Возделывание люцерны изменчивой (Medicago varia Mart.) в составе бобово-злаковых травосмесей в условиях Европейского Севера

УДК 633.31:631.559

Возделывание люцерны изменчивой (Medicago varia Mart.) в составе бобово-злаковых травосмесей в условиях Европейского Севера

Смирнов С. Н.

Евстратова Л. П., доктор сельскохозяйственных наук

Евсеева Г. В.

ФГБНУ «Карельская ГСХОС»

185506, Россия, Республика Карелия, Прионежский р-н, п. Новая Вилга, ул. Центральная, д. 12

E-mail: kgshos@onego.ru

Одна из основных причин отсутствия бобовых компонентов в многолетних укосных травостоях — короткий период хозяйственного использования клевера лугового (Trifolium pratense L.), который в северных условиях является практически единственной бобовой культурой травосмесей. Повышение качества объёмистых кормов собственного производства возможно путём совершенствования структуры многолетних травостоев с включением перспективного вида Medicago varia Mart. Некоторые сорта этой культуры в регионах с холодным климатом отличаются высоким продуктивным долголетием (не менее 4 лет) и устойчивой урожайностью кормовой массы на относительно небогатых по плодородию, с повышенной кислотностью дерново-подзолистых почвах. В статье представлены результаты изучения люцерны изменчивой сортов Селена, Пастбищная 88 и Агния в составе бобово-злаковых травостоев. Установлено, что в условиях Карелии на протяжении 6 лет использования трав массовая доля новой для республики культуры значительно превышала таковую у клевера лугового. Травостои с включением люцерны изменчивой обеспечили более высокие урожайность сухой массы (7,6‒8,5 т/га), выход с 1 га кормовых единиц (6,22‒6,98 тыс.), обменной энергии (75,8‒84,7 ГДж) и сбор сырого протеина (0,97‒1,05 т/га) против соответствующих значений у клевера лугового (6,1; 4,84; 60,1; 0,64). Травостои с люцерной изменчивой обеспечили по укосам высокие показатели энергетической (концентрация обменной энергии — 10,0‒10,8 МДж/кг сухого вещества, содержание сырой клетчатки — 22,2‒27,7%) и протеиновой ценности (содержание сырого протеина — 11,8‒17,7%), что соответствует зоотехническим требованиям.

Ключевые слова: бобово-злаковые травостои, люцерна изменчивая, урожайность, продуктивное долголетие, питательная и энергетическая ценность

Развитие животноводства, которое в настоящее время является основной отраслью сельскохозяйственного производства Карелии, напрямую связано с созданием полноценной кормовой базы. Несмотря на высокий удельный вес естественных сенокосов и пастбищ в составе сельскохозяйственных угодий, производство объёмистых кормов в республике обеспечивается в основном за счёт возделывания многолетних трав на пахотных землях. Здесь фитоценозы представлены одновидовыми, двух- и трёхкомпонентными травостоями с включением тимофеевки луговой (Phleum pratense L.), овсяницы луговой (Festuca pratensis Huds.) и реже — ежи сборной (Dactylis glomerata L.), хотя эдафические и климатические условия республики позволяют значительно расширить ассортимент злаковых и бобовых многолетних трав. Бобово-злаковые травостои практически отсутствуют, их доля составляет лишь 8‒10% вместо рекомендуемых 50‒60% (Евсеева, 2016). Основная причина дефицита бобовых компонентов в травостоях — преимущественное использование в травосмесях клевера лугового, отличающегося коротким периодом (2 года) хозяйственного использования. В этой связи большой интерес представляет интродукция люцерны, особенно M. varia. В регионах с холодным климатом она обладает высоким продуктивным долголетием, меньшей требовательностью к почвенному плодородию в сравнении с клевером луговым (Тяпугин, 2016). В последние годы во ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса специально для условий Нечерноземья выведены сорта люцерны изменчивой сенокосно-пастбищного типа, способные давать устойчивые урожаи кормовой массы на относительно небогатых по плодородию дерново-подзолистых, с повышенной кислотностью почвах (Писковацкий и др., 2001; 2008; Харьков, 2003). К таким сортам относятся Селена и Агния, которые могут формировать высокие урожаи при рН_сол — 4,5‒4,8 (Лазарев, 2011).

