Продуктивность, питательность и эффективность покровных культур кормовых севооборотов в лесостепной зоне Западной Сибири

Введение. Наиболее важным направлением развития кормопроизводства наряду с увеличением объемов кормов остается их качество. Качественные и сбалансированные по основным элементам питания корма – залог успешного развития животноводства. Кормовой белок – наиболее важный аспект этой проблемы. Роль белков в питании животных многогранна: обеспечение организма набором аминокислот, необходимых для построения массы тела, способствующих повышению продуктивности, увеличению их воспроизводства и снижению заболеваемости. Дефицит белка в 10–15 % от его необходимого количества приводит к перерасходу кормов на единицу животноводческой продукции и значительному увеличению ее себестоимости [1, 2].

Известно, что многолетние травы – самый доступный источник белка в кормопроизводстве. Многолетние травы целесообразно сеять под покров однолетних культур, что позволяет уже в первый год жизни трав получать продукцию в виде урожая зерновых или зеленой массы однолетних трав, по сравнению с чистыми посевами снижается общая себестоимость продукции многолетних трав, увеличивается продуктивность звена севооборота [3–5]. К преимуществам возделывания трав под покровом следует отнести уменьшение засоренности посевов, увеличение экономической эффективности использования пашни вследствие повышения суммарного выхода продукции. Затраты на возделывание покровной культуры окупаются быстрее [6–8].

Вопрос возделывания многолетних трав под покровом – многоплановый, нужно исходить из биологических особенностей возделываемых видов многолетних трав, назначения посевов, природно-климатических условий и др. [9].

Смешанные и совместные посевы злаковых и бобовых культур считаются одним из основных направлений увеличения сбора протеина с единицы площади [10–12]. При возделывании многолетних трав под покровом следует уделить внимание улучшению качества кормовой массы покровных культур, что можно достичь прежде всего соблюдением севооборотов, внесением удобрений и подсевом бобового компонента.

Цель исследований – изучить влияние минеральных удобрений и подсева вики посевной к кострецу безостому на урожайность покровных культур в севооборотах и качество кормовой массы в лесостепной зоне Западной Сибири.

Условия, объекты и методы. Исследования проведены в 2008–2019 гг. на опытном поле Сибирского научно-исследовательского института кормов СФНЦА РАН, расположенном в центрально-лесостепном Приобском агроланд-шафтном районе Новосибирской области на черноземе выщелоченном. Перед закладкой опыта с кормовыми севооборотами содержание гумуса в слое почвы 0–20 см было от 3,5 до 5 %; подвижных форм азота – 2,2–4,2 мг/кг; фосфора – 16,0 мг/кг почвы (по Мачигину).

Климат в зоне исследований резко континентальный, с суровой и продолжительной зимой, относительно жарким, сухим и коротким летом. Среднегодовое количество осадков – 350–400 мм, из них за май – сентябрь выпадает 200 мм. Сумма активных температур воздуха выше +10 °С – 1800 °С, безморозный период продолжается 120– 130 дней. Гидротермический коэффициент (ГТК) – 1,0–1,2.

Погодные условия в годы проведения исследований оценивали по сумме осадков и ГТК за вегетационный период покровных культур. Засушливыми были четыре года – 2008, 2010– 2012 гг. Сумма осадков составила 30–88 мм (ГТК 0,29–0,78), крайне сухим был 2012 г. – 30 мм (ГТК 0,29). С избыточным увлажнением и недостаточным количеством тепла – 2009, 2013, 2017 гг., сумма осадков более 135 мм (ГТК 1,52 и 1,77). Пять лет исследований (2014–2016, 2018, 2019 гг.) были благоприятными для покровных культур по увлажнению, температурному режиму, ГТК составил 0,9 и 1,37.

Исследования покровных культур проводили в четырех кормовых севооборотах: злаковом без удобрений (контроль), где возделывались только злаковые культуры, злаковом удобренном, где в каждое поле севооборота вносили удобрения, злаково-бобовом, в котором все поля засеяны смесями злаковых и бобовых культур или их совместными посевами, без внесения удобрений и злаково-бобовом удобренном [12].

Площадь делянки – 252 м2, половина делянки удобряется минеральными удобрениями, поэтому учетная площадь – 126 м2, повторность 3-кратная. Размещение делянок систематическое. Применяемые в опыте дозы азотных и фосфорных удобрений были установлены в исследованиях, проведенных учеными СибНИИ кормов ранее [13]. Из азотных удобрений использовали в опыте аммиачную селитру, из фосфорных удобрений – простой суперфосфат. Аммиачная селитра (N30) вносилась под покровные культуры весной под предпосевную культивацию. Простой суперфосфат (Р80) в расчете на четыре года жизни многолетних трав вносили осенью после уборки силосных культур под основную обработку почвы.

