Комплексная оценка гибридов кукурузы для производства силоса

УДК 636.085.522.55

Комплексная оценка гибридов кукурузы для производства силоса

Виноградов И. С., кандидат сельскохозяйственных наук

Лазарев Н. Н., доктор сельскохозяйственных наук

ФГБОУ ВО «РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева»

127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49

Email: lazarevnick2012@gmail.com

В двухлетних исследованиях, выполненных в ООО «КВС РУС» (Лебедянский район Липецкой области) в 2021–2022 годах, проведена оценка продуктивности 17 гибридов кукурузы, скашиваемой на силос в фазу молочно-восковой и восковой спелости. Проведена оценка гибридов кукурузы по урожайности зелёной и сухой массы, сбору крахмала, концентрации чистой энергии лактации (ЧЭЛ), содержанию нейтрально-детергентной клетчатки (НДК), переваримости НДК за 30 часов, скорости переваривания НДК. Установлено, что у большинства гибридов к середине фазы молочно-восковой спелости зерна содержание сухого вещества (СВ) в надземной массе было выше 30%, что соответствует оптимальному значению для начала уборки на силос, однако содержание крахмала было ниже 30%, среднее содержание НДК — выше 40%, а среднее содержание ЧЭЛ — ниже 6,6 МДж, что указывает на преобладание листостебельной массы над массой початка. При уборке гибридов в фазу восковой спелости содержание крахмала в надземной массе 10 гибридов превысило 30%, однако при этом содержание СВ у 13 гибридов было выше 40%, что может негативно сказаться на процессах ферментации. При скашивании в фазу восковой спелости на фоне сниженной переваримости НДК за 30 часов, но большего содержания крахмала, средняя концентрация ЧЭЛ практически не изменилась. При этом наблюдалось снижение урожайности зелёной массы, а средний по всем гибридам сбор СВ, наоборот, возрос на 0,8 т/га. В среднем за 2 года сбор сухой массы у гибридов при использовании в фазу молочно-восковой спелости варьировался в пределах 11,9–13,5 т/га и в фазу восковой спелости — 12,6–14,3 т/га. Для оценки гибридов предложена 10-балльная шкала, которая учитывала десять показателей. Наивысшую оценку (9 баллов) получили гибриды SY Kar и K 57 при использовании в фазу молочно-восковой спелости.

Ключевые слова: кукуруза, гибриды, урожайность, крахмал, питательность, комплексная оценка.

В настоящий момент в большинстве «молочных» регионов Российской Федерации значительную долю в рационах сельскохозяйственных животных составляет кукуруза, а именно кукурузный силос и зерно. Кукуруза является непревзойдённой по продуктивности культурой. За очень короткое время она производит больше органической массы, чем другие культурные растения. Это обусловлено тем, что ассимиляция СО₂ происходит по очень эффективному циклу С-4 (Шпаар и др., 2009). Согласно данным Росстата, под кукурузу в 2020 году в России было отведено 4,1 млн га и было получено 13,9 млн т зерна и 24,8 млн т кормовой зелёной массы (Сельское хозяйство в России, 2021).

