Эффективность усовершенствованных технологий создания пастбищных травостоев с использованием новых сортов бобовых видов и агротехнических приёмов

УДК 633.2.03.033

Эффективность усовершенствованных технологий создания пастбищных травостоев с использованием новых сортов бобовых видов и агротехнических приёмов

Кутузова А. А., доктор сельскохозяйственных наук

Проворная Е. Е., кандидат сельскохозяйственных наук

Цыбенко Н. С.

ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса»

141055, Россия, Московская обл., г. Лобня, Научный городок, корп. 1

E-mail: viklugovod@bk.ru

Исследования проводились в Московской области в 2015–2017 годах. Для совершенствования ранее рекомендованных технологий создания бобово-злаковых травостоев изучена эффективность сортов клевера ползучего ВИК 70 и Луговик, клевера лугового — Тетраплоидный ВИК и Ветеран, люцерны изменчивой — Пастбищная 88 и Агния при инокуляции семян комплементарными штаммами Rhizobium на фоне Р60К150 на дерново-подзолистой почве. Исследования выполнены на базе трёхлетнего полевого опыта с учётом участия бобовых компонентов, урожайности травостоя, изменения качества корма, прироста продуктивности и содержания азота в надземной массе. Было установлено, что сортовые особенности в сочетании с обработкой семян комплементарными штаммами микроорганизмов оказывали наиболее значительное влияние на продуктивность пастбищных травостоев. Благодаря этому в среднем за 3 года урожайность травостоев с клевером ползучим увеличилась в 2,4–2,7 раза, с клевером луговым — в 2,3–2,4 раза, с люцерной изменчивой — в 2,0–2,1 раза по сравнению со злаковыми травами на фоне Р60К150 (4 т/га сухого вещества). По обеспеченности 1 корм. ед. переваримым протеином (134–204 г) корм из бобово-злаковых трав относился к высокобелковому. Продуктивность травостоев с сортами клевера ползучего составила 7,6–8,1 тыс. корм. ед./га, клевера лугового — 8,1–8,5, люцерны изменчивой — 6,4 тыс. корм. ед./га. Использование бобовых видов в травосмесях позволило увеличить содержание азота в надземной массе в среднем до 130–201 кг/га (в контроле — 72 кг/га), что заменило 166–231 кг/га действующего вещества азотных удобрений.

Ключевые слова: сорт, бобовые травы, инокуляция, продуктивность, содержание азота, качество корма.

Расширение посевов бобово-злаковых травостоев играет большую роль в сельском хозяйстве, поскольку бобовые виды способны вовлечь в продуктивный процесс до 100–180 кг/га азота (Кутузова, 1964). Кроме того, использование бобово-злаковых травостоев для кормления крупного рогатого скота повышает качество молока и продуктов его переработки (Кутузова, 1974). Благодаря новому направлению в селекции — сопряжённой селекции бобовых растений и штаммов клубеньковых бактерий — созданы новые сорта клевера и люцерны с повышенной способностью к азотфиксации (Степанова, 2015; Зятчина, 2015; Проворная, 2015). Поэтому целью исследования было изучение эффективности новых районированных сортов клевера ползучего Луговик, клевера лугового Ветеран и люцерны изменчивой Агния в сравнении с ранее рекомендованными сортами этих видов (ВИК 70, Тетраплоидный ВИК и Пастбищная 88 соответственно) и в сочетании с усовершенствованной технологией, включающей агротехнические малозатратные и наукоёмкие приёмы, недостаточно применяемые в практике луговодства (скарификация и инокуляция семян комплементарными штаммами бактерий рода Rhizobium, использование биологических свойств твердосемянности для увеличения долголетия популяции бобовых без подсева и перезалужения). Оценка эффективности сортов бобовых культур проводилась по комплексу показателей: содержанию бобовых в травостое в динамике за 3 года, урожайности и продуктивности травостоев, качеству корма и накоплению биологического азота в надземной массе.