Наиболее перспективно выращивание люцерны изменчивой в составе бобово-злаковых травосмесей. При этом предпочтение отдают кострецу безостому (Bromopsis inermis Leys) в качестве злакового компонента. По данным исследований, проведённых в Московской области (Лазарев и др., 2014), при долголетнем двуукосном использовании кострец безостый значительно ограничивал внедрение в агрофитоценозы одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale Wigg.) и не оказывал угнетающего действия на люцерну. В условиях Европейского Севера России (Сереброва, 2004; Голубева, Евсеева, 2011) люцерно-кострецовые травостои обеспечивали высокую урожайность и низкую себестоимость полученного корма. В Карелии изучение люцерны изменчивой в одновидовых и смешанных посевах начато с 2006 года (Голубева, 2010). Первоначально в опытах был использован сорт Вега 87. Установлено, что наибольшую урожайность сухой массы показал люцерно-кострецовый травостой — 8,13 т/га, который превысил показатели одновидового посева люцерны изменчивой на 33,1 % и клеверо-злакового посева (контроля) — на 13,4%.

В северных условиях исследования по совершенствованию состава бобово-злаковых травосмесей с включением люцерны изменчивой являются актуальным направлением. Увеличение доли бобово-злаковых травостоев в структуре посевных площадей будет способствовать повышению урожайности фитомассы, качества травянистых кормов, а также плодородия сельскохозяйственных угодий.

Цель исследований — изучение сортов люцерны изменчивой в составе многолетних бобово-злаковых травостоев в условиях Европейского Севера.

Работа проведена в отделе кормопроизводства ФГБНУ «Карельская ГСХОС» в 2012–2017 годах.

Объект исследований — двух- и трёхкомпонентные агрофитоценозы укосного типа, созданные на основе люцерны изменчивой (сорта Селена, Пастбищная 88, Агния), клевера лугового (сорт Нива), тимофеевки луговой (ВИК 9), костреца безостого (Факельный). Всего было изучено шесть вариантов, контроль — трёхкомпонентный бобово-злаковый травостой с включением клевера лугового.

Почва опытного мелиорированного участка среднесуглинистая, хорошо окультуренная: рН_сол — 6,4, содержание подвижного фосфора (Р₂О₅) — 68,4 мг/100 г почвы, обменного калия (К₂О) — 9,6 мг/100 г почвы.

Методика исследований. Опыт заложен 22 июня 2011 года, посев беспокровный, рядовой. Площадь опытной делянки — 20 м², повторность четырёхкратная, размещение вариантов рендомизированное.

В год закладки опыта перед посевом внесены минеральные удобрения в дозе N₄₀Р₆₀К₉₀. Ежегодно бобово-злаковые и злаковые травостои подкармливали минеральными удобрениями. При этом фосфорные и калийные туки в дозе Р₆₀К₉₀ вносили перед завершением вегетации растений, а азотные в дозе N₁₂₀ — при формировании злакового травостоя, дробно, под урожай каждого укоса по 60 кг/га д.в. Дозы фосфорно-калийных удобрений рассчитаны с целью сохранения почвенного плодородия. Азотные удобрения, обеспечивающие получение высокой урожайности и экологически безопасного растительного сырья, вносили под злаковый травостой с учётом ранее проведённых исследований.

Семена бобовых культур в день посева были обработаны «Ризоторфином»: семена люцерны изменчивой — Rhizobium meliloti (штамм А 4), клевера лугового — Rhizobium trifolli (штамм 340).

В опыте изучали ботанический состав травостоев, урожайность зелёной и сухой массы, энергетическую и питательную ценность полученного корма. Учёт урожайности проводили сплошным методом со всей делянки. Режим скашивания двукратный.