Кукуруза — прекрасный источник легкодоступной энергии. Животноводы давно оценили отличную переваримость клетчатки и высокое содержание крахмала в кукурузном силосе, а зерно кукурузы стало неотъемлемой частью рационов для КРС. Но все ли гибриды кукурузы одинаково хороши для производства кормов? Для ответа на данный вопрос необходимо немного углубиться в историю селекции гибридной кукурузы. Как известно, переход от сортовой селекции кукурузы к гибридной начался в середине 20 века. Получение первых гибридов было настоящим прорывом с точки зрения повышения урожайности, это также позволило расширить ареал возделывания данной культуры. Селекция гибридов кукурузы помогла решить такие задачи, как фотонейтральность, ускоренная влагоотдача (зерном), устойчивость к засухе и низким температурам, толерантность к загущению и т.п. Все эти свойства, безусловно, полезны для производства зерна, но при заготовке силоса нужен несколько другой набор характеристик, например расширенное окно уборки (период сохранения высоких показателей качества), устойчивость к фузариозу початка, тип stay green (оставаться в зелёном состоянии), оптимальное соотношение листостебельной массы к массе початка (Шпаар и др., 2009; Надь, 2010; Frei, 2000). К сожалению, создать гибрид, который обладал бы всеми полезными характеристиками, сразу невозможно, хотя бы потому, что некоторые из этих характеристик являются взаимоисключающими. Отсюда напрашивается вывод, что есть гибриды, наиболее подходящие для производства зерна, и, напротив, есть гибриды, которые лучше подходят для силосования, при этом существуют и универсальные гибриды, в той или иной мере сочетающие в себе характеристики силосной и зерновой культуры.

Остаётся серьёзный вопрос: как оценить силосные гибриды, для того чтобы выбрать оптимальные решения для своего предприятия?

Для того чтобы оценить гибрид кукурузы, оптимально подходящий предприятию, необходимо учесть характеристики как урожайности, так и питательности. Относительно характеристик урожайности мы предлагаем учитывать урожайность зелёной массы (УЗМ), сбор сухого вещества (УСВ), крахмала (УК), а также массу початка (кг). При учёте питательных характеристик необходимо обратиться к современным потребностям животных и учесть содержание сухого вещества (СВ), крахмала, НДК, переваримость НДК за 30 ч, а также содержание чистой энергии лактации (ЧЭЛ, МДж) и скорость переваривания НДК (Коконов, Зиновьев, 2018; Lauer et al., 2001; Van Amburgh et al., 2003).

Важным показатель для оценки качества кормов является содержание НДК. В новом ГОСТ Р 55986-2022, вступившем в действие с 1 января 2023 года, впервые указано допустимое содержание НДК в кукурузном силосе, которое по классам качества варьируется от 400 до 500 г на 1 кг сухого вещества. Избыток НДК снижает переваримость и потребление корма, соответственно, снижает энергетическую ценность корма (Mertens, 1973).

Всего существует 10 показателей для проведения оценки, при этом характеристики имеют тесную взаимосвязь друг с другом, и неудовлетворительные значения одной из них, несомненно, скажутся на остальных. Остаётся разобраться лишь с эталонными значениями. Для содержания СВ, НДК, крахмала, ЧЭЛ целесообразно использовать рекомендации, приведённые в табл. 1 (Шпикерс, 2014).

1. Требования к качественным кукурузным силосам при производстве молока и откорме КРС

Для остальных показателей необходима привязка к конкретным условиям возделывания кукурузы. Для определения эталонных показателей был проведён опыт на базе опытной станции ООО «КВС РУС» в Лебедянском районе Липецкой области.

Методика исследований. Объектом исследований являлись 17 гибридов кукурузы зарубежной селекции, из них 9 уже прошли регистрацию в ФГБУ «Госсорткомиссия» и 8 находятся в процессе регистрации. При этом гибриды имеют число ФАО 170–270. Исследования проводились в 2021–2022 годах на опытных полях станции ООО «КВС РУС» в Лебедянском районе Липецкой области.

Почва опытного участка — выщелоченный чернозём. В пахотном слое почвы содержалось гумуса 6,1%, подвижного фосфора — 97 мг/кг, обменного калия — 112 мг/кг, рН_кcl — 5,4. Под предпосевную культивацию внесли аммиачную селитру в дозе N₆₈ и при посеве — комплексное удобрение N₁₅P₁₅K₁₅. Предшественником кукурузы в севообороте была яровая пшеница. По всходам применялся универсальный послевсходовый гербицид для контроля полного спектра сорных растений «МайсТер Пауэр» с нормой расхода 1,5 л/га.

