Использование минеральных удобрений и микробиологических препаратов на пастбищных агрофитоценозах

От правильной организации кормопроизводства во многом зависит будущее сельскохозяйственного производства и продовольственная безопасность страны. Отсутствие должного внимания к кормопроизводству в аграрной экономике негативно сказывается на развитии агропромышленного комплекса в целом и способствует разрушению его производственной базы – сельскохозяйственных земель. Разумеется, такого типа ситуация негативно сказывается и на животноводстве [1, 2, 3].

Удовлетворение потребностей населения и народного хозяйства в продукции животноводства остается актуальной задачей. Выращивание многолетних трав и травосмесей, отличающихся высокой урожайностью и долголетием при интенсивном использовании, которые являются основой для обеспечения кормовой базы в животноводстве, имеет первостепенное значение [4, 5].

Обеспечение наиболее подходящего типа кормления путем производства дешевых кормов в количестве, достаточном для удовлетворенияпотребностейскотавпитании,сучетомзапланированного уровня продуктивности, является одним из преимуществ луговодства. Согласно исследованиям российских ученых, Северо-Запад относят к зоне луговодства с достаточно хорошими условиями для роста и развития луговых трав. Поэтому выращивание крупного рогатого скота в этом регионе должно быть ориентировано на использование травянистых кормов [6].

Пастбище – довольно значительный и разнообразный земельный ресурс, занимающий большую часть поверхности суши в мире. В Российской Федерации пастбища занимают около 30% от площади земель сельскохозяйственных угодий, в Вологодской области – примерно 13% (рисунки 1, 2) [7, 8].

пашня ■ залежь многолетние насаждения ■ сенокосы ■ пастбища

Рисунок 1 – Распределение земель сельскохозяйственного назначения / по угодьям Российской Федерации, млн га

пашня ■ залежь многолетние насаждения ■ сенокосы ■ пастоища

Рисунок 2 – Распределение земель сельскохозяйственного назначения по угодьям в Вологодской области, тыс. га

Многолетние бобовые и злаковые травы являются основой пастбищ. Эти ценные кормовые культуры, значение и распространение которых объясняется высокой продуктивностью, питательностью корма, долголетием, зимостойкостью, способностью к вегетативному возобновлению, хорошей отзывчивостью на улучшение условий выращивания.Онитакжеимеютважноеэкологическоезначение,занимая одно из лидирующих мест среди других культур по почвозащитной роли. Они укрепляют почву благодаря хорошо развитой корневой системе, превращая ее верхний слой в пласт, который не подвержен разрушению водой или ветром [9–12].

С помощью адаптированных многолетних бобовых и злаковых трав, их смесей можно улучшить качество кормов и их разнообразие без привлечения значительных средств. Смешанные посевы могут более эффективно использовать влагу, питательные вещества почвы и солнечную энергию благодаря различному строению куста и корневой системы. Травосмеси имеют более высокую устойчивость к неблагоприятным условиям произрастания, к болезням и вредителям, а также обладают технологичностью при заготовке различных видов кормов [13, 14].

Высокие урожаи сельскохозяйственных культур требуют не только селекции растений, создания и внедрения в сельскохозяйственное производство новых высокоурожайных сортов, но и эффективного использования минеральных и органических удобрений, перспективных микробиологических препаратов и др. [15].

Микробиологические препараты давно известны, но для замены химических удобрений их эффективность была недостаточна. В растениеводстве все большее внимание уделяется инновационным разработкам, связанным с применением биопрепаратов, как перспективного пути увеличения урожайности сельскохозяйственных растений с улучшением их качества. В частности, микробиологические препараты могут заметно снизить дозы минеральных удобрений, увеличив коэффициент их использования [16, 17].

В научной работе А.В. Платонова описаны результаты исследований по влиянию биопрепаратов «Натурост» (создан на основе культуры клеток Bacillus subtilis), «Натурост-Актив» (Lactobacillus buchneri) и «Натурост-М» (Bacillus megaterium) на продуктивность и питательность травосмеси клевера лугового и тимофеевки луговой. Сухая биомасса укосов травосмеси при внесении биопрепаратов возрастает на 12,7– 47,1% в зависимости от используемого препарата, года исследования и укоса. Под влиянием биопрепаратов улучшается и питательная ценность травосмеси, содержание кормовых единиц возрастает до 15,0%, обменной энергии – до 7,7% [18].

Целью данных исследований стало изучение влияния минеральных удобрений и микробиологических препаратов на продуктивность многолетних трав пастбищного использования.

По этой причине решались следующие задачи: заложен полевой опыт с многолетними травами пастбищного использования; проведены намеченные фенологические наблюдения, учеты урожайности; изучено влияние возрастающих доз минеральных удобрений и микробиологических препаратов на продуктивность пастбищных агрофитоценозов.

