Влияние различных доз азота на урожайность и кормовую ценность клеверо-люцерно-злаковой травосмеси при получении трех укосов

Основными кормовыми культурами для производства объемистых кормов являются многолетние травы. Эффективные технологии выращивания многолетних трав обеспечивают повышение урожайности, равномерность поступления высокопитательного растительного сырья и кормов (Тютюма, Кудряшов, 2022; Степанов, Храмов, 2023).

В настоящее время с многолетних трав получают в основном два укоса, что отрицательно влияет на кормовые достоинства полученных кормов. Повышение питательной ценности получаемого растительного сырья возможно при многоукосном использовании травостоев. Зеленая масса трав, скошенных в ранние фазы развития, отличается высоким содержанием питательных веществ и особенно сырого протеина. Полученное органическое вещество хорошо переваривается (до 70%) и усваивается животными (Волошин, Майсак, 2009; Капсамун и др., 2020).

Обеспечить получение трех и более укосов возможно при правильном подборе компонентов в состав травосмеси с учетом их отрастания после укосов. К таким травам, способным дать несколько укосов, относятся овсяница тростниковая и люцерна изменчивая. Овсяница тростниковая при ранних сроках уборки способна обеспечить получение трех или четырех укосов за сезон, хорошо растет в составе бобово-злаковых травосмесей с клевером луговым, люцерной изменчивой. Она ха- рактеризуется как долголетний, зимостойкий и высокоурожайный злак (Благовещенский и др., 2018; Спасов, 1981). Доказана эффективность введения овсяницы тростниковой в состав травосмеси для трехкратного скашивания в условиях Вологодской области. Травосмеси при получении трех укосов в сравнении с двумя укосами обеспечивали выход до 9,5 т/га СВ, превышали по сбору протеина на 11– 31% и содержанию его в полученной массе на 23,5–43,1% (Коновалова, Коновалова, 2023; Безгодова и др., 2023).

Люцерна превосходит многие бобовые и злаковые культуры по содержанию питательных веществ и занимает одно из главных мест в кормопроизводстве Российской Федерации. Применение в травосмесях одновременно клевера лугового и люцерны изменчивой обеспечивает сокращение расхода азота на 50% и более, увеличивает продуктивность и кормовые достоинства зеленой массы, позволяет уменьшить воздействие климатических условий на рост травостоя. Наиболее целесообразным является возделывание люцерны изменчивой в травосмесях (Пав-лючик и др., 2019; Tkachuk, Vergelis, 2021).

Экспериментально подтверждена возможность управления устойчивостью систем земледелия с помощью оптимизации доз внесения минеральных удобрений. Разработка оптимальной системы питания сельскохозяйственных культур является необходимым фактором получения стабильных урожаев, повышения кормовой ценности трав (Шайкова и др., 2020; Жезмер, 2020).

Для повышения продуктивности луговых растений первостепенное значение имеет обеспечение их достаточным количеством азота. В среднем за сезон многолетние бобовые травы фиксируют от 92 до 180 кг/га атмосферного азота. В агрофитоценозах бобовые травы способны передавать злакам до 34% фиксированного азота. Размеры азотфиксации зависят от кислотности и обеспеченности почвы минеральным азотом и влагой (Еряшев, Гурьянов, 2023; Лазарев и др., 2022). На кислых переувлажненных слабоаэрируемых почвах, на которых фиксация азота сильно подавлена, бобовые наравне с другими культурами нуждаются во внесении азотных удобрений (Завалин и др., 2019).

В ряде исследований показана эффективность применения под бобово-злаковые травосмеси азотных удобрений наряду с фосфорными и калийными в дозах N 20–60 кг/га д. в. в зависимости от условий выращивания (Павлючик и др., 2022; Халилов, 2019).

Таким образом, на основании результатов исследований установлено, что для улучшения качественных показателей зеленой массы следует убирать травостои не менее трех раз за сезон, в их состав необходимо включать хорошо отрастающие после скашивания виды трав. Для устойчивой продуктивности и повышения питательной ценности растительной массы при трехукосном использовании необходимо применять оптимальную систему удобрений.

