Продуктивность кормовых севооборотов с разным насыщением клевером луговым, силосными и зернофуражными культурами в лесостепи Иркутской области

УДК 633.1/.3(075.8)

Продуктивность кормовых севооборотов с разным насыщением клевером луговым, силосными и зернофуражными культурами в лесостепи Иркутской области

Работа выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (проект № 0806-2014-0003)

Бояркин Е. В.^1,2

Солодун В. И.^1,2

Матаис Л. Н.²

Глушкова О. А.²

¹ФГБОУ «Иркутский государственный аграрный университет им. А. А. Ежевского»

664038, Россия, Иркутская обл., Иркутский р-н, п. Молодёжный

²ФГБНУ «Иркутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

664511, Россия, Иркутская обл., Иркутский р-н, с. Пивовариха, ул. Дачная, д. 14

E-mail: boyarkinevgenii@mail.ru

В полевом кормопроизводстве Иркутской области производится до 80% всех кормов для отрасли животноводства. Большая часть кормовых культур сосредоточена не в специальных кормовых, а в полевых севооборотах, где кормовые культуры чаще рассматриваются только как хорошие предшественники, а сами они размещаются после зерновых или зернофуражных культур по поздним осенним обработкам. Многочисленные исследования доказали, что эффективную систему полевого кормопроизводства можно создать только на основе специализированных прифермских кормовых севооборотов, где возможен более широкий набор различных культур, их оптимальное и адаптивное соотношение и размещение. Расширение посевов бобовых многолетних трав в севооборотах решает не только проблему количества и качества кормов, но и повышает плодородие почв за счёт симбиотической фиксации азота. Проведённые исследования в трёх пятипольных кормовых севооборотах с разной насыщенностью клевером луговым, силосными и зернофуражными культурами на серых лесных почвах Иркутской области позволили установить, что в плодосменном севообороте с чередованием культур ячмень + клевер – горох + овёс + клевер (на зелёную массу) – клевер – кукуруза (на силос) с системой удобрений: N₆₀P₃₀K₃₀ — под зернофуражные, N₉₀P₄₀K₄₀ — под кукурузу, N₆₀ — под однолетние травы и клевер — обеспечивает до 3,2 т/га корм. ед., нормативное содержание переваримого протеина (105–110 г) в 1 корм. ед. и высокие показатели экономической эффективности.

Ключевые слова: севооборот, продуктивность, кормовая единица, клевер, переваримый протеин.

В Иркутской области до 80% кормов производится на пашне, остальное — на естественных сенокосах и пастбищах, которые характеризуются крайне низкой продуктивностью из-за несвоевременного проведения поверхностного и коренного улучшения. В то же время на пашне сложилась монополия на преимущественное производство зерна, под которое отводится до 20–25% паров, а в совокупности зерновые с парами в степной зоне занимают до 75–80% пашни, в лесостепной — 65–75%. Кормовые культуры чаще размещаются не в специализированных кормовых, а в полевых севооборотах, причём по второстепенным предшественникам. В результате продуктивность и качество кормов остаются на низком уровне (2,1–2,3 т корм. ед.) при содержании 8–9% сырого протеина, а надой на одну корову в среднем по области не превышает 4 тыс. л молока в год.

Попытки ряда учёных заменить одновидовые посевы кормовых культур на различные смешанные и совместные посевы, насыщенные такими высокобелковыми культурами, как горох, вика, рапс и другие, при их размещении в тех же полевых севооборотах должного успеха не приносят.

Для кардинального решения проблемы полевого кормопроизводства необходимо введение специализированных кормовых севооборотов. Однако продуктивность таких севооборотов сдерживается недостатком минеральных удобрений как из-за их дороговизны, так и из-за преимущественного их внесения под зерновые культуры, поскольку производство зерна на протяжении длительного периода является «ключевой» задачей земледелия.

Проблему повышения продуктивности полевого кормопроизводства и одновременно воспроизводства плодородия почв в сложившихся условиях можно решить только за счёт широкого внедрения бобовых культур.

Усваивать азот атмосферы способны все бобовые культуры, но ведущая роль принадлежит многолетним травам, так как однолетние зернобобовые культуры, как правило, фиксируют азота в лучшем случае столько же, сколько выносят его с урожаем (Мишустнин, 1975). По сообщению И. С. Шатилова (1980), клевер фиксирует до 300 кг/га азота в год. Около 2/3 азота, накопленного клевером, выносится с растительной массой, а остальное количество остаётся в почве, обогащая её азотом (Новосёлов, 2014).

Эта культура ежегодно занимает наибольшие площади в посевах многолетних трав в северной части Центрально-Чернозёмного региона РФ, где за последние 10 лет доля клевера лугового составила 35,7%, тогда как люцерны — 9%, козлятника — 3% (Зырянова и др., 2014).

