Питательная ценность кормовой массы в зависимости от режима скашивания многолетних травостоев

УДК 633.2.031/.033

Питательная ценность кормовой массы в зависимости от режима скашивания многолетних травостоев

Евстратова Л. П., доктор сельскохозяйственных наук

Евсеева Г. В.

Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр Российской академии наук» (ФИЦ КарНЦ РАН), лаборатория агротехнологий «Вилга» отдела комплексных научных исследований

185506, Россия, Республика Карелия, Прионежский район, п. Новая Вилга, ул. Центральная, д. 12

E-mail: levstratova@yandex.ru

Работа проведена в 2016–2018 годах на опытном поле лаборатории агротехнологий «Вилга» отдела комплексных научных исследований КарНЦ РАН. Цель работы — установить оптимальный режим скашивания многолетних травостоев с включением интродуцированных видов кормовых трав, обеспечивающий высокие показатели качества кормовой массы в условиях Карелии. В статье представлены результаты научных исследований по оценке питательной ценности биомассы многолетних агрофитоценозов, созданных с включением интродуцированных видов бобовых и злаковых трав — люцерны изменчивой (Medicago varia Mart.) и фестулолиума (×Festulolium F. Aschers. et Graebn.) при двух- и трёхкратном режимах скашивания. Внесение фосфорных и калийных удобрений в дозе Р₆₀К₉₀ на бобово-злаковых и злаковых травостоях проводили однократно перед завершением вегетации растений. Азотные удобрения (аммиачную селитру) в дозе N₁₂₀ вносили при формировании злакового травостоя дробно под каждый укос: N₆₀ — при двухукосном использовании и N₄₀ — при трёхукосном. Установлено, что в данных условиях травосмеси кострец безостый + люцерна изменчивая + клевер гибридный и фестулолиум + люцерна изменчивая + клевер гибридный обеспечивали высокий уровень урожайности сухой массы (7,55–9,13 т/га), энергетической продуктивности (79,7–94,7 ГДж/га) и питательной ценности (0,81–1,31 т/га сырого протеина) независимо от режима скашивания. На фоне внесения минерального азота в дозе N₁₂₀ урожайность злакового травостоя выше бобово-злаковых агроценозов, но показатели питательной ценности не соответствовали нормативам кормления высокопродуктивного крупного рогатого скота. В условиях северного земледелия наиболее целесообразным является двухкратный режим скашивания травостоев в период бутонизации – начала цветения бобовых и колошения злаковых трав. Использование агрофитоценозов с включением многолетних бобовых культур без внесения азотных удобрений способствует получению экологически безопасного высокобелкового растительного сырья для заготовки грубых и сочных кормов.

Ключевые слова: многолетние травы, люцерна изменчивая, фестулолиум, питательная ценность, режим скашивания.

Развитие животноводства, которое в настоящее время является основной отраслью сельскохозяйственного производства Карелии, напрямую связано с созданием полноценной кормовой базы. В условиях интенсификации производства при круглогодичном стойловом содержании крупного рогатого скота практикуют однотипное кормление: в структуре рационов преобладают концентрированные и объёмистые корма. Энергетическая питательность последних должна составлять не менее 10 МДж обменной энергии и 0,80 корм. ед. в 1 кг сухого вещества при содержании свыше 14% сырого протеина, а для высокопродуктивных животных обозначенные показатели ещё выше: 10,4–11,2 МДж и не менее 16% сырого протеина (Косолапов и др., 2008; Клименко и др., 2013). Корма такого качества можно заготовить лишь из ценного по питательным свойствам растительного сырья. Эффективное использования биологического и адаптивного потенциала перспективных видов и сортов кормовых трав, оптимальные сроки их скашивания обеспечивают увеличение производства кормов, повышение их энергетической и протеиновой ценности.

На сельскохозяйственных предприятиях анализ качества кормов собственного производства (2010–2018 годы) показал, что содержание сырого протеина в 1 кг сухого вещества сена составило 6,69–7,89%, силоса — 10,85–12,12, сенажа — 7,90–10,81%; концентрация обменной энергии — 8,35–9,12, 9,09–9,69 и 8,13–8,70 МДж соответственно. В среднем по республике сено преимущественно соответствовало второму классу, сенаж и силос — первому и второму классам. В менее благоприятные по погодным условиям периоды заготовки от 3 до 23% кормов относились к третьему классу или были не классными (Евстратова, 2018).