Опыты заложены методом расщеплённых делянок. Общая площадь делянки 2-го порядка — 28 м², учётная — 9,5 м², повторность трёхкратная, размещение делянок рендомизированное. Густота растений к уборке составила 75 тыс. шт. на 1 га. Изучали два срока уборки — в фазу молочно-восковой и фазу восковой спелости зерна кукурузы, высота среза составляла 40 см. В период вегетации проводились фенологические наблюдения, учёты и измерения в соответствии с методическими рекомендациями по проведению полевых опытов с кукурузой (Филев, Циков, Золотов и др., 1980). Определение содержания сухого вещества (СВ) в зелёной массе проводили в соответствии с ГОСТ 31640-2012, отбор проб — по ГОСТ ISO 6497-2014. Урожайность зелёной массы, масса початка были установлены путём взвешивания. Определение показателей питательности, таких как содержание НДК, переваримость НДК за 30 ч, содержание крахмала, скорость переваривания НДК (NDF Digestion Rate), проводилось в лаборатории Nova Lab в соответствии с ГОСТ Р 57543-2017.

Результаты исследований. При содержании в растениях кукурузы 28–35% СВ обеспечивается максимальный сбор питательных веществ при оптимальной кормовой ценности и пригодности к силосованию (Шпаар и др., 2009). Как видно из табл. 2, у большинства гибридов к середине фазы молочно-восковой спелости зерна содержание СВ было выше 30%, что соответствовало оптимальному значению для начала уборки на силос, но содержание крахмала было ниже 30%, среднее содержание НДК было выше 40%, а среднее содержание ЧЭЛ — ниже 6,6 МДж, что указывает на преобладание листостебельной массы над массой початка.

Чтобы получить из данных гибридов силос с высокими питательными характеристиками в фазу молочно-восковой спелости, необходимо увеличить долю початков в урожае. Этого можно достичь, скашивая гибриды на более высоком срезе. В исследованиях, выполненных С. С. Машталенко и О. Г. Шляховой (2021), увеличение высоты среза до 35 см способствовало получению силоса с повышенным содержанием энергии, белка, крахмала и пониженным — НДК, КДК и лигнина. Для растений кукурузы в фазу восковой спелости высота среза должна составлять 40–50 см, при этом урожайность несколько снижается, но за счёт увеличения процента зерна и снижения доли менее питательных нижних частей стеблей возрастает концентрация обменной энергии (Будаев, 2017).

2. Урожайность и показатели качества зелёной массы кукурузы в фазу молочно-восковой спелости зерна (в среднем за 2021–2022 гг.)

Примечание: для сравнения данных по сбору сухого вещества (СВ) в табл. 2 и 3 НСР₀₅ частных различий для делянок 1-го порядка — 1,2 т/га, для делянок 2-го порядка — 0,8 т/га, для фаз уборки — 0,4 т/га и для гибридов — 0,5 т/га.

При уборке гибридов в фазу восковой спелости зерна содержание крахмала было в среднем выше 30%, однако при этом среднее содержание СВ оказалось выше 42%, что может негативно сказаться на процессах ферментации (табл. 3). Также на фоне сниженной переваримости НДК за 30 ч, но большего содержания крахмала, среднее содержание ЧЭЛ было практически одинаковым при уборке в разные фазы вегетации. При этом наблюдался спад урожайности зелёной массы, а средняя по всем гибридам урожайность СВ возросла на 0,8 т/га. В среднем за 2 года сбор сухой массы гибридов при использовании в фазу молочно-восковой спелости варьировался в пределах 11,9–13,5 т/га и в фазу восковой спелости — от 12,6–14,3 т/га.

3. Урожайность и показатели качества зелёной массы кукурузы в фазу восковой спелости зерна (в среднем за 2021–2022 гг.)

Сравнивая данные в табл. 2 и 3, можно сделать вывод, что для получения высокопитательного корма необходимо начинать уборку гибридов в фазу молочно-восковой спелости на повышенном срезе и закончить её, не дожидаясь наступления фазы восковой спелости зерна.