Цель исследования – изучить влияние разных доз азота (на фоне фосфора и калия) на урожайность, кормовую ценность клеверо-люцерно-злаковой травосмеси при получении трех укосов. Задачи исследования: сформировать экспериментальный участок для проведения необходимых наблюдений и получения запланированных данных; изучить дина- мику изменения ботанического состава, высоты злаковых трав, показателей урожайности и кормовой ценности клеверо-люцерно-злакового травостоя под влиянием внесения минерального азота.

Научная новизна исследования состоит в том, что впервые в условиях региона будет выявлено действие различных доз внесения минерального азота и сроков введения азотных подкормок на развитие клеверо-люцерно-злаковой травосмеси при трехукосном скашивании.

Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что предприятиям, работающим в сельском хозяйстве, будет предложена усовершенствованная система удобрений для бобовозлаковых травосмесей, убираемых три раза за сезон, обеспечивающая на 5–15% прирост урожайности и показателей кормовой питательности.

Материалы и методика исследований

Экспериментальная работа по разработке системы удобрений бобово-злаковой травосмеси (клевер + люцерна + овсяница тростниковая + тимофеевка) была начата в 2022 году. Участок размещался на опытном поле Вологодского научного центра РАН. Постановка опыта выполнялась с учетом методических указаний ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (Новоселов и др., 1987). Оценка полученных результатов проводится методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

По агрохимическим показателям пахотного слоя (0–25 см) почва, занятая под опытом, относится к среднеокультурен-ной (рН – 5,2; гумуса – 2,3%; содержание подвижного фосфора 336 мг/кг; обменного калия – 119 мг/кг почвы). Почва осушенная, дерново-подзолистая, среднесуглинистая. Опыт представлен семью вариантами, заложенными в трех повторениях. Общая площадь делянки - 16 м2, в том числе учетная – 8,8 м2.

Применялись следующие нормы высева культур (при 100% посевной годности) и сорта: клевер двуукосный – 8 кг/га (с. Дымковский), люцерна изменчивая – 6 кг/га (с. Сарга), овсяница тростниковая – 6 кг/га (с. Лосинка) и тимофеевка луговая – 4 кг/га (с. Ленинградская 204).

Под травосмесь применяли различные виды удобрений (диаммофоска, суперфосфат, хлористый калий и аммиачная селитра). В год закладки опыта провели известкование (в дозе 500 кг/га) гранулированным карбонатом кальция Omya Calciprill.

Доза удобрений под травосмесь при посеве: вар. 1 (контроль) – N 0 P 60 K 60 ; вар. 2–7 – N 20 Р 60 К 60 кг/га действующего вещества (д. в.).

В последующие годы система удобрений на изучаемой травосмеси применялась в соответствии со схемой опыта (табл. 1) .

За вегетационный период на травосмеси проводили три укоса: первый в фазу начала бутонизации бобовых и выхода в трубку – начала колошения злаковых трав, второй и третий при высоте растений 40 см и более. В среднем за период использования первый укос проводили в первой декаде июня, второй укос в конце первой или начале второй декады июля, третий укос в третьей декаде августа.

Травы с учетной площади делянки скашивали косилкой. Для ботанического и химического изучения с вариантов опыта отбирались пробы травяной массы. Исследования растительных образцов проводили (в соответствии с общепринятыми методиками) в ЦКП СЗНИИМЛПХ им. А.С. Емельянова – обособленного подразделения ФГБУН ВолНЦ РАН.

Метеорологические условия вегетационного периода по годам проведенных исследований различались. После высева трав неблагоприятная погода мая и июня привела к ухудшению всхожести семян и роста растений. Погодные условия со второй половины вегетации обеспечили хорошее развитие трав и получение укоса в конце августа. Достаточное количество осадков при оптимальном температурном режиме в первый год пользования травосмесью обеспечило формирование высокой продуктивности. Сложившиеся метеорологические условия на второй год пользования травосмесью благоприятно повлияли на урожайность, хотя и имели некоторые различия по периодам роста трав. На третий год пользования погодные условия по обеспеченности влагой и теплом также имели различия по фазам роста трав, но в целом благоприятно повлияли на урожайность клеверо-люцернозлаковой травосмеси.

