,16 | 5,10 | |
| 40 | 31,9 | 19,2 | 6,20 | 5,57 | 5,15 | 3,45 | 2,53 | 3,79 | |
| 60 | 47,9 | 22,7 | 9,10 | 6,12 | 5,26 | 3,71 | 2,55 | 3,40 | |
| N60P45K45 | |||||||||
| 0 | — | 15,2 | — | 7,77 | — | 1,96 | — | 6,88 | |
| 20 | 18,7 | 22,2 | 3,60 | 8,56 | 5,19 | 2,59 | 2,55 | 5,01 | |
| 40 | 34,2 | 29,2 | 8,20 | 9,18 | 4,17 | 3,18 | 3,11 | 5,12 | |
| 60 | 50,2 | 32,7 | 11,3 | 10,1 | 4,44 | 3,24 | 2,88 | 3,70 | |
| N90P45K45 | |||||||||
| 0 | — | 21,0 | — | 10,9 | — | 1,93 | — | 7,03 | |
| 20 | 22,8 | 32,7 | 5,04 | 12,0 | 4,52 | 2,73 | 3,15 | 5,17 | |
| 40 | 38,9 | 40,2 | 8,91 | 12,9 | 4,37 | 3,12 | 3,03 | 4,37 | |
| 60 | 61,4 | 49,7 | 14,0 | 13,9 | 4,37 | 3,58 | 3,18 | 3,83 | |
| N120P45K45 | |||||||||
| 0 | — | 24,0 | — | 13,9 | — | 1,73 | — | 7,85 | |
| 20 | 24,8 | 36,7 | 5,75 | 15,1 | 4,31 | 2,43 | 3,23 | 5,55 | |
| 40 | 48,8 | 46,2 | 9,94 | 15,9 | 4,31 | 2,91 | 3,05 | 4,56 | |
| 60 | 67,4 | 58,7 | 15,8 | 17,6 | 4,27 | 3,34 | 3,22 | 4,06 | |
Энергоемкость одной кормовой единицы прибавки урожая от промежуточных культур на фонах N30-60P45K45 уменьшается относительно неудобренного варианта в зависимости от насыщения севооборота на 6,3-23,8%. Только в варианте с 20% промежуточных культур и удобрениями N60P45K45 энергоемкость практически не изменяется. На фонах N90-120P45K45 снижение энергоемкости 1 к.ед. прибавки от промежуточных культур отмечается только на варианте с 40% насыщения севооборота промежуточными и составляет 8,1-8,7%, при 20% насыщения энергоемкость повышается на 23,0-26,2%, при 40% насыщения – на 0,3-1,6%.
На удобренных вариантах в севообороте происходит снижение энергоемкости кормовой единицы по мере увеличения доли промежуточных культур. Разница в энергоемкости кормовой единицы на крайних вариантах по насыщению севооборота (от 0 до 60%) составляет в зависимости от уровня минерального питания 0,24-0,74 МДж/к.ед. или 6,2-17,2%. На величину энергоемкости кормовой единицы на фоне удобрений и независимо от доли промежуточных культур оказывает влияние высокая энергоемкость удобрений. При посеве пелюшки на неудобренном фоне с 40% промежуточных культур происходит некоторое снижение из-за высокого эквивалента посевной нормы.
Энергетическая оценка эффективности различных приемов интенсификации при их раздельном применении, проведенная по КЭЭ, позволяет проранжировать их в следующем порядке (по мере увеличения показателя): органические удобрения — 1,11-1,43; минеральные удобрения — 1,53-1,69; орошение — 1,54-4,51; насыщение севооборотов промежуточными посевами — 3,95-5,46; почвенный гербицид – 5,48-7,12 (таблица 27). Отмеченная закономерность сохраняется и при оценке приемов интенсификации через экономические показатели — прибыль, рентабельность и себестоимость кормов. Комплексное применение средств интенсификации повышает их энергетическую и экономическую эффективность.
