Продуктивность кормовых севооборотов кукурузы и её совместных посевов с бобами в лесостепной зоне Западной Сибири

УДК 631.582:631.584.5:631.15

Продуктивность кормовых севооборотов кукурузы и её совместных посевов с бобами в лесостепной зоне Западной Сибири

Галеев Р. Ф., кандидат сельскохозяйственных наук

Шашкова О. Н., кандидат сельскохозяйственных наук

ФГБНУ «Сибирский НИИ кормов СФНЦА РАН»

630501, Россия, Новосибирская обл., Новосибирский р-н, пос. Краснообск

E-mail: onklin@mail.ru

Исследования проводили в 2008–2018 годах на опытном поле ФГБНУ «Сибирский НИИ кормов СФНЦА РАН» в Новосибирской области. В статье представлены результаты исследований продуктивности силосных культур кормовых севооборотов: кукурузы в чистом виде и в совместных посевах с кормовыми бобами без и с внесением минеральных удобрений. Установлено, что внесение минеральных удобрений в годы как первой, так и второй ротации увеличивало сбор сухой массы одновидовых посевов кукурузы в 1,4 раза, сбор переваримого протеина — в 1,6 раза. За обе ротации совместный посев кукурузы с кормовыми бобами снизил сбор сухой массы в вариантах без внесения удобрений на 12–13%, на фоне минерального питания — на 6–8%, при этом сбор переваримого протеина увеличился в 1,5–1,7 раза. Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином в кормовом сырье кукурузы за вторую ротацию составила 79 и 66 г в вариантах с и без внесения удобрений соответственно. В совместных посевах данный параметр достигал 104–108 г, что соответствовало зоотехнической норме. Совместный посев кукурузы с кормовыми бобами вызвал более значительные изменения химического состава кормового сырья по сравнению с одновидовыми посевами кукурузы: содержание протеина увеличилось с 6,60 до 10,96–11,08% (в 1,6 раза), кормовых единиц — с 0,86 до 0,92–0,91, обменной энергии — с 10,3 до 10,6 МДж/га, золы — с 4,26 до 5,30%, при этом содержание клетчатки снизилось с 26,13 до 24,47–24,70%. Возделывание кукурузы с кормовыми бобами позволило получить равномерное перемешивание кормовой массы культур при приготовлении силоса и сбалансированность корма по протеину без внесения минеральных удобрений.

Ключевые слова: кормовой севооборот, силосные культуры, кукуруза, кормовые бобы, минеральные удобрения, продуктивность, переваримый протеин.

В условиях лесостепной зоны Западной Сибири доля силоса в рационах сельскохозяйственных животных в зимне-стойловый период достигает 40–50%. Основным сырьём для приготовления силоса является кукуруза — высокоурожайная и высокоэнергетическая кормовая культура (Жученко, 1994; Кашеваров, 2004; Бенц, 2001; Агротехнологии производства кормов в Сибири, 2013; Кашеваров, 2017). Однако, несмотря на высокую урожайность, зелёная масса кукурузы плохо сбалансирована по белку. Дефицит белка в кормах препятствует повышению продуктивности животных. Недостаток растительного белка в силосе можно восполнить путём возделывания кукурузы совместно с бобовыми культурами, а также с помощью удобрений. Главное преимущество совместных посевов кукурузы с бобовыми культурами состоит в повышении содержания белка в корме за счёт бобового компонента. При таком подходе обеспечивается равномерное перемешивание кормовой массы кукурузы и бобового компонента, что является важным условием для получения качественного сочного корма. Для выращивания смесей кукурузы на силос наиболее целесообразно использовать неполегающие бобовые культуры (Галеев, 2014; Кашеваров, 2002; Бейч, 2012; Фомин, 2012; Тойгильдин, 2007; Банкрутенко, 2011).

Целью исследований являлось изучение продуктивности силосных культур (кукурузы в чистых и совместных посевах с кормовыми бобами) в агроценозах кормовых севооборотов на выщелоченном чернозёме в лесостепной зоне Западной Сибири.