Таблица 1. Схема опыта «Изучить влияние минерального азота на урожайность, кормовую ценность клеверо-люцерно-злаковой травосмеси при получении трех укосов»

Вариант опыта	Травосмесь	Дозы внесения удобрений по годам пользования, кг/га д. в.
		1-й г. п.	2-й г. п.	3-й г. п.
1. Контроль	Клевер луговой двуукосный + люцерна изменчивая + тимофеевка луговая + овсяница тростниковая	N 0 P 60 K 60	N 0 P 60 K 60	N 0 P 60 K 60
2.		N 20+40 P 60 K 60	N 20+40 P 60 K 60	N 20+40 P 60 K 60
3.		N 20 P 60 K 60	N 20+40 P 60 K 60	N 20+40 P 60 K 60
4.		N 20 P 60 K 60	N 20 P 60 K 60	N 20+40 P 60 K 60
5.		N 20+35+35 P 60 K 60	N 20+35+35 P 60 K 60	N 20+35+35 P 60 K 60
6.		N 20 P 60 K 60	N 20+35+35 P 60 K 60	N 20+35+35 P 60 K 60
7.		N 20 P 60 K 60	N 20 P 60 K 60	N 20+35+35 P 60 K 60

Примечание: одна подкормка азотом N40 после первого укоса вар. 2–4; две подкормки азотом N35+35 после первого и второго укосов вар. 5–6.

Источник: результаты исследований авторов.

Результаты исследований

Продуктивность изучаемой травосмеси при трехукосном использовании за все три года пользования получена высокая, при этом со второго года пользования установлена ее зависимость от применения различных доз минерального азота.

Достоверных различий от применения доз азота на травосмеси первого года пользования не было установлено. Продуктивные показатели составили: по зеленой массе – от 49,3 до 53,7 т/га, по сухо- му веществу – от 9,1 до 9,7 т/га, по сырому протеину – от 1,85 до 2,01 т/га, по обменной энергии – от 101,2 до 112,1 ГДж суммарно за три укоса (табл. 2).

В первый год пользования вклад первого укоса в урожай составил 44,5–51,6%, второго - 24,1–28,8%, третьего - 22,7–28,2% от общего сбора урожая за сезон.

Урожайность травосмеси второго года пользования по вариантам опыта получена высокая и составила за три укоса: 37,4– 46,7 т/га зеленой массы, 7,3–8,7 т/га СВ,

Таблица 2. Влияние систем удобрений на продуктивные показатели травосмеси в зависимости от использования различных доз азота с 1 га

Вариант опыта		Зеленая масса, т	Сухое вещество, т	± к контролю т/га СВ	Сырой протеин, т	Обменная энергия, ГДж
№ вар.	доза удобрений, кг/га д. в.
Первый год пользования
1.	N 0 P 60 K 60	50,6	9,3		1,90	104,3
2.	N 20+40 P 60 K 60	51,5	9,1	-0,2	1,82	101,2
3.	N 20 P 60 K 60	49,9	9,2	-0,1	1,83	101,8
4.	N 20 P 60 K 60	51,6	9,6	0,3	2,0	108,1
5.	N 20+35+35 P 60 K 60	53,7	9,9	0,6	2,01	112,1
6.	N 20 P 60 K 60	52,6	9,7	0,4	1,85	109,9
7.	N 20 P 60 K 60	49,3	9,6	0,3	1,91	109,3
	НСР 05			Нет различий
Второй год пользования
1.	N 0 P 60 K 60	38,7	7,3	–	1,16	74,6
2.	N 20+40 P 60 K 60	43,6	8,4	+1,1	1,44	85,5
3.	N 20+40 P 60 K 60	43,8	8,6	+1,3	1,39	87,5
4.	N 20 P 60 K 60	37,4	7,6	+0,2	1,25	79,0
5.	N 20+35+35 P 60 K 60	46,7	8,5	+1,1	1,50	89,7
6.	N 20+35+35 P 60 K 60	43,1	8,0	+0,6	1,45	86,6
7.	N 20 P 60 K 60	40,1	7,4	+0,1	1,23	76,3
	НСР 05			0,57
Третий год пользования
1.	N 0 P 60 K 60	37,5	6,9	–	1,03	69,9
2.	N 20+40 P 60 K 60	43,6	7,9	1,0	1,16	78,6
3.	N 20+40 P 60 K 60	42,8	7,5	0,6	1,18	73,4
4.	N 20+40 P 60 K 60	44,8	7,9	1,0	1,29	79,9
5.	N 20+35+35 P 60 K 60	45,1	8,0	1,1	1,32	80,7
6.	N 20+35+35 P 60 K 60	44,4	8,0	1,1	1,39	82,2
7.	N 20+35+35 P 60 K 60	43,7	7,8	0,9	1,29	79,3
	НСР 05			0,64
Источник: результаты исследований авторов.

