Продуктивность культур севооборота в зависимости от различных технологий

УДК 631.559:531.582:631.5

Продуктивность культур севооборота в зависимости от различных технологий

Сабирова Т. П.^1,2, кандидат сельскохозяйственных наук

Соколов И. М.¹

Ошкина Г. К.¹

Паюта А. А.¹

Богданова А. А.¹, кандидат сельскохозяйственных наук

Щукин С. В.², кандидат сельскохозяйственных наук

Сабиров Р. А.², кандидат сельскохозяйственных наук

¹Ярославский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства – филиал ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса»

150517, Россия, Ярославская обл., п. Михайловский, ул. Ленина, д. 1

²ФГБОУ ВО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия»

150042, Россия, г. Ярославль, Тутаевское ш., д. 58

E-mail: t.sabirova@yarcx.ru

В современном производстве при выращивании полевых культур могут использоваться различные по интенсивности технологии, выбор которых зависит от наличия в хозяйстве необходимых материально-технических ресурсов. В статье изложены результаты полевых исследований по усовершенствованию технологии возделывания вико-овсяной смеси, кукурузы и ячменя в севообороте. При экологической технологии возделывания урожайность зелёной массы кукурузы составила в среднем за 2 года 18,2 т/га, при органической — 36,0 т/га, при биологизированной с внесением навоза и N₃₀Р₃₀К₄₅ — 46,7 т/га, при интенсивной с внесением навоза и N₆₀Р₆₀К₉₀ — 58,8 т/га, при высокоинтенсивной технологии с внесением навоза, N₆₀Р₆₀К₉₀ и гербицида «Диален Супер» — 64,2 т/га. Применение удобрений оказало значительное влияние на урожайность зелёной массы вико-овсяной смеси. Так, наименьшая урожайность, полученная при экологической технологии возделывания, составила в среднем за 2 года 11,9 т/га. При органической технологии вико-овсяная смесь сформировала 14,0 т/га зелёной массы, при биологизированной — 17,0 т/га, при интенсивной технологии — 21,3 т/га. При экологической технологии возделывания урожайность зерна ячменя находилась на уровне 1,79 т/га, а при высокоинтенсивной — 0,3 т/га. При экологической технологии возделывания кукурузы на зелёную массу сбор кормовых единиц составил 3,7 тыс./га, вико-овсяной смеси на зелёную массу — 2,4 тыс./га и зерна ячменя — 1,8 тыс./га, а при высокоинтенсивной технологии — 15,5, 3,6 и 3,2 тыс./га соответственно. При интенсификации технологий возделывания происходит значительное повышение продуктивности кукурузы по сравнению с вико-овсяной смесью и ячменём.

Ключевые слова: кукуруза, ячмень, вико-овсяная смесь, продуктивность, протеин, кормовые единицы, энергия, удобрение.

Кормопроизводство имеет важнейшее значение в сельском хозяйстве, рациональном природопользовании и экологии. В современных условиях АПК при острой нехватке средств и материальных ресурсов обеспечение продовольственной и экологической безопасности должно базироваться на максимальном использовании природно-климатических ресурсов, географических, биологических и экологических факторов (Косолапов, 2016). Обеспечение животных высококачественными кормами, сбалансированными по протеину, должно осуществляться за счёт посевов кормовых культур (Сабирова, 2017). Увеличение производства высококачественных кормов во многом зависит от культур севооборота. Использование вико-овсяной смеси позволяет получать высокий урожай зелёной массы, сухого вещества, сырого протеина (Сабирова, 2017). Ячмень как зерновая культура в большей степени используется на корм скоту. Биохимическая ценность протеина зерновых составляет 64–67%. Высокое содержания крахмала в зерне определяет его первостепенное значение в снабжении животных энергией (Шпаар, 2000). Проблема энергетического питания занимает центральное положение в теории кормления (Головин, 2013).

Одной из наиболее широко возделываемых культур в современном земледелии является кукуруза. Это растение используется как для пищевых, так и для кормовых целей и характеризуется высокой урожайностью (Шпаар, 2002). По потенциальной урожайности, окупаемости затрат и энергетической питательности кукуруза превосходит все кормовые культуры (Зиновьев, 2015). Кукурузный силос, имея высокий уровень переваримости нейтрально-детергентной клетчатки (НДК), высокое содержание обменной энергии и сырого протеина, является одним из самых ценных компонентов при составлении полносмешанного рациона для высокопродуктивных (свыше 10 000 кг молока) животных.