Методика исследований. Полевые исследования проводились в 2008–2018 годах на опытном поле ФГБНУ «Сибирский НИИ кормов СФНЦА РАН», расположенном в центрально-лесостепном Приобском агроландшафтном районе Новосибирской области. Почва опытного участка — чернозём выщелоченный среднесуглинистый с низким содержанием азота и фосфора и высокой концентрацией калия. В период закладки опыта содержание гумуса в слое почвы (0–20 см) достигало 3,5–5%.

Климат Приобской лесостепи резко континентальный. Для него характерна суровая и продолжительная зима, сравнительно жаркое, сухое короткое лето. Среднегодовое количество осадков составляет 350–400 мм, из них за вегетационный период (май–сентябрь) выпадает 200 мм. Сумма активных температур воздуха выше 10ºС составляет 1800ºС, продолжительность безморозного периода — 120–130 дней. Гидротермический коэффициент находится в пределах 1,0–1,2 (Агроклиматические ресурсы Новосибирской области, 1971).

Агрометеорологические условия в годы проведения исследований значительно различались. Погодные условия оценивали по сумме осадков и гидротермическому коэффициенту (ГТК) за вегетационный период растений.

Так, вегетационные периоды 2009 и 2013 годов были благоприятными по сумме выпавших осадков (207–297 мм), гидротермический коэффициент (ГТК) составил 1,33–1,80. 2012 год был крайне неблагоприятным (сухим и жарким) для роста и развития растений. Сумма выпавших осадков составила 68 мм, или 32% от среднемноголетней нормы, ГТК — 0,40, что привело к угнетению роста растений и сокращению периода вегетации. Осадки, выпавшие в августе, не могли существенно повлиять на урожайность силосных культур. Несмотря на недостаточное количество осадков в период вегетации силосных культур в 2008, 2010 и 2011 годах их выпадение произошло в критические периоды роста и развития растений, что обеспечило высокую урожайность.

Метеорологические условия в годы второй ротации в целом были благоприятными для возделывания силосных культур как по температурному режиму, так и по влагообеспеченности. В 2015, 2017, 2018 годах сумма осадков в период вегетации растений составила 194–244 мм, ГТК — 1,19–1,48. В 2014 и 2016 годах сумма осадков достигала 145–131 мм, ГТК — 0,80–0,87. Низкая влагообеспеченность в эти годы не оказала значительного влияния на урожайность силосных культур. Во все годы исследований, кроме мая 2013 и 2018 годов, среднесуточная температура воздуха в период вегетации растений была на 0,8–2,8ºС выше среднемноголетних значений. Схемы кормовых севооборотов приведены в табл. 1.

1. Схемы кормовых севооборотов

Дозы минеральных удобрений были установлены в ранее проведённых исследованиях. В качестве азотного удобрения использовалась аммиачная селитра, фосфорного — простой суперфосфат.

Силосные культуры высевались сеялкой «Оптима» при ширине междурядий 70 см. Норма высева кукурузы в чистом виде составила 10 всхожих семян/м. Нормы высева кукурузы в совместных посевах с кормовыми бобами — 10 всхожих семян на погонный м и 20 бобов на погонный м соответственно.

Химический состав кормового сырья определяли по методике В. А. Разумова (1982) в пересчёте на абсолютно сухое вещество. Исследования проводились по общепринятым методикам (Рекомендации по проведению опытов с кормовыми севооборотами, 1974; Доспехов, 1979).

В качестве объектов исследования выступали районированные гибрид кукурузы Обский 140 СВ и бобы кормовые Сибирские.

Агротехника в опыте общепринятая для зоны. Общая площадь делянки — 252 м², учётная площадь делянки — 126 м², повторность вариантов трёхкратная. Статистическая обработка результатов исследований проводилась по Б. А. Доспехову (1979) с использованием пакета программ Snedecor (Сорокин, 2004).

Результаты исследований. Полученные данные по продуктивности силосных культур в изучаемых кормовых севооборотах представлены в табл. 2.

Следует отметить, что в годы первой ротации продуктивность культур была значительно ниже, чем в годы второй ротации. Это, скорее всего, связано с погодными условиями, низким содержанием подвижных форм азота и фосфора в почве, а также с влиянием севооборота на плодородие почвы.

