Продуктивность и питательная ценность однолетних бобово-злаковых агрофитоценозов при уборке на кормовые цели

Введение . При создании устойчивой кормовой базы стоит первоочередная задача повышения обеспеченности животноводства кормовым белком. Недостаток белка в размере 10–15 % от его потребности приводит к перерасходу кормов и значительному увеличению себестоимости получаемой животноводческой продукции [1–4]. Одним из основных источников протеина являются однолетние бобовые культуры. Посев бобовых культур со злаковыми видами позволяет качественно улучшить растительную массу и получать более устойчивые урожаи [5].

За счет использования бобовых культур можно также решить проблему не только повышения качества получаемых кормов, но и существенным образом оказывать влияние на биологиза-цию земледелия [6].

Как указывают в своих работах ряд авторов (В.М. Косолапов, А.Ю. Тимохин и др.) повысить содержание и качество белка в зернобобовых культурах можно за счет создания новых сортов, совершенствования технологии их возделывания в одновидовых и смешанных посевах [7, 8].

Смешанные посевы дают наибольший урожай корма, сбалансированного по белку, только в том случае, если компоненты смеси подобраны правильно по видовому и сортовому составу с учетом их совместимости [9, 10].

Цель исследований – изучить влияние норм высева выбранных кормовых культур на продуктивность, питательность и видовой состав однолетних бобово-злаковых смесей при уборке на зеленую массу.

Объекты и методы. Запланированные научные исследования выполнялись в соответст- вии с методическими указаниями ВНИИ кормов имени В.Р. Вильямса, для обработки полученных результатов использовался дисперсионный анализ [11, 12].

Полевые опыты проведены на опытном поле СЗНИИМЛПХ (д. Дитятьево Вологодского района, Вологодской области) на осушенной закрытым дренажем, среднее окультуренной, дерновоподзолистой, среднесуглинистой почве. Характеристика опытного участка под опытом 1 (2012–2015 гг.) – кислотность 5,5–6,2, с содержанием 2,43–3,1 % органического вещества, 190–300 мг/кг подвижного фосфора и 160– 205 мг/кг обменного калия. Характеристика опытного участка под опытом 2 (2017–2020 гг.) – кислотность 5,3–5,7, с содержанием 2,23–2,3 % органического вещества, 131–336 мг/кг подвижного фосфора, 119–141 мг/кг обменного калия.

Схема опыта 1 с горохом полевым усатого морфотипа включала 7 вариантов в 3-кратной повторности. Площадь опытной делянки 5,0 м2. Схема опыта 2 с горохом посевным включала 10 вариантов, в 3-кратной повторности. Площадь опытной делянки 14,0 м2. В состав смешанных посевов были включены рекомендованные для региона виды и сорта кормовых культур (табл. 1).

Подготовка почвы под посев – общепринятая для зоны. Посев проводился в ранние сроки, рядовым способом (через 15 см). Доза внесения минеральных удобрений перед посевом в опыте 1 была на уровне N 30 Р 30 К 45 кг/га, в опыте 2 – на уровне N 30 Р 45 К 60 .

Таблица 1

Используемые для проведения опытов кормовые культуры, сорта и нормы высева для одновидовых посевов

Forage crops used for conducting experiments, varieties and seeding rates for single-species crops

Культура	Сорт	Норма высева для одновидовых посевов при 100 % хозяйственной годности семян, млн/га
Полевой опыт 1
Горох полевой усатого морфотипа	Вологодский усатый	1,2
Вика яровая	Льговская-22	2,0
Овес яровой	Боррус	6,0
Ячмень яровой	Выбор	5,0
Полевой опыт 2
Горох посевной	Аксайский усатый-55	1,2
Вика яровая	Ассорти	2,0
Люпин узколистный	Олигарх	1,2
Кормовые бобы	Красный богатырь	0,7
Овес яровой	Яков	6,0
Райграс однолетний	Рапид	8,0

Изучаемые агрофитоценозы при проведении первого укоса на зеленую массу убирали в фазу цветения – начала образования бобов у бобовых и выметывания (колошения) злаковых культур. По опыту 2 второй укос (вар. 7–10) проводили в фазу колошения злакового компонента (первая–вторая декада августа). Отбирали образцы зеленой массы на ботанический и химический состав. Химический анализ растительной массы проводился по общепринятым методикам в лаборатории СЗНИИМЛПХ.