Чтобы определить эталонные показатели зелёной массы, от которых можно отталкиваться при проведении оценки, необходимо взять средние значения между полученными при уборке в фазы молочно-восковой и восковой спелости зерна кукурузы. Полученные данные весьма близки к рекомендациям Хуберта Шпикерса, приведённым в табл. 2, при этом они дополнены показателями урожайности, на которые может ориентироваться агрономическая служба при оценке и выборе гибрида для силосования.

4. Эталонные значения для зелёной массы гибридов кукурузы

Для простоты оценки гибрида можно присвоить каждому из показателей 1 балл и оценивать гибриды по 10-балльной шкале, где 10 баллов — это идеальный гибрид для производства силоса, при этом гибрид, набравший менее 5 баллов, не может использоваться на силос из-за отсутствия как минимум половины важнейших качественных показателей.

Как видно из рис., ни один гибрид не получил 10 баллов, наивысшим средним баллом (7,5) характеризовались два гибрида (SY Kar и K 57), при этом они же получили по 9 баллов в фазу молочно-восковой спелости, что подтверждает их высокую ценность для приготовления кормов. Гибрид KWS Odorico оказался наиболее пластичным с точки зрения окна уборки и набрал по 7 баллов в фазы восковой и молочно-восковой спелости, а следовательно, имеет самое широкое окно уборки в эксперименте и может быть использован предприятиями с большими площадями посева силосной кукурузы. Гибрид Agro Janus показал себя наилучшим образом в фазу восковой спелости зерна, что указывает на него как на универсальный гибрид, которым лучше завершать уборку, а при необходимости — оставить его на зерно.

Рис. Результаты оценки гибридов кукурузы по 10-балльной шкале

Для получения собственной таблицы эталонных значений мы предлагаем проводить аналогичные эксперименты с районированными гибридами с учётом существующего агрофона и агротехнологий региона возделывания кукурузы на силос.

Заключение. Для интенсификации кормопроизводства и удовлетворения потребностей современного животноводства требуется внедрение комплексной оценки гибридов кукурузы по показателям урожайности и питательности. Для каждого региона возделывания кукурузы на силос необходимо провести испытания существующих и перспективных гибридов с целью установления эталонных значений урожайности и питательных характеристик. Балльная система оценки гибридов кукурузы на силос позволяет легко определить оптимальные гибриды для возделывания на силос, выявить гибриды с наиболее широким окном уборки и подобрать фазу оптимальной спелости для уборки гибрида с целью получения высокопитательного силоса.