При выращивании полевых культур могут использоваться различные по интенсивности технологии, выбор которых зависит от наличия в хозяйстве необходимых материально-технических ресурсов (Пыхтин, 2012). Современные агротехнологии делятся на экстенсивные, нормальные, интенсивные и высокоинтенсивные. Экстенсивная технология выращивания сельскохозяйственных культур основана на естественном плодородии почв. При интенсивных технологиях применяют минеральные удобрения и химические средства защиты (Байбеков, 2018). Производство экологически безопасных кормов достигается при сокращении доз минеральных удобрений (Оленин, 2016). В последние годы в России проявляется всё больший интерес к органическому земледелию, которое включает высокую долю сидеральных культур в структуре посевных площадей, использование севооборота и промежуточных культур с коротким периодом вегетации, преимущественно со стержневой корневой системой, проникающей глубоко в почву, и отказ от минерального азота (Доброхотова, 2014).

Цель исследования — совершенствование технологии производства кормовых культур в севообороте, обеспечивающее стабильное производство кормов высокого качества с выходом кормовых единиц свыше 7–8 тыс./га.

Методика исследований. Исследования проводили в семипольном кормовом севообороте: однолетние травы с подсевом многолетних трав (люцерна синяя + тимофеевка луговая + овсяница луговая), многолетние травы 3-го года пользования, озимая тритикале, рапс (посев на сидерат поукосно), ячмень, кукуруза. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая с содержанием гумуса 1,87%, Р₂О₅ — 278 мг/кг, К₂О — 128 мг/кг почвы, рН — 5,8. Общая площадь делянки — 120 м², учётная — 100 м². Повторность трёхкратная, размещение вариантов рендомизированное.

В опыте изучались технологии возделывания вико-овсяной смеси, ячменя и кукурузы в севообороте. Варианты опыта включали экологическую, органическую, биологизированную, интенсивную и высокоинтенсивную технологии. Экологическая технология выступала в качестве контроля (без применения удобрений). Органическая технология — применение органических удобрений (навоза, соломы и сидератов: многолетние травы 3-го года пользования, рапс, пожнивно-корневые остатки). Биологизированная технология — применение органических удобрений и половинной нормы минеральных удобрений (N₃₀Р₃₀К₄₅). Интенсивная технология — применение органических и минеральных удобрений (N₆₀Р₆₀К₉₀). Высокоинтенсивная технология — применение органических и минеральных удобрений (N₆₀Р₆₀К₉₀), а также гербицида «Диален Супер» в норме 1–1,5 кг/га.

Предшественником вико-овсяной смеси являлась кукуруза. В севообороте под кукурузу вносили 60 т/га полуперепревшего навоза. Минеральные удобрения вносили под предпосевную культивацию в форме диаммофоски с добавлением аммиачной селитры, хлористого калия.

Объектами исследований являлись сорта вики яровой Ярославская 136, овса — Скакун, ячменя — Нур, кукурузы — Матеус. Исследования проводились согласно методическим рекомендациям ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса». Математическая обработка данных проводилась методом дисперсионного анализа. Содержание питательных веществ в зелёной массе вико-овсяной смеси определяли в химико-аналитической лаборатории Ярославского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства — филиала ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса».

Агрометеорологические условия в годы исследований значительно различались по температуре и количеству выпавших осадков. В 2017 году на протяжении всего вегетационного периода была отмечена повышенная норма выпавших осадков в сравнении с многолетними показателями. Температура воздуха была ниже многолетних данных на 1–2°С. 2018 год был благоприятным для роста и развития растений, погодные условия вегетационного периода были тёплыми, с умеренным выпадением осадков.

Результаты исследований. При оптимальном водно-воздушном режиме почвы кукуруза имела наивысшую урожайность при высокоинтенсивной технологии возделывания (табл. 1). В варианте без внесения удобрений и пестицидов урожайность зелёной массы в среднем за 2 года составила 18,2 т/га. При органической технологии возделывания кукуруза сформировала 36,0 т/га зелёной массы, при биологизированной — 46,7 т/га, при интенсивной — 58,8 т/га и при высокоинтенсивной технологии — 64,2 т/га.