Многолетние травы являются главным источником сырья для заготовки кормов в регионе. Агрофитоценозы в основном представлены моновидовыми, двух- и трёхкомпонентными злаковыми травостоями с тимофеевкой луговой, овсяницей луговой и реже — ежой сборной. В состав бобово-злаковых травостоев, которые в структуре укосных площадей составляют лишь 8–10%, включают клевер луговой с коротким периодом хозяйственного использования. Между тем в условиях изменяющегося климата представляет интерес продвижение на север страны более требовательных к теплу видов многолетних трав. К их числу можно отнести люцерну изменчивую, характеризующуюся продуктивным долголетием (не менее 4 лет), высокой урожайностью и питательностью (Основные виды и сорта кормовых культур, 2015), а также фестулолиум, возделывание которого в составе многоукосных травостоев обеспечивает до 5–6 тыс. корм. ед. с 1 га (Переправо и др., 2012).

В хозяйствах республики чаще практикуют одноукосное использование травостоев в фазу массового цветения злаковых трав, что является одной из причин низкого качества кормов собственного производства. Преимущество многоукосного использования травостоев для получения высокобелковой энергонасыщенной надземной растительной массы доказано научными исследованиями в различных регионах страны (Лазарев, Авдеев, 2005; Лазарев и др., 2005; Тюльдюков и др., 2001; Сатаров, 2014).

Цель работы — установить оптимальный режим скашивания многолетних травостоев с включением интродуцированных видов кормовых трав, обеспечивающий высокие показатели качества кормовой массы в условиях Карелии.

Методика исследований. Экспериментальные исследования (2016–2018 годы) проведены на опытном поле лаборатории агротехнологий «Вилга» отдела комплексных научных исследований КарНЦ РАН. Объектом для изучения были двух- и трёхкомпонентные агрофитоценозы укосного типа, созданные на основе сортов многолетних трав: люцерны изменчивой (M. varia) Таисия, клевера гибридного (Trifolium hybridum L.) Первенец, тимофеевки луговой (Phleum pratense L.) Ленинградская 204, костреца безостого (Bromopsis inermis Leys.) СИБНИИСХОЗ 189 и фестулолиума (Festulolium) ВИК 90. Опыт заложен на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве с близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора и высоким содержанием подвижных форм фосфора и калия. На протяжении полевых сезонов метеорологические условия лишь в 2016 году были относительно благоприятными для роста и развития многолетних трав. Недостаточная теплообеспеченность в апреле и мае 2017 года отрицательно повлияла на ростовые процессы многолетних трав и сроки проведения первого укоса: травостои достигли укосной спелости на 10 дней позже, чем в предыдущем году. В 2018 году биомасса травянистой растительности первого и второго укосов формировалась в экстремально засушливых условиях.

Посев семян многолетних трав беспокровный, рядовой. Опыт, включающий шесть вариантов травостоев и контроль (тимофеевка луговая + кострец безостый + клевер гибридный), проведён с использованием методики ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса (1997) и методики полевого опыта (Доспехов, 1985). Травостои убирали в два срока: 1-й (трёхкратный режим скашивания) — в фазу начала колошения злаковых и начала бутонизации бобовых и 2-й (двухкратный режим скашивания) — в фазу колошения злаковых трав, бутонизации – начала цветения бобовых. Внесение фосфорных и калийных удобрений в дозе Р₆₀К₉₀ на бобово-злаковых и злаковых травостоях проводили однократно перед завершением вегетации растений. Азотные удобрения (аммиачную селитру) N₁₂₀ вносили при формировании злакового травостоя дробно под каждый укос: N₆₀ — при двухукосном использовании и N₄₀ — при трёхукосном.

Биохимический анализ качества кормовой массы выполнен на базе ФГБУ «Станция агрохимической службы «Карельская» согласно общепринятым методикам.

Достоверность различий между урожайностью сухой массы травостоев в вариантах опыта относительно контроля определяли с использованием дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

Результаты исследований. Тепло- и влагообеспеченность вегетационных периодов в годы проведения работы повлияли на интенсивность отрастания и даты наступления укосной спелости многолетних трав (табл. 1).

1. Сроки отрастания и укосной спелости многолетних травостоев в условиях Республики Карелия (2016–2018 гг.)

На фоне относительно однородного временного характера формирования биомассы травостоев по укосам при разных режимах скашивания максимальной продолжительностью выделились периоды до первого укоса 2016 года (63 дня), а также до второго укоса 2018 года (56 дней) как при двух-, так и при трёхукосном отчуждении кормовой массы.

