Система формирования высококачественных кормовых агроценозов для условий Ненецкого автономного округа РФ

Введение. Разработка системы по созданию многолетних агроценозов с высоким энергетическим потенциалом и ее использование при улучшении природных кормовых угодий с уче- том энергосбережения и экологической безопасности кормопроизводства позволит производить высокобелковую кормовую продукцию растительного происхождения для животноводства в условиях Ненецкого АО.

Основными причинами низкой продуктивности естественных кормовых угодий является их вырождение в результате бессистемного сенокошения, сокращение площадей кормовых угодий за счет зарастания кустарником и мелколесьем, а также нерегулярное проведение или отсутствие в хозяйствах округа мероприятий по охране и рациональному использованию почвенных ресурсов [1, 2] и лугов.

Для решения этой проблемы с учетом агроклиматических и экологических ресурсов [3] региона разработана система формирования кормовых агрофитоценозов, обеспечивающая продуктивное долголетие пойменных лугов, и установлены основные закономерности влияния агрометеорологических факторов на рост и развитие сеяных травостоев.

Система формирования агроценозов предусматривает коренное улучшение путем ускоренного залужения малопродуктивных пойменных лугов с использованием ранее разработанной технологии (Т.Г. Пестова, Н.В. Зубец, А.Б. Филиппова, 2002, 2007), включающей фрезерование дернины, боронование, прикатывание почвы, внесение минеральных удобрений и посев многолетних трав [4, 5]. Для залужения использованы районированные многолетние злаковые и бобовые травы для северных территорий, прошедшие экологическое испытание в почвенно-климатических условиях Ненецкого АО с ежегодным внесением минеральных удобрений весной по отрастающему травостою с нормой N 60 P 60 K 60 , при достаточном обеспечении почвы фосфором и калием ̶ N 60 .

Цель исследования : разработка системы формирования высококачественных кормовых агроценозов в условиях Ненецкого АО РФ.

Задача исследования : выявление основных закономерностей влияния природно-климатических условий и минерального питания на рост и развитие сеяных травостоев.

Методы и результаты исследования. В округе традиционно применяется одноукосное использование сенокосов при скашивании не позднее начала цветения сеяного злака, на ос- нове которого сформирован травостой. Правильный подбор видов многолетних трав при составлении травосмесей является важнейшей основой формирования продуктивного травостоя и предпосылкой его продуктивного долголетия.

В процессе проведения работ выполнены практические полевые исследования по изучению ботанического состава сеяных травостоев, формирования побегов, учету густоты стояния побегов, устойчивости многолетних трав в сеяных травостоях, с проведением статистической обработки экспериментальных данных [4].

Для залужения использованы районированные и апробированные виды и сорта многолетних бобовых трав в смеси со злаковыми травами, успешно прошедшие испытания в условиях Ненецкого АО [5]. Для посева использовали семена ФГУП «Котласское» и Ленинградского НИИСХ «Белогорка» (в скобках дана норма высева семян, кг/га): овсяница луговая СД-130 (15) + тимофеевка луговая СД-18 (15)*; овсяница луговая СД-130 (12) + ежа сборная Л-853 (18); овсяница луговая СД-130 (12) + тимофеевка луговая СД-18 (10) + ежа сборная Нева (8); клевер луговой Нива (8) + тимофеевка луговая СД-18 (10) + овсяница луговая СД-130 (12); тимофеевка луговая СД-18 (10) + овсяница луговая СД-130 (12) + клевер луговой Корифей (8); люцерна синегибридная Сарга (20) + овсяница луговая СД-130 (10).

По результатам полученных экспериментальных данных за период 2012–2015 гг. на примере злаковой и злаково-бобовой травосмесей разработана система формирования высококачественных кормовых агроценозов, которая представлена моделями управления продукционным процессом злаковой («Овсяница луговая СД-130 + Тимофеевка луговая СД-18 + Ежа сборная Нева») и злаково-бобовой («Клевер луговой Нива + Тимофеевка луговая СД-18 + Овсяница луговая СД-130») травосмесей, включающими агробиологические параметры агроценозов, основные факторы формирования и их взаимосвязь, блок-схемой системы формирования агроценозов, моделью и технологической схемой коренного улучшения малопродуктивного пойменного луга [6].