Заключение
Основой создания прочной кормовой базы животноводства Западной Сибири является адаптивная интенсификация кормопроизводства, включающая системно-альтернативный подход к выбору культур, оптимизацию систем основной обработки почвы, применения удобрений, средств защиты растений и орошение, насыщения кормовых севооборотов промежуточными культурами, рационального комплекса ухода за посевами в зависимости от уровня обеспеченности сельских товаропроизводителей природными и производственными ресурсами.
Кроме традиционных источников пополнения запасов органического вещества в почвах, проблему сохранения плодородия с наименьшими затратами можно решать за счет насыщения кормовых севооборотов промежуточными культурами, которые увеличивают поступление органических остатков в почву, в зависимости от их доли в севообороте, на 17-49%, улучшают структурное состояние и скважность почвы.
Применение средств интенсификации повышает продуктивность кормовых севооборотов в следующих пределах: органические удобрения — на 17-28%, при монокультуре кукурузы – на 44 %; минеральные удобрения — на 18-23% в условиях богары и на 36-53% при орошении; почвенный гербицид эрадикан — на 10-23%, при монокультуре кукурузы — в 1,3 раза; орошение — на 34-83%; насыщение севооборота промежуточными посевами — на 10-31% на богаре и на 19-54% в условиях орошения. Комплексное применение указанных приемов интенсификации существенно повышает их эффективность.
Эффективность использования гидротермических ресурсов в кормовом севообороте возрастает как от его насыщения промежуточными культурами, так и от улучшения режима питания растений. Так, 60%-ное насыщение севооборота промежуточными посевами без удобрений повышает окупаемость тепловых ресурсов на 10%, влаги — на 4%. При внесении удобрений эти показатели возрастают и составляют 25-28 и 18-22% соответственно.
Внесение дозы N90-120P45K45 в варианте без промежуточных культур повышает окупаемость ресурсов тепла и влаги на 36-41%, при 60% насыщения севооборота — на 54-65%.
Максимальная окупаемость гидротермических ресурсов может быть получена при комплексном применении удобрений и промежуточных культур (N90-120P45K45 + 60% промежуточных посевов) и составляет 685-731 к.ед./1000 С активных температур и 294- 314 к.ед./10 мм влаги.
4. Проблема наращивания производства кормов должна решаться за счет подбора и использования высокоурожайных, хорошо адаптированных, различных по скороспелости и направлению культур. В блоке силосных – ведущей остается кукуруза. Определенную альтернативу ей по выходу продукции с единицы площади представляют сорговые культуры. Высокие урожаи растительной массы обеспечивают укосные сорта проса посевного. Из нетрадиционных просовидных культур перспективным кормовым объектом является просо африканское.
Для производства зернофуража, зеленого корма, силосного и сенажного сырья очень широко используется овес. Отмечая многочисленные достоинства овса, следует признать, что он уступает по кормовой продуктивности суданской траве и просу посевному, а потому в посевах, предназначенных для укосного использования, должен быть ими потеснен.
Среди зернобобовых культур наиболее востребованным является горох посевной и полевой или пелюшка. Продуктивный потенциал вики несколько ниже, чем у специализированных сортов гороха. Самыми урожайными при благоприятных условиях увлажнения являются бобы кормовые. К ценным источникам жира и белка следует отнести сою. Позднеспелые сорта ее представляют интерес для укосного использования.
Крупным резервом увеличения производства растительного масла и белка являются крестоцветные культуры. Наибольшие урожаи при укосном использовании формируют редька масличная и рапс яровой. Им нет альтернативы при организации производства кормов в позднеосенний период.
Самыми дешевыми источниками кормов являются многолетние травы. Среди бобовых трав приоритет должен быть отдан люцерне, эспарцету и козлятнику восточному; среди злаковых – кострецу безостому.
5.Важное значение в улучшении снабжения животных свежим кормом отводится конвейерному производству кормов. Для организации зеленого конвейера необходимо по меньшей мере пять групп разновременно достигающих укосной спелости культур: озимые, многолетние травы, ранние и поздние яровые культуры, крестоцветные виды растений.