Литература

1. Будаев А. А. Эффективность двухштаммового консерванта «Биотроф 2+» при заготовке кукурузного силоса / А. А. Будаев // Кормопроизводство. — 2018. — № 7. — С.31–32.
2. ГОСТ 31640-2012. Корма. Методы определения содержания сухого вещества. — М.: Российский институт стандартизации, 2012. — 11 с.
3. ГОСТ ISO 6497-2014 Корма. Отбор проб. — М.: Стандартинформ, 2016. — 20 с.
4. ГОСТ Р 57543-2017. Корма, комбикорма, комбикормовое сырьё. Метод определения содержания сырого протеина, сырой клетчатки, сырого жира и влаги с применением спектроскопии в ближней инфракрасной области в режиме измерения спектров пропускания. — М.: Стандартинформ, 2020. — 10 с.
5. ГОСТ Р 55986-2022. Силос и силаж. — М.: Российский институт стандартизации, 2022. — 16 с.
6. Коконов С. И. Оптимизация срока уборки кукурузы — основа получения высококачественного силоса / С. И. Коконов, А. В. Зиновьев // Кормопроизводство. — 2018. — № 10. — С.41–44.
7. Машталенко С. С. Питательность силоса, полученного из разных гибридов кукурузы / С. С. Машталенко, О. Г. Шляхова // Сборник научных трудов КНЦЗВ. — 2021. — Т. 10. — № 1. — С.362–366.
8. Надь Я. Кукуруза / Я. Надь. — Будапешт, 2010. — 449 с.
9. Разумовский Н. Заготовка и использование кукурузного силоса / Н. Разумовский // Животноводство России. — 2019. — № 9. — С.51–55.
10. Сельское хозяйство в России: статистический сборник. — М.: Росстат, 2021. — 100 c.
11. Методические рекомендации по проведению полевых опытов с кукурузой / Д. С. Филев, В. С. Циков, В. И. Золотов и др. — Днепропетровск: Городская типография № 3, 1980. — 54 с.
12. Кормовые культуры (производство, уборка, консервирование и использование грубых кормов / Д. Шпаар, Г. Гибелхаузен, К. Гиннап, Д. Дригер и др. — М.: ИД ООО «DLV АГРОДЕЛО», 2009. — Т. 1. — 464 с.
13. Шпикерс Х. Процесс консервирования / Х. Шпикерс // Консервирование кормов и биогазовых субстратов. — VERLAG: ООО «ДЛВ АГРОДЕЛО», 2014. — С.13–19.
14. Frei O. M. Changes in yield physiology of corn as a result of breeding in northern Europe / O. M. Frei // Maydica. — 2000. — Vol. 45. — P.173–183.
15. Lauer J. G. Forage yield and quality of corn cultivars developed in different eras / J. G. Lauer, J. G. Coors, P. J. Flannery // Crop Sci. — 2001. — Vol. 41. — P.1449–1455.
16. Mertens D. R. Application of theoretical mathematical models to cell wall digestion and forage intake in ruminants: Ph D thesis. — Cornell Unit. N. Y., Ithaca, 1973. — 187 р.
17. Corn Silage Neutral Detergent Fiber: Refining a Mathematical Approach for In Vitro Rates of Digestion / M. E. Van Amburgh, P. J. Van Soest, J. B. Robertson, W. F. Knaus. — In Proc. Cornell Nutr. Conf. Syracuse, NY. Dept. of Anim. Sci., Cornell University, Ithaca, NY, 2003. — P.99–108.

Full assessment of maize hybrids for silage production

Vinogradov I. S., PhD Agr. Sc.

Lazarev N. N., Dr. Agr. Sc.

Russian Timiryazev State Agrarian University

127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 49

Email: lazarevnick2012@gmail.com

OOO “KVS RUS” (the Lebedyan district of the Lipetsk region) tested the productivity of 17 maize hybrids cut at the stages of milky-wax and wax ripeness for ensiling in 2021–2022. Such traits were analyzed as the productivities of green and dry masses, starch content, the concentrations of net energy of lactation (NEL) and neutral detergent fiber (NDF), NDF digestibility for 30 hours and NDF digestion rate. Most hybrids accumulated over 30% of dry matter (DM) in tops by the middle of milky-wax stage indicating the optimal time for silage production, however the starch concentration was less than 30%, NDF — exceeded 40%, NEL — below 6.6 MJ, which shows the predominance of the leaf-and-shoot mass over the cob mass. Ten hybrids harvested at wax ripeness had starch concentration in tops of more than 30%, but 13 hybrids showed DM content of over 40% which could have had the negative effect on fermentation. NEL varied insignificantly when cutting plants at wax ripeness under low NDF digestibility for 30 hours and high starch content. Green mass productivity dropped but total DM yield grew by 0.8 t ha^-1. Dry mass production amounted to 11.9–13.5 t ha^-1 when cutting hybrids at milky-wax ripeness and 12.6–14.3 t ha^-1 — under the wax ripeness stage. Ten-point scale proposed for hybrid evaluation took into account 10 hybrid traits. The SY Kar and K 57 hybrids received the highest score of 9 harvested at the stage of milky-wax ripeness.

Keywords: maize, hybrid, productivity, starch, nutritional value, full assessment.

