УДК 631.452/.11
Оптимизация минерального питания люцерно-райграсовых лугов Среднего Поволжья
Хисматуллин М. М., кандидат экономических наук
Сафиоллин Ф. Н., доктор сельскохозяйственных наук
ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет»
420011, Россия, г. Казань, ул. Ферма-2, д. 53
Е-mail: faik1948@mail.ru
В Российской Федерации на производство 1 л молока затрачивается 1,8–2,0 корм. ед. вместо нормативной 1 корм. ед., а на 1 кг мяса — более 20 против 16 корм. ед. в развитых странах мира. Основная причина затратного производства животноводческих продуктов питания заключается в дефиците белка и дисбалансе питательных веществ в кормах, особенно сахаро-протеинового отношения. Известно, что наиболее простым, экологически безопасным, энергетически и экономически выгодным решением обеспечения животных кормами является расширение посевных площадей высокобелковых многолетних бобовых трав, в том числе люцерны посевной. Под действием минеральных удобрений урожайность зелёной массы этой культуры повышается с 18,4 до 36,8 т/га. Но многолетние бобовые травы отличаются крайне низким содержанием сахаров, поэтому не удаётся полностью решить проблему балансирования рациона кормления животных. Между тем в сухом веществе райграса многоукосного содержание сахаров достигает 16,1%. В результате сахаро-протеиновое отношение достигает оптимальной величины: от 0,80:1 до 0,99:1.
Ключевые слова: люцерна посевная, райграс многоукосный, азотно-фосфорно-калийные удобрения, плотность травостоя, зелёная масса, урожайность, сумма сахаров, переваримый протеин.
В условиях жёсткой конкуренции и взаимных санкций между государствами очень важно сосредоточить внимание на тех проблемах, решение которых обеспечивает не только продовольственную безопасность Российской Федерации, но и высокую рентабельность производства продуктов питания.
Для производства животноводческих продуктов питания с низкой себестоимостью, достижения бездефицитного баланса гумуса, защиты почв от всех видов эрозии нет альтернативы высокобелковым многолетним травам из семейства бобовых, в частности люцерне посевной (Сафиоллин, 2005; Хисматуллин, 2012).
Однако только за счёт расширения посевных площадей многолетних бобовых трав решить проблему оптимизации рациона кормления КРС не удаётся, особенно по сахаро-протеиновому отношению (Бадретдинов, 2008; Тремаскина, 2015).
По утверждению Л. П. Зариповой (2001) в 80-е годы для обеспечения углеводами на каждую дойную корову заготавливали 5 т кормовой свёклы, затрачивая огромное количество ручного труда (за каждой крестьянской семьей закрепляли от 0,25 до 0,50 га этой культуры).
Такой затратный тип обеспечения животных углеводами не соответствует требованиям времени. В связи с этим разработка приёмов производства кормов с высоким содержанием белка и сахаров является актуальной проблемой агропромышленного комплекса нашей страны.
Целью исследований являлась разработка приёмов обеспечения животных энергонасыщенными люцерно-райграсовыми кормами, сбалансированными по сахаро-протеиновому отношению, на основе оптимизации их минерального питания.
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:
1. определить оптимальные дозы внесения азотно-фосфорно-калийных удобрений в зависимости от ботанического состава травостоя;
2. изучить качество люцерно-райграсовых кормов в зависимости от фона питания;
3. рассчитать сахаро-протеиновое отношение в кормах в зависимости от применяемых расчётных доз минеральных удобрений.
Методика исследований. Полевые опыты проводились в 2011–2016 годах на опытном поле агрономического факультета Казанского государственного аграрного университета (типичная лесостепная зона Среднего Поволжья) на серых лесных почвах с исходным содержанием гумуса по Тюрину 3,91%, подвижного фосфора — 152 мг/кг и обменного калия — 168 мг/кг почвы по Кирсанову, рНсол — 5,9. Плотность сложения почвы составила 1,2 г/см3, наименьшая влагоёмкость — 28%.
Повторность опыта четырёхкратная, общая площадь делянки — 72 м2 (3,6×20). Размещение делянок систематическое. Использование травостоя — двукратное скашивание на зелёную массу. Основным методом исследований был полевой опыт, сопровождавшийся необходимыми наблюдениями, учётами и лабораторными анализами.
Полевой опыт проводился по методике ВНИИК им. В. Р. Вильямса (1987), статистическая обработка результатов исследований осуществлялась методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).
Закладка опыта проводилась 26 мая 2011 года беспокровным способом.