Реализация продуктивного потенциала культуры осуществляется через сорта. Удачный, хорошо отселектированный сорт позволяет получать высокие прибавки урожая без каких-либо существенных затрат. Значительный эффект в кормопроизводстве обеспечивает внедрение позднеспелых генотипов, более полно использующих агроклиматические ресурсы вегетационного периода.
6. Проведенные исследования подтверждают высокую эффективность применения минеральных удобрений под кормовые культуры, что связано с превышением выноса питательных веществ из почвы над их поступлением. Одной из ограничивающих рост продуктивности кормовых культур причин является недостаточные объемы применения органических и минеральных удобрений из-за высоких затрат на приобретение. В среднем по Алтайскому краю в начале десятых годов текущего столетия вносилось от 4 до 5 кг д.в. минеральных и 0,1 т/га органических удобрений. В настоящее время количество применяемых минеральных удобрений не превышает 6 кг/га д.в. Если учесть неравномерность их применения по хозяйствам и культурам, то на основной площади пашни, особенно в кормовых севооборотах, объемы совсем незначительны.
7. По мере насыщения промежуточными культурами продуктивность севооборота возрастает на неудобренном фоне на 0,8-2,3 т/га к.ед., или на 19-54%, при этом каждый процент насыщения обеспечивает дополнительный выход с 1 га 38-41 к.ед. Улучшение питательного режима еще в большей степени повышает эффективность промежуточных посевов, так на фоне N90-120P45K45 прибавки возрастают до 1,6-4,3 т/га или до 27-80%, а окупаемость каждого процента насыщения севооборота промежуточными культурами увеличивается в 1,9-2,2 раза по сравнению с неудобренным фоном.
8. Мощным фактором повышения урожайности кормовых культур является орошение. Так, на неудобренном фоне сбор кормовых единиц от проведения поливов возрастает у люцерны на 106, у кукурузы на 70, у суданской травы на 69, у проса кормового на 53%. При внесении N90-120P45K45 прибавки составили 122, 106, 122 и 72% соответственно. Еще большая эффективность орошения отмечается в поукосных посевах – их урожайность относительно богары увеличивается в 2-4,1 раза.
В целом продуктивность орошаемого севооборота возростает по сравнению с богарным на 83% без внесения удобрений и на 109% на фоне N60P60K60. На 10 мм оросительной нормы с каждого гектара севооборотной площади можно дополнительно получать без применения удобрений 173 к.ед., на удобренном фоне – до 287 к.ед. О высокой эффективности свидетельствуют и составляющие водного баланса кормовых культур: за ротацию севооборота на долю почвенных влагозапасов приходится 15-21%, на атмосферные осадки — 33-37%, на оросительную норму — 45-49% суммарного водопотребления.
9. Эффективность минеральных удобрений независимо от нормы внесения возрастает по мере насыщения севооборота промежуточными культурами. Так, на фоне N120P45K45 без промежуточных культур прибавка от удобрений в севообороте составляет 1,8 т/га к.ед. или 41% при окупаемости 1 кг д.в. прибавкой 8,4 к.ед., при 20% насыщения севооборота промежуточными посевами — 27, 52 и 13,0; при 40% насыщения — 35, 59 и 16,6, при 60% насыщения — 43, 65 и 20,6 соответственно.
10. Наибольшая урожайность почти всех промежуточных культур формируется на фоне N120P45K45, однако максимальная окупаемость удобрений независимо от вида промежуточных посевов отмечается при внесении нормы N90P45K45. Среди поукосных культур лучшими по окупаемости являются капустные, а также тройные смеси овес+вика+подсолнечник и овес+пелюшка+подсолнечник — 17,7-22,3 к.ед./кг д.в., худшими — овес в одновидовом посеве и пелюшко-овсяная смесь — 7,2-7,3 к.ед./кг д.в. В пожнивных посевах максимальная окупаемость туков отмечается у пелюшки, рапса, сурепицы и редьки масличной — от 20,2 до 22,2 к.ед./кг д.в. У подсевных культур окупаемость удобрений меньше, лучшими среди них характеризуются могар и суданская трава — соответственно 18,8 и 14,5 к.ед./кг д.в.