References

1. Budaev A. A. Effektivnost dvukhshtammovogo konservanta “Biotrof 2+” pri zagotovke kukuruznogo silosa / A. A. Budaev // Kormoproizvodstvo. — 2018. — No. 7. — P.31–32.
2. GOST 31640-2012. Korma. Metody opredeleniya soderzhaniya sukhogo veshchestva. — Moscow: Rossiyskiy institut standartizatsii, 2012. — 11 p.
3. GOST ISO 6497-2014 Korma. Otbor prob. — Moscow: Standartinform, 2016. — 20 p.
4. GOST R 57543-2017. Korma, kombikorma, kombikormovoe syre. Metod opredeleniya soderzhaniya syrogo proteina, syroy kletchatki, syrogo zhira i vlagi s primeneniem spektroskopii v blizhney infrakrasnoy oblasti v rezhime izmereniya spektrov propuskaniya. — Moscow: Standartinform, 2020. — 10 p.
5. GOST R 55986-2022. Silos i silazh. — Moscow: Rossiyskiy institut standartizatsii, 2022. — 16 p.
6. Kokonov S. I. Optimizatsiya sroka uborki kukuruzy — osnova polucheniya vysokokachestvennogo silosa / S. I. Kokonov, A. V. Zinovev // Kormoproizvodstvo. — 2018. — No. 10. — P.41–44.
7. Mashtalenko S. S. Pitatelnost silosa, poluchennogo iz raznykh gibridov kukuruzy / S. S. Mashtalenko, O. G. Shlyakhova // Sbornik nauchnykh trudov KNTsZV. — 2021. — Vol. 10. — No. 1. — P.362–366.
8. Nad Ya. Kukuruza / Ya. Nad. — Budapesht, 2010. — 449 p.
9. Razumovskiy N. Zagotovka i ispolzovanie kukuruznogo silosa / N. Razumovskiy // Zhivotnovodstvo Rossii. — 2019. — No. 9. — P.51–55.
10. Selskoe khozyaystvo v Rossii: statisticheskiy sbornik. — Moscow: Rosstat, 2021. — 100 c.
11. Metodicheskie rekomendatsii po provedeniyu polevykh opytov s kukuruzoy / D. S. Filev, V. S. Tsikov, V. I. Zolotov et al. — Dnepropetrovsk: Gorodskaya tipografiya No. 3, 1980. — 54 p.
12. Kormovye kultury (proizvodstvo, uborka, konservirovanie i ispolzovanie grubykh kormov / D. Shpaar, G. Gibelkhauzen, K. Ginnap, D. Driger et al. — Moscow: ID OOO “DLV AGRODELO”, 2009. — Vol. 1. — 464 p.
13. Shpikers Kh. Protsess konservirovaniya / Kh. Shpikers // Konservirovanie kormov i biogazovykh substratov. — VERLAG: OOO “DLV AGRODELO”, 2014. — P.13–19.
14. Frei O. M. Changes in yield physiology of corn as a result of breeding in northern Europe / O. M. Frei // Maydica. — 2000. — Vol. 45. — P.173–183.
15. Lauer J. G. Forage yield and quality of corn cultivars developed in different eras / J. G. Lauer, J. G. Coors, P. J. Flannery // Crop Sci. — 2001. — Vol. 41. — P.1449–1455.
16. Mertens D. R. Application of theoretical mathematical models to cell wall digestion and forage intake in ruminants: Ph D thesis. — Cornell Unit. N. Y., Ithaca, 1973. — 187 р.
17. Corn Silage Neutral Detergent Fiber: Refining a Mathematical Approach for In Vitro Rates of Digestion / M. E. Van Amburgh, P. J. Van Soest, J. B. Robertson, W. F. Knaus. — In Proc. Cornell Nutr. Conf. Syracuse, NY. Dept. of Anim. Sci., Cornell University, Ithaca, NY, 2003. — P.99–108.