Закладку опыта на мелиорированных землях, наблюдения и учёты проводили с использованием методических указаний ВНИИМЗ (1984), методики ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса (1997) и «Методики полевого опыта» (Доспехов, 1985). Статистическую обработку экспериментальных данных осуществляли с использованием пакетов программ Microsoft Excel, Statgraphic Plus.

Результаты исследований. В годы исследований погодные условия различались по тепло- и влагообеспеченности. Вегетационные периоды 2012‒2014 годов характеризовались повышенной температурой воздуха (13,8°С) и недостаточным количеством осадков (60 мм) в сравнении со среднемноголетними значениями (12,1°С и 65 мм соответственно). В период формирования второго укоса в наиболее засушливом сезоне 2014 года ГТК (гидротермический коэффициент) составил 0,86‒0,95 против оптимального 1,0‒1,5, что свидетельствует о недостаточной обеспеченности растений влагой. Условия полевых сезонов 2015 и 2016 годов были относительно благоприятными для роста и развития многолетних трав. В отличие от предыдущих лет начальный период вегетации кормовых растений в 2017 году происходил с опозданием на две недели. Дефицит тепла в апреле и мае отрицательно повлиял на срок формирование первого укоса. Травостои достигли укосной спелости только к 5 июля, а полноценный второй укос сформировался к 4 сентября, что на 10 дней позже, чем в 2012‒2016 годах.

Интродукция сортов люцерны изменчивой Селена, Пастбищная 88 и Агния показала высокий уровень адаптации растений к условиям Карелии: их массовая доля в смешанных травостоях превышала аналогичный показатель клевера лугового. Так, за 6 лет использования трав участие люцерны в формировании травостоев в среднем составило у сорта Селена 34,0%, Пастбищная 88 — 35,1, Агния — 38,5% против 12,5% у клевера лугового. Начиная со 2-го года пользования, на фоне относительно стабильного содержания люцерны изменчивой долевое участие клевера последовательно снижалось до 8,1‒10,7% (табл. 1). Во втором укосе в сравнении с первым отмечено закономерное доминирование в травостоях люцерны изменчивой (рис.). Так, в первом укосе колебания массовой доли составили у сорта Селена 4,6‒29,9%, Пастбищная 88 — 7,0‒24,3, Агния — 6,5‒26,6, во втором — 25,5‒60,9, 30,3‒71,6, 48,1‒71,6% соответственно. Клевер луговой был менее устойчив в травостое: в отличие от люцерны изменчивой его долевое участие составило в первом укосе 0,5‒26,6%, во втором — 8,2‒30,1%.

Во всех вариантах опыта к шестому году пользования травостоев наблюдалось внедрение несеяных видов многолетних трав и разнотравья: их доля увеличилась в 3,2‒6,3 раза относительно первого года. Наиболее интенсивно развитие примесей зарегистрировано в контроле и пятом варианте на фоне внесения фосфорно-калийных удобрений (табл. 1).

1. Динамика видового состава злаковых и бобово-злаковых травостоев в среднем за два укоса (массовая доля, %)

Примечание: ^* — Р₆₀К₉₀; ^** — N₁₂₀Р₆₀К₉₀.

Рис. Массовая доля бобовых компонентов в травостоях в зависимости от укоса (среднее за 2012‒2017 гг.)

На протяжении 6 лет использования изученные травостои показали высокую урожайность сухой массы, энергетическую и протеиновую продуктивность. В среднем за годы исследований существенная прибавка урожайности сухой массы относительно контроля получена во всех вариантах за исключением злакового травостоя без внесения азотных удобрений (табл. 2). Максимальная прибавка урожайности отмечена в бобово-злаковых травостоях за счёт азотфиксирующей способности растений люцерны изменчивой сортов Селена и Агния, а также использования азотных удобрений в дозе N₁₂₀ на злаковом травостое. В варианте с внесением только фосфорно-калийных удобрений на злаковом травостое получена наименьшая урожайность сухой массы, незначительно отличающаяся от урожайности бобово-злакового контроля.