Потребность увеличения производства высокопитательных кормов и поддержания удовлетворительного фитосанитарного состояния посевов средствами (микробиологическими препаратами), позволяющими получать экологически безопасную продукцию с сохранением плодородия почв, обусловила актуальность наших исследований.

Отличие наших исследований от других научных работ заключается в том, что впервые в условиях Вологодской области будут изучены пастбищные травостои с изменением их продуктивности за счет применения различных доз минеральных удобрений и микробиологических препаратов.

Материалы и методика исследований

Научный опыт проводился в соответствии с методическими указаниями по проведению полевых опытов ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, был заложен в мае 2022 года на поле СЗНИИМЛПХ – обособленного подразделения ФГБУН ВолНЦ РАН, расположенном в Вологодском районе. Почва опытного участка осушенная, дерновоподзолистая, легкосуглинистая, среднеокультуренная. В опыте 14 вариантов, в трехкратной повторности. Площадь делянки 12 м2. Для создания пастбищных фитоценозов использовались фестулолиум Аллегро, тимофеевка луговая Ленинградская 204, овсяница луговая Свердловская 37, мятлик луговой Балин, клевер белый Мерлин. Данные сорта внесены в Государственный реестр селекционных достижений.

В опыте использовались минеральные удобрения в виде диаммофоски, аммиачной селитры, хлористого калия. На протяжении вегетационного периода осуществлялись фенологические наблюдения (определение фаз развития растений), измерялась высота травостоя. Уход за опытом – поддержание дорожек и делянок в чистом от сорняков виде.

Эксплуатация травостоя проводилась по принципу среднего загона (фаза кущения – начало выхода в трубку злаковых трав), во второй год жизни проведены 4 цикла имитации стравливания травостоя (методом скашивания). При учёте урожая отбирались образцы зеленой массы и анализировались по биохимическому составу и качеству в лаборатории химического анализа ЦКП «Северо-Западного НИИ молочного и лугопастбищного хозяйства имени А.С. Емельянова» на содержание сырого протеина, жира, клетчатки. Видовой состав травостоя определялся общепринятым методом весового анализа с учетом участия сеяных видов, степени засоренности и внедрения дикорастущих видов.

Минеральные удобрения были внесены перед посевом в стартовой дозе N₄₅P₆₀K₉₀. В вариантах один и пять минеральные удобрения не применялись. Во второй год жизни травостоев внесение азота проводилось согласно схеме опыта дробно (в несколько этапов) и в различных дозах (табл. 1).

В год посева на вариантах 5–8 и 13 проведена сухая инокуляция семян, а на вариантах 6, 7, 8 и 13 – модификация минеральных удобрений микробиологическим препаратом (Бисолби (Т)), основой которого является грамположительная спорообразующая бактерия Bacillus subtilis штамм Ч-13. Варианты 9, 10, 11 и 14 опрыскивались жидким микробиологическим удобрением на основе штамма Bacillus subtilis Ч-13 (Экстрасол) в фазу начала кущения в каждом цикле использования.

Таблица 1 – Схема опыта

Культура (норма высева)	Дозы удобрений, микробиологический препарат
1. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	-
2. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2) (контроль)	N90Р60К90
3. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	N120Р60К90
4. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	N150Р60К90
5. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	Бисолби-Т (обработка семян препаратом)
6. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	N90Р60К90, Бисолби-Т
7. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	N120Р60К90, Бисолби-Т
8. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	N150Р60К90, Бисолби-Т
9. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	N90Р60К90, Экстрасол
10. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	N120Р60К90, Экстрасол
11. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2)	N150Р60К90, Экстрасол
12. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2) + клевер ползучий (4)	N45Р60К90
13. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2) + клевер ползучий (4)	N45Р60К90, Бисолби-Т
14. Фестулолиум (6) + овсяница луговая (12) + тимофеевка луговая (8) + мятлик луговой (2) + клевер ползучий (4)	N45Р60К90, Экстрасол

Метеорологические условия периода вегетации сопровождались неустойчивостью погоды. Май 2022 года характеризовался избытком выпавших осадков и недостаточной теплообеспеченностью (ночные температуры были около 0 °С). С третьей декады июня отмечен повышенный температурный режим с отсутствием осадков. В июле наблюдалось превышение нормы осадков с невысокими ночными температурами. Август отличался минимальным количеством выпавших атмосферных осадков с повышенным температурным режимом (температуры превышали +30 °С). Во второй и третьей декадах апреля при формировании биомассы для 1-го цикла 2023 года дневные температуры поднимались выше +10 °С с небольшим количеством выпавших осадков. Май – достаточная теплообеспеченность и редкие осадки. Июнь имел недостаток осадков и невысокие ночные температуры. Дневная температура второй декады июля не превышала +20 °С. Две первые декады августа были жаркими (температуры превышали 30 °С) с небольшим количеством выпавших осадков, а низкие ночные температуре характеризовали третью декаду августа.

