Создание высокопродуктивных злаковых травостоев в условиях Забайкальского края

УДК 633.13:631.52

Создание высокопродуктивных злаковых травостоев в условиях Забайкальского края

Андреева О. Т., кандидат сельскохозяйственных наук

Пилипенко Н. Г., кандидат сельскохозяйственных наук

Сидорова Л. П.

Харченко Н. Ю.

Научно-исследовательский институт ветеринарии Восточной Сибири –филиал Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН

672039, Россия, Забайкальский край, г. Чита, ул. Кирова, д. 49

E-mail: frau.Olgaa2015@yandex.ru

Исследования проведены в 2016–2018 годах на полях Научно-исследовательского института ветеринарии Восточной Сибири – филиала СФНЦА РАН, расположенных в Ингодинско-Читинской лесостепи Забайкалья. Эффективность и стабилизация кормовой базы Забайкальского края в настоящее время во многом определяется организацией адаптивного кормопроизводства на основе формирования продуктивных агроценозов путём подбора культур и сортов, создания одно- и поливидовых посевов, обеспечивающих стабильный по годам и экономически выгодный урожай. Цель исследований — создать высокопродуктивные злаковые травостои и оценить их по питательной ценности, продуктивности и адаптивности в условиях Забайкальского края. Представлены результаты полевых и лабораторных исследований по возделыванию злаковых многолетних трав местной селекции в одновидовых и бинарных посевах. Исследования выполнены на лугово-чернозёмной мучнисто-карбонатной почве. Дана оценка по адаптивности к условиям выращивания и хозяйственной ценности злаковых травостоев костреца безостого Кенонский и пырейника сибирского Гуран. Установлено, что одновидовые посевы костреца безостого Кенонский превосходили посевы пырейника сибирского Гуран по зелёной массе на 1,9 т/га, сену — на 0,6 т/га, сбору кормовых единиц — на 0,36 т/га, переваримого протеина — на 38,0 кг/га. Установлена возможность повышения продуктивности и питательной ценности одновидовых посевов многолетних злаковых культур костреца безостого Кенонский и пырейника сибирского Гуран путём использования их в бинарных посевах. Бинарные посевы обеспечили урожайность зелёной массы 22,6 т/га, сена — 6,00 т/га, сухого вещества — 4,68 т/га, кормовых единиц — 515 кг/га с обеспеченностью 1 корм. ед. переваримым протеином 110 г. По продуктивности и питательной ценности бинарные посевы превосходили одновидовые по зелёной массе в 1,1–1,2 раза, сбору переваримого протеина — в 1,3–1,4 раза.

Ключевые слова: многолетние травы, Забайкальский край, одновидовые посевы, бинарные посевы, продуктивность, питательность, адаптивность.

В развитии сельского хозяйства Забайкальского края одной из приоритетных задач является увеличение поголовья и продуктивности животноводства. Это, в свою очередь, требует увеличения производства высокоэнергетических кормов до 3–3,4 млн т корм. ед. (Шашкова, Андреева, Цыганова, 2015). В настоящее время животноводство ведётся в условиях хронического дефицита кормов и низкого их качества. На одну условную голову заготавливают не более 1,4–1,5 т корм. ед. при зоотехнической норме 3,0–3,5 т, что ведёт к недоиспользованию генетического потенциала животных на 30–50%, увеличению неэффективных затрат кормовых ресурсов на 25–30% и удорожанию продукции на 30–40%. Основным источником кормов в регионе являются природные кормовые угодья, продуктивность которых низкая: сенокосов — 0,36–0,5 т/га, пастбищной массы — 0,1–0,2 т/га (Андреева, Темникова, 2003; Климова, 2007; Бенц, Кашеваров, Демарчук, 2001; Кулешов, Костенко, Бехтин и др., 2007).

Эффективность и стабилизация кормовой базы Забайкальского края в настоящее время во многом определяется организацией адаптивного кормопроизводства на основе формирования продуктивных агроценозов путём подбора культур и сортов, создания одно- и поливидовых посевов, обеспечивающих стабильный по годам и экономически выгодный урожай. Современное кормопроизводство должно развиваться по единой системе, состоящей из полевого и лугового кормопроизводства, эффективных технологий заготовки, хранения и использования кормов. Одним из основных путей укрепления кормовой базы животноводства является травосеяние.