Объекты исследований: одновидовой посев люцерны сорта Айслу (контроль); люцерна (75%) + райграс многоукосный Талан (25%); райграс (75%) + люцерна (25%).
Дозы минеральных удобрений определяли расчётно-балансовым методом на планируемую урожайность зелёной массы 30, 35, 40 т/га и вносили их перед посевом, потом — ежегодно весной в годы пользования травостоями.
Погодно-климатические условия в годы проведения исследований были типичными для данной зоны: от засушливых (2014, 2015 годы) до достаточно влажных и прохладных (2012, 2013, 2016 годы).
Результаты исследований. Известно, что слабым звеном в технологии возделывания райграса многоукосного является его плохая устойчивость к суровым условиям перезимовки в Средне-Поволжском регионе Российской Федерации, особенно в первый год жизни. С этой точки зрения роль минеральных удобрений очень высока (табл. 1).
1. Влияние расчётных доз минеральных удобрений на перезимовку изучаемых многолетних трав
| Фактор А (вид травостоя) | Фактор В (расчётная доза NPK на планируемую урожайность зелёной массы) | Плотность травостоя, шт./м2 (20.09.2011) | Плотность травостоя, шт./м2 (05.05.2012) | Выживаемость, % | |||
| люцерна | райграс | люцерна | райграс | люцерна | райграс | ||
| Одновидовой посев люцерны Айслу (контроль) | Контроль (без удобрений) | 45 | – | 38 | – | 84 | – |
| 30 т/га (N0P12K0) | 51 | – | 44 | – | 86 | – | |
| 35 т/га (N6P42K12) | 60 | – | 52 | – | 87 | – | |
| 40 т/га (N14P64K48) | 68 | – | 60 | – | 88 | – | |
| Люцерно-райграсовый травостой с содержанием люцерны 75% и райграса 25% | Контроль (без удобрений) | 38 | 22 | 33 | 18 | 87 | 81 |
| 30 т/га (N4P12K0) | 46 | 28 | 40 | 24 | 87 | 86 | |
| 35 т/га (N14P42K12) | 51 | 34 | 45 | 30 | 88 | 88 | |
| 40 т/га (N24P64K48) | 54 | 36 | 48 | 32 | 89 | 89 | |
| Райграсово-люцерновый травостой с содержанием райграса 75% и люцерны 25% | Контроль (без удобрений) | 22 | 48 | 19 | 40 | 86 | 83 |
| 30 т/га (N44P12K0) | 28 | 60 | 24 | 51 | 86 | 85 | |
| 35 т/га (N60P42K12) | 34 | 66 | 30 | 58 | 88 | 88 | |
| 40 т/га (N75P64K48) | 36 | 69 | 32 | 62 | 89 | 90 | |
| НСР05 А В АВ | 6,1 | 6,9 | 5,3 | 5,8 | – | – | |
| 7,8 | 8,4 | 6,2 | 6,4 | – | – | ||
| 8,6 | 9,1 | 7,4 | 7,9 | – | – | ||
Результаты исследований показали, что в год посева применение расчётных доз минеральных удобрений способствовало формированию плотного высокорослого травостоя. Плотность люцерно-райграсовых посевов превышала общую плотность травостоя одновидового посева люцерны на 15 шт./м2, а райграсово-люцерновых лугов — на 25 шт./м2.
Рис. 1. Посев райграса многоукосного
На полях с плотным травостоем зимой накапливался снежный покров толщиной более 50 см, который предохранял многолетние травы от вымерзания. Так, в контрольном варианте опыта (без удобрений) выживаемость люцерны составила 84% против 86 и 87% на райграсово-люцерновых и люцерно-райграсовых лугах соответственно.
С другой стороны, под действием расчётных доз минеральных удобрений ускорялось формирование корневой системы люцерны и особенно райграса многоукосного. В результате изучаемые многолетние травы успевали накопить достаточное количество пластических веществ для лучшей перезимовки. В одновидовых посевах люцерны в зависимости от фонов питания выживаемость повышалась с 84 до 88%, а в поливидовых посевах — с 86 до 89%, что характерно и для райграса многоукосного. Основным показателем эффективности применения расчётных доз минеральных удобрений, конечно же, является урожайность.
Отмечается преимущество смешанных посевов люцерны с райграсом многоукосным: прибавка урожая зелёной массы — от 2,2 до 4,8 т/га без внесения минеральных удобрений. Весенняя подкормка расчётными дозами NPK на планируемую урожайность от 30 до 40 т/га зелёной массы нивелировала анализируемый показатель до 0,3–1,1 т/га (табл. 2).