Наряду с составом фитоценоза, особенности роста, развития многолетних трав, определяющие сроки их уборки, отразились на распределении урожая сухой массы по укосам. Так, при двухкратном скашивании надземной массы бобово-злаковых травостоев 58,6–71,1% суммарного урожая за сезон получено в первом укосе, злаковых — 60,0–81,3%; при трёхкратном — 40,3–63,3 и 41,2–64,4% соответственно. Доля урожая третьего укоса была незначительной и колебалась от 10,2 до 16,1%. Продуктивность тимофеечно-кострецового травостоя без внесения минерального азота при двухкратном скашивании в экстремальных погодных условиях 2018 года на 81,3% была сформирована за счёт первого укоса.

По результатам химического анализа надземной растительной массы установлено, что содержание сырого протеина в сухом веществе при раннем сроке проведения первого укоса бобово-злаковых травостоев было на 2,65% выше, чем при позднем сроке, злаковых — на 2,30% (табл. 2, 3). Исключение составил вариант с включением фестулолиума, в котором содержание сырого протеина по укосам было относительно однородным: при раннем сроке скашивания — 12,02%, при позднем — 12,71%. За счёт бобового компонента в составе бобово-злаковых агроценозов получена фитомасса с более высокой концентрацией сырого протеина, превышающей таковую у злакового травостоя с внесением минерального азота. Содержание сырой клетчатки при позднем сроке скашивания было закономерно выше во всех вариантах опыта. Несмотря на увеличение концентрации сырого протеина в кормовой массе второго укоса, различия по питательности были невелики независимо от сроков скашивания травостоев. Растительная масса третьего укоса, в сравнении с двумя предыдущими, характеризовалась высокими показателями протеиновой ценности: 15,61–21,96% (бобово-злаковые травостои) и 12,76–14,37% (злаковые травостои).

Обеспеченность 1 корм. ед. переваримым протеином в первом укосе при двухкратном режиме скашивания составила в бобово-злаковых травостоях 79–117 г, в злаковых — 66–87 г; при трёхкратном — 94–122 и 80–99 г соответственно. Максимальные значения данного показателя достигнуты в вариантах тимофеевка луговая + кострец безостый + люцерна изменчивая (122 г/корм. ед.) при раннем сроке скашивания и фестулолиум + люцерна изменчивая + клевер гибридный (117 г/корм. ед.) — при позднем.

Энергетическая ценность корма, полученного в первом укосе на бобово-злаковых травостоях при трёхукосном режиме скашивания, составила 0,84–1,01 корм. ед. и 10,13–11,17 МДж обменной энергии в 1 кг сухого вещества. При двухкратном скашивании показатели энергетической ценности 1 кг сухого вещества были ниже: 0,73–0,90 корм. ед. и 9,53–10,53 МДж обменной энергии. Ко второму укосу происходило увеличение протеиновой и энергетической ценности кормовой массы, которая практически не зависела от режима скашивания.

2. Питательность и энергетическая ценность бобово-злаковых и злаковых травостоев при двухкратном режиме скашивания (средние данные за 2016-2018 гг.)

Примечание: ¹(К) — контроль; ²СП — сырой протеин; ³СК — сырая клетчатка; ⁴ОЭ — обменная энергия.

С учётом условий полевого сезона и режима скашивания трав содержание нитратов в сухом веществе кормовой массы бобово-злаковых травостоев варьировалось от 151 до 905 мг/кг, что ниже предельно допустимой концентрации. В злаковом травостое на фоне внесения минерального азота в дозе N₁₂₀ только в условиях 2017 года отмечено превышение ПДК в сухой массе третьего укоса (до 2358 мг/кг).

В среднем за 3 года пользования бобово-злаковыми травостоями максимальные показатели урожайности сухой массы (8,31–8,58 т/га), энергетической (6,21–7,45 тыс. корм. ед./га; 79,7–88,8 ГДж/га) и протеиновой (0,81–1,11 т/га) продуктивности при двухукосном режиме скашивания обеспечили травостои кострец + люцерна + клевер и фестулолиум + люцерна + клевер, они превысили по вышеуказанным показателям контрольный вариант на 10,9–14,6%; 4,4–25,2; 7,4–19,7 и 11,0–52,1% соответственно (табл. 4). Другие травостои с участием бобовых компонентов по урожайности и продуктивности мало отличались от контроля.

3. Питательность и энергетическая ценность бобово-злаковых и злаковых травостоев при трёхкратном режиме скашивания (средние данные за 2016–2018 гг.)

Примечание: ¹(К) — контроль;²СП — сырой протеин; ³СК — сырая клетчатка; ⁴ОЭ — обменная энергия.