Результаты исследований

На формирование урожайности во второй год жизни исследуемых травосмесей большое влияние оказали погодные условия, применение удобрений и микробиологических препаратов, что заметно по колебаниям урожайности (таблица 2).

Таблица 2 – Урожайность пастбищных агрофитоценозов за два года жизни

Вариант	В 1-й год жизни, т/га		Во 2-й год жизни, т/га
	зеленая масса	сухое вещество	зеленая масса	сухое вещество
1. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик (без удобрений)	2,61	0,87	9,8	2,55
2. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик (контроль), N90Р60К90	3,22	0,95	43,86	9,16
3. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N120Р60К90	3,36	1,00	47,34	9,99
4. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N150Р60К90	3,39	0,98	50,78	10,27
5. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, Бисолби-Т	3,19	0,92	11,69	3,1
6. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N90Р60К90, Бисолби-Т	3,42	0,97	46,86	9,88
7. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N120Р60К90, Бисолби-Т	3,47	1,11	49,94	10,69
8. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N 150 Р 60 К 90 , Бисолби-Т	3,47	1,08	53,33	11,03
9. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N90Р60К90, Экстрасол	3,33	1,06	45,39	9,98
10. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N120Р60К90, Экстрасол	3,44	1,22	48,37	10,67

11. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N150Р60К90, Экстрасол	3,56	1,13	51,67	10,32
12. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик + клевер ползучий, N45Р60К90	9,11	2,16	44,03	9,63
13. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик + клевер ползучий, N45Р60К90, Бисолби-Т	9,89	2,36	44,84	9,67
14. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик + клевер ползучий, N45Р60К90, Экстрасол	9,39	1,82	44,14	9,13
НСР 05		0,4 т/га		0,7 т/га

По урожайности все злаковые травостои на минеральном фоне в первыйгоджизнибылинауровнеконтроля. Бобово-злаковыетравосмеси обеспечили существенную прибавку, урожайность составила 1,82–2,36 т/га СВ.

Урожайность злаковых травостоев за сезон 2023 года с применением удобрений составила 9,16–10,27 т СВ, с внесением удобрений и обработкой их микробиологическим препаратом (Бисолби (Т)), основой которого является грамположительная спорообразующая бактерия Bacillus subtilis штамм Ч-13, варьировала от 9,88 до 11,03 т СВ, с использованием удобрений и поливом Экстрасолом – 9,98–10,67 т СВ. Урожайность бобово-злаковых травостоев достоверно не отличалась от показателя контрольного варианта и находилась в пределах 9,13–9,67 т/га.

Существенную роль в пастбищных агрофитоценозах играет более или менее схожая величина урожайности по циклам стравливания, это нужно для обеспечения стабильного поступления необходимого объема пастбищных кормов (рисунок 3).

Рисунок 3 – Распределение урожайности по циклам использования за сезон 2023 года, % СВ

Данные рисунка 3 показывают, что злаковые и бобово-злаковые травостои формируют наибольшую биомассу в первом и втором циклах стравливания, в последующих циклах ее доля снижается.

Рассмотрим продуктивные показатели многолетних трав пастбищного использования за два года их жизни (таблица 3).

Таблица 3 – Продуктивность пастбищных агрофитоценозов за два года жизни

1-z га s a re CQ	Выход с 1 га за 2022 г.			Выход с 1 га за 2023 г.
	кормовые единицы, тыс.	обменная энергия, ГДж	переваримый протеин, т	кормовые единицы, тыс.	обменная энергия, ГДж	переваримый протеин, т
1.	0,68	8,6	0,08	2,0	25,2	0,15
2.	0,76	9,5	0,09	7,51	92,7	0,96
3.	0,77	9,8	0,07	7,93	99,4	1,02
4.	0,76	9,7	0,09	8,4	103,8	1,06
5.	0,72	9,1	0,08	2,41	30,5	0,19
6.	0,79	9,8	0,09	8,0	99,4	0,9
7.	0,92	11,3	0,10	8,86	108,8	1,06
8.	0,88	10,9	0,09	9,04	111,6	1,2
9.	0,89	10,9	0,07	8,14	100,7	0,95
10.	0,98	12,3	0,10	8,71	107,8	1,01
11.	0,91	11,4	0,08	8,55	105	1,12
12.	1,89	22,6	0,23	8,3	99,9	1,03
13.	2,19	25,5	0,30	8,22	99,7	0,9
14.	1,67	19,5	0,22	8,04	95,7	0,93

По продуктивным показателям в 2022 году были незначительные отличия с контрольным вариантом практически у всех злаковых. Бобово-злаковые травосмеси превосходили контроль по продуктивным показателям чуть больше, чем в два раза.