Погодные условия в период формирования травостоев были различными от теплых и сухих в 2013 г. (ГТК 0,9) до прохладных и влажных в 2012, 2014, 2015 гг. (ГТК 1,8; 3,1; 3,3). За исследуемый период участок подтоплялся два раза (2014, 2015). Продолжительность вегетационного периода (2012–2015) колебалась от 111 до 132 дней и в среднем составила 122 дня, она была на 6 дней продолжительнее к сравниваемому периоду (1989–2011). В последние 25 лет (1989-2015) отмечена тенденция увеличения атмосферных осадков. Отсюда можно сделать вывод, что продолжительность вегетационного периода возросла с более растянутым переходом средней суточной температуры воздуха через +5 °С вместе с увеличением количества атмосферных осадков за период вегетации.

Агрохимический состав почвы при внесении минеральных удобрений изменился незначительно. По результатам анализов почва участка аллювиальная дерново-луговая, легкосуглинистая и супесчаная, сильнокислая (рН сол. 3,3– 4,2), высоко обеспечена подвижным фосфором (182-257 мг/кг) и обменным калием (105178 мг/кг) с низким содержанием органического вещества 0,76-1,35 % [6].

По итогам анализа данных исследования, проведенного в почвенно-климатических условиях Ненецкого АО в период с 2011 по 2015 г., были получены следующие результаты.

При внесении минеральных удобрений по годам пользования большее развитие получили ценные в кормовом отношении злаковые травы, их содержание в злаковом и злаково-бобовом травостоях в среднем составляло 99 и 87 %, при этом из травостоев выпало малоценное разнотравье, в злаковом травостое его количество составляло всего 1 %, а в злаково-бобовом -3-7 %. Надо отметить, что содержание клевера в злаково-бобовой смеси снижалось в линейной прогрессии по годам пользования от 27 до 3 %, что связано с угнетением бобового компонента злаковыми травами.

Плотность сеяных луговых травостоев по годам пользования изменялась от 623 до 2660 шт. на 1 м2 на злаковой травосмеси и от 636 до 2190 шт. на 1 м2 на злаково-бобовой, причем на злаковом травостое побегообразование по годам исследований было выше на 6–38 %. При этом надо отметить, что зависимость урожайности травосмесей от плотности травостоев низкая (г = 0,09). На четвертый год пользования количество побегов сеяных (злаковых) трав уменьшилось по отношению ко второму и тре- тьему годам пользования (3040 и 3330 соответственно) и составило 2660 шт. на 1 м2, такая же ситуация прослеживается и на злаково-бобовых травостоях, что объясняется снижением про- должительности солнечного сияния в 2015 г. из-за большого количества пасмурных и облачных дней в июле [7] (рис. 1).

Рис. 1. Динамика побегов злаковой травосмеси по годам пользования

Затопление лугов и длительное стояние паводковых вод отрицательно влияют на весеннее отрастание сеяных трав, что отразилось на высоте растений к моменту учета урожая на третий год пользования травостоем и привело к его снижению на 12–24 ц/га СВ в злаковом травостое и на 12–37,5 ц/га СВ в злаково-бобовом по отношению ко второму году. Между показателями урожайности и высотой сеяных трав обнаружена достаточно тесная положительная корреляционная зависимость (r = 0,9), что нельзя отметить между показателями урожайности травосмеси и сроками формирования трав при r = 0,25.

Зависимость снижения азота после его накопления до максимального уровня происходит с ростом растений: при прибавке высоты растений в среднем на 10 см количество азота снижается до 6 г, на 5 см – до 2 г соответственно. Данные результата корреляционного анализа позволяют сделать вывод, что рост сеяных растений (r = 0,96) имеет достаточно тесную линейную связь с количеством потребляемого азота (рис. 2). Такая же тенденция прослеживается по содержанию фосфора и калия в растениях.

