Улучшение травостоя вейниковой залежи подсевом в дернину козлятника восточного

УДК 633.02.031

Улучшение травостоя вейниковой залежи подсевом в дернину козлятника восточного

Лазарев Н. Н., доктор сельскохозяйственных наук

Бойцова А. Ю.

Куренкова Е. М., кандидат сельскохозяйственных наук

Кухаренкова О. В., кандидат сельскохозяйственных наук

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

127434, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49

Email: lazarevnick2012@gmail.com

Исследования выполнены в 2017–2022 годах на территории бывшего СПК «Химки» в Московской области. Цель исследований — определить эффективность различных способов и сроков подсева козлятника восточного в травостой вейниковой залежи. Подсев многолетних бобовых трав в травостои залежей и пашни, временно выбывшей из оборота, может быть направлен как на улучшение кормовой ценности луговых травостоев, так и на консервацию земель. Двухфакторный полевой опыт заложен в 2017 году на восьмилетней залежи, в травостое которой доминировал вейник наземный. Для подсева был использован козлятник восточный (Galega orientalis Lam.). Была изучена эффективность трёх способов подсева (разбросного, бороздкового и разбросного с заделкой семян боронованием) и двух сроков подсева (весеннего и летнего). Козлятник был подсеян в дернину вейниковой залежи нескарифицированными семенами в норме 16 кг/га. Полевая всхожесть семян козлятника была низкой — 6,5–11,7%. Подсеянные растения козлятника очень медленно развивались в травостое вейника наземного и только на третий год достигли фазы цветения при доле козлятника в урожае 28–66%. В последующие годы корневищный козлятник активно размножался и увеличил своё участие в ботаническом составе фитоценоза до 82–96%. Доминирование козлятника восточного обеспечило повышение урожайности улучшенных травостоев в 2,1–2,2 раза — с 2,06–2,11 до 4,43–4,58 т/га сухой массы. Варианты с различными способами и сроками подсева существенно не различались по урожайности, что в значительной степени обусловлено благоприятными условиями атмосферного увлажнения, способствовавшими укоренению подсеянных растений даже при разбросном подсеве.

Ключевые слова: козлятник восточный, вейниковая залежь, сроки и способы подсева в дернину, ботанический состав, урожайность.

Для получения травяных кормов используются не только сеяные и естественные кормовые угодья, но и травостои залежных земель. В ботаническом составе молодых залежей нередко доминирующими видами являются такие корневищные травы, как вейник наземный и пырей ползучий (Elytrigia repens (L.) Nevski), а также различные виды разнотравья (Лазарев и др., 2014). Они уступают по урожайности и качеству получаемого корма сеяным травостоям. Улучшить природные травостои залежных земель можно коренным или поверхностным способами. Коренное улучшение предусматривает проведение нового посева трав, что требует значительных затрат на обработку почвы и семена. Мероприятия поверхностного улучшения проводятся на существующем травостое, и наиболее действенными способами из них являются подсев трав в дернину и внесение удобрений. Внесение удобрений, в первую очередь азотных, усиливает кущение злаковых трав, что способствует увеличению густоты травостоев и их урожайности (Зотов, Сабитов, 2005). Обогащения ботанического состава травостоев ценными видами растений можно достичь путём подсева трав в дернину (Носов, 1998; Лазарев, 2011; Guretzky et al., 2004; Kohoutek et al., 2013). Однако на приживаемость подсеянных трав отрицательное влияние оказывает конкуренция со старым травостоем, большая заражённость вредителями и болезнями, недостаточная глубина заделки семян в почву. Ослабить конкуренцию со старым травостоем позволяет частая дефолиация трав, изреживание их механической обработкой или ингибирование гербицидами (Лазарев и др., 2014; Granatstein et аl., 2013). Использование специальных сеялок для подсева в дернину или сеялок прямого посева позволяет заделать семена на оптимальную глубину (Khatiwada et al., 2021).

Доля бобовых трав в составе луговых ценозов мала или они отсутствуют совсем, поэтому наиболее благоприятное влияние на урожайность и качество кормов оказывает обогащение улучшаемых травостоев бобовыми травами. На травяных угодьях наиболее часто рекомендуется подсевать клевер луговой (Trifolium pratense L.), люцерну посевную (Medicago sativa L.), клевер ползучий (Trifolium repens L.) и лядвенец рогатый (Lotus corniculatus L.) (Taylor, Allinson, 1983; Kohoutek et al., 2013; Sturite, Lunnan, 2017). Клевер луговой лучше приживается при подсеве, чем другие бобовые травы, но его долголетие ограничено 2–3 годами. Люцерна приживается хуже, поскольку она медленнее развивается в первый год жизни и довольно требовательна к почвенному плодородию (Лазарев, 2011).

Наиболее долголетним бобовым видом является козлятник восточный, он находит всё более широкое использование в травосеянии нашей страны. Медленный рост и развитие козлятника нередко приводят к формированию в год посева сильно засорённых травостоев. Однако козлятник восточный обладает способностью активно размножаться корневищами, и к 3–4-му годам жизни густота травостоев обычно достигает оптимальных параметров (Данилов, 2011; Лазарев и др., 2019). Подсев семян козлятника восточного в природные травостои залежных земель может решить задачи не только увеличения их продуктивности, но и повышения плодородия почв за счёт активной симбиотической азотфиксации. Козлятник фиксирует 140–240 кг/га азота в год, а его потенциальная азотфиксация может достигать 510 кг/га (Завалин и др., 2016