Внесение минерального азота под злаковый травостой способствовало получению высокой урожайности сухой массы за сезон (10,8–11,6 т/га) независимо от кратности скашивания.

4. Урожайность и продуктивность травостоев при различных режимах скашивания (средние данные за 2016–2018 гг.)

При трёхукосном отчуждении кормовой массы наибольшие показатели урожайности и энергетической продуктивности были получены в варианте кострец + люцерна + клевер — на 31,2–44,0% выше соответствующих значений контроля. Незначительно уступали ему травостои тимофеевка + люцерна + клевер и фестулолиум + люцерна + клевер.

В целом трёхкратное использование различных по составу агроценозов превышало двухкратное по сбору сырого протеина на 18,6–61,7%. Максимальный показатель получен в варианте кострец + люцерна + клевер — 1,31 т/га против 0,81 т/га при двухкратном режиме скашивания. По урожайности сухой массы и энергетической продуктивности подобной закономерности не установлено.

Заключение. В условиях северного земледелия для получения высокобелковых энергонасыщенных кормов необходимо не только расширять ассортимент многолетних бобовых и злаковых трав, обладающих продуктивным долголетием и наилучшими параметрами питательной ценности, но и применять многоукосное их использование при уборке в оптимальные сроки. Высокий уровень урожайности сухой массы, питательной и энергетической ценности независимо от режима скашивания обеспечивали фитоценозы кострец безостый + люцерна изменчивая + клевер гибридный, фестулолиум + люцерна изменчивая + клевер гибридный. Урожайность и продуктивность тимофеечно-кострецового травостоя на фоне внесения N₁₂₀Р₆₀К₉₀ были достоверно выше аналогичных показателей бобово-злаковых агроценозов, но показатели их питательной ценности не соответствовали нормативам кормления высокопродуктивных животных.

Учитывая незначительную долю урожая в третьем укосе, а также дополнительные затраты на внесение минерального азота (на злаковом травостое) и скашивание надземной массы, в условиях Карелии наиболее целесообразным является двухкратный режим скашивания травостоев в период бутонизации – начала цветения бобовых и колошения злаковых трав.

Работа выполнена в рамках Государственного задания № 075-01266-20-01 по Программе ФНИ государственных академий наук на 2020–2022 гг. Рег. № НИОКТР АААА-А19-119082690051-2.

Литература

1. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.
2. Евстратова Л. П. Современное состояние и пути повышения эффективности кормопроизводства в Карелии / Л. П. Евстратова, Г. В. Евсеева, С. Н. Смирнов, Г. А. Катричко // Кормопроизводство. — 2018. — № 12. — С.6–9.
3. Повышение продуктивности молочного скота в ФГУП «Пойма» Московской области на основе внедрения инновационных разработок / В. П. Клименко, А. И. Алтухов, В. М. Косолапов, А. А. Анисимов. — М.: ФГУП «Типография» Россельхозакадемии, 2013. — 24 с.

4. Косолапов В. М. Повышение качества кормов — непременное условие успешного развития животноводства / В. М. Косолапов, В. А. Бондарев, В. П. Клименко // Аграрная наука. — 2008. — № 1. — С.27–29.

5. Лазарев Н. Н. Продуктивное долголетие бобовых и злаковых трав на сенокосах и пастбищах / Н. Н. Лазарев, А. В. Кольцов, А. С. Антонов // Кормопроизводство. — 2005. — № 2. — С.6–8.

6. Лазарев Н. Н. Продуктивность сортов нового поколения клевера лугового и люцерны изменчивой при многоукосном использовании в условиях Нечерноземья / Н. Н. Лазарев, С. М. Авдеев // Кормопроизводство. — 2005. — № 11. — С.5–7.

7. Основные виды и сорта кормовых культур: итоги научной деятельности Центрального селекционного центра / ФГБНУ ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса РАН. — М.: Наука, 2015. — 545 с.

8. Переправо Н. И. Возделывание и использование новой кормовой культуры — фестулолиума на корм и семена: методическое пособие / Н. И. Переправо, В. М. Косолапов, В. Э. Рябова и др. — М.: Издательство РГАУ–МСХА, 2012. — 28 с.

9. Сатаров М. Ю. Оптимальный режим скашивания люцерно-кострецовой травосмеси / М. Ю. Сатаров // Кормопроизводство. — 2014. — № 5. — С.8–12.