По продуктивным показателям в 2023 году контроль (2 вариант) превосходил варианты 1 (злаковые травостои из фестулолиума, овсяницы, тимофеевки и мятлика лугового без внесения удобрений) и 5 (при обработке семян Бисолби-Т). Продуктивность злаковых травостоев за сезон при внесении удобрений составила 7,51–8,4 тыс. к.ед, 92,7– 103,8 ГДж обменной энергии и 0,96–1,06 т переваримого протеина. Применение удобрений и обработка их микробиологическим препаратом Бисолби-Т увеличили продуктивные показатели на злаковых травостоях до 8,0–9,04 тыс. кормовых единиц, переваримого протеина – 0,9–1,2 т, обменной энергии - 99,4-111,6 ГДж. Продуктивность на злаковых травостоях при внесении удобрения и поливе Экстрасолом была 8,14–8,71 тыс. к.ед., переваримого протеина – 0,95–1,12 т, обменной энергии – 100,7–107,8 ГДж.

Небольшие отличия по продуктивным показателям с контрольным вариантом были у бобово-злаковых травостоев: по содержанию кормовых единиц – 8,04–8,3 тыс., обменной энергии – 95,7–99,9 ГДж, переваримого протеина – 0,90–1,03 т.

Полученные результаты показывают, что содержание питательных веществ варьируется в зависимости от ботанического состава травосмеси и внесения удобрений (таблица 4).

Таблица 4 – Содержание протеина и обменной энергии за 2022–2023 гг.

	2022		2023
Вариант	сырой протеин, %	обменная энергия, МДж	сырой протеин, %	обменная энергия, МДж
1. Фестулолиум + овсяница +тимофеевка + мятлик (без удобрений)	13,7	9,8	10,3	9,8
2. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик (контроль), N90P60K90	14,1	10,0	14,8	10,0
3. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N 120P60K90____________________________	11,9	9,9	14,6	9,9
4. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N 150P60K90____________________________	13,5	9,8	15,0	10,0

5. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, Бисолби-Т	12,8	9,9	10,6	9,8
6. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N90Р60К90, Бисолби-Т	14,1	10,1	13,9	10,0
7. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N120Р60К90, Бисолби-Т	13,7	10,2	14,5	10,1
8. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N150Р60К90, Бисолби-Т	12,8	10,1	15,9	10,1
9. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N90Р60К90, Экстрасол	10,6	10,3	13,8	10,0
10. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N120Р60К90, Экстрасол	12,4	10,0	13,9	10,0
11. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик, N150Р60К90, Экстрасол	11,4	10,1	15,5	10,1
12. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик + клевер ползучий, N45Р60К90	15,5	10,5	15,8	10,4
13. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик + клевер ползучий, N45Р60К90, Бисолби-Т	18,0	10,8	14,5	10,3
14. Фестулолиум + овсяница + тимофеевка + мятлик + клевер ползучий, N45Р60К90, Экстрасол	17,1	10,7	15,4	10,5

Агрофитоценозы пастбищного использования обеспечили получение корма с показателями, соответствующими зоотехническим требованиям. В 2022 году у злаковых травостоев содержание сырого протеина составило от 10,6 до 14,1%, обменной энергии – от 9,82 до 10,3 МДж. У бобово-злаковых значение сырого протеина было на уровне 15,5–18%, обменной энергии – 10,5–10,8 МДж. В среднем за сезон 2023 года у злаковых агрофитоценозов содержание сырого протеина варьировалось в пределах от 10,3 до 15,9% и обменной энергии составляло 9,8–10,1 МДж, а у бобово-злаковых – 14,5–15,8% и 10,3–10,5 МДж соответственно.

Выводы

Для результативного развития мясного и молочного животноводства в Вологодской области следует увеличить роль культурных пастбищ в качестве традиционного способа кормления КРС в летний период. Конструирование и использование пастбищных фитоценозов направлено на получение максимально возможной экологически безопасной продукции, обеспечивающей положительную экономику молочного скотоводства и здоровья животных.

В рамках проведенных двухлетних исследований изучено влияние минеральных удобрений и микробиологических препаратов на продуктивные показатели многолетних трав пастбищного использования. Продуктивность травостоев составила за первый год жизни 0,87–2,36 т/га СВ, 0,68–2,19 тыс. кормовых единиц, 8,6–25,5 ГДж обменной энергии, 0,07–0,3 т переваримого протеина, во второй год жизни – 2,55–11,03 т/га СВ, 2–9,04 тыс кормовых единиц, 25,2– 111,6 ГДж обменной энергии, 0,15–1,2 т переваримого протеина.

Статья подготовлена в рамках выполнения государственного задания по теме № FMGZ-2022-0003.