Наивысшим уровнем энергетической продуктивности выделился злаковый травостой с использованием N₁₂₀ (6-й вариант), обеспечивший в среднем за 6 лет выход с 1 га 7,92 тыс. корм. ед. и 102,2 ГДж обменной энергии. Среди бобово-злаковых травостоев высокую продуктивность с 1 га показали травостои с включением люцерны изменчивой сортов Агния и Селена: 6,67 и 6,98 тыс. корм. ед. и 82,5 и 84,7 ГДж обменной энергии соответственно. Клеверо-злаковый контроль характеризовался снижением энергетических показателей на 27,2‒30,7%.

2. Урожайность и продуктивность бобово-злаковых и злаковых травостоев в сумме за два укоса (среднее за 2012‒2017 гг.)

Сбор сырого протеина люцерно-злаковыми травостоями составил 0,97‒1,05 т/га, что на 51,6‒64,1% больше, чем в контрольном варианте.

Следует отметить, что если энергетическая продуктивность злакового травостоя, сформированного на фоне внесения минерального азота, превышала (по выходу с 1 га корм. ед. — на 11,3‒27,3%, обменной энергии — на 20,7‒34,8%) люцерно-злаковые травостои, то по сбору сырого протеина увеличение не столь значительно — на 3,8‒12,4%.

Злаковый травостой без внесения азота показал самую низкую энергетическую и протеиновую продуктивность, уступающую как контролю, так и всем изученным опытным вариантам.

Согласно химическому анализу растительного сырья из бобово-злаковых трав питательная ценность его была высокой и не уступала по этому параметру злаковому травостою, сформированному на фоне внесения N₁₂₀. Использование различных сортов люцерны изменчивой существенно не отразилось на качестве кормовой массы. Её энергетическая и протеиновая ценность соответствовала зоотехническим требованиям и варьировалась по укосам: концентрация обменной энергии — 10,0‒10,8 МДж/кг сухого вещества, содержание сырого протеина — 11,8‒17,7%, сырой клетчатки — 22,2‒27,7%.

Максимальным коэффициентом энергетической эффективности в среднем за 2012‒2017 годы (5,4‒6,1) отличались трёхкомпонентные бобово-злаковые травостои с включением различных сортов люцерны изменчивой. В контрольном клеверо-злаковом варианте этот показатель составил 4,6, а в злаковом с внесением азотных удобрений в дозе N₁₂₀ — 2,6.

Заключение. В условиях Европейского Севера для повышения продуктивности многолетних травостоев и улучшения качества заготовляемого корма целесообразно использовать люцерну изменчивую. Установлено, что на мелиорированных землях массовая доля растений изученных сортов, включённых в состав бобово-злаковых травостоев, на шестой год пользования составляла 14,5‒19,7% в первом укосе и 49,8‒69,9% — во втором. Все травостои с включением люцерны изменчивой обеспечили более высокую урожайность сухой массы (7,6‒8,5 т/га), выход с 1 га кормовых единиц (6,22‒6,98 тыс.), обменной энергии (75,8‒84,7 ГДж) и сбор сырого протеина (0,97‒1,05 т) против соответствующих значений агроценозов с клевером луговым (6,1; 4,84; 60,1; 0,64 соответственно). Энергетическая и протеиновая ценность корма, полученного с люцерно-злаковых травостоев, соответствовала зоотехническим требованиям.