Установлено (Иванов, 1987), что для производства сбалансированных кормов для дойного стада с продуктивностью до 3000 кг молока в год достаточно иметь севооборот с насыщением бобовыми культурами на уровне 25%, а с продуктивностью до 5000 кг — 50%. Для получения с 1 га севооборотной площади со злаковыми травами 6500 корм. ед. необходимо вносить азота 150–160 кг/га, а с бобовыми — только 100 кг/га (Шпаков, 1987).

Г. В. Благовещенский (1968) отмечает, что при повышении доли клевера и люцерны в севооборотах с 25 до 50% сбор с 1 га обменной энергии и протеина удваивается, продуктивность многолетних трав выше однолетних и зернофуражных, а себестоимость кормов самая низкая.

В целях ликвидации дефицита переваримого протеина, получения кормов, сбалансированных по аминокислотному и витаминного составу, повышения стабильности урожаев, пополнения почвы биологическим азотом необходимо максимально увеличить площади посева бобовых культур и злаково-бобовых смесей (Яковлев, 2001).

Кормовым севооборотам отводится важная роль в повышении плодородия почвы. Это объясняется благоприятным влиянием корневых систем однолетних и многолетних трав, включаемых в севообороты, на показатели почвенного плодородия (Каипов, 2014).

В Восточной Сибири не изучены роль бобовых трав как предшественников кормовых культур, оптимальное соотношение бобовых трав и других культур в кормовых севооборотах, продуктивность кормовых севооборотов для производства грубых, сочных и концентрированных кормов, рациональное сочетание симбиотического и минерального азота для культур, идущих по пласту и обороту пласта, дозы удобрений под кормовые культуры в системе севооборотов с многолетними травами (Гренда, 2012).

В связи с этим назрела необходимость научного обоснования новых ресурсосберегающих биологизированных подходов к формированию структуры кормовых севооборотов с разным уровнем насыщенности однолетними и многолетними растениями.

Цель исследований — установить продуктивность и экономическую эффективность пятипольных кормовых севооборотов с разным уровнем насыщения клевером луговым, силосными и зернофуражными культурами при разных системах минеральных удобрений.

Методика исследований. Исследования проводили на опытном поле Иркутского НИИСХ в трёх пятипольных севооборотах с разным насыщением клевером луговым, силосными и зернофуражными культурами на протяжении целой ротации севооборотов с 2013 по 2017 год.

Севооборот 1: контрольный, без введения в схему чередования посевов клевера, зернофуражные культуры занимают 60%, силосные — 40%, в том числе 20% — кукуруза.

Севооборот 2: в схему чередования включены посевы клевера как средообразующего растения (один раз за ротацию — 20%), зернофуражные культуры занимают 60%, силосные — 20%.

Севооборот 3: в схеме чередования культур посевы клевера используются два раза за ротацию (40%), силосные культуры занимают 40%, зернофуражные — 20%.

В севооборотах изучались три системы удобрений: без удобрений, первая и вторая минеральные. Дозы удобрений в первой минеральной системе: под кукурузу — N₆₀Р₄₀К₄₀, под зернофуражные — N₄₅Р₃₀К₃₀, под однолетние — N₄₅; во второй минеральной: под кукурузу — N₉₀Р₄₀К₄₀, под однолетние — N₆₀, под зернофуражные — N₆₀Р₃₀К₃₀.

Площадь учётной делянки — 52 м², повторность трёхкратная. Почва опытного участка серая лесная тяжелосуглинистая с содержанием в 0–20 см слое 4,7–5,1% гумуса, Р₂О₅ и К₂О по Кирсанову — соответственно 160 и 92 мг/кг почвы, рН_сол — 4,7–4,9, сумма поглощённых оснований — 24,0 мг-экв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями — 75%. Учёт урожая клевера проводили в фазе цветения (15–20 июля), горохо-овсяной смеси — в фазе образования бобов в первом-втором ярусах, кукурузы — 25–30 августа. Учёт урожая зерновых проводился комбайном «Сампо-500», кормовых — вручную, скашиванием косой делянок площадью 25 м² в каждой повторности.

В период учётов урожайности отбирали образцы зелёной массы на содержание сухого вещества (по три бюкса с каждой повторности). Отмечали высоту растений, фазы развития.

Математическая и статистическая обработка полученных данных проводилась методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

Химические анализы проводились в агрохимической лаборатории НИИСХ по общепринятым методикам.

Метеорологические условия в годы исследований были контрастными. По сумме выпавших осадков 2016 год был более влажным и тёплым по сравнению с остальными, однако все годы характеризовались недостатком осадков в июне и первой половине июля. В 2016 году максимум осадков был в августе, а в 2017 году — в июле.