В качестве покровных культур высевали районированные сорта: овес Краснообский, вика Приобская 25. Под покров высевались многолетние травы: люцерна Флора, кострец безостый Рассвет. Нормы высева покровных культур: овес – 70 % от полной нормы (5 млн/га всхожих семян) при посеве в чистом виде, овес + вика по 50 % от полной нормы (5 млн/га + 2 млн/га всхожих семян). Весовые нормы высева люцерны – 8 кг/га, костреца безостого – 15 кг/га.

При возделывании покровных культур были проведены технологические приемы: внесение минеральных удобрений; отвальная зяблевая вспашка на глубину; боронование в 2 следа, планировка делянок; внесение удобрений; предпосевная культивация; прикатывание перед посевом; посев; прикатывание после посева, скашивание покровных культур с погрузкой в телегу.

Наблюдения и учеты:

• 1.    Фенологические наблюдения.

• 2.    Определение биологической урожайности покровных культур методом рам. Зеленая масса переведена в сухую с учетом концентрации сухого вещества.

• 3.    Биохимический состав кормового сырья определяли по ГОСТ 13496.15-2016, ГОСТ 31640-2012, ГОСТ 31675-2012, ГОСТ 26226-95, ГОСТ 32044.1-2012 и приводили в пересчете на абсолютно сухое вещество.

• 4.    Кормовые единицы рассчитаны по содержанию клетчатки в абсолютно сухом веществе.

• 5.    Расчет переваримого белка провели по содержанию азота в абсолютно сухом веществе.

• 6.    Данные учета урожая, содержания кормовых единиц и переваримого пртеина в сене костреца безостого обработаны методами корреляционного и дисперсионного анализа на ПК с использованием пакета программ SNEDEKOR [14].

Результаты и их обсуждение. В полевых опытах с кормовыми севооборотами установлено, что использование покровных культур при посеве многолетних трав позволяет собрать высококачественное кормовое сырье при их уборке. Достоверное влияние на урожайность зеленой массы покровных культур оказали вме- сте с погодными условиями и приемы улучшения: внесение азотных и фосфорных удобрений и подсев вики посевной.

Для определения влияния агрометеорологических условий на продуктивность покровных культур кормовых севооборотов был проведен корреляционный анализ, который подтверждает зависимость сбора зеленой массы от суммы осадков и ГТК. Так, коэффициент парной корреляции между сбором зеленой массы овса (контроль), суммой осадков и ГТК за вегетационный период составил R = 0,68; 0,64 с внесением минеральных удобрений R = 0,78; 0,76, а в смешанных посевах овса с викой без удобрений установлена более тесная связь (R = 0,84; 0,81) на фоне удобрений (R = 0,80; 0,79). Выяснено, что температура воздуха не оказывает значительного влияния на сбор зеленой массы, о чем

Вестник КрасГАУ. 2022. № 7 свидетельствует отсутствие корреляционной связи между этими показателями во всех севооборотах (R = 0,13; 0,05; 0,09; 0,13). Корреляционная зависимость между сбором зеленой массы и запасами продуктивной влаги в почве весной перед посевом была средней. В контрольном варианте (овес) и в варианте (овес + вика) значение коэффициента корреляции было близким (R = 0,48), с внесением минеральных удобрений под овес значение коэффициента несколько возрастает (R = 0,51), а в варианте овес + вика на фоне удобрений происходит дальнейшее возрастание (R = 0,64). Таким образом, в условиях лесостепной зоны урожайность зеленой массы покровных культур сильнее всего зависит от выпадения осадков в первую половину вегетационного периода (рис. 1).

Рис. 1. Сбор зеленой массы покровных культур в зависимости от приемов улучшения и агрометеорологических условий

Внесение минеральных удобрений, подсев вики к кострецу и подсев вики вместе с внесением минеральных удобрений обеспечили достоверную прибавку по сбору зеленой массы покровных культур во все годы наблюдений. При внесении минеральных удобрений под посев овса и овса с викой урожайность зеленой массы повысилась на 41 и 47 % по сравнению с контрольным вариантом и составила 19,3 и 20,1 т/га.

Смешанные посевы покровных культур (овес + вика) при естественном плодородии почвы сбор зеленой массы увеличили относи- тельно контрольного варианта на 32 % - до 18,1 т/га (табл.).

Изучаемые приемы увеличили урожайность сухой массы покровных культур по сравнению с контролем на 15-35 %, она составила 4,445,19 т/га. Аналогичные данные получены и по выходу кормовых единиц (3,29–3,86 т/га), что выше контроля на 15–35 %. Эффективность влияния приемов улучшения для покровных культур показана в сравнении с действием их на севооборот в целом с гектара севооборотной площади.

Продуктивность покровных культур и кормовых севооборотов в зависимости от удобрений и подсева бобового компонента (среднее за 2008–2019 гг.)