В годы проведения исследований по опыту 1 климатические условия были различными, но в целом благоприятными для выращиваемых кормовых культур.

Климатические условия в период проведения исследований по опыту 2 (2017–2020 гг.) положительно влияли на формирование первого укоса и развитие злаковых культур. Вторые укосы (вар. 7–10) в 2017 и 2018 г. формировались при достаточной тепло- и влагообеспеченности через три–четыре недели после первого укоса. В 2019 и 2020 гг. при недостаточном количестве выпавших осадков время отрастания смесей после первого укоса (вар. 7–10) возросло до 35 дней, что повлияло на снижение их урожайности.

Результаты и их обсуждение. Урожайность изучаемых смешанных посевов на основе гороха полевого (опыт 1) зависела от состава агрофитоценоза и складывающихся погодных условий. В 2012 г. только бобово-злаковая смесь варианта 3 превосходила контроль на 0,5 т/га СВ. Остальные смеси сформировали урожайность на уровне гороха полевого (контроль). В 2013 г. однолетние смеси по урожайности существенно на (1,0–1,5 т/га СВ) превосходили контроль, обеспечивший получение всего 3,2 т/га сухого вещества (рис. 1).

В 2014 г. по урожайности сухой массы лучшие показатели получены у гороха полевого усатого морфотипа (контроль). Урожайность сухого вещества составила 4,95 т/га, что достоверно выше (НСР 05 – 0,28 т/га), чем в изучаемых смесях. Урожайность смесей в 2015 г. была получена на уровне контроля и составила 4,9– 5,9 т/га сухого вещества.

В среднем за годы исследований (2012–2015) урожайность изучаемых однолетних смесей получена на уровне контроля от 4,6 до 5,0 т/га СВ. По сбору протеина выделился одновидовой посев гороха полевого (до 700 кг/га). Посев гороха с овсом при норме высева 60 : 40 % (вар. 4) обеспечил лучшие результаты среди смесей по сбору протеина (580 кг/га) и выходу обменной энергии (47,3 ГДж/га).

7,0

6,0

5,7

5,4

5,0

4,6 4,6

4,0

5,9

3,0

2,0

1,0

0,0

1. Горох полевой 2. Горох полевой 3. Горох полевой 4. Горох полевой 5. Горох полевой 6. Горох полевой 7. Горох полевой

- контроль

+ овёс яровой, + ячмень яровой, + овёс яровой, + ячмень яровой, + овёс + вика + ячмень + вика 40:60           40:60           60:40           60:40      яровая, 20:60:20 яровая, 20:60:20

I 2012 г. n 2013 г. 2014 г. ■ 2015 г. в ср. за 2012-2015 гг.

Рис. 1. Урожайность однолетних бобово-злаковых смесей с горохом полевым усатого морфотипа

Yield of annual bean-cereal mixtures with field peas of the baleen morphotype

Повышенной питательной ценностью отличались посевы гороха полевого – с содержанием сырого протеина 151 грамм, концентра- цией обменной энергии 10,0 МДж на 1 кг сухого вещества (табл. 2).

Таблица 2

Показатели продуктивности и питательности посевов гороха полевого усатого морфотипа (2012–2015 гг.)