11. Заслуживает внимания и детального изучения в качестве промежуточной культуры в севооборотах Rapbanus sativus L var. longipinnatiis Baili — сладкая редька (дайкон). При посеве в конце июля-начале августа растение не формирует стебель и соцветие, корнеплод проникает в почву на глубину до 50 см. Оставленный в почве на зиму, к весне он полностью разлагается и оставляет цилиндрические пустоты, обеспечивающие поступление в почву воздуха и воды из осадков в течение нескольких лет. Эффективность применения минеральных удобрений возрастает за счет их распределения по всему пахотному слою почвы. За счет этой культуры многолетний период освоения ресурсосберегающих технологий можно значительно сократить.
Дайкон при более ранних сроках посева (конец мая – начало июля) формирует большую надземную массу и корнеплод, обеспечивающих защиту почв от ветровой и водной эрозии, может применяться на кормовые цели в составе кормосмесей и в качестве поддерживающей культуры, кулис, сидерата.
12. Применение органических удобрений (навоза) увеличивает продуктивность посевов кукурузы на фоне 40 т/га по плоскорезной обработке на 23%, по вспашке — на 18%, на фоне 80 т/га соответственно на 54 и 44%, при окупаемости 1т навоза 14,8-27,8 к.ед.
13. Высокоэффективным приемом повышения продуктивности кукурузы является применение в ее посевах почвенных гербицидов. Так, прибавка урожая от использования эрадикана составляет на богаре 2,5 т/га к.ед. или 43%, при орошении – 4,1 и 55 соответственно. Эффективность почвенного гербицида в бессменных посевах кукурузы в три раза выше, чем его применение в севообороте — в среднем за 5 лет прибавка достигает 129%.
14. Комплексное применение средств интенсификации в полевом кормопроизводстве существенно повышает их эффективность. Так, использование только орошения увеличивает продуктивность севооборота на 1,29 т/га к.ед. или на 34%, внесение эрадикана в кукурузном поле обеспечивает прибавку 0,39 т/га к.ед. или 10%, а насыщение севооборота промежуточными культурами до 40% в структуре посева обеспечивает рост продуктивности на 0,98 т/га к.ед. или на 26%. Комплексное применение орошения, почвенного гербицида и промежуточных посевов повышает продуктивность севооборота в 2 раза.
15. Применение средств интенсификации оказывает влияние не только на величину урожая, но и на его качественные показатели. Так, внесение азотных удобрений в кормовом севообороте нормой 90-120 кг/га д.в. повышает протеиновую обеспеченность кормов на 25-37%. Насыщение кормового севооборота высокобелковыми промежуточными культурами до 60% даже без применения азотных удобрений позволяет получать сбалансированные корма по протеину: обеспеченность кормовой единицы повышается с 83 до 107 г или на 29%. Замена одновидовых посевов злаков их смесями с высокобелковыми культурами повышает содержание переваримого протеина в корме на 25-56%.
Однако, разовое внесение 120 кг/га д.в. азота под капустные культуры загрязняет зеленую массу нитратами. По этой причине норму азотных удобрений, если она превышает 90 кг/га д.в., необходимо дробить, а также соблюдать сбалансированность минерального питания. Комплексное применение ризоторфина и микроудобрений при возделывании люцерны на семена повышает урожайность в 2 раза.
16. Энергетическая оценка эффективности различных приемов интенсификации при их раздельном применении, проведенная по коэффициенту энергетической эффективности (КЭЭ), позволяет проранжировать их (по мере увеличения показателя) в следующем порядке: органические удобрения — 1,11-1,43; минеральные удобрения — 1,53-1,69; орошение — 1,54-4,51; насыщение севооборотов промежуточными посевами — 3,95-5,46; почвенный гербицид – 5,48-7,12. Отмеченная закономерность сохраняется и при оценке приемов интенсификации через экономические показатели — прибыль, рентабельность и себестоимость кормов. Комплексное применение средств интенсификации повышает их энергетическую и экономическую эффективность.