1,16–1,50 т/га сырого протеина, 74,6– 89,7 ГДж обменной энергии. По результатам дисперсионного анализа установлены достоверные различия по урожайности от применения азота. Существенную прибавку к контролю (на 0,6–1,3 т/га сухого вещества или на 9,6–17,8%) обеспечили травосмеси вариантов 2, 3, 5 и 6 при применении азота с весны и в подкормку.

Распределение урожая по укосам на второй год пользования травостоем было следующим: первый укос – от 21,9 до 27,5%; второй – от 34,8 до 41,1%; третий – от 34,4 до 38,8%.

Травосмесь третьего года пользования обеспечила за сезон получение следующих продуктивных показателей: 37,5–45,1 т/га зеленой массы, 6,9–8,0 т/ га СВ, 1,03–1,39 т/га сырого протеина и 69,9–82,2 ГДж обменной энергии. Изучаемые дозы азота по вариантам 2, 4, 5–7 обеспечили существенную прибавку к контролю (вар. 1) на 0,9–1,1 т/га СВ или на 13,4–15,5%. На третий год пользования доля первого укоса находилась в пределах 34,6–40,0%; второго – 25,9–31,1% и третьего – 31,1–35,9% от общего сбора за сезон.

Немаловажное значение имеет влияние изучаемого агротехнического приема на кормовые свойства полученной зеленой массы. У травосмеси в первый год пользования содержание питательных веществ было высоким независимо от использования минерального азота. В среднем за сезон уровень протеина составлял от 19,1 до 20,4% в 1 кг СВ, что объясняется преобладанием в травостое бобовых видов трав (рис. 1) .

Со второго года пользования применяемые системы удобрений оказали влияние на качество растительной массы клеверо-люцерно-злаковой травосмеси. В среднем за три укоса содержание протеина составило 15,9–17,8% в расчете на 1 кг сухого вещества. У контрольного варианта без применения азота содержание протеина было самым низким и

Рис. 1. Содержание протеина в зависимости от доз внесения минерального азота, % в 1 кг СВ

Источник: результаты исследований авторов.

составило 15,9%, с внесением N 20 кг/га д. в. (вар. 4 и 7) возросло до 16,1–16,7% и при внесении N 20+40 кг/га д. в. (вар. 2–3) – до 16,4–17,2%. У травосмеси с использованием минерального азота весной и в виде двух подкормок аммиачной селитрой после первого и второго укосов (N 20+35+35 кг/га д. в.) отмечается повышение содержания протеина до 17,3–17,8%, или на 8,8–11,9% по сравнению с контролем.

В растительной массе клеверо-люцернозлаковой травосмеси третьего года пользования в среднем за сезон содержание сырого протеина равнялось 14,8–16,6% в расчете на 1 кг сухого вещества, с пониженным показателем в контрольном вар. 1 без применения азота (14,8%), с внесением азота этот показатель повышался по вар. 2–4 до 15,0–16,3% в 1 кг СВ. Наиболее высокое содержание протеина установлено по вар. 5–7 до 16,5–16,6% в 1 кг сухого вещества, что превышало контроль на 11,5–12,2%.

Наблюдения за высотой злаковых трав позволили выявить ее зависимость от применения минерального азота. В 2023 году (первый год пользования) злаковые виды в контроле были ниже (в сред- нем за три укоса) по сравнению с вар. 2–7 с внесением азота на 2,1–7,1% (1,1–4,0 см). Наибольшая высота злаковых трав, достоверно превышающая контроль на 4 см (НСР05 = 2,59 см), или на 7,1%, выявлена у вар. 2 и 5 с применением азотных подкормок после укосов (рис. 2).