Indicators of productivity and nutritional value of field baleen pea crops (2012–2015)

Номер и наименование варианта, норма высева	Сбор с 1 га			Содержание в 1 кг АСВ
	зеленая масса, т	протеин, кг	ОЭ, ГДж	протеин, г	ОЭ, МДж
1. Горох полевой, 100, контроль	27,0	700	46	151	10,0
2. Горох полевой + овес яровой, 40:60	23,2	510	46	103	9,4
3. Горох полевой + ячмень яровой, 40:60	21,1	480	46	100	9,6
4. Горох полевой + овес яровой, 60:40	24,2	580	47	113	9,4
5. Горох полевой + ячмень яровой, 60:40	22,8	550	46	116	9,7
6. Горох полевой + овес + вика, 20:60:20	22,0	470	45	114	9,6
7. Горох полевой + ячмень + вика, 20:60:20	19,9	530	43	119	9,7

При посеве гороха в смеси с зерновыми культурами отмечается снижение сбора протеина до 480–580 кг/га, содержания протеина до 103–119 г в расчете на 1 кг СВ. Сокращение в 2-компонентных смесях (вар. 2 и 3) до 40 % нормы высева злакового компонента, добавление в смеси вики яровой (вар. 6 и 7) оказало положительное влияние на сбор протеина, его содержание в корме, а также повышение концентрации обменной энергии.

Видовой состав изучаемых бобово-злаковых смесей на основе гороха полевого в основном зависел от нормы высева семян. В посевах гороха с овсом и гороха с ячменем при норме высева 40 : 60 % (вар. 2–3) ячмень и овес превышали по содержанию горох полевой (табл. 3).

Таблица 3

Культура	Год	Номер варианта, опыт 1
		1	2	3	4	5	6	7
Овес яровой	2012	–	68	–	40,5	–	72,4	–
	2013	–	72,4	–	53,2	–	71,6	–
	2014	–	57,2	–	40,1		60,0	–
	2015	–	51,8	–	18,3	–	41,5	–
	В среднем	–	62,4	–	38,0	–	61,4	–
Ячмень яровой	2012	–	–	67,8	–	44,9	–	54,0
	2013	–	–	70,0	–	53,9	–	64,7
	2014	–		56,4	–	32,5	–	56,1
	2015	–		50,4	–	20,0	–	31,4
	В среднем	–	–	61,2	–	37,8	–	51,6
Горох полевой	2012	98,0	27,0	29,0	56,5	52,8	12,8	24,2
	2013	99,0	26,5	28,2	41,9	43,3	14,1	15,9
	2014	99,0	38,8	36,2	49,3	62,3	15,6	17,7
	2015	98,0	43,7	44,3	77,6	68,7	31,6	29,7
	В среднем	98,5	34,0	34,4	56,3	56,8	18,5	21,9
Вика яровая	2012	–	–	–	–	–	11,0	20,0
	2013	–	–	–	–	–	12,5	16,6
	2014	–	–	–	–	–	19,0	21,1
	2015	–	–			–	20,8	25,4
	В среднем	–	–	–	–	–	15,8	20,8
Сорная примесь	2012	2,0	5,0	3,2	3,0	2,3	3,8	1,8
	2013	1,0	1,1	1,8	4,9	2,8	1,8	2,8
	2014	1,0	4,0	7,4	10,6	5,2	5,4	5,1
	2015	2,0	4,5	5,3	4,1	11,3	6,1	13,5
	В среднем	1,5	3,7	4,4	5,7	5,4	4,3	5,8

Видовой состав смешанных посевов с горохом полевым, %

Species composition of mixed crops with field peas, %

Увеличение нормы высева гороха в составе смешанного посева положительно влияло на обогащение полученного растительного сырья бобовым компонентом. В среднем за 4 года исследований доля гороха в двухкомпонентных зерносмесях (вар. 4 и 5) повышалась до 56,3– 56,8 %. В тройных смесях количество гороха и вики в урожае было пониженным и составляло с овсом 34,3 %, с ячменем – 42,7 % в среднем за весь период исследований.