Список использованных источников
Аграрный сектор и продовольственная безопасность США в начале ХХI века / Под редакцией О.Г. Овчинникова. – М., 2015. – 474 с.
Агроклиматические ресурсы Алтайского края. – Л.: Гидрометеоиздат, 1971. – 155 с.
Адерихин П.Г. Азот в почвах Центрально-Черноземной полосы / П.Г. Адерихин, А.П. Щербаков. – Воронеж: ВГУ, 1974. – 243 с.
Алабушев А.В. Сорго (селекция, семеноводство, технология, экономика) / Алабушев А.В., Л.Н. Анипенко, Н.Г. Гурский и др. – Ростов на Дону, 2003. – 368 с.
Бабич А.А. Современные тенденции развития молочного животноводства и его кормовой базы в США / А.А. Бабич, А.А. Побережная. – М., 1988 – 68 с.
Бараев А.И. Ветровая эрозия и меры защиты / А.И. Бараев, А.А.
Л.М. Татаринцев, В.А. Рассыпнов. – Барнаул: РИО АСХИ, 1988. – 72 с. Зайцева // Почвозащитное земледелие. –М.: Колос, 1975. –С.7-82.
Бенц В.А. Интенсификация полевого травосеяния в Сибири / В.А. Бенц, Г.А. Демарчук, А.Г. Закладная, Г.Н. Калюк // Интенсивные технологии возделывания кормовых культур: теория и практика. – М.: Агропромиздат, 1990. — С. 13-22.
Бенц В.А. Поливидовые посевы в кормопроизводстве: теория и практика / СибНИИкормов. — Новосибирск, 1996. – 228 с.
Бенц В.А. Полевое кормопроизводство в Сибири / В.А.Бенц, Н.И. Кашеваров, Г.А. Демарчук. — РАСХН. Сиб. отд-ние., СибНИИ кормов. – Новосибирск, 2001. – 240 с.
Бурлакова Л.М. Плодородие почв Алтайского края / Л.М. Бурлакова,
Бурлакова Л.М. О мерах по предотвращению процессов деградации и опустынивания земель в Алтайском крае / Л.М. Бурлакова, Ю.А. Поляков // Повышение устойчивости АПК Алтайского края: тез. докл. и проект решения 3-й регион. науч. –практ. конф. – Барнаул: Изд-во АГАУ, 2000. – С. 76-80.
Васякин Н.И. Зернобобовые культуры в Западной Сибири / Н.И. Васякин. – Новосибирск, 2002. – 184 с.
Вильямс В.Р. Почвоведение (Земледелие с основами почвоведения) / В.Р. Вильямс. – М.: Сельхозгиз, 1949. – 471 с.
Вышегуров С.Х. Энергоресурсосбережение в растениеводстве Западной Сибири: учебное пособие / С.Х. Вышегуров, Р.Р. Галеев, М.Е. Черепанов, В.И. Ваганов, А.Ф. Кондратов, А.И. Капинос, В.А. Петрук, Ю.И. Свистунова, Л.В. Овчинникова, И.С. Ломако, А.Д. Гончаров, С.К. Гамаско // Новосибирский ГАУ. – Новосибирск, 2002. – 202 с.
15. Дробышев А.П. Способ регулирования плодородия сезонно-мерзлотных пахотных почв // Патент на изобретение № 2524257. — 2014 г.
16. Дробышев А.П. Эффективность приёмов основной обработки почвы в борьбе с сорняками на Алтае // Современные проблемы адаптивного земледелия Сибири: регион. науч.-практ. конф., Улан-Удэ: БСХА, 2006. – С. 15-21.
17. Дробышев А.П. Анализ полевых севооборотов и их оптимизация для условий рискованного земледелия: рекомендации / А.П. Дробышев, В.П. Олешко, В.И. Усенко. – Барнаул: РИО Алтайского ГАУ, 2017. – 89 с.