Литература

1. Агротехника возделывания сортов люцерны селекции ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса на семенные и кормовые цели: рекомендации / Ю. М. Писковацкий, В. М. Косолапов, В. Е. Михалев и др. — М: ФГУ РЦСК, 2008. — 39 с.
2. Голубева О. А. Хозяйственно-биологическая ценность агрофитоценозов с люцерной изменчивой в условиях Республики Карелия / О. А. Голубева, Г. В. Евсеева, К. Е. Яковлева // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. — 2010. — № 19. — С.129‒132.
3. Голубева О. А. Продуктивность и питательная ценность фитоценозов с люцерной изменчивой (Medicago varia Mart.) в условиях Республики Карелия / О. А. Голубева, Г. В. Евсеева, К. Е. Яковлева // Кормопроизводство. — 2011. — № 4. — С.36‒38.
4. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.
5. Евсеева Г. В. Многолетние травы — основа кормопроизводства Карелии / Г. В. Евсеева, С. Н. Смирнов. — Петрозаводск, 2016. — 80 с.
6. Продуктивное долголетие различных сортов люцерны изменчивой в условиях Московской области / Н. Н. Лазарев, А. М. Стародубцева, Е. М. Куренкова, Д. В. Пятинский // Кормопроизводство. — 2014. — № 11. — С.7‒11.
7. Лазарев Н. Н. Урожайность сенокосно-пастбищных сортов люцерны изменчивой (Medicago sativa L.) на дерново-подзолистой почве в зависимости от приёмов обработки и известкования / Н. Н. Лазарев, Е. М. Куренкова, Е. В. Мамонов // Известия ТСХА. — 2011. — Вып. 6. — С.118‒126.
8. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. — Москва: Россельхозакадемия, 1997. — 156 с.
9. Писковацкий Ю. М. Роль люцерны в производстве белка / Ю. М. Писковацкий // Кормопроизводство. — 2001. — № 3. — С.20‒23.
10. Проведение научных исследований на мелиорированных землях избыточно увлажнённой части СССР: методические рекомендации.— М.: ВНИИМЗ, 1984. — 164 с.
11. Сереброва И. В. Создание бобово-злаковых травостоев укосного использования в условиях Европейского Севера России / И. В. Сереброва, В. В. Вахрушева, Л. И. Кременская // В сб.: Интенсификация сельскохозяйственного производства. — Вологда-Молочное, 2004. — С.76‒79.
12. Возделывание люцерны изменчивой (Medicago varia Mart.) в смешанных посевах в условиях Северо-Запада России / Е. А. Тяпугин, Г. А. Симонов, Н. Ю. Коновалова, Т. Н. Соболева // Кормопроизводство. — 2016. — № 10. — С.22‒25.
13. Харьков Г. Д. Эффективное использование сортов люцерны нового поколения в полевом кормопроизводстве Нечернозёмной зоны России: рекомендации / Г. Д. Харьков. — М., 2003. — 27 с.

Bastard alfalfa (Medicago varia Mart.) as legume-gramineous mixture in the European North

Smirnov S. N.

Evstratova L. P., Dr. Agr. Sc.

Evseeva G. V.

Karelian State Agricultural Experimental Station

185506, Russia, the Republic of Karelia, Prionezhskiy rayon, poselok Novaya Vilga (village), Tsentralnaya str., 12

E-mail: kgshos@onego.ru

Lack of legume component in perennial mixtures to be cut is explained by short period of economic use of red clover (Trifolium pratense L.) that is practically the only legume crop in northern regions. Promising species Medicago varia Mart. is able to improve quality of domestic bulky feeds. Several varieties of this crop show good productive longevity (over 4 years) in the cold regions as well as stable yield of forage mass on lands that have relatively poor fertility and low pH of sod-podzolic soil. The paper reports on bastard alfalfa “Selena”, “Pastbishchnaya 88” and “Agniya” as components of legume-gramineous mixtures. Six years of alfalfa cultivation revealed that its ratio in grass mixtures exceeded the one of red clover. Mixtures with alfalfa provided higher yields of dry mass (7.6‒8.5 t ha^-1), feed units per 1 ha (6.22‒6.98 thousand), exchange energy (75.8‒84.7 GJ) and crude protein (0.97‒1.05 t ha^-1) versus the same characteristics of red clover (6.1; 4.84; 60.1; 0.64). Alfalfa stands gave high values of energy (exchange energy content — 10.0‒10.8 MJ/kg of dry matter, crude fiber — 22.2‒27.7%) and protein (crude protein content — 11.8‒17.7%), meeting the Standard.