В условиях сильно расчленённого рельефа, резкого дефицита влаги весной и в первой половине лета особая роль в кормопроизводстве края отводится многолетним травам и расширению их площадей. Значение многолетних кормовых растений многостороннее: они являются источником качественных, сбалансированных по протеину кормов (сена, силоса, сенажа), пригодны для коренного улучшения естественных кормовых угодий, создания сенокосов и пастбищ на пашне, при этом в процессе жизни травостоев (5–7 и более лет) накапливают значительное количество органического вещества в виде корней и пожнивных остатков, поднимают через корневую систему из подпахотных горизонтов почвы соли кальция, магния и железа, участвующие в почвообразовательных процессах. В силу хорошо развитой корневой системы многолетние травы осуществляют противоэрозионную функцию, являются средообразующими растениями, способными поддерживать экологическое равновесие окружающей среды, стабилизировать агроландшафты и гидрологический режим местности. Значимость многолетних трав в АПК края определяется не только их высокой продуктивностью на пашне, но и тем, что их широкое распространение существенно снижает обострившиеся проблемы энерго- и ресурсосбережения, поскольку основные затраты (на вспашку, посев, приобретение семян) делаются один раз в 5–7 и более лет. В процессе пользования травостоями, начиная со 2-го года жизни трав, затраты незначительны и слагаются в основном из затрат на уборочные работы (Писарева, 2008).

Ценными мятликовыми культурами для травосеяния являются кострец безостый Кенонский и пырейник сибирский Гуран.

Кострец безостый (Brompsis imermis Zeyss), многолетний корневищный верховой злак озимо-ярового типа развития, является одним из лучших и широко используемых в травосеянии видов. Высота растений в фазе цветения на 2-й год жизни достигает 120–150 см. Травостой его состоит из генеративных, удлинённых и укороченных вегетативных побегов. Побеги хорошо облиственные. Период от начала отрастания до первого укоса составляет 50–60 дней. Кострец безостый — нетребовательная к условиям выращивания культура. Возделывают его во всех земледельческих зонах края. Это растение пастбищного и сенокосного типа использования. Приспособляемость к почвам даёт ему возможность занимать огромные территории от Крайнего Севера до почти границ субтропических стран. Он резко выделяется из всех злаков массой своей корневой системы, что позволяет ему улучшать структуру и плодородие почвы. Отличается продуктивным долголетием — в травостое сохраняется 6–8 лет и более (Шашкова, Цыганова, Андреева, 2012). Кострец безостый — высокоурожайная культура. В производственных опытах ЗабНИИСХ урожайность зелёной массы костреца безостого достигала на богаре 20 т/га, при орошении — 36,8 т/га, люцерно-кострецовой смеси на богаре — 34,6 т/га. Зелёная масса костреца безостого характеризуется высокими кормовыми качествами (в 1 кг сухого вещества содержится: 140 г переваримого протеина, 0,83 корм. ед., нормированное количество серы, марганца, меди, молибдена) (Климова, 2001; Кашеваров, Осипов, Щукис, 2013).

Высоким потенциалом кормовой продуктивности характеризуется многолетний рыхлокустовой злак сенокосного типа пырейник сибирский Гуран. Вегетационный период от начала отрастания весной до укоса — 70–73 дня, до созревания семян — 93–94 дня. Сорт зимостойкий, засухоустойчивый, хорошо отрастает весной. Хорошо удаётся на разных типах почв, в разных природно-климатических зонах края. Урожайность сена — 3,8–5,1 т/га, содержание протеина — 12,8% (Шашкова, Цыганова, Андреева, 2012).

Развитие кормопроизводства на основе многолетних трав в Забайкальском крае должно стать стратегическим направлением в увеличении продуктивности животных (Андреева, Темникова, 2003; Шашкова, Андреева, Цыганова, 2015).

Цель исследований — создать высокопродуктивные злаковые травостои и оценить по питательной ценности, продуктивности и адаптивности в условиях Забайкальского края.