Результаты исследований. Полученные по результатам законченной ротации севооборотов данные (табл. 1) показали, что соотношение разных кормовых культур, степень насыщенности ими севооборотов, а также системы удобрений оказывают существенное влияние на продуктивность кормовых севооборотов.

В севооборотах без использования многолетних трав даже при внесении рекомендуемых доз удобрений под культуры не удаётся достичь нормального содержания переваримого протеина. В Иркутской области на сегодняшний день содержание переваримого протеина в 1 корм. ед. составляет всего 75–95 г вместо 105–110 г по норме (Кашеваров, Вязовский, 2010).

Насыщение плодосменных кормовых севооборотов многолетними травами (клевером) до 20% даже при внесении удобрений не приводит к получению необходимой нормы обеспеченности протеином. И только насыщение клевером до 40% с внесением удобрений позволяет добиться желаемой обеспеченности переваримым протеином (103,4–107,4 г в 1 корм. ед.).

Расчёт экономической эффективности изучаемых кормовых севооборотов показал (табл. 2): как без применения, так и с применением минеральных удобрений насыщение севооборотов клевером луговым значительно повышает производство кормов. Особенно эффективен вариант с насыщением клевером до 40%. Вместе с тем следует отметить, что применение удобрений даже в умеренных дозах увеличивает затраты во всех севооборотах на 40–45% и снижает их рентабельность на 60–80%, что обусловлено высокой стоимостью минеральных удобрений.

Полученные данные по полной ротации разных кормовых севооборотов свидетельствуют о том, что в почвенно-климатических условиях лесостепной зоны Иркутской области на серых лесных почвах без применения минеральных удобрений добиться нормального содержания переваримого протеина будет весьма проблематичным.

1. Продуктивность кормовых севооборотов (в среднем за 2013–2017 гг.)

Примечание: НСР₀₅ частных различий: 2013 г. — 0,31; 2014 г. — 0,12; 2015 г. — 0,22; 2016 г. — 0,22; 2017 г. — 0,3 т/га корм. ед.

2. Экономическая эффективность севооборотов (в среднем за 2013–2017 гг.)

Заключение. На серых лесных почвах в лесостепи Иркутской области внедрение пятипольного кормового севооборота с чередованием культур ячмень + клевер – горох + овёс + клевер (на зелёную массу) – клевер – кукуруза с системой удобрений: N₆₀Р₃₀К₄₀ — под зерновые, N₉₀Р₄₀К₄₀ — под кукурузу, N₆₀ — под однолетние травы и клевер — обеспечивает до 3,2 т/га корм. ед., нормативное содержание переваримого протеина (105–110 г) в 1 корм. ед. и высокий экономический эффект.

Литература

1. Благовещенский Г. В. Ресурсосберегающие системы производства кормов / Г. В. Благовещенский // Кормопроизводство. — 1968. — № 1. — С.14–16.

2. Гренда С. Г. Ресурсосберегающая система кормопроизводства Иркутской области в условиях недостатка влаги: рекомендации / С. Г. Гренда. — Иркутск, 2012. — 22 с.

3. Продуктивность и качество корма из сортов и селекционных номеров клевера лугового / З. А. Зырянова, С. В. Кирюхин, Е. И. Степанова, И. С. Теплухина // Земледелие. — 2014. — № 4. — С.11–14.

4. Иванов Ю. Д. Кормовые севообороты в Нечернозёмной зоне / Ю. Д. Иванов. — М: Россельхозиздат, 1987. — 180 с.

5. Каипов Я. З. Почвоулучшающее и продуктивное значение кормовых севооборотов в степной зоне Южного Урала / Я. З. Каипов // Кормопроизводство. — 2014. — № 12. — С.19–23.

6. Кашеваров Н. И. Проблема белка в кормопроизводстве Западной Сибири, пути её решения / Н. И. Кашеваров, В. А. Вязовский // Достижения науки и техники АПК. — 2010. — № 11. — С.42–45.

7. Мишустнин Е. Н. Биологический азот как источник белка и удобрений / Е. Н. Мишустин // Известия АН СССР. — 1975. — № 5. — С.165–178.

8. Новосёлов М. Ю. Современные подходы в селекции клевера лугового для кормопроизводства России / М. Ю. Новосёлов., Л. В. Дробышева // Земледелие. — 2014. — № 2. — С.43–46.

9. Шатилов И. С. Баланс элементов минерального питания в севообороте на суглинистой дерново-подзолистой почве / И. С. Шатилов. — М.: Агропромиздат, 1980. — 51 с.

10. Шпаков А. С. Эффективность специализированных кормовых севооборотов в Центральном районе Нечернозёмной зоны / А. С. Шпаков // Теоретические основы построения и освоения кормовых севооборотов: сб. науч. тр. — М: Колос, 1987. — С.31–40.