При несущественных различиях по влажности зелёной массы сбор сухого вещества с 1 га увеличивался пропорционально урожайности зелёной массы от 3,9 т/га при экологической технологии возделывания до 14,9 т/га при высокоинтенсивной технологии. Содержание обменной энергии колебалось от 10,8 (органическая технология) до 11,1 МДж/кг сухого вещества (экологическая и высокоинтенсивная технологии).

Выход обменной энергии при использовании высокоинтенсивной технологии составил 168,5 ГДж/га, а сбор кормовых единиц увеличился в 4,2 раза по сравнению с контролем и достиг 15,5 тыс./га. Концентрация сырого протеина в 1 кг сухого вещества находилась на уровне 10,1%. Сбор протеина с 1 га увеличился с 0,25 до 1,48 т соответственно.

Содержание сырого протеина в 1 корм. ед. в зависимости от технологии возделывания варьировалось в пределах 70,0–95,8 г.

1. Продуктивность культур кормового севооборота

Внесение удобрений оказало существенное влияние на урожайность зелёной массы у вико-овсяной смеси. Наименьшая урожайность получена в контроле, составив в среднем за 2 года 11,9 т/га. При органической технологии возделывания вико-овсяная смесь сформировала 14,0 т/га зелёной массы, при биологизированной — 17,0 т/га, при интенсивной — 21,3 т/га. Увеличение сбора сухого вещества с 1 га наблюдалось в вариантах с биологизированной и интенсивной технологиями возделывания. При интенсивной технологии сбор сырого протеина достигал 0,66 т/га. В контроле выход кормовых единиц составил 2,4 тыс./га, тогда как при интенсивной технологии — 3,7 тыс./га. При этом выход обменной энергии достигал 43,6 ГДж/га.

В контрольном варианте урожайность зерна ячменя составила 1,8 т/га. Внесение удобрений обеспечило существенное увеличение урожайности по сравнению с контролем, однако значительного различия между органической и биологической, а также между интенсивной и высокоинтенсивной технологиями не наблюдалось. Изучаемые варианты незначительно отличались по содержанию обменной энергии и сырого протеина в 1 кг сухого вещества зерна ячменя.

Исследуемые культуры по-разному реагировали на интенсификацию технологий возделывания. При высокоинтенсивной технологии урожайность зелёной массы кукурузы увеличилась в 3,5 раза, вико-овсяной смеси — в 1,8 раза, зерна ячменя — в 1,7 раза по сравнению с экологической технологией.

Сборы кормовых единиц, обменной энергии и протеина с единицы площади являются очень ценными показателями в кормовом севообороте. Выход кормовых единиц при высокоинтенсивной технологии увеличился у кукурузы в 4,2 раза и достиг 15,5 тыс./га, у вико-овсяной смеси — в 1,5 раза (3,6 тыс./га), у ячменя — в 1,8 раза (3,2 тыс./га) по сравнению с контролем. Таким образом, выход сухого вещества с 1 га у кукурузы в 4,3 раза больше, чем у вико-овсяной смеси, и в 4,8 раза больше, чем у ячменя. У кукурузы при высокоинтенсивной технологии сбор сырого протеина достигал 1,48 т/га, то есть увеличился в 5,9 раза по сравнению с экологической технологией. У вико-овсяной смеси сбор сырого протеина увеличился в 1,6 раза (0,60 т/га), у ячменя —в 2 раза (0,32 т/га). Выход сырого протеина с 1 га у кукурузы был в 2,5 раза больше, чем у вико-овсяной смеси, и в 4,6 раза больше, чем у ячменя. Значительного влияния технологий возделывания на содержание сырого протеина в 1 корм. ед. не выявлено. Необходимо отметить, что по содержанию сырого протеина в 1 корм. ед. кукуруза уступала ячменю и особенно вико-овсяной смеси (82,1 г против 90,6 и 173,2 г соответственно).