Вариант	Зеленая масса, т/га	Сухая масса, т/га	Выход кормовых единиц, т/га	Переваримый протеин, кг/га
Покровные культуры
Овес (кострец)	13,7	3,85	2,84	271
Овес (кострец) + удобрения	19,3	5,19	3,86	426
Овес + вика + (кострец +люцерна)	18,1	4,44	3,29	463
Овес + вика + (кострец + люцерна) + удобрения	20,1	4,95	3,76	537
НСР 05	2,0	0,6	0,4	43,7
Севообороты, среднее на 1 га севооборотной площади
Контроль	12,7	3,13	2,50	183
Удобренный	21,2	5,25	4,10	376
Биологизированный	22,5	5,28	4,30	500
Биологизированный + удобренный	23,6	5,65	4,56	531
НСР 05	1,7	0,45	0,36	36,2

Важную роль в оценке питательности кормов играет переваримый протеин, на величину которого влияют такие факторы, как вид растения, фенологическая фаза при уборке, обеспеченность почвы элементами питания и коэффициент переваримости животных. Количество собранного с одного гектара переваримого протеина рассчитывается по его содержанию в кормовой массе и урожайности культуры. Статистически доказанное повышение сбора пере-варимого протеина в кормовой массе покровных культур обусловили внесенные минеральные удобрения и совместные посевы овса с викой. Совместные и совмещенные посевы бобовых и злаковых культур без внесения удобрений повышают урожайность переваримого протеина в среднем по севообороту до 500 кг/га, что выше в 2,7 раз злакового (контрольного) севооборота – 183 кг/га. Влияние внесенных минераль- ных удобрений в севооборотах проявилось по разному: в злаковом севообороте сбор перева-римого протеина увеличился почти в 2 раза (с 183 до 376 кг/га), в злаково-бобовом севообороте повысился несущественно – с 500 до 531 кг/га. Поля покровных культур обеспечили сбор переваримого протеина на уровне севооборотов.

За все годы наблюдений отмечено, что показатели продуктивности покровных культур находятся на уровне средней урожайности с гектара севооборотной площади.

Обеспеченность кормовой единицы перева-римым протеином возросла с 95 до 110 г при внесении удобрений. В смешанном посеве овса с викой она составила 141 г, а на фоне внесения удобрений – 143 г, что на 48,4–50,1 % выше контроля и соответствует зоотехнической норме (рис. 2).

Севообороты

Покровные культуры с?

й?

с?

Рис. 2. Действие бобового компонента и минеральных удобрений на насыщенность кормовой единицы переваримым протеином (2008–2019 гг.), г

Внесение азотных и фосфорных удобрений при посеве костреца безостого под покров овса так же повышает насыщенность кормовой единицы переваримым протеином до уровня зоотехнической нормы – 110 г, но это на 33 % ниже влияния бобового компонента. Для сбалансированного по протеину кормового сырья, полученного от покровных культур, достаточно иметь смешанные посевы овса с викой. Такие посевы не требуют больших дополнительных затрат и не снижают урожайность кормовой массы.

Если сравнивать этот показатель с севооборотами (среднее на 1 га севооборотной площади), то покровные культуры в связи с тем, что убираются в более ранние фазы своего развития, имеют более высокую обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином по сравнению с другими культурами севооборота. Так, у овса, как покровной культуры, этот показатель составил 95 г, что выше севооборота в целом на 22 г, или 30 %, и близко к зоотехнической норме.

В удобренном злаковом севообороте насыщенность кормовой единицы переваримым протеином составила 92 г, что не обеспечило зоотехнической нормы. Тогда как биологизирован-ные севообороты позволили достигнуть этого уровня – 116 г. На внесение минеральных удобрений и подсев бобового компонента требуются дополнительные производственные затраты, однако подсев семян бобовых культур обходится в 3 раза дешевле внесения минеральных удобрений. Это дает нам основание рекомендовать для производства в качестве покровной культуры смешанные посевы овса с викой. Внесение удобрений под совместные посевы бобовых и злаковых культур экономически не оправдано.

Заключение. Совместные посевы овса с викой и внесение минеральных удобрений в среднем за годы исследований достоверно увеличили сбор сухой массы покровных культур по сравнению с контролем на 15–35 % и составили 4,44–5,19 т/га. Аналогичные данные получены и по урожайности кормовых единиц (3,29– 3,86 т/га), что выше контроля (2,84 т/га) на 15– 35 %. Насыщенность кормовой единицы пере-варимым протеином возросла с 95 до 110 г (соответствует зоотехнической норме) при внесении удобрений под посевы овса. В смешанном посеве овса с викой она составила 141 г, а на фоне внесения удобрений – 143 г, что на 48,4– 50,5 % выше контроля, на 33 % выше варианта с внесением удобрений и соответствует зоотехнической норме. Совместный посев вики с овсом в качестве покровной культуры в 3 раза снижает производственные затраты по сравнению с использованием азотных и фосфорных удобрений. При этом достигается прибыль на уровне внесения минеральных удобрений, сохраняется качество кормовой массы и почвенное плодородие.