Методика исследований. Исследования проведены в 2016–2018 годах на полях Научно-исследовательского института ветеринарии Восточной Сибири – филиала Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН, расположенных в Ингодинско-Читинской лесостепи Забайкалья.

Климат зоны резко континентальный с малоснежной холодной зимой, жарким летом и недостатком атмосферных осадков. Продолжительность безморозного периода — 90–110 дней. Сумма положительных температур выше 10⁰С составляет 1500–1800⁰С. Годовая сумма осадков — 330–380 мм, основное их количество (85–90%) выпадает в тёплый период, максимальное — в июле-августе, минимальное — в мае-июне (Андреева, Цыганова, Климова, 1988). В годы исследований погодные условия в период вегетации различались. Вегетационный период (апрель-сентябрь) 2016 года был характерным для лесостепной зоны Забайкалья, выпало 194,7 мм осадков при средней многолетней норме 276 мм. Среднемесячная температура воздуха за этот период составила 11,4⁰С при средней многолетней норме 11,2⁰С. Гидротермический коэффициент (ГТК) вегетационного периода составил 0,7. Распределение осадков по месяцам вегетационных периодов было неравномерным, в отдельные периоды наблюдалась высокая температура воздуха и почвы. Вегетационные периоды 2017, 2018 годов отличались повышенной влагообеспеченностью. Всего за апрель-сентябрь выпало 317,6 и 363,1 мм осадков соответственно годам. Отклонение от среднемноголетнего показателя (276,0 мм) составило 41,6 и 87,1 мм, или 15,1 и 31,5%. Среднесуточная температура воздуха в среднем за вегетационные периоды превышала норму на 3,4–4,2^оС.

Сложившиеся погодные условия периода вегетации в годы исследований позволили растениям изучаемых культур реализовать максимальный продуктивный потенциал и сформировать достаточно высокий (18,6–22,6 т/га) урожай зелёной массы, что указывает на их адаптивность к экстремальным условиям Забайкальского края.

Почва опытного участка лугово-чернозёмная мучнисто-карбонатная, по гранулометрическому составу — лёгкий суглинок. Реакция почвенного раствора пахотного горизонта слабокислая, подпахотного — нейтральная. Содержание органического вещества в слое 0–20 см — 3,67%, общего азота — 0,31%, подвижного фосфора — низкое (36 мг), обменного калия — среднее (73 мг на 1 кг почвы).

Площадь посевной делянки — 100 м², учётной — 25 м², расположение делянок систематическое, форма прямоугольная, повторность четырёхкратная.

Агротехника возделывания многолетних трав общепринятая в зоне, рекомендованная зональными системами земледелия для лесостепной зоны Забайкальского края. Минеральные удобрения внесли под предпосевную культивацию в норме N₆₀Р₆₀К₆₀. Для посева в 2016 году использовали семена многолетних злаковых трав местной селекции: пырейника сибирского Гуран, костреца безостого Кенонский. Посев многолетних трав провели в оптимальные рекомендуемые сроки (II декада июня), рядовым способом, сеялкой СН–16. Норма высева семян: пырейника сибирского — 5,5–6,0, костреца безостого — 4,5 млн всхожих семян на гектар. Норма высева в двухкомпонентных смесях — 70–80% от полной нормы, глубина заделки семян — 2–3 см. Для равномерного высева семена при посеве смешивали с гранулированным просеянным суперфосфатом (из расчёта 1:3).

Объекты исследований — районированные сорта кострец безостый Кенонский, пырейник сибирский Гуран.

В исследованиях использовали апробированные методики: «Методику полевых опытов с кормовыми культурами (1983), «Методику полевого опыта» (1985), «Опытное дело в полеводстве» (1982), «Методику государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985), «Методические указания по селекции многолетних трав (1985).

Данные учётов урожая статистически обработаны методом дисперсионного анализа по Р. А. Фишеру в изложении Б. А. Доспехова (1985). Анализ растительных образцов осуществляли в агрохимической лаборатории института по общепринятым методикам (1968). Для расчёта кормовых единиц и переваримого протеина пользовались методикой П. Д. Пшеничного (1961), коэффициенты переваримости брали по справочнику М. Ф. Томмэ (1959).