10. Тюльдюков В. А. Продуктивность люцерно- и клеверо-злаковых травосмесей при двух- и трёхкратном скашивании / В. А. Тюльдюков, Н. Н. Лазарев, А. В. Кольцов // Кормопроизводство. — 2001. — № 4. — С.15–18.

Nutritional value of forage mass as affected by cutting management of perennial grasses

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

Evseeva G. V.

Federal Research Center “Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences”, “Vilga”, the laboratory of Agricultural Technologies of the Research Department

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

E-mail: levstratova@yandex.ru

The experiment was carried out at the “Vilga” laboratory in 2016–2018. The goal was to optimize cutting regime for perennial grasses to obtain high-quality forage mass. This article reports on nutritional value of perennial ecosystems with bastard alfalfa (Medicago varia Mart.) and festulolium (×Festulolium F. Aschers. et Graebn.) to be cut twice or three times. Application of Р₆₀К₉₀ was done once before the end of growing season. N₁₂₀ was divided into two or three fractions and applied before each cut as N₆₀ or N₄₀ depending on cutting regime. Smooth brome + bastard alfalfa + alsike clover and festulolium + bastard alfalfa + alsike clover produced high yields of dry mass (7.55–9.13 t ha^-1), energy (79.7–94.7 GJ ha^-1) and had high nutritional value (0.81–1.31 t ha^-1 of crude protein) regardless of the cutting regime. On the background of N₁₂₀ gramineous exceeded gramineous-legume mixtures in productivity but had low nutritional value. Cutting legumes at budding – early flowering and gramineous — at heading time twice was more effective under cold conditions. Growing grass mixtures with perennial legumes without fertilization resulted in ecologically-safe high-protein forage mass.

Keywords: perennial grass, bastard alfalfa, festulolium, nutritional value, cutting management.

References

1. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniy) / B. A. Dospekhov. — Moscow: Agropromizdat, 1985. — 351 p.

2. Evstratova L. P. Sovremennoe sostoyanie i puti povysheniya effektivnosti kormoproizvodstva v Karelii / L. P. Evstratova, G. V. Evseeva, S. N. Smirnov, G. A. Katrichko // Kormoproizvodstvo. — 2018. — No. 12. — P.6–9.

3. Povyshenie produktivnosti molochnogo skota v FGUP “Poyma” Moskovskoy oblasti na osnove vnedreniya innovatsionnykh razrabotok / V. P. Klimenko, A. I. Altukhov, V. M. Kosolapov, A. A. Anisimov. — Moscow: FGUP “Tipografiya” Rosselkhozakademii, 2013. — 24 p.

4. Kosolapov V. M. Povyshenie kachestva kormov — nepremennoe uslovie uspeshnogo razvitiya zhivotnovodstva / V. M. Kosolapov, V. A. Bondarev, V. P. Klimenko // Agrarnaya nauka. — 2008. — No. 1. — P.27–29.

5. Lazarev N. N. Produktivnoe dolgoletie bobovykh i zlakovykh trav na senokosakh i pastbishchakh / N. N. Lazarev, A. V. Koltsov, A. S. Antonov // Kormoproizvodstvo. — 2005. — No. 2. — P.6–8.

6. Lazarev N. N. Produktivnost sortov novogo pokoleniya klevera lugovogo i lyutserny izmenchivoy pri mnogoukosnom ispolzovanii v usloviyakh Nechernozemya / N. N. Lazarev, S. M. Avdeev // Kormoproizvodstvo. — 2005. — No. 11. — P.5–7.

7. Osnovnye vidy i sorta kormovykh kultur: itogi nauchnoy deyatelnosti Tsentralnogo selektsionnogo tsentra / FGBNU VNII kormov n. a. V. R. Williams RAN. — Moscow: Nauka, 2015. — 545 p.

8. Perepravo N. I. Vozdelyvanie i ispolzovanie novoy kormovoy kultury — festuloliuma na korm i semena: metodicheskoe posobie / N. I. Perepravo, V. M. Kosolapov, V. E. Ryabova et al. — Moscow: Izdatelstvo RGAU–MSKhA, 2012. — 28 p.

9. Satarov M. Yu. Optimalnyy rezhim skashivaniya lyutserno-kostretsovoy travosmesi / M. Yu. Satarov // Kormoproizvodstvo. — 2014. — No. 5. — P.8–12.

10. Tyuldyukov V. A. Produktivnost lyutserno- i klevero-zlakovykh travosmesey pri dvukh- i trekhkratnom skashivanii / V. A. Tyuldyukov, N. N. Lazarev, A. V. Koltsov // Kormoproizvodstvo. — 2001. — No. 4. — P.15–18.