В условиях лесостепной зоны Западной Сибири кукуруза очень отзывчива на внесение минеральных удобрений, особенно азотных, так как процессы нитрификации в начальный период роста кукурузы замедлены из-за невысоких температур и недостаточного увлажнения почвы.

2. Продуктивность силосных культур в севооборотах в зависимости от удобрений и подсева кормовых бобов

Примечание: * — достоверно при p < 0,05.

Урожайность кукурузы значительно увеличивалась на фоне внесения удобрений. При подсеве к культуре бобового компонента достоверно возрастал только сбор переваримого протеина.

При внесении удобрений в годы первой ротации урожайность зелёной массы увеличилась на 42% и составила 30,3 т/га, в годы второй ротации — на 34% (60,0 т/га). Включение в агроценоз кормовых бобов привело к снижению урожайности зелёной массы (рис. 1). При возделывании кукурузы с кормовыми бобами на фоне внесения удобрений урожайность зелёной массы в годы первой ротации снижалась по сравнению с контролем на 9%, без внесения удобрений — на 15%, а в годы второй ротации — на 6,3 и 9,6% соответственно. Причём различия между контролем и вариантами с подсевом бобового компонента статистически незначительны.

Рис. 1. Кукуруза в чистом виде (справа) и в смеси с кормовыми бобами (слева)

Внесение минеральных удобрений существенно повышало сбор сухой массы кукурузы — на 40–31%, а выход кормовых единиц — на 36–26%. При совместном посеве кукурузы с кормовыми бобами в годы второй ротации наблюдалось незначительное снижение этих показателей: до 9,50 и 8,29 т/га — в варианте с внесением удобрений и до 7,94 и 8,81 т/га — в варианте без удобрений соответственно.

Было установлено, что на фоне минерального питания происходило достоверное увеличение сбора переваримого протеина кукурузы в 1,6 раза: в годы первой ротации — с 181 до 293 кг/га, второй — с 540 до 863 кг/га.

При возделывании кукурузы совместно с кормовыми бобами сбор переваримого протеина в первую ротацию увеличивался до 297 и 307 кг/га в вариантах без и с внесением удобрений соответственно, а в годы второй ротации — до 832 и 869 кг/га. В годы второй ротации внесение удобрений в одновидовых посевах кукурузы привело к увеличению обеспеченности кормовой единицы переваримым протеином до 79 г. В совместных посевах кукурузы с кормовыми бобами соотношение переваримого протеина и кормовой единицы соответствовало зоотехнической норме — 104–108 г.

Результаты химического анализа кормового сырья представлены в табл. 3. Совместный посев кукурузы с кормовыми бобами вызвал более значительные изменения химического состава кормового сырья по сравнению с одновидовыми посевами кукурузы. Содержание протеина увеличилось с 6,60 до 10,96–11,08% (в 1,6 раза), кормовых единиц — с 0,86 до 0,92–0,91, обменной энергии — с 10,3 до 10,6 МДж/га, золы — с 4,26 до 5,30%. Было отмечено снижение клетчатки с 26,13 до 24,47–24,70%.

Внесение минеральных удобрений в одновидовых посевах кукурузы повышало содержание протеина в кормовой массе по сравнению с контролем. Однако при совместном посеве кукурузы с кормовыми бобами концентрация протеина увеличивалась на 42 и 28% в годы первой и второй ротаций соответственно.

3. Химический состав и питательность кормового сырья силосных культур

Примечание: * — достоверно при p < 0,05.

Заключение. В условиях лесостепной зоны Западной Сибири на выщелоченном чернозёме внесение минеральных удобрений в одновидовых посевах кукурузы достоверно увеличивало сбор зелёной и сухой массы, обменной энергии, переваримого протеина и кормовых единиц. Однако повышение выхода протеина и кормовых единиц не изменило их соотношения, поэтому сбалансированность кормовой единицы по протеину не была достигнута.

Совместные посевы кукурузы и кормовых бобов имели урожайность зелёной и сухой массы, а также кормовых единиц на уровне контроля и достоверно увеличивали сбор переваримого протеина. Включение бобового компонента в агроценоз позволило получить соотношение протеина и кормовых единиц, соответствующее зоотехнической норме. Таким образом, совместное возделывание кукурузы с кормовыми бобами обеспечило равномерное перемешивание кормовой массы этих культур при скашивании и приготовление силоса, сбалансированного по протеину, без внесения минеральных удобрений.