В результате проведенных исследований по опыту 2 установлено, что на урожайность агрофитоценозов с горохом посевным и перспективными сортами люпина, бобов и вики оказало влияние количество проводимых укосов и видовой состав. За 2017 г. в первом укосе было получено от 5,1 до 7,4 т/га СВ (рис. 2). Достоверный по отношению к контролю рост урожайнос- ти на 0,9 и 1,7 т/га обеспечили смеси с кормовыми бобами (вар. 2 и 10). В 2018 г. урожай первого укоса составил 4,6–5,8 т/га СВ. Обеспечили повышенный сбор сухого вещества на 0,6– 0,9 т/га СВ смеси вариантов 4–6. Урожайность на уровне контроля в 2019 г. по первому укосу сформировали смеси вариантов 2–4 и 6. Остальные бобово-злаковые смеси существенно уступали гороху с овсом. В 2020 г. выделилась зерносмесь варианта 3, включающая горох, люпин, овес, достоверно превысившая на 0,7 т/га СВ контроль.

В среднем за годы исследований достоверных различий по урожайности первого укоса у однолетних бобово-злаковых смесей не установлено. Они обеспечили получение от 4,0 до 4,7 т/га СВ.

■ 2017 г. 2018 г. 2019 г. = 2020 г. ср. за 2017-2020 гг.

Рис. 2. Урожайность однолетних бобово-злаковых смесей с горохом посевным и перспективными сортами люпина, вики, кормовых бобов в первом укосе

Yield of annual bean and cereal mixtures with seed peas and promising varieties of lupine, vetch, and fodder beans in the first mowing

Урожайность вторых укосов в соответствии с методикой исследований была получена с зер-носмесей (варианты 7–10), в состав которых входили райграс и вика. За период исследований она составила в среднем от 1,22 до 1,36 т/га СВ, с наименьшим показателем по смеси с включением люпина узколистного (вариант 9).

По сбору сухого вещества за 2017–2020 гг. выделились однолетние смеси вар. 7, 8 и 10, превысившие контроль на 1,12–1,39 т/га сухого вещества (НСР 05 – 0,84 т/га) за счет получения двух укосов за сезон. Они обеспечили в среднем за 4 года проведения опыта получение от 5,5 до 5,8 т/га СВ. Смеси при одноукосном использовании – от 4,3 до 4,7 т/га СВ.

Продуктивные показатели бобово-злаковых смесей по опыту 2 в первом укосе в среднем по выходу протеина составили 370–510 кг/га, обменной энергии – 35,9–43,2 ГДж/га, зеленой массе – 21,1–25,6 т/га. За счет вторых укосов смеси с райграсом и викой (вар. 7–10) было получено до 140 кг/га протеина, 11,8 ГДж/га обменной энергии, 6,2–6,7 т/га зеленой массы. За два укоса они обеспечили получение до 580 кг/га сырого протеина, до 52,8 ГДж/га обменной энергии.

Зеленая масса смешанных посевов (вар. 1–3) с преобладанием злакового компонента по содержанию протеина до 85–91 г в расчете на 1 кг СВ уступала другим смесям (табл. 4).

В первом укосе положительное влияние на содержание протеина и концентрацию ОЭ в зеленой массе оказало включение в состав смеси вики яровой. В среднем за годы исследований повышенное содержание протеина в первом укосе (112–116 г в 1 кг СВ) было выявлено у бобово-злаковых смесей вариантов 4–6. Увеличение в смесях до двух видов злаковых культур (вар. 7–10) снижало содержание протеина до 94–106 г в 1 кг СВ.

Во втором укосе количество протеина в растительной массе вариантов 7–10, включающих райграс и вику, составило 96–100 г.

По опыту 2 видовой состав бобово-злаковых агрофитоценозов на основе гороха посевного и перспективных сортов бобовых культур, таких как люпин, вика и бобы, зависел от состава смеси и складывающихся погодных условий. Установлено, что первый укос смешанных посевов за весь период исследований на 48–61 % состоял из злаковых культур, таких как овес, ячмень, райграс (рис. 3).

Таблица 4

Продуктивность и питательность смешанных посевов с горохом посевным и перспективными сортами люпина, вики, бобов (2017–2020 гг.) Productivity and nutritional value of mixed crops with seeded peas and promising varieties of lupine, vetch, beans (2017–2020)

бобовые культуры и злаковые культуры    сорные растения

Рис. 3. Ботанический состав первого укоса однолетних смесей с горохом посевным, перспективными сортами люпина, вики и бобов (в среднем за 2017–2020 гг.)