18. Дробышев А.П. Особенности севооборотов и обработки почвы в условиях рискованного земледелия Западной Сибири / А.П. Дробышев, М.И. Мальцев, В.П. Олешко, В.И. Усенко // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2017. – №12(158). – С. 42-48.
19. Дробышев А.П. Севооборот как важное звено в системах земледелия по регулированию условий продуцирования сельскохозяйственных культур / А.П. Дробышев, В.П. Олешко, В.И. Усенко // Аграрная наука – сельскому хозяйству: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2018. – С. 205-208.
20. Дробышев А.П. Плодосменные севообороты – основа успешного земледелия / А.П. Дробышев //От биопродуктов к биоэкономике: материалы межрегон. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2018. – С. 57-61.
21. Дробышев А.П. Полевые сорняки и меры борьбы с ними в ресурсосберегающем земледелии на юге Западной Сибири / А.П. Дробышев: Учебное пособие, — Барнаул: Издательство Алтайского ГАУ, 2018. – 83 с.
22. Дробышев А.П. Продуктивность и место кормовых культур в севообороте на юге Западной Сибири / А.П. Дробышев, В.П. Олешко, Е.Р. Шукис, М.И. Мальцев, В.И. Усенко // Аграрная наука – сельскому хозяйству: материалы V междунар. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2019. – С. 177-179.
23. Дробышев А.П. Основные направления интенсификации технологий производства кормовых культур в условиях Алтайского края / А.П. Дробышев, В.П. Олешко, В.И. Усенко, Е.Р. Шукис, Д.А. Пугач // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2019. — №8 (178). – С. 8-13.
24. Дробышев А.П. Биологизация технологий кормопроизводства — важный резерв развития животноводства на Алтае / А.П. Дробышев, В.П. Олешко, В.И. Усенко, Е.Р. Шукис, Д.А. Пугач // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2019. – №9 (179). – С 23-31.
25. Дробышев А.П. Поливидовые посевы и промежуточные культуры в кормовых севооборотах как биологический прием регулирования плодородия почвы / А.П. Дробышев, Д.А. Пугач, Е.Д. Пугач // От биопродуктов к биоэкономике: материалы межрегон. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2019. – С. 25-28.
26. Жученко А.А. Пути всесторонней интенсификации растениеводства / А.А. Жученко // Будущее науки: Междунар. ежегодник. – М., 1984. – С.168-176.
27. Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений: эколого-гинетические основы / А.А. Жученко. — Кишинев: Штиинца, 1988. – 767 с.
28. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-гинетические основы). — Кишинев: Штиинца, 1990. – 432 с.
29. Емельянов А.М. О технологии возделывания кормовых культур в сухой степи Забайкалья / А.М. Емельянов // Современные проблемы адаптивного земледелия Сибири: материалы семинара-совещания заведующих кафедрами земледелия и растениеводства с.-х. вузов Сибирского ФО. – Улан-Удэ, 2006. –С. 86-96.
30. Игнатенко А.И. Севообороты для Кулунды // А.И. Игнатенко, П.Н. Назаренко // Земледелие. -1979. — №8. – С. 18-20.
31. Иванова Е.П. Действие и последействие бактериальных препаратов и дефеката на урожайность зеленой и сухой массы люцерны в условиях Приморского края / Е.П. Иванова // Аграрная наука – сельскому хозяйству: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2015. – С.96-98.
32. Каличкин В.К. Среднеобразующие функции сельскохозяйственных культур в севообороте / В.К. Каличкин, С.А. Ким // Организация рационального использования и охраны сельскохозяйственных земель Алтайского края в современных условиях: тр. IV регион. науч.-практ. конф. Барнаул, 2001. – С. 283-285.
33. Каличкин В.К. Автоматизированное проектирование севооборотов / В.К. Каличкин, А.И. Павлова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2008. — №12. – С. 5-11.