Keywords: legume, gramineous, stand, bastard alfalfa, productivity, productive longevity, nutritional, energy value.

References

1. Agrotekhnika vozdelyvaniya sortov lyutserny selektsii VNII kormov im. V. R. Vilyamsa na semennye i kormovye tseli: rekomendatsii / Yu. M. Piskovatskiy, V. M. Kosolapov, V. E. Mikhalev et al. — Moscow: FGU RTsSK, 2008. — 39 p.

2. Golubeva O. A. Khozyaystvenno-biologicheskaya tsennost agrofitotsenozov s lyutsernoy izmenchivoy v usloviyakh Respubliki Kareliya / O. A. Golubeva, G. V. Evseeva, K. E. Yakovleva // Izvestiya St. Peterburg’s gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2010. — No. 19. — P.129‒132.

3. Golubeva O. A. Produktivnost i pitatelnaya tsennost fitotsenozov s lyutsernoy izmenchivoy (Medicago varia Mart.) v usloviyakh Respubliki Kareliya / O. A. Golubeva, G. V. Evseeva, K. E. Yakovleva // Kormoproizvodstvo. — 2011. — No. 4. — P.36‒38.

4. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta. — Moscow: Agropromizdat, 1985. — 351 p.

5. Evseeva G. V. Mnogoletnie travy — osnova kormoproizvodstva Karelii / G. V. Evseeva, S. N. Smirnov. — Petrozavodsk, 2016. — 80 p.

6. Produktivnoe dolgoletie razlichnykh sortov lyutserny izmenchivoy v usloviyakh Moskovskoy oblasti / N. N. Lazarev, A. M. Starodubtseva, E. M. Kurenkova, D. V. Pyatinskiy // Kormoproizvodstvo. — 2014. — No. 11. — P.7‒11.

7. Lazarev N. N. Urozhaynost senokosno-pastbishchnykh sortov lyutserny izmenchivoy (Medicago sativa L.) na dernovo-podzolistoy pochve v zavisimosti ot priemov obrabotki i izvestkovaniya / N. N. Lazarev, E. M. Kurenkova, E. V. Mamonov // Izvestiya TSKhA. — 2011. — Iss. 6. — P.118‒126.

8. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kulturami. — Moscow: Rosselkhozakademiya, 1997. — 156 p.

9. Piskovatskiy Yu. M. Rol lyutserny v proizvodstve belka / Yu. M. Piskovatskiy // Kormoproizvodstvo. — 2001. — No. 3. — P.20‒23.

10. Provedenie nauchnykh issledovaniy na meliorirovannykh zemlyakh izbytochno uvlazhnennoy chasti SSSR: metodicheskie rekomendatsii. — Moscow: VNIIMZ, 1984. — 164 p.

11. Serebrova I. V. Sozdanie bobovo-zlakovykh travostoev ukosnogo ispolzovaniya v usloviyakh Evropeyskogo Severa Rossii / I. V. Serebrova, V. V. Vakhrusheva, L. I. Kremenskaya // V sb.: Intensifikatsiya selskokhozyaystvennogo proizvodstva. — Vologda-Molochnoe, 2004. — P.76‒79.

12. Vozdelyvanie lyutserny izmenchivoy (Medicago varia Mart.) v smeshannykh posevakh v usloviyakh Severo-Zapada Rossii / E. A. Tyapugin, G. A. Simonov, N. Yu. Konovalova, T. N. Soboleva // Kormoproizvodstvo. — 2016. — No. 10. — P.22‒25.

13. Kharkov G. D. Effektivnoe ispolzovanie sortov lyutserny novogo pokoleniya v polevom kormoproizvodstve Nechernozemnoy zony Rossii: rekomendatsii / G. D. Kharkov. — Moscow, 2003. — 27 p.