Результаты исследований. В результате исследований выявлено, что благоприятные условия (почвенное увлажнение, питательный режим, теплообеспеченность) положительно сказались на прохождении физиологических процессов в растениях и способствовали хорошему их развитию и формированию урожайности в агроценозах многолетних трав.

Большое значение для формирования урожайности многолетних трав имеет густота стеблестоя растений. Наблюдениями за динамикой этого показателя во 2-й год жизни травостоя установлено, что он существенно меняется в зависимости от вида. Так, во 2-й год жизни трав при первом и втором укосах наибольшее количество стеблей отмечено у костреца безостого (309–499 шт./м²). Меньшее количество стеблей (100–299 шт./м²) независимо от укосов имел пырейник сибирский (табл. 1).

В целом за годы исследований в зависимости от укосов длина стеблей костреца безостого варьировалась от 68 до 98 см, пырейника сибирского — от 43 до 73 см, в смешанных посевах — соответственно от 66 до 95 и от 41 до 70 см. Наиболее облиственными как при основном укосе, так и при отаве были растения костреца безостого.

1. Элементы структуры урожая многолетних трав за 2 года использования

Наблюдениями за ростом и развитием изучаемых культур установлено, что наиболее интенсивно развивались растения костреца безостого (табл. 1).

Следует отметить, что в травосмесях растения были более облиственными (на 2–6%), но несколько ниже (на 2–3 см).

Облиственность растений многолетних трав варьировалась при основном укосе от 48 до 56% и при втором укосе — от 50 до 58%. При этом растения второго укоса у всех изучаемых культур более облиственные.

Выявлена положительная корреляционная зависимость (r = 0,94–0,97) между урожайностью зелёной массы и количеством побегов 1-го и 2-го укосов; урожайностью зелёной массы и высотой растений 1-го и 2-го укосов (r = 0,37–0,41).

Производство высококачественного сена в Забайкалье — задача сложная, поскольку качество сена может резко меняться от сложившихся погодных условий, адаптации растений к абиотическим факторам, а также от приёмов его получения. Продуктивность и качество корма многолетних трав приведены в табл. 2.

2. Продуктивность и качество корма многолетних трав за 2 года использования

Примечание: соотношение компонентов в смешанных посевах составляло: кострец безостый — 60%, пырейник сибирский — 40%.

С учётом особенностей климатических условий, сложившихся в лесостепной зоне Забайкальского края, выделена продуктивная бинарная травосмесь: кострец безостый + пырейник сибирский, формирующая 22,6 т/га зелёной массы, 7,02 т/га сена, 6,00 т/га сухого вещества, 4,68 т/га корм. ед., 515 кг/га переваримого протеина, с обеспеченностью 1 корм. ед. переваримым протеином 110 г. Выделенная травосмесь превышала одновидовые посевы по сену в 1,1–1,2 раза, сухому веществу — в 1,1 раза, кормовым единицам — в 1,2–1,4 раза, валовой энергии — в 1,1–1,3 раза.

Заключение. Проведённые исследования показали, что в Забайкальском крае в решении проблемы производства высококачественных грубых кормов значимая роль принадлежит созданию и расширению одновидовых и бинарных посевов злаковых травостоев многолетних трав местной селекции, адаптивных к агроэкологическим условиям региона. Одновидовые посевы костреца безостого Кенонский превосходили посевы пырейника сибирского Гуран по зелёной массе на 1,9 т/га, сену — на 0,6 т/га, сбору кормовых единиц — на 0,36 т/га, переваримому протеину — на 38,0 кг/га. Бинарные злаковые травостои костреца безостого с пырейником сибирским по отношению к одновидовым посевам увеличили урожайность зелёной массы на 9,3–17,7%, сена — на 8,8–17,4%, кормовых единиц — на 18,8–26,5%, переваримого протеина — на 22,0–29,0% при обеспеченности 1 корм. ед. переваримым протеином 110 г и содержании в 1 кг сухого вещества 9,8 МДж обменной энергии.