Методика исследований. Исследования проводились в 2015–2017 годах на базе полевого опыта, заложенного в 2014 году на экспериментальном пастбище Центральной экспериментальной базы ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса».

Площадь делянки — 30 м2. Повторность четырёхкратная, размещение вариантов рендомизированное. Схема опыта представлена в табл. 1–3. Экспериментальный участок относился к суходольному типу, имеющему наибольшее распространение на территории Нечернозёмной зоны России. Почва участка дерново-подзолистая среднесуглинистая с содержанием гумуса 2,26%, Р2О — 62 мг/кг, К2О — 53 мг/кг, рНсол — 5,9 (благодаря известкованию в предшествующий период). Перед залужением проводили комбинированную обработку почвы, включающую зяблевую вспашку, дискование перед вспашкой осенью и весной, предпосевное и послепосевное прикатывание.

Контрольные злаковые травосмеси (на фоне Р60К150 и N135Р60К150) состояли из овсяницы луговой сорта Карат (норма высева — 10 кг/га семян) и тимофеевки луговой ВИК 9 (норма высева — 8 кг/га семян). В составе бобово-злаковых травосмесей нормы высева злаков соответственно были снижены до 8 и 6 кг/га для уменьшения конкуренции с бобовыми травами. Нормы высева семян бобовых видов составили: для клевера ползучего — 3 кг/га, клевера лугового — 6 кг/га, люцерны изменчивой — 10 кг/га.

Инокуляцию семян проводили с использованием комплементарных штаммов бактерий рода Rhizobium в соответствии с рекомендациями селекционеров (Зятчина, 2015; Степанова, 2012; 2015). Для инокуляции семян сортов клевера ползучего применяли штамм КР-2 (варианты 4, 6, 7), клевера лугового — штаммы 348 А (вариант 9) и КР-8 (вариант 11, 12), люцерны изменчивой — штамм 404 Б (варианты 14, 15, 17).

В исследованиях использовали принятые в луговодстве методы. Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа. Накопление биологического азота определяли по разнице между содержанием общего азота в урожае бобово-злаковых смесей и злакового травостоя при ежегодном внесении Р60К150 дробно в два срока. Для сравнения эффекта биологического и минерального азота расчёты проводили с учётом коэффициента использования аммиачной селитры (КИУ) в дозе N135 (по N45 в три срока). В среднем за 4 года этот показатель составил 66%. При определении стоимости произведённого корма исходили из современных цен на фуражное зерно (1 корм. ед. — 10 руб./кг) и сложившихся цен на семена бобовых трав (1 кг клевера ползучего — 650 руб., клевера лугового — 216, люцерны — 230 руб.).

Погодные условия 2015–2016 годов были благоприятными для роста многолетних трав. Количество атмосферных осадков (более 5 мм) было близким к среднемноголетним показателям, влажность почвы (в слое 0–20 см) варьировалась в пределах 60–100% от полной полевой влагоёмкости. В 2017 году было отмечено снижение теплообеспеченности и количества атмосферных осадков соответственно на 40 и 37%, а также сокращение продолжительности вегетационного периода на 35 дней по сравнению со среднемноголетними показателями, что отразилось на содержании в травостоях бобового компонента.

Результаты исследований. Обработка семян комплементарными штаммами микроорганизмов оказала положительное влияние на урожайность бобово-злаковых травостоев по сравнению с естественной инокуляцией бактериями рода Rhizobium, обитающими в почве опытного участка (табл. 1).

Статистически существенные прибавки урожайности сухого вещества (СВ) в среднем за 3 года получены в вариантах с клевером ползучим (11–13%), клевером луговым Тетраплоидный ВИК (12%), люцерной изменчивой (9%). Видовые различия между клевером луговым и ползучим не проявились. Скорее всего, сортовые различия люцерны изменчивой будут усиливаться при более длительном использовании травостоев (Лазарев, 2018).