34. Калюк Г.Н. Научное обоснование приемов повышения продуктивности многолетних трав в почвозащитном земледелии / Г.Н. Калюк // Сб. науч. тр. ВАСХНИЛ, Сиб. отд-ние. – Новосибирск, 1989. – С. 29-38.
35. Каштанов А.Н. Защита почв от водной эрозии в условиях Алтайского края / А.Н. Каштанов // Проблемы земледелия, ВАСХНИЛ. – М.: Колос,1978. – С. 252-270.
36. Каштанов А.Н. Результаты исследований по защите почв от ветровой эрозии в Алтайском крае / А.Н. Каштанов, М.И. Сильченко, В.Е. Мусохранов // Вопросы почвозащитного земледелия. – Барнаул, 1979. – С. 9-21.
37. Каштанов А.Н. Концепция ландшафтной контурно-мелиоративной системы / А.Н. Каштанов // Земледелие. — 1992. — №4. – С. 2-5.
38. Кива А.А. Резервы экономии энергоресурсов в животноводстве и кормопроизводстве / А.А. Кива, В.М. Рабштына, В.И. Сотников В.К. Станчевский . – М.,1988. — 47 с.
39. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. – М.: Изд-во МСХА, 2000. – 473 с.
40. Косолапов В.М. Кормопроизводство – основа сельского хозяйства России / В.М. Косолапов // Кормопроизводство. – 2010. — №8. – С. 3-5.
41. Красницкий В.М. Поступление органического вещества в агроландшафты и агрогенная эволюция почв / В.М. Красницкий, Л.Н. Мищенко, С.Д. Халилова // Плодородие. – 2006. — №5(32). – С.39-40.
42. Листопадов И.Н. Севообороты южных регионов / И.Н. Листопадов.- Ростов-на-Дону, 2005. – 276 с.
43. Лысов В.Н. Просо / В.Н. Лысов. – Л.: Колос, 1968. – 224 с.
44. Макарова Г.И. Многолетние кормовые травы Сибири / Г.И. Макарова. – Омск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, Ом. отд-ние, 1974. – 248 с.
45. Морозов В.И. Бобовые фитоценозы и оптимизация плодородия почвы / В.И. Морозов, А.Л. Тойгильдин // Земледелие. – 2008. — №1. – С. 16-17.
46. Нурмухаметов Н.М. Горох в севообороте и бессменном посеве и микробиологическая активность почвы / Н.М. Нурмухаметов, С.Н. Надежкин, И.С. Узбеков // Земледелие. – 2008. — №8. – С. 22-23.
47. Олешко В.П. Промежуточные посевы и продуктивность кормового севооборота / В.П. Олешко, В.В. Яковлев // Сельскохозяйственные ресурсы Алтайского края и повышение эффективности их использования: Сб.науч. тр., СО РАСХН. – Барнаул, 2000. – С. 93-100.
48. Олешко В.П. Полевое кормопроизводство в Алтайском крае: состояние, проблемы и пути решения / В.П. Олешко, В.В. Яковлев, Е.Р. Шукис: Монография, Барнаул: Изд-во «Азбука», 2005. – 319 с.
49. Пупонин А.И. Управление сорным компонентом агрофитоценоза в системах земледелия / А.И. Пупонин, А.В. Захаренко. – М.: Изд-во МСХА, 1998. – 154 с.
50. Самаров В.М. Корма высокого качества / В.М. Самаров; РАЕН (Западно-Сибирское отделение); КемГСХИ. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2008. -111 с.
51.Трофимов И.Т. Кормовые культуры на засоленных почвах / И.Т. Трофимов. – Барнаул: Алт. кн. изд-во, 1982. – 80 с.
52. Усенко В.И. Эффективность применения азотных удобрений при возделывании сои и рапса в умеренно-засушливой степи Алтайского края / В.И. Усенко, В.П. Олешко, С.В. Усенко, Е.Р. Шукис, А.П. Дробышев // От биопродуктов к биоэкономике: материалы III межрегион. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2019. – С. 227-233.