вариант

Рис. 2. Высота злаковых трав в зависимости от применения минерального азота, см

Источник: результаты исследований авторов.

Зависимость высоты злаковых трав от применения различных доз азота отмечена на второй год пользования травостоем (2024 год). В контрольном варианте злаковые травы были ниже на 3,9–12,5% (на 2,3–8,1 см) по сравнению с вар. 2–7 с внесением азота. Подкормка травосмесей аммиачной селитрой после скашивания (вар. 2, 3, 5 и 6) достоверно (НСР 05 = 2,80 см) повлияла на повышение высоты злаковых видов на 10,0–12,5% (на 6,2–8,1 см), с повышенными показателями при двух подкормках.

В 2025 году (третий год пользования) по контрольному варианту высота злаковых видов в травосмеси была меньше на 6,7–9,5% (на 3,8–5,6 см) по сравнению с вар. 2–7, где применялись разные нормы азота.

На основании результатов по растительному составу травосмеси установлено его изменение в течение вегетационного периода и под действием разных доз азотных удобрений. Также на него оказали влияние погодные условия и возраст травостоя. Следует отметить высокую сохранность сеяных видов трав (клевер, люцерна, тимофеевка и овсяница тростниковая) за все три года пользования травосмесью при интенсивном (три укоса) использовании.

В первый год пользования бобовые травы в первом укосе доминировали на 68– 82%, с наиболее высоким показателем по вар. 1 без применения азота. Количество злаковых видов в урожае было на уровне 16–27% и повышалось при внесении азота по сравнению с контролем в 1,2–1,7 раза (вар. 2–7). Во втором укосе доля бобовых в урожае возросла до 82–94%, с повышенным показателем по контрольному варианту. Содержание злаковых видов в урожае снизилось до 6–15% и было пониженным в контроле и в вар. 3, 4, 5 и 6 с минимальной дозой азота (20 кг/га д. в.). При использовании азотных подкормок доля злаков повышалась до 15% (вар. 2 и 5). В травостое третьего укоса бобовые травы составляли 86–93%, с повышенным показателем в контроле. Содержание злаковых видов снизилось до 6–13% и было выше по вар. 2 и 5 (12–13%) с внесением азота после укосов (табл. 3) .

В травостое второго года пользования в первом укосе преобладали бобовые травы на 65–73%, с наиболее высоким показателем по вар. 1 без использования азота. Количество злаковых видов в урожае составляло 26–34%, с возрастанием при применении азота до 30–34%, или в 1,2–1,3 раза. В травостое второго укоса доля бобовых находилась на уровне 57–74% с повышенным показателем по вар. 1 (контроль). Количество злаковых видов было пониженным в контроле и с внесением азота в дозе N 20 в вар. 4 и 7. В третьем укосе содержание бобовых

Таблица 3. Действие разных доз азота на ботанический состав травосмеси, %

Вариант опыта Первый укос Второй укос Третий укос № вар. Наименование травосмеси Доза удобрений, кг/га д. в. бобовые злаки бобовые злаки бобовые злаки Первый год пользования 1. Клевер + люцерна + тимофеевка + овсяница тростниковая N0P60K60 82 16 92 7 93 6 2. N20+40P60K60 75 23 82 15 88 12 3. N20P60K60 75 22 92 6 92 6 4. N20P60K60 68 27 93 6 92 7 5. N20+35+35P60K60 77 20 84 15 86 13 6. N20P60K60 74 22 88 11 93 7 7. N20P60K60 75 22 89 9 90 9 Второй год пользования 1. Клевер + люцерна + тимофеевка + овсяница тростниковая N0P60K60 73 26 74 23 79 20 2. N20+40P60K60 66 33 61 34 76 22 3. N20+40P60K60 65 34 61 34 72 26 4. N20P60K60 67 32 74 24 81 17 5. N20+35+35P60K60 67 30 64 30 70 30 6. N20+35+35P60K60 69 30 61 34 73 27 7. N20P60K60 67 31 69 27 81 17 Третий год пользования 1. Клевер + люцерна + тимофеевка + овсяница тростниковая N0P60K60 45 49 66 30 73 24 2. N20+40P60K60 43 51 56 40 77 21 3. N20+40P60K60 46 46 57 39 76 22 4. N20+40P60K60 48 45 59 35 75 21 5. N20+35+35P60K60 45 51 57 40 67 31 6. N20+35+35P60K60 46 49 63 32 70 27 7. N20+35+35P60K60 47 47 56 38 69 28 Источник: результаты исследований авторов. возросло до 69–86%, с повышенными показателями в вар. 1 (контроль), 4 и 7 (с внесением азота N20 кг/га д. в.) Количество злаковых видов составило 17–30%, с наиболее высокими показателями 22– 30% по вар. 2–4, 5–6, подкормленным азотом после скашивания.