1. Содержание бобовых и урожайность травостоев (в среднем за 2015–2017 гг.)

Травосмесь

Сорт

Агроприём

Содержание бобовых

Урожайность

скарификация

инокуляция

т/га

%

т/га

%

Овсяница луговая + тимофеевка луговая на фоне Р60К150

3,96

100

Овсяница луговая + тимофеевка луговая на фоне N135Р60К150

8,93

226

Злаки + клевер ползучий на фоне Р60К150

Вик 70

+

2,6

34

7,77

196

+

+

3,6

41

8,81

222

Луговик

+

3,2

38

8,49

214

+

+

4,1

44

9,40

237

+

4,1

45

9,11

230

Злаки + клевер луговой на фоне Р60К150

Тетраплоидный ВИК

+

5,7

54

8,06

204

+

+

6,4

60

8,99

227

Ветеран

+

6,7

61

9,11

230

+

+

7,3

62

9,57

242

+

6,7

66

10,20

255

Злаки + люцерна изменчивая на фоне Р60К150

Пастбищная 88

+

3,4

47

7,34

185

+

+

4,6

57

8,02

202

+

4,5

57

7,98

202

Агния

+

3,4

45

7,48

189

+

+

4,2

51

8,14

206

НСР05

 

0,54

 

Наличие бобового компонента улучшило качество полученного корма, что отразилось на сборе кормовых единиц и переваримого протеина (табл. 2). В 1 кг сухого вещества злаковых трав содержалось 0,80–0,81 корм. ед. В клеверо-злаковых травостоях этот показатель вырос до 0,86–0,89 корм. ед., а в люцерно-злаковых смесях — находился на уровне злаковых. При этом обеспеченность корма переваримым протеином в злаковых травостоях достигалась только благодаря внесению азотных удобрений, в то время как в бобово-злаковых травосмесях на накопление переваримого протеина также оказывало влияние присутствие бобового компонента (138–148 г/корм. ед.). Использование такого высокобелкового корма позволяет снизить расход концентратов в рационах животных.

2. Качество корма и продуктивность пастбищных травостоев (в среднем за 2015–2017 гг.)

Травосмесь

Сорт

Агроприём

Содержание

Получено с 1 га

скарификация

инокуляция

корм. ед. в 1 кг сухого вещества

переваримого протеина в 1 корм. ед., г

корм. ед., тыс.

прибавка к контролю, %

сырой протеин, кг

прибавка к контролю, %

Овсяница луговая + тимофеевка луговая на фоне Р60К150

0,80

81

3,15

100

450

100

Овсяница луговая + тимофеевка луговая на фоне N135Р60К150

0,81

106

7,23

229

1183

263

Злаки + клевер ползучий на фоне Р60К150

Вик 70

+

0,84

140

6,53

207

1261

280

+

+

0,86

145

7,58

240

1546

344

Луговик

+

0,83

148

7,05

224

1463

325

+

+

0,86

138

8,08

256

1583

352

+

0,90

146

8,19

260

1654

367

Злаки + клевер луговой на фоне Р60К150

Тетраплоидный ВИК

+

0,91

142

7,33

233

1454

323

+

+

0,90

132

8,09

257

1492

332

Ветеран

+

0,87

134

7,93

251

1501

334

+

+

0,89

144

8,52

270

1778

395

+

0,86

137

8,77

278

1702

378

Злаки + люцерна изменчивая на фоне Р60К150

Пастбищная 88

+

0,81

158

5,94

189

1215

270

+

+

0,80

151

6,42

204

1262

280

+

0,81

174

6,46

205

1361

302

Агния

+

0,80

131

5,98

190

1142

254

+

+

0,79

148

6,43

204

1351

300

3. Содержание биологического азота в урожае травостоев в зависимости от сорта и фона питания (в среднем за 2015–2017 гг.)