Литература

1. Жученко А. А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства: концепция / А. А. Жученко. — Пущино, 1994. — 147 с.
2. Кукуруза в Сибири / Н. И. Кашеваров, В. С. Ильин, Н. Н. Кашеварова, И. В. Ильин. — Новосибирск, 2004. — 400 с.
3. Бенц В. А. Полевое кормопроизводство в Сибири / В. А. Бенц, Н. И. Кашеваров, Г. А. Демарчук. — Новосибирск, 2001. — 240 с.
4. Агротехнологии производства кормов в Сибири: практическое пособие. — Новосибирск: ГНУ «Сибирский НИИ кормов», 2013. — 246 с.
5. Влияние приёмов ухода на продуктивность кукурузы при возделывании на кормовые цели / Н. И. Кашеваров, А. А. Полищук, В. И. Понамарёва, А. Н. Лебедев // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. — 2017. — № 5. — С.40–45.
6. Галеев Р. Ф. Приёмы интенсификации производства в кормовых севооборотах / Р. Ф. Галеев, О. Н. Шашкова, М. В. Бекасова // Кормопроизводство. — 2014. — № 7. — С.13–16.
7. Выращивание кукурузы в смеси с бобовыми в Западной Сибири / Н. И. Кашеваров, А. А. Полищук, Н. Н. Кашеварова, А. В. Бейч // Кормопроизводство. — 2002. — № 5. — С.16.
8. Бейч А. В. Эффективность возделывания ультрараннеспелых гибридов кукурузы в одновидовых и совместных посевах с бобовыми культурами в условиях Северной лесостепи Западной Сибири: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. — Новосибирск, 2003. — 171 с.
9. Фомин В. Н. Совместные посевы кукурузы с бобовыми культурами в республике Татарстан / В. Н. Фомин, И. Р. Миназов // Достижения науки и техники АПК. — 2012. — № 2. — С.55–56.
10. Тойгильдин А. Л. Бобовые фитоценозы в биологизации севооборотов и накоплении ресурсов растительного белка: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. — Кинель, 2007. — 35 с.
11. Банкрутенко А. В. Агротехнические приёмы возделывания смесей кормовых бобов с мятликовыми культурами на корм в подтаёжной зоне Западной Сибири: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. — Омск, 2011. — 200 с.
12. Агроклиматические ресурсы Новосибирской области. — Л.: Гидрометеоиздат, 1971. — 156 с.
13. Разумов В. А. Массовый анализ кормов / В. А. Разумов. — М.: Колос, 1982. — 176 с.
14. Рекомендации по проведению опытов с кормовыми севооборотами. — М., 1974. — 81 с.
15. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. — М.: Колос, 1979. — 416 с.
16. Сорокин О. Д. Прикладная статистика на компьютере / О. Д. Сорокин. — Краснообск, 2004. — 160 с.

Productivity of maize and its mixtures with legumes in the forest-steppe of Western Siberia

Galeev R. F., PhD Agr. Sc.

Shashkova O. N., PhD Agr. Sc.

Siberian Forage Research Institute of Siberian Federal Research Center of Agricultural Biotechnology of Russian Academy of Science

630501, Russia, the Novosibirsk region, Novosibirskiy rayon, poselok Krasnoobsk (village)

E-mail: onklin@mail.ru

The investigation took place at the Siberian Forage Research Institute in the Novosibirsk region in 2008–2018. This paper reports on productivities of maize and its mixtures with legumes as affected by mineral fertilization. Application of mineral fertilizers increased maize dry matted (DM) yield by 1.4 times, digestible protein content — by 1.6 times. Seeding maize with field beans reduced DM yield of mixture by 12–13% under no fertilization and 6–8% — on the background of mineral nutrition for two rotations. However digestible protein content grew by 1.5–1.7 times. Concentrations of digestible protein amounted to 79 and 66 g per feed unit on the backgrounds of mineral and zero fertilizations, respectively. Crop mixtures provided 104–108 g of protein per feed unit meeting the Standard. Combination of maize and field beans resulted in more significant shifts in forage chemical composition: protein concentration raised from 6.60 to 10.96–11.08% (by 1.6 times), feed units — from 0.86 to 0.92–0.91, exchange energy — from 10.3 to 10.6 MJ ha^-1, ash — from 4.26 to 5.30%. At the same time fiber content dropped from 26.13 to 24.47–24.70%. Growing maize with beans provided uniformly mixed silage mass balanced in protein under no fertilization.