Номер варианта	Урожайность зеленой массы, т	Сбор протеина, кг	Выход ОЭ, ГДж	Содержание в 1 кг АСВ
				протеин, г	ОЭ, МДж
Первый укос
1	21,7	370	40,8	88	9,4
2	24,1	309	42,3	85	9,2
3	22,5	400	43,2	91	9,5
4	24,3	510	42,9	112	9,5
5	25,1	500	41,7	116	9,7
6	25,6	500	41,0	116	9,3
7	22,6	440	37,5	106	9,1
8	22,8	430	41,3	98	9,4
9	21,1	380	35,9	102	9,3
10	21,7	390	40,0	94	9,1
Второй укос
7	6,9	140	11,8	100	8,7
8	6,7	130	11,5	98	8,7
9	6,2	120	10,6	96	8,6
10	6,7	130	11,3	97	8,6

The botanical composition of the first mowing of annual mixtures with seed peas, promising varieties of lupine, vetch and beans (on average for 2017–2020)

Содержание бобовых видов было более низким и составляло 34–46 %. Однолетние смеси вариантов 4–6 с включением двух видов бобовых культур, в т. ч. и вики яровой сорта Ассорти, характеризовались повышенным содержанием бобовых видов в сравнении с другими вариантами и контролем.

Посевы первого укоса имели низкую степень засоренности, которая в среднем за 4 года была на уровне 5–9 %.

Из бобовых культур лучше развивались за все годы исследований горох посевной и вика яровая. Содержание гороха в урожае было на уровне 16,0–34,6 %, вики яровой – 20,4–35,7 % с наиболее низкими показателями в 4-компонент- ных травосмесях, включающих два вида злаковых культур. Из-за недостаточной теплообеспе-ченности доля кормовых бобов и люпина узколистного в урожае была более низкой и составляла соответственно 14,7–15,1 и 11,7–12,7 % (рис. 4).

' горох посевной Й бобы кормовые ■ вика яровая - люпин узколистный

Рис. 4. Содержание бобовых культур в смесях по видам (в среднем за 2017–2020 гг.)

The content of legumes in mixtures by type is (on average for 2017–2020)

В 2017 и 2018 гг. количество кормовых бобов в урожае было повышенным (15–21 %) в сравнении с 2019–2020 гг. Люпин хорошо развивался только в 2020 г., и его содержание достигало 11–16 % в урожае.

Травостой второго укоса вариантов 7–10 в среднем за годы исследований в основном состоял на 92–95 % из райграса однолетнего с небольшой примесью вики яровой.

Заключение. Результаты исследований по опыту 1 позволили установить, что горох полевой усатый можно успешно высевать на корм как в одновидовых, так и смешанных посевах в условиях Европейского Севера России. В растительной массе гороха полевого количество протеина составляет 151 г, концентрация обменной энергии – 10 МДж/кг СВ. Смешанные посевы с повышенной нормой высева гороха до 60 % и 3-компонентные смеси уступают по содержанию протеина (113–119 г) и концентрации энергии (9,4–9,7 МДж) в 1 кг сухого вещества.

Бобово-злаковые смеси с горохом посевным, перспективными сортами люпина, вики, бобов (опыт 2) характеризуются высокими продуктивными показателями – до 29,5 т/га зеленой массы, до 5,8 т/га сухого вещества, до 580 кг/га сырого протеина. Существенно превысили контроль (на 1,12–1,39 т/га СВ) смеси при двухукосном использовании (варианты 7, 8 и 10) с райграсом Рапид и викой Ассорти. Наиболее высокое содержание протеина (112–116 г в 1 кг СВ) в первом укосе выявлено у бобово-злаковых смесей в вариантах 4–6 с викой яровой. Включение люпина сорт Олигарх и кормовых бобов сорт Красный богатырь в смешанные посевы в условиях региона было неэффективным, так как их развитие в большой степени зависело от теп-лообеспеченности.