Травосмесь

Сорт

Агроприём

Содержание азота

Коэффициент азотфиксации, %

Замена минеральных удобрений, кг/га

скарификация

инокуляция

кг/га

прибавка к контролю, %

Овсяница луговая + тимофеевка луговая на фоне Р60К150

100

Овсяница луговая + тимофеевка луговая на фоне N135Р60К150

117,3

163

Злаки + клевер ползучий на фоне Р60К150

Вик 70

+

135,8

189

65

156,1

+

+

174,4

242

71

200,4

Луговик

+

162,1

225

69

186,3

+

+

181,3

252

72

208,4

+

192,7

267

73

221,5

Злаки + клевер луговой на фоне Р60К150

Тетраплоидный ВИК

+

160,7

223

69

184,7

+

+

166,7

232

70

191,6

Ветеран

+

168,1

233

70

193,2

+

+

201,2

279

74

231,3

+

200,4

278

74

230,3

Злаки + люцерна изменчивая на фоне Р60К150

Пастбищная 88

+

122,4

170

63

140,7

+

+

130,0

180

64

149,4

+

145,7

202

67

167,5

Агния

+

110,7

154

60

127,2

+

+

144,1

200

67

165,6

Использование сортов клевера лугового и ползучего оказало значительное влияние на повышение продуктивности пастбищных травостоев (240–270% по сравнению с контролем), превосходя действие азотного удобрения в дозе N135. Включение в травосмесь люцерны увеличило продуктивность травосмеси в среднем в 2 раза по сравнению с контролем.

Следует отметить, что эффективность бобового компонента в наибольшей степени отразилась на сборе протеина с 1 га, превышая сбор кормовых единиц на 94–125%. Это положение имеет важное значение для расширения площади возделывания бобово-злаковых травостоев с целью устранения дефицита кормового белка в стране за счёт биологического азота, фиксированного симбиотически бобовыми травами и бактериями рода Rhizobium (табл. 3).

Содержание биологического азота определяли по разнице выноса азота бобово-злаковыми и злаковым травостоями на фоне Р60К150. В среднем за 3 года этот показатель для злакового травостоя составил 72 кг/га, коэффициент использования азотных удобрений N135 — 87%, что объясняется дополнительным поступлением азота из-за усиления минерализации дернины (Кореньков, 1999). Накопление биологического азота в урожае травостоев при включении новых сортов бобовых на фоне усовершенствованной агротехники увеличилось в 2,5 раза при использовании сортов Луговик и Ветеран, в 2 раза — при использовании люцерны изменчивой Агния по сравнению с контролем. При этом коэффициенты азотфиксации для травостоев с указанными сортами клевера составили 72 и 74% соответственно, с люцерной — 67%. Оценка эффективности биологического азота в сравнении с действием минеральных удобрений (КИУ — 87%) показала, что включение в травостой сортов ВИК 70 и Луговик соответствовало применению 200 и 208 кг/га действующего вещества азотных удобрений. Использование сортов Тетраплоидный ВИК и Ветеран по влиянию на дополнительное поступление азота в продукционный процесс было сравнимо с внесением 192 и 231 кг/га удобрений, люцерны изменчивой Агния и Пастбищная 88 — 166 и 168 кг/га удобрений соответственно. Следует признать, что такие дозы удобрений ещё не скоро будут применяться на практике при возделывании злаковых травостоев, что усиливает значение биологического азота в луговодстве.

Полученные результаты позволили сравнить затраты на семена клевера ползучего, клевера лугового и люцерны изменчивой (соответственно по видам — 1950, 1300 и 2300 руб./га) со стоимостью дополнительно произведённой продукции в сумме за 3 года (148, 161 и 98 тыс. руб./га). Затраты на семена бобовых при трёхлетнем использовании клевера ползучего окупились в 76 раз, клевера лугового — в 124 раза и люцерны изменчивой — в 50 раз. Это указывает на необходимость восстановления в стране системы семеноводства, контролируемой государством.