53. Хамоков Х.А. Влияние минеральных удобрений на величину и активность симбиотического и фотосинтетического аппаратов посевов сои, гороха и вики / Х.А. Хамоков // Аграрная наука – сельскому хозяйству: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2015. – С. 270-275.
54. Хамоков Х.А. Влияние микроэлементов на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность зерновых бобовых культур / Х.А. Хамоков // Аграрная наука – сельскому хозяйству: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2015. – С. 267-270.
55. Харьков Г.Д. О возделывании многолетних трав на полевых землях / Г.Д. Харьков // Сб. науч. работ ВНИИ кормов. – М., 1976. – Вып.9. – С. 195-204.
56. Шукис Е.Р. Оценка традиционных и новых кормовых культур на Алтае и особенности их селекции и семеноводства / Е.Р. Шукис. – РАСХН. Сиб. отд-ние., АНИИЗиС. – Новосибирск, 2001. -148 с.
57. Шукис Е.Р. Кормовые культуры на Алтае: монография / Е.Р. Шукис. – Барнаул: ГНУ Алтайский НИИСХ Россельхозакадемии, 2013. – 182 с.
58. Шукис Е.Р. Повышение эффективности селекционного процесса по кормовым культурам в Алтайском крае / Е.Р. Шукис // Аграрная наука – сельскому хозяйству: материалы V междунар. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2019. – С. 309-311.
59. Шукис Е.Р. Продуктивность нута в зависимости от гидротермических условий и сортового состава / Е.Р. Шукис, С.К. Шукис // Аграрная наука – сельскому хозяйству: материалы V междунар. науч.-практ. конф. – Барнаул, 2019. – С. 311-313.
60. Яшутин Н.В. Земледелие в Сибири / Н.В. Яшутин, А.П. Дробышев. — Барнаул: Изд-во АГАУ, 2004. – 520 с.
61. Яшутин Н.В. Биологизация земледелия как фактор инновационного развития АПК в современных условиях / Н.В. Яшутин, А.П. Дробышев. Алтай: село и город. — Барнаул, 2004 — №18-19. – С. 33-35).
62. Яшутин Н.В. Биоземледелие. Научные основы, инновационные технологии и машины / Н.В. Яшутин, А.П. Дробышев, А.И. Хоменко.- Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. – 191 с.
63. Akkart M. S, Shamsudin A. M., Islam Nazrul, Rahman A.R.M.S. Effect of mixed cropping lentil and mustard at various seeding ratios // Zens Newslett. — 1993. – Vol. 20, №1. – Р. 36-39.
64.Brune von H. Richtlinien okologichbiologisch betriebenen Landvirtschaft//Arzter. Naturheilvoefahar. – 1993. — Vol. 34, №1. – S.23-24, 27-28, 31-39.
65. Du J.B. Comparative expression Analysis of dehydrins between two Barley varieties, wild Barley and tibetan hulless Barley associated with different stress resistance / J. B. Du, S. Yuan, Y. E. Chen // Acta Physiologiae Plantarum. 2011. Vol. 33, no. 2. Рр. 567-574.
66. Jedel P. E., Helm J. H. Torage pontential of pulse-cereal mixtures in central Alberta // Сan. J. Plant. Sci. — 1993. – Vol. 73, №2. – Р. 437-444.
67. Schiavon M. Effects of an Alfalfa Protein hydrolysate on the gene expression and Activitu of enzymes of the tricarboxylic acid (tca) cycle and nitrogen metabolism in zea Mais L / M. Schiavon, A. Ertani, S. Nardi // Journal of Agricultural and Food Chemistri. 2008. Vol. 56. No. 24. Pp. 11800-11808.
68. Wei Z. Transformation of Alfalfa chloroplasts and expression of green fluorescent Protein in a forage crop / Z. Wei, Y. Liu, C. Lin, Y. Wang, O. Cai, Y. Dong, S. Xing // Biotechnology Letters. 2011. Vol. 33. no. 12/ рр. 2487-2494.
Приложения