I    I высота растений, см

।    । содержание азота, г

----Л инейная (высота растений, см)

Рис. 2. Зависимость потребления азота растениями от формирования надземной массы травостоя

Рассмотрев основные факторы формирования злакового и злаково-бобового сеяных агроценозов: метеоусловия (количество атмосферных осадков, уровень паводковых вод, ГТК) и влияние питательных веществ, вносимых в поч- ву (азотные, фосфорные, калийные, как отдельно, так и в комплексе), – можно сделать вывод, что на формирование подземной массы, плотность травостоев, сроки формирования урожая, урожайности, а также на содержание сырого протеина в полученных кормах большое влияние оказывают азотные удобрения (r = 0,91–0,98), атмосферные осадки (r = 0,4– 0,83) и паводковые воды (r = 0,52–0,70).

Таким образом, в результате проведенного исследования составлена модель формирования урожая сеяных травосмесей на фоне экологических особенностей и почвенных условий

[8, 9] (табл.), элементов систем земледелия, установлена роль климатических и агротехнических факторов при формировании урожая, определен потенциал продукционного процесса, которые и являются основными условиями формирования высокопродуктивных кормовых агроценозов на примере рассматриваемых травосмесей в условиях Ненецкого АО.

Модель формирования урожая злаковой и злаково-бобовой травосмесей

Показатель	Параметр
	Овсяница луг. СД-130 + Тимофеевка луг. СД-18 + Ежа сб. Нева	Клевер луг. Нива + Тимофеевка луг. СД-18 + овсяница луг. СД-130
Высота растений, см	46,3	35,8
Содержание азота, г	27,7	27,1
Количество осадков, мм	51,5
Сумма положительных температур, °С	240,8
Сумма активных температур, °С	239,8
Сумма эффективных температур, °С	140,0
Минеральные удобрения	N 60
Урожайность травостоя, ц/га СВ	34,8	35,6
Питательность в 1 кг СВ, ОЭ, МДж	9,8	10,3
Срок формирования урожая, дн.	49

Результаты исследований, полученные в течение пяти лет, показывают, что на фоне погодных факторов (при количестве осадков 51,5 мм, с оптимальными положительными (240,8 °С), активными (239,8 °С) и эффективными (140,0 °С) температурами воздуха) и минерального питания (N 60 ) можно получить максимальное накопление азота в растениях злаковой (овсяница луг. СД-130 + тимофеевка луг. СД-18 + ежа сб. Нева) и злаково-бобовой (клевер луг. Нива + тимофеевка луг. СД-18 + овсяница луг. СД-130) травосмесей за четыре года пользования 27,7 и 27,1 г в среднем при высоте травостоя 46,3 и 35,8 см с урожайностью сеяных трав 34,8 и 35,6 ц/га СВ за период формирования урожая, который составляет в среднем 49 дней.

Выводы. Сведения, вытекающие из рассматриваемой модели, можно использовать на практике для рационального применения источников питания с целью повышения продуктивности сеяных травосмесей. Свидетельством этому служит разработка системы формирования высококачественных агроценозов на основе анализа роста и развития растений и системы научного управления их питанием.

Использование системы позволяет улучшить флористический состав лугов и повысить их урожайность в два раза при ежегодном внесении минеральных удобрений, сохранить продуктивное долголетие естественных травостоев. Так, за период исследований продуктивность злаково-бобового травостоя составила 10,3; а злакового – 9,8 МДж ОЭ на 1 га, при этом прибыль от реализации продукции (молоко) в расчете на 1 га составит 8036,5 руб.

Комплексная система формирования урожайности представляет несомненную новизну, которая основана на полноценном использовании всех факторов интенсификации – вида, сорта, системы удобрений и метеорологических условий, разработанная на региональном уровне, позволяющая оценить влияние климатических изменений на стабильность и продуктивность агрофитоценозов, а также прогнозировать урожайность многолетних культур в любом хозяйстве округа на перспективу.