Заключение. Для повышения продуктивности культурных пастбищ и качества корма целесообразно создавать бобово-злаковые травостои при перезалужении старосеяных угодий и освоении новых площадей, характеризующихся оптимальной влагообеспеченностью.

При подборе видов трав, отличающихся высокой устойчивостью и продуктивностью, необходимо не просто ориентироваться на список сортов, включённых в реестр и допущенных к использованию, а приобретать в первую очередь семена тех сортов, которые прошли предварительную проверку в составе пастбищных технологий. Так, при использовании клевера ползучего Луговик урожайность травосмеси была на 7% выше, чем при использовании сорта ВИК 70, но по обеспеченности кормовой единицы переваримым протеином преимущество было за сортом ВИК 70 (145 против 138 г/корм. ед.). Новый сорт клевера лугового Ветеран превосходил стандартный сорт Тетраплоидный ВИК по сбору переваримого (144 против 132 г/корм. ед.) и сырого протеина (на 19% с 1 га), однако его преимущество в продуктивности было менее заметным. В вариантах с люцерной изменчивой не было отмечено существенного влияния сортовых особенностей на показатели продуктивности.

Для интенсификации процесса азотфиксации с целью повышения содержания протеина в корме целесообразно проводить обработку семян бобовых трав комплементарными штаммами клубеньковых бактерий. Возможность замещения 166–230 кг/га азотных удобрений биологическим азотом при использовании сортов бобовых трав доказывает актуальность восстановления в стране семеноводства многолетних трав.

Литература

1. Повышение симбиотического потенциала бобовых растений методом сопряжённой селекции / Г. П. Зятчина, Л. В. Дробышева, М. Ю. Новосёлов, А. А. Симаткова, Е. В. Толмачёва // Методы и технологии в селекции растений и растениеводстве: сборник научных трудов Международной научно-практической конференции. — Киров, 2015. — С.99–103.

2. Кореньков Д. А. Агрономические аспекты применения азотных удобрений / Д. А. Кореньков. — М.: РАСХН, 1999. — 296 с.

3. Культурные пастбища в молочном скотоводстве / А. А. Кутузова, З. В. Морозова, Е. С. Воробьёв, Ю. И. Кулебякин. — М.: Колос, 1974. — 272 с.

4. Кутузова А. А. Районированные сорта — на культурные пастбища / А. А. Кутузова, В. В. Станков // Кормопроизводство. — 1986. — № 6. — С.14–18.

5. Лазарев Н. Н. Эффективность подсева люцерны изменчивой и клевера лугового в дернину старосеяного сенокоса / Н. Н. Лазарев, С. М. Авдеев // Кормопроизводство. — 2018. — № 1. — С.8.

6. Проворная Е. Е. Повышение эффективности биологического азота на пастбищах и сенокосах / Е. Е. Проворная, И. В. Селивёрстов // Кормопроизводство: проблемы и пути решение. — 2007. — С.38–46.

7. Степанова Г. В. Теоретические основы и практические результаты сопряжённой селекции люцерны изменчивой (Medicago sativa nohtsubsp. varia Mapt.) и овсяницы красной жёсткой (Festuca rubra commutata) / Г. В. Степанова // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство: сборник научных трудов ФГБНУ «ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса». Вып. 7 (55). — М.: ООО «Угрешская типография», 2015. — С.63–71.

8. Степанова Г. В. Методы и результаты сопряжённой селекции люцерны / Г. В. Степанова // Методы и технологии в селекции растений и растениеводстве: сборник научных трудов Международной научно-практической конференции. — Киров, 2015. — С.230–234.

Pasture ecosystems of new legume varieties as affected by improved cultivation methods

Kutuzova A. A., Dr. Agr. Sc.

Provornaya E. E., PhD Agr. Sc.

Tsybenko N. S.