2. Урожайность люцерно-райграсовых травостоев в зависимости от расчётного фона минерального питания (2012-2016 гг.)
| Фактор А (вид травостоя) | Фактор В (расчётная доза NPK на планируемую урожайность зелёной массы) | Урожайность зелёной массы, т/га | Прибавка, т/га | |
| от NPK | от ботанического состава | |||
| Одновидовой посев люцерны Айслу (контроль) | Контроль (без удобрений) | 18,4 | – | – |
| 30 т/га (N0P12K0) | 26,2 | 7,8 | – | |
| 35 т/га (N6P42K12) | 32,7 | 14,3 | – | |
| 40 т/га (N14P64K48) | 36,8 | 18,4 | – | |
| Люцерно-райграсовый травостой с содержанием люцерны 75% и райграса 25% | Контроль (без удобрений) | 23,2 | – | 4,8 |
| 30 т/га (N4P12K0) | 28,1 | 4,9 | 1,9 | |
| 35 т/га (N14P42K12) | 36,8 | 13,6 | 4,0 | |
| 40 т/га (N24P64K48) | 37,9 | 14,7 | 1,1 | |
| Райграсово-люцерновый травостой с содержанием райграса 75% и люцерны 25% | Контроль (без удобрений) | 20,6 | – | 2,2 |
| 30 т/га (N44P12K0) | 27,4 | 6,8 | 1,2 | |
| 35 т/га (N60P42K12) | 33,5 | 12,9 | 0,8 | |
| 40 т/га (N75P64K48) | 37,1 | 16,5 | 0,3 | |
| НСР05 А В АВ | 0,61 | – | – | |
| 0,84 | – | – | ||
| 0,95 | – | – | ||
Чем больше дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений, тем выше продуктивность многолетних трав независимо от ботанического состава травостоя. На одновидовых посевах люцерны сорта Айслу урожайность зелёной массы повышалась с 18,4 на контроле до 36,8 т/га с внесением NPK на планируемую урожайность 40 т/га, на люцерно-райграсовых лугах — с 23,2 до 37,9 т/га и на райграсово-люцерновых лугах — с 20,6 до 37,1 т/га.
Тем не менее экономическая эффективность применения минеральных удобрений зависит от их окупаемости.
Каждый килограмм внесённых минеральных удобрений на планируемую урожайность 35 т/га зелёной массы люцерны обеспечивал получение 52,4 кг корм. ед., люцерно-райграсового травостоя — 44,0 и райграсово-люцернового — 24,9 кг корм. ед. (табл. 3).
3. Окупаемость минеральных удобрений
| Фактор А (вид травостоя) | Фактор В (расчётная доза NPK на планируемую урожайность зелёной массы) | Валовой сбор корм. ед., кг/га | Прибавка корм. ед., т/га | Окупаемость NPK, кг/кг корм. ед. |
| Одновидовой посев люцерны Айслу (контроль) | Контроль (без удобрений) | 4048 | ‒ | ‒ |
| 30 т/га (N0P12K0) | 5764 | 1716 | 143,0 | |
| 35 т/га (N6P42K12) | 7194 | 3146 | 52,4 | |
| 40 т/га (N14P64K48) | 8096 | 4048 | 32,1 | |
| Люцерно-райграсовый травостой с содержанием люцерны 75% и райграса 25% | Контроль (без удобрений) | 5104 | ‒ | ‒ |
| 30 т/га (N4P12K0) | 6182 | 1078 | 67,4 | |
| 35 т/га (N14P42K12) | 8096 | 2992 | 44,0 | |
| 40 т/га (N24P64K48) | 8338 | 3234 | 23,8 | |
| Райграсово-люцерновый травостой с содержанием райграса 75% и люцерны 25% | Контроль (без удобрений) | 4532 | ‒ | ‒ |
| 30 т/га (N44P12K0) | 6028 | 1496 | 22,7 | |
| 35 т/га (N60P42K12) | 7370 | 2838 | 24,9 | |
| 40 т/га (N75P64K48) | 8162 | 3630 | 19,4 |
Рис. 2. Посевы люцерны
Увеличение доз минеральных удобрений с целью получения 40 т/га зелёной массы стало причиной снижения их окупаемости до 32,1, 23,8 и 19,4 кг корм. ед. соответственно изучаемым травостоям.
Для сравнения отметим, что, по данным И. С. Дмитриевой (2001), в лесостепной зоне Среднего Поволжья окупаемость 1 кг NPK на посевах яровых зерновых культур не превышает 6–8 кг корм. ед.