В первом укосе травостоя третьего года пользования количество бобовых составляло 43–48%, злаковых 46–51%. Отмечена тенденция увеличения доли злаковых трав по сравнению с предыдущими годами пользования. Во втором укосе количество бобовых повысилось до 56–66% с наибольшим показателем по вар. 1. Со- держание злаковых трав в урожае составило 30–40%. В третьем укосе доля бобовых трав возросла до 67–77%. Пониженное их содержание (67–70%) выявлено в вар. 5, 6, 7 с применением азота весной и два раза в виде подкормки после первого и второго укосов.

Выводы

Проведенные на осушенных дерновоподзолистых среднеокультуренных почвах четырехлетние исследования по изучению влияния различных доз азота на урожайность и кормовую ценность клеверо-люцерно-злаковой травосмеси при по- лучении трех укосов позволили установить, что:

– внесение разных доз азота не оказало существенного влияния на урожайность травосмеси первого года использования, с одного гектара было получено от 49,3 до 53,7 т зеленой массы, от 9,1 до 9,9 т сухого вещества; на второй год пользования травосмеси сформировали от 37,4 до 46,7 т зеленой массы, от 7,3 до 8,7 т сухого вещества с одного гектара, достоверная прибавка к контролю на 0,6–1,3 т/га сухого вещества, или на 9,6–17,8% получена по вар. 2, 3, 5 и 6 при внесении азотных удобрений N 20+40 и N 20+35+35 кг/га д. в. (на фоне PK); травосмеси третьего года пользования обеспечили за сезон получение от 37,5 до 45,1 т/га зеленой массы, от 6,9 до 8,0 т/га сухого вещества, при этом существенное увеличение к контролю (на 0,9–1,1 т/га СВ или 13,4–15,5%) получено по вар. 2, 4, 5–7 при применении минерального азота;

– питательность зеленой массы в первый год пользования травосмесью по всем укосам была высокой вне зависимости от использования азота: уровень протеина в 1 кг СВ составил от 19,1 до 20,4%; в растительной массе травостоя второго года пользования содержание протеина составило 15,9–17,8% в 1 кг СВ, было пониженным в контрольном вар. 1 без азота

(15,9%) и возрастало при его использовании до 16,1–17,8%. На третий год пользования травостоем содержание протеина составило 14,6–16,6% в 1 кг СВ, в контрольном вар. 1 (без азота) содержание протеина находилось на уровне 14,8%, с внесением азота в вар. 2–7 оно повышалось до 15,0–16,6%;

– применение минерального азота влияло на увеличение высоты злаковых трав в вар. 2–7 за все три года пользования травосмесью;

– изучаемая травосмесь характеризовалась высоким содержанием сеяных видов трав (не менее 90%) за все годы пользования; повышенное количество бобовых в урожае установлено в контроле (вар. 1) на фосфорно-калийном фоне; применение минерального азота повышало долю злаковых в урожае и приводило к сокращению доли бобовых видов.

Таким образом, результаты позволяют рекомендовать под клеверо-люцернозлаковую травосмесь при получении трех укосов вносить минеральный азот со второго года пользования, в том числе в начале вегетации в дозе N 20 и после первого укоса в дозе N 40 кг/га д. в.

Полученные в 2022–2025 гг. результаты являются промежуточными этапами научно-исследовательской работы, исследования будут продолжены в 2026 году.