Keywords: forage, crop rotation, silage crop, maize, field bean, mineral fertilizer, productivity, digestible protein.

References

1. Zhuchenko A. A. Strategiya adaptivnoy intensifikatsii selskogo khozyaystva: kontseptsiya / A. A. Zhuchenko. — Pushchino, 1994. — 147 p.

2. Kukuruza v Sibiri / N. I. Kashevarov, V. S. Ilin, N. N. Kashevarova, I. V. Ilin. — Novosibirsk, 2004. — 400 p.

3. Bents V. A. Polevoe kormoproizvodstvo v Sibiri / V. A. Bents, N. I. Kashevarov, G. A. Demarchuk. — Novosibirsk, 2001. — 240 p.

4. Agrotekhnologii proizvodstva kormov v Sibiri: prakticheskoe posobie. — Novosibirsk: GNU “Sibirskiy NII kormov”, 2013. — 246 p.

5. Vliyanie priemov ukhoda na produktivnost kukuruzy pri vozdelyvanii na kormovye tseli / N. I. Kashevarov, A. A. Polishchuk, V. I. Ponamareva, A. N. Lebedev // Sibirskiy vestnik selskokhozyaystvennoy nauki. — 2017. — No. 5. — P.40–45.

6. Galeev R. F. Priemy intensifikatsii proizvodstva v kormovykh sevooborotakh / R. F. Galeev, O. N. Shashkova, M. V. Bekasova // Kormoproizvodstvo. — 2014. — No. 7. — P.13–16.

7. Vyrashchivanie kukuruzy v smesi s bobovymi v Zapadnoy Sibiri / N. I. Kashevarov, A. A. Polishchuk, N. N. Kashevarova, A. V. Beych // Kormoproizvodstvo. — 2002. — No. 5. — P.16.

8. Beych A. V. Effektivnost vozdelyvaniya ultrarannespelykh gibridov kukuruzy v odnovidovykh i sovmestnykh posevakh s bobovymi kulturami v usloviyakh Severnoy lesostepi Zapadnoy Sibiri: avtoref. dis. … kand. s.-kh. nauk. — Novosibirsk, 2003. — 171 p.

9. Fomin V. N. Sovmestnye posevy kukuruzy s bobovymi kulturami v respublike Tatarstan / V. N. Fomin, I. R. Minazov // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. — 2012. — No. 2. — P.55–56.

10. Toygildin A. L. Bobovye fitotsenozy v biologizatsii sevooborotov i nakoplenii resursov rastitelnogo belka: avtoref. dis. … kand. s.-kh. nauk. — Kinel, 2007. — 35 p.

11. Bankrutenko A. V. Agrotekhnicheskie priemy vozdelyvaniya smesey kormovykh bobov s myatlikovymi kulturami na korm v podtaezhnoy zone Zapadnoy Sibiri: avtoref. dis. … kand. s.-kh. nauk. — Omsk, 2011. — 200 p.

12. Agroklimaticheskie resursy Novosibirskoy oblasti. — Leningrad: Gidrometeoizdat, 1971. — 156 p.

13. Razumov V. A. Massovyy analiz kormov / V. A. Razumov. — Moscow: Kolos, 1982. — 176 p.

14. Rekomendatsii po provedeniyu opytov s kormovymi sevooborotami. — Moscow, 1974. — 81 p.

15. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniy) / B. A. Dospekhov. — Moscow: Kolos, 1979. — 416 p.

16. Sorokin O. D. Prikladnaya statistika na kompyutere / O. D. Sorokin. — Krasnoobsk, 2004. — 160 p.