Заключение. При экологической технологии возделывания кукурузы на зелёную массу сбор кормовых единиц составил 3,7 тыс./га, вико-овсяной смеси на зелёную массу — 2,4 тыс./га и ячменя на зерно — 1,8 тыс./га, а при высокоинтенсивной технологии — 15,5, 3,6 и 3,2 тыс./га соответственно. Интенсификация технологии возделывания привела к значительному улучшению продуктивности кукурузы по сравнению с вико-овсяной смесью и ячменём.

Литература

1. Байбеков Р. Ф. Природоподобные технологии — основа стабильного развития земледелия / Р. Ф. Байбеков // Земледелие. — 2018. — № 2. — С.3–6.

2. Нормирование энергии для молочных коров / А. В. Головин, А. С. Аникин, Р. В. Некрасов, Н. Г. Первов // Достижения науки и техники АПК. — 2013. — № 3. — С.18–20.

3. Доброхотова С. А. Эффективность органического земледелия / С. А. Доброхотова, А. И. Анисимов // Сельскохозяйственные вести. — 2014. — № 1 (96). — С.66–69.

4. Зерновые культуры / Под ред. Д. Шпаара. — Минск: ФУ Аинформ, 2000. — 421 с.

5. Зиновьев А. В. Кормовая продуктивность гибридов кукурузы в зависимости от абиотических условий среднего Предуралья / А. В. Зиновьев, С. И. Коконов // Кормопроизводство. — 2015. — № 12. — С.31–34.

6. Кормопроизводство, рациональное природопользование и агроэкология / В. М. Косолоапов, И. А. Трофимов, Г. Н. Бычков, Л. С. Трофимова, Е. П. Яковлева // Кормопроизводство. — 2016. — № 8. — С.3–7.

7. Производство грубых кормов / Под ред. Д. Шпаара. — Торжок: ООО «Вариант», 2002. — Т. 1. — 360 с.

8. Пыхтин И. Г. Продуктивность зерновых культур в зависимости от интенсивности технологий / И. Г. Пыхтин, А. В. Гостев // Земледелие. — 2012. — № 8. — С.21–23.

9. Сабирова Т. П. Влияние соломы в сочетании с минеральными удобрениями при различных системах основной обработки почвы на продуктивность вико-овсяной смеси / Т. П. Сабирова, Р. А. Сабиров // Вестник АПК Верхневолжья. — 2017. — № 2 (38). — С.7–11.

10. Сабирова Т. П. Особенности формирования урожая зелёной массы вико-овсяной смеси в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений / Т. П. Сабирова, Р. А. Сабиров, А. М. Труфанов // Ресурсосберегающие технологии в земледелии: сборник научных трудов II Международной научно-практической конференции (14 декабря 2016 г., г. Ярославль). — Ярославль: Изд-во ФГБОУ ВО «Ярославская ГСХА», 2017. — С.63–68.

11. Оленин О. А. Биологизация технологии возделывания яровой пшеницы и производство экологически безопасного зерна / О. А. Оленин // Земледелие. — 2016. — № 2. — С.8–13.

Crop rotation and productivity as affected by different cultivation technologies

Sabirova T. P.^1,2, PhD Agr. Sc.

Sokolov I. M.¹

Oshkina G. K.¹

Payuta A. A.¹

Bogdanova A. A.¹, PhD Agr. Sc.

Shchukin S. V.², PhD Agr. Sc.

Sabirov R. A.², PhD Agr. Sc.

¹Yaroslavl Research Institute of Animal Husbandry and Forage Production – branch of the Federal Williams Research Center of Fodder Production and Agroecology

150517, Russia, the Yaroslavl region, poselok Mikhaylovskiy (village), Lenina str., 1