Литература

1. Андреева О. Т. Зональные системы земледелия Читинской области: монография / О. Т. Андреева, Г. П. Цыганова, Э. В. Климова. — Чита: Областное книжное издательство, 1988. — 182 с.

2. Андреева О. Т. Кормопроизводство и кормоприготовление / О. Т. Андреева, Г. П. Темникова // Концепция развития АПК Читинской области до 2010 г. — Новосибирск–Чита, 2003. — С.83–85.

3. Бенц В. А. Полевое кормопроизводство в Сибири: монография / В. А. Бенц, Н. И. Кашеваров, Г. А. Демарчук. — Новосибирск: Издательство СО РАСХН, 2011. — 240 с.

4. Дмитриченко А. Д. Кормление сельскохозяйственных животных / А. Д. Дмитриченко, П. Д. Пшеничный. — М.: Сельхозгиз, 1961. — 149 с.

5. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — М., 1985. — 351 с.

6. Инструкция для зональных агрохимических лабораторий по анализу кормов и растений, 1968. — 56 с.

7. Кашеваров Н. И. Создание синтетического сорта костреца безостого Сибирский 7 / Н. И. Кашеваров, Г. М. Осипова, Е. Р. Щукис // Сибирский вестник. — 2013. — № 1. — С.36–41.

8. Климова Э. В. Полевые культуры Забайкалья: монография / Э. В. Климова. — Чита: Поиск, 2001. — 392 с.

9. Создание многолетних злаковых трав для различных экологических условий Центральной России / Г. Ф. Кулешов, С. И. Костенко, Н. С. Бехтин и др. // Кормопроизводство: проблемы и пути решения: сборник трудов ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. — М.: Лобня, 2007. — С.294–301.

10. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. — М.: Колос, 1985. — 267 с.

11. Методические указания по селекции многолетних трав. — М., 1985.

12. Опытное дело в полеводстве. — М.: Россельхозиздат, 1982. — 190 с.

13. Писарева З. С. Резервы кормопроизводства АПК Читинской области / З. С. Писарева // Племенное животноводство Сибири и Дальнего Востока: состояние, проблемы, перспективы. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. — С.96–99.

14. Томмэ М. Ф. Корма СССР: состав и питательность / М. Ф. Томмэ. — М.: Колос, 1959. — 447 с.

15. Шашкова Г. Г. Возделывание сельскохозяйственных культур в Забайкальском крае: монография / Г. Г. Шашкова, Г. П. Цыганова, О. Т. Андреева. — Чита: Экспресс-издательство, 2012. — С.240–241.

16. Шашкова Г. Г. Агротехнологии производства и качество кормов в Забайкальском крае: монография / Г. Г. Шашкова, О. Т. Андреева, Г. П. Цыганова. — Чита: Читинская городская типография, 2015. —390 с.

Cultivating high-productive swards of gramineous in Trans-Baikal

Andreeva O. T., PhD Agr. Sc.

Pilipenko N. G., PhD Agr. Sc.

Sidorova L. P.

Kharchenko N. Yu.

East-Siberian Research Institute of Veterinary Medicine – branch of the Siberian Federal Research Center of Agrobiotechnology of the Russian Academy of Science

672039, Russia, the Trans-Baikal Territory, Chita, Kirova str., 49

E-mail: frau.Olgaa2015@yandex.ru

The investigation was carried out in the forest-steppe of Trans-Baikal in 2016–2018. To optimize forage resources of Trans-Baikal it is necessary to select high-productive crops and varieties to be cultivated both as monocultures and grass mixtures. The aim of this research was to develop gramineous swards producing high yield and analyze their nutritional value, performance and stress-resistance. Local genotypes of perennial gramineous were planted as monocultures and binary mixtures and further tested in field and laboratory. The soil was meadow calcareous chernozem. Smooth brome and Siberian wild rye performed as objects of this study. The monoculture of smooth brome “Kenonskiy” exceeded the one of wild rye “Guran” in green mass by 1.9 t ha^-1, hay — by 0.6 t ha^-1, feed units — by 0.36 t ha^-1, digestible protein — by 38.0 kg ha^-1. Growing “Kenonskiy” and “Guran” as binary mixtures increased their productivity and nutritional value. Binary mixtures produced 22.6 t ha^-1 of green mass, 6.00 t ha^-1 of hay, 4.68 t ha^-1 of dry matter, 515 kg ha^-1 of feed units, and 110 g of protein per 1 feed unit. Binary mixtures exceeded monocultures in green mass by 1.1–1.2 times, digestible protein — by 1.3–1.4 times.