Таким образом, расчётные дозы NPK на планируемую урожайность зелёной массы изучаемых многолетних трав 35 т/га не только обеспечили получение энергонасыщенных кормов, но и выгодны с экономической точки зрения.
Кроме того, минеральные удобрения и расширение ассортимента возделываемых многолетних трав являются мощным средством повышения содержания переваримого протеина и сахаров.
Сахаро-протеиновое отношение — это отношение общего количества сахаров к количеству переваримого протеина в рационе животных. Для нормального обмена веществ в рационе КРС должно быть сахаров примерно столько же, сколько переваримого протеина (Баталова, 2004; Бедей, 2007). Этому требованию соответствуют райграсово-люцерновые корма с отношением суммы сахаров к переваримому протеину от 0,88:1 до 0,99: 1 в зависимости от фона питания (табл. 4).
4. Сахаро-протеиновое отношение в люцерновых и люцерно-райграсовых кормах в зависимости от фонов питания (2012-2016 гг.)
| Фактор А (вид травостоя) | Фактор В (расчётная доза NPK на планируемую урожайность зелёной массы) | Содержание в абсолютно сухой массе, % | Сахаро-протеиновое отношение | |
| переваримого протеина | сахаров | |||
| Одновидовой посев люцерны Айслу (контроль) | Контроль (без удобрений) | 17,2 | 6,3 | 0,37:1 |
| 30 т/га (N0P12K0) | 17,6 | 6,2 | 0,35:1 | |
| 35 т/га (N6P42K12) | 18,4 | 6,0 | 0,32:1 | |
| 40 т/га (N14P64K48) | 18,8 | 5,3 | 0,28:1 | |
| Люцерно-райграсовый травостой с содержанием люцерны 75% и райграса 25% | Контроль (без удобрений) | 16,1 | 13,2 | 0,81:1 |
| 30 т/га (N4P12K0) | 18,7 | 14,8 | 0,79:1 | |
| 35 т/га (N14P42K12) | 19,3 | 15,0 | 0,78:1 | |
| 40 т/га (N24P64K48) | 19,3 | 15,1 | 0,78:1 | |
| Райграсово-люцерновый травостой с содержанием райграса 75% и люцерны 25% | Контроль (без удобрений) | 15,3 | 15,2 | 0,99:1 |
| 30 т/га (N44P12K0) | 17,9 | 15,9 | 0,89:1 | |
| 35 т/га (N60P42K12) | 18,2 | 16,0 | 0,88:1 | |
| 40 т/га (N75P64K48) | 18,4 | 16,1 | 0,88:1 | |
Также вполне удовлетворительные показатели обеспечили и люцерно-райграсовые травостои (от 0,78:1 до 0,81:1). На этих травостоях по мере повышения доз вносимых минеральных удобрений увеличивалось в абсолютно сухом веществе как содержание переваримого протеина, так и сумма сахаров. В тех же условиях под действием минеральных удобрений на одновидовых посевах люцерны содержание переваримого протеина увеличивалось с 17,2 до 18,8%, а сумма сахаров уменьшалась с 6,3% на контроле до 5,3% в последнем варианте опыта.
Заключение. Для успешной интродукции райграса многоукосного с самым высоким содержанием сахаров среди всех многолетних трав (более 20% против 16‒19% в сахарной свёкле) его необходимо возделывать в смеси с люцерной посевной с внесением NPK на планируемую урожайность зелёной массы 35 т/га.
Литература
1. Бадретдинов Р. А. Макро- и микроэлементный состав надземной части (Lolium multiflorum Lam.) (Центральный Сибирский ботанический сад, Новосибирск) / Р. А. Бадретдинов // Растительные ресурсы. — 2008. — Т. 44. — № 2. — С.93–103.
2. Баталова Г. А. Распространение, использование, селекция райграса многоукосного / Г. А. Баталова // Современные аспекты селекции, семеноводства, технологии, переработки райграса многоукосного: материалы международной научно-практической конференции, 6–8 июля 2004 г. — Киров, 2004. — 18 с.
3. Бедей М. И. Некоторые показатели семенного размножения райграса многоукосного (Lolium multiflorum Lam.) в условиях естественных лугов Закарпатья / М. И. Бедей // Наук. Висн. Ужгород. университет. Сер. биол. — 2007. — № 4. — С.12–13.
4. Дмитриева И. С. Создание злаковых и бобово-злаковых травостоев для интенсивного укосного использования: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.12. — М., 2001. — 24 с.
5. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.
6. Зарипова Л. П. Корма ТАССР, их состав и питательность / Л. П. Зарипова. — Казань, 2001. — С.90–140.
7. Методика опытов на сенокосах и пастбищах. Ч. 1, 2. — М.: ВНИИК им. В. Р. Вильямса, 1987. — 175 с.
8. Сафиоллин Ф. Н. Клевер луговой на корм и семена / Ф. Н. Сафиоллин, К. Х. Галиев. — Казань, 2005. — 228 с.
9. Тремаскина С. Н. Биологические особенности роста райграса многоукосного (Lolium multiflorum Lam.) / С. Н. Тремаскина. — 2015. — 28 с.
10. Хисматуллин М. М. Ресурсосберегающие технологии мелиорирования лугов лесостепи Среднего Поволжья: монография / М. М. Хисматуллин. — Казань, 2012. — 300 с.
Optimizing mineral nutrition of alfalfa-ryegrass lands in the Middle Volga region
Khismatullin M. M., PhD Econ. Sc.
Safiollin F. N., Dr. Agr. Sc.
Kazan State Agrarian University
420011, Russia, Kazan, Ferma-2 str., 53
Е-mail: faik1948@mail.ru
In the Russian Federation production of 1 l of milk requires 1.8–2.0 feed units instead of 1 feed unit specified, 1 kg of meat — over 20 versus 16 feed units in developed countries. The main reasons of such cost-inefficient production are protein deficiency and disbalance of nutrients in forage, especially of the sugar-protein ratio. The most simple, ecologically friendly, energy and economically efficient solution for qualitative forage production is wide cultivation of legume grasses, particularly alfalfa, having high protein content. Mineral nutrition improves green mass productivity of alfalfa from 18.4 to 36.8 t ha-1. But perennial legume grasses have extremely low sugar content, making the development of balanced diet for animals more difficult. However, sugar concentration in dry matter of annual ryegrass reaches 16.1%. As a result, the sugar-protein ration meets the optimal value: from 0.80:1 to 0.99:1.
Keywords: alfalfa, annual ryegrass, NPK, sward density, green mass, productivity, total sugar content, digestible protein.
References
1. Badretdinov R. A. Makro- i mikroelementnyy sostav nadzemnoy chasti (Lolium multiflorum Lam.) (Tsentralnyy Sibirskiy botanicheskiy sad, Novosibirsk) / R. A. Badretdinov // Rastitelnye resursy. — 2008. — Vol. 44. — No. 2. — P.93–103.
2. Batalova G. A. Rasprostranenie, ispolzovanie, selektsiya raygrasa mnogoukosnogo / G. A. Batalova // Sovremennye aspekty selektsii, semenovodstva, tekhnologii, pererabotki raygrasa mnogoukosnogo: materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, 6–8 iyulya 2004 g. — Kirov, 2004. — 18 p.
3. Bedey M. I. Nekotorye pokazateli semennogo razmnozheniya raygrasa mnogoukosnogo (Lolium multiflorum Lam.) v usloviyakh estestvennykh lugov Zakarpatya / M. I. Bedey // Nauk. Visn. Uzhgorod. universitet. Ser. biol. — 2007. — No. 4. — P.12–13.
4. Dmitrieva I. S. Sozdanie zlakovykh i bobovo-zlakovykh travostoev dlya intensivnogo ukosnogo ispolzovaniya: avtoref. dis. … kand. s.-kh. nauk: 06.01.12. — Moscow, 2001. — 24 p.
5. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniy) / B. A. Dospekhov. — Moscow: Agropromizdat, 1985. — 351 p.
6. Zaripova L. P. Korma TASSR, ikh sostav i pitatelnost / L. P. Zaripova. — Kazan, 2001. — P.90–140.
7. Metodika opytov na senokosakh i pastbishchakh. Ch. 1, 2. — Moscow: VNIIK im. V. R. Vilyamsa, 1987. — 175 p.
8. Safiollin F. N. Klever lugovoy na korm i semena / F. N. Safiollin, K. Kh. Galiev. — Kazan, 2005. — 228 p.
9. Tremaskina S. N. Biologicheskie osobennosti rosta raygrasa mnogoukosnogo (Lolium multiflorum Lam.) / S. N. Tremaskina. — 2015. — 28 p.
10. Khismatullin M. M. Resursosberegayushchie tekhnologii meliorirovaniya lugov lesostepi Srednego Povolzhya: monografiya / M. M. Khismatullin. — Kazan, 2012. — 300 p.