²Yaroslavl State Agricultural Academy

150042, Russia, Yaroslavl, Tutaevskoe shosse (highway), 58

E-mail: t.sabirova@yarcx.ru

Various cultivation technologies can be used when growing field crops, depending on the availability of farm materials and equipment. This report presents the results on cultivation of vetch-oats mixture, maize and barley in crop rotation. Ecological cultivation resulted in 18.2 t ha^-1 of maize green mass, organic technology — 36.0 t ha^-1, biologized technology (manure and N₃₀Р₃₀К₄₅ application) — 46.7 t ha^-1, intensive technology (manure + N₆₀Р₆₀К₉₀) — 58.8 t ha^-1, high-intensive technology (manure + N₆₀Р₆₀К₉₀ + “Dialen Super” herbicide) — 64.2 t ha^-1. Fertilization influenced significantly green mass yield of vetch-oats mixture. Vetch-oats mixture produced the least yield of 11.9 t ha^-1 under ecological cultivation. When cultivating organically it formed 14.0 t ha^-1 of green mass. Under biologized cultivation its yield made up 17.0 t ha^-1 while under the intensive one — 21.3 t ha^-1. Ecological technology led to the barley grain yield of 1.79 t ha^-1, high-intensive cultivation — 0.3 t ha^-1. Under ecological cultivation maize produced 3.7 thousand ha^-1 of feed units, vetch-oats mixture — 2.4 thousand ha^-1 and barley — 1.8 thousand ha^-1 while under intensive technology values of feed units amounted to 15.5, 3.6 and 3.2 thousand ha^-1, respectively. Intensification of cultivation technique increased significantly maize productivity compared to vetch-oats mixture and barley.

Keywords: maize, barley, vetch-oats mixture, productivity, protein, feed unit, energy, fertilizer.

References

1. Baybekov R. F. Prirodopodobnye tekhnologii — osnova stabilnogo razvitiya zemledeliya / R. F. Baybekov // Zemledelie. — 2018. — No. 2. — P.3–6.

2. Normirovanie energii dlya molochnykh korov / A. V. Golovin, A. S. Anikin, R. V. Nekrasov, N. G. Pervov // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. — 2013. — No. 3. — P.18–20.

3. Dobrokhotova S. A. Effektivnost organicheskogo zemledeliya / S. A. Dobrokhotova, A. I. Anisimov // Selskokhozyaystvennye vesti. — 2014. — No. 1 (96). — P.66–69.

4. Zernovye kultury / Pod red. D. Shpaara. — Minsk: FU Ainform, 2000. — 421 p.

5. Zinovev A. V. Kormovaya produktivnost gibridov kukuruzy v zavisimosti ot abioticheskikh usloviy srednego Preduralya / A. V. Zinovev, S. I. Kokonov // Kormoproizvodstvo. — 2015. — No. 12. — P.31–34.

6. Kormoproizvodstvo, ratsionalnoe prirodopolzovanie i agroekologiya / V. M. Kosoloapov, I. A. Trofimov, G. N. Bychkov, L. S. Trofimova, E. P. Yakovleva // Kormoproizvodstvo. — 2016. — No. 8. — P.3–7.

7. Proizvodstvo grubykh kormov / Pod red. D. Shpaara. — Torzhok: OOO “Variant”, 2002. — Vol. 1. — 360 p.

8. Pykhtin I. G. Produktivnost zernovykh kultur v zavisimosti ot intensivnosti tekhnologiy / I. G. Pykhtin, A. V. Gostev // Zemledelie. — 2012. — No. 8. — P.21–23.

9. Sabirova T. P. Vliyanie solomy v sochetanii s mineralnymi udobreniyami pri razlichnykh sistemakh osnovnoy obrabotki pochvy na produktivnost viko-ovsyanoy smesi / T. P. Sabirova, R. A. Sabirov // Vestnik APK Verkhnevolzhya. — 2017. — No. 2 (38). — P.7–11.

10. Sabirova T. P. Osobennosti formirovaniya urozhaya zelenoy massy viko-ovsyanoy smesi v zavisimosti ot sposobov osnovnoy obrabotki pochvy i udobreniy / T. P. Sabirova, R. A. Sabirov, A. M. Trufanov // Resursosberegayushchie tekhnologii v zemledelii: sbornik nauchnykh trudov II Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (14 dekabrya 2016 g., g. Yaroslavl). — Yaroslavl: Izd-vo FGBOU VO “Yaroslavskaya GSKhA”, 2017. — P.63–68.

11. Olenin O. A. Biologizatsiya tekhnologii vozdelyvaniya yarovoy pshenitsy i proizvodstvo ekologicheski bezopasnogo zerna / O. A. Olenin // Zemledelie. — 2016. — No. 2. — P.8–13.