11. Яковлев В. В. Теоретическое обоснование адаптивной интенсификации полевого кормопроизводства Западной Сибири: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук: 06.01.01. — Барнаул, 2001. — 36 с.

Efficiency of crop rotations with different proportions of red clover, silage and grain forage crops in the forest-steppe of the Irkutsk region

Boyarkin E. V.^1,2

Solodun V. I.^1,2

Matais L. N.²

Glushkova O. A.²

¹Irkutsk State Agrarian University n. a. A. A. Ezhevskiy

664038, Russia, the Irkutsk region, Irkutskiy rayon, poselok Molodezhnyy

²Irkutsk Research Institute of Agriculture

664511, Russia, the Irkutsk region, Irkutskiy rayon, selo Pivovarikha (village), Dachnaya str., 14

E-mail: boyarkinevgenii@mail.ru

Field forage production of the Irkutsk region provides Animal Husbandry with up to 80% of all the fodder. Most forage crops are integrated into field crop rotations where they perform as effective preceding crops and grow after grain or grain forage plants in late autumn. Multiple investigations proved that efficient system of fodder production in field can only be maintained as by-farm crop rotations. Such rotations enable growing wide number of various crops as optimal mixtures under preferable conditions. Incorporating more perennial legume grasses into crop rotations increases quantity and quality of feed as well as improves soil fertility due to symbiotic ability of nitrogen fixation. The paper reports on three five-field crop rotations that took place on grey forest soil. Proportion of red clover, silage and grain forage crops varied among the rotations. It was revealed that rotation of barley + clover – pea + oats + clover (for green mass production) – clover – maize (for ensiling) provided up to 3.2 t feed units ha^-1, standard content of digestible protein (105–110 g) in 1 feed unit and high values of economic efficacy. Grain forage crops were fertilized by N₆₀P₃₀K₃₀, maize — by N₉₀P₄₀K₄₀, annual grasses and clover — by N₆₀.

Keywords: crop rotation, productivity, feed unit, clover, digestible protein.

References

1. Blagoveshchenskiy G. V. Resursosberegayushchie sistemy proizvodstva kormov / G. V. Blagoveshchenskiy // Kormoproizvodstvo. — 1968. — No. 1. — P.14–16.

2. Grenda S. G. Resursosberegayushchaya sistema kormoproizvodstva Irkutskoy oblasti v usloviyakh nedostatka vlagi: rekomendatsii / S. G. Grenda. — Irkutsk, 2012. — 22 p.

3. Produktivnost i kachestvo korma iz sortov i selektsionnykh nomerov klevera lugovogo / Z. A. Zyryanova, S. V. Kiryukhin, E. I. Stepanova, I. S. Teplukhina // Zemledelie. — 2014. — No. 4. — P.11–14.

4. Ivanov Yu. D. Kormovye sevooboroty v Nechernozemnoy zone / Yu. D. Ivanov. — Moscow: Rosselkhozizdat, 1987. — 180 p.

5. Kaipov Ya. Z. Pochvouluchshayushchee i produktivnoe znachenie kormovykh sevooborotov v stepnoy zone Yuzhnogo Urala / Ya. Z. Kaipov // Kormoproizvodstvo. — 2014. — No. 12. — P.19–23.

6. Kashevarov N. I. Problema belka v kormoproizvodstve Zapadnoy Sibiri, puti ee resheniya / N. I. Kashevarov, V. A. Vyazovskiy // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. — 2010. — No. 11. — P.42–45.

7. Mishustnin E. N. Biologicheskiy azot kak istochnik belka i udobreniy / E. N. Mishustin // Izvestiya AN SSSR. — 1975. — No. 5. — P.165–178.

8. Novoselov M. Yu. Sovremennye podkhody v selektsii klevera lugovogo dlya kormoproizvodstva Rossii / M. Yu. Novoselov., L. V. Drobysheva // Zemledelie. — 2014. — No. 2. — P.43–46.

9. Shatilov I. S. Balans elementov mineralnogo pitaniya v sevooborote na suglinistoy dernovo-podzolistoy pochve / I. S. Shatilov. — Moscow: Agropromizdat, 1980. — 51 p.

10. Shpakov A. S. Effektivnost spetsializirovannykh kormovykh sevooborotov v Tsentralnom rayone Nechernozemnoy zony / A. S. Shpakov // Teoreticheskie osnovy postroeniya i osvoeniya kormovykh sevooborotov: sb. nauch. tr. — Moscow: Kolos, 1987. — P.31–40.

11. Yakovlev V. V. Teoreticheskoe obosnovanie adaptivnoy intensifikatsii polevogo kormoproizvodstva Zapadnoy Sibiri: avtoref. dis. … d-ra s.-kh. nauk: 06.01.01. — Barnaul, 2001. — 36 p.