Keywords: perennial grass, Trans-Baikal, monoculture, binary mixture, productivity, nutritional value, stress-resistance.

References

1. Andreeva O. T. Zonalnye sistemy zemledeliya Chitinskoy oblasti: monografiya / O. T. Andreeva, G. P. Tsyganova, E. V. Klimova. — Chita: Oblastnoe knizhnoe izdatelstvo, 1988. — 182 p.

2. Andreeva O. T. Kormoproizvodstvo i kormoprigotovlenie / O. T. Andreeva, G. P. Temnikova // Kontseptsiya razvitiya APK Chitinskoy oblasti do 2010 g. — Novosibirsk–Chita, 2003. — P.83–85.

3. Bents V. A. Polevoe kormoproizvodstvo v Sibiri: monografiya / V. A. Bents, N. I. Kashevarov, G. A. Demarchuk. — Novosibirsk: Izdatelstvo SO RASKhN, 2011. — 240 p.

4. Dmitrichenko A. D. Kormlenie selskokhozyaystvennykh zhivotnykh / A. D. Dmitrichenko, P. D. Pshenichnyy. — Moscow: Selkhozgiz, 1961. — 149 p.

5. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta / B. A. Dospekhov. — Moscow, 1985. — 351 p.

6. Instruktsiya dlya zonalnykh agrokhimicheskikh laboratoriy po analizu kormov i rasteniy, 1968. — 56 p.

7. Kashevarov N. I. Sozdanie sinteticheskogo sorta kostretsa bezostogo Sibirskiy 7 / N. I. Kashevarov, G. M. Osipova, E. R. Shchukis // Sibirskiy vestnik. — 2013. — No. 1. — P.36–41.

8. Klimova E. V. Polevye kultury Zabaykalya: monografiya / E. V. Klimova. — Chita: Poisk, 2001. — 392 p.

9. Sozdanie mnogoletnikh zlakovykh trav dlya razlichnykh ekologicheskikh usloviy Tsentralnoy Rossii / G. F. Kuleshov, S. I. Kostenko, N. S. Bekhtin et al. // Kormoproizvodstvo: problemy i puti resheniya: sbornik trudov VNII kormov im. V. R. Wilyamsa. — Moscow: Lobnya, 2007. — P.294–301.

10. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya selskokhozyaystvennykh kultur. — Moscow: Kolos, 1985. — 267 p.

11. Metodicheskie ukazaniya po selektsii mnogoletnikh trav. — Moscow, 1985.

12. Opytnoe delo v polevodstve. — Moscow: Rosselkhozizdat, 1982. — 190 p.

13. Pisareva Z. S. Rezervy kormoproizvodstva APK Chitinskoy oblasti / Z. S. Pisareva // Plemennoe zhivotnovodstvo Sibiri i Dalnego Vostoka: sostoyanie, problemy, perspektivy. — Moscow: FGNU “Rosinformagrotekh”, 2008. — P.96–99.

14. Tomme M. F. Korma SSSR: sostav i pitatelnost / M. F. Tomme. — Moscow: Kolos, 1959. — 447 p.

15. Shashkova G. G. Vozdelyvanie selskokhozyaystvennykh kultur v Zabaykalskom krae: monografiya / G. G. Shashkova, G. P. Tsyganova, O. T. Andreeva. — Chita: Ekspress-izdatelstvo, 2012. — P.240–241.

16. Shashkova G. G. Agrotekhnologii proizvodstva i kachestvo kormov v Zabaykalskom krae: monografiya / G. G. Shashkova, O. T. Andreeva, G. P. Tsyganova. — Chita: Chitinskaya gorodskaya tipografiya, 2015. —390 p.