Federal Williams Research Center of Fodder Production and Agroecology

141055, Russia, the Moscow region, Lobnya, Science Town, 1

E-mail: viklugovod@bk.ru

Investigations took place in the Moscow region in 2015–2017. To improve early recommended methods for cultivation of legume-gramineous mixtures the experiment analyzed the performance of white clover “VIK 70” and “Lugovik”, red clover — “Tetraploidnyy VIK” and “Veteran”, bastard alfalfa — “Pastbishchnaya 88” and “Agniya”. Their seeds were inoculated by Rhizobium spp. on the background of Р60К150 on sod-podzolic soil. Proportion of legume component, grass productivity, forage quality, yield increase and nitrogen content in top mass were considered. Variety traits had the most significant influence on ecosystem productivity in combination with seed treatment by bacterial strains. Yields of white clover ecosystems increased by 2.4–2.7 times, red clover swards — by 2.3–2.4 times, bastard alfalfa mixtures — by 2.0–2.1 times, compared to gramineous grasses on the background of Р60К150 (4 t ha-1 of dry matter). Legume-gramineous fodder was rich in digestible protein (134–204 g/feed unit). Productivity of white clover mixtures reached 7.6–8.1 thousand feed units ha-1, red clover ecosystems — 8.1–8.5, bastard alfalfa swards — 6.4 thousand feed units ha-1. Legume species increased N content in top mass up to 130–201 kg ha-1 (control — 72 kg ha-1), replacing 166–231 kg ha-1 of nitrogen fertilizers.

Keywords: variety, legume grass, inoculation, productivity, N content, forage quality.

References

1. Povyshenie simbioticheskogo potentsiala bobovykh rasteniy metodom sopryazhennoy selektsii / G. P. Zyatchina, L. V. Drobysheva, M. Yu. Novoselov, A. A. Simatkova, E. V. Tolmacheva // Metody i tekhnologii v selektsii rasteniy i rastenievodstve: sbornik nauchnykh trudov Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. — Kirov, 2015. — P.99–103.

2. Korenkov D. A. Agronomicheskie aspekty primeneniya azotnykh udobreniy / D. A. Korenkov. — Moscow: RASKhN, 1999. — 296 p.

3. Kulturnye pastbishcha v molochnom skotovodstve / A. A. Kutuzova, Z. V. Morozova, E. S. Vorobev, Yu. I. Kulebyakin. — Moscow: Kolos, 1974. — 272 p.

4. Kutuzova A. A. Rayonirovannye sorta — na kulturnye pastbishcha / A. A. Kutuzova, V. V. Stankov // Kormoproizvodstvo. — 1986. — No. 6. — P.14–18.

5. Lazarev N. N. Effektivnost podseva lyutserny izmenchivoy i klevera lugovogo v derninu staroseyanogo senokosa / N. N. Lazarev, S. M. Avdeev // Kormoproizvodstvo. — 2018. — No. 1. — P.8.

6. Provornaya E. E. Povyshenie effektivnosti biologicheskogo azota na pastbishchakh i senokosakh / E. E. Provornaya, I. V. Seliverstov // Kormoproizvodstvo: problemy i puti reshenie. — 2007. — P.38–46.

7. Stepanova G. V. Teoreticheskie osnovy i prakticheskie rezultaty sopryazhennoy selektsii lyutserny izmenchivoy (Medicago sativa nohtsubsp. varia Mapt.) i ovsyanitsy krasnoy zhestkoy (Festuca rubra commutata) / G. V. Stepanova // Mnogofunktsionalnoe adaptivnoe kormoproizvodstvo: sbornik nauchnykh trudov FGBNU “VNII kormov im. V. R. Vilyamsa”. Iss. 7 (55). — Moscow: OOO “Ugreshskaya tipografiya”, 2015. — P.63–71.

8. Stepanova G. V. Metody i rezultaty sopryazhennoy selektsii lyutserny / G. V. Stepanova // Metody i tekhnologii v selektsii rasteniy i rastenievodstve: sbornik nauchnykh trudov Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. — Kirov, 2015. — P.230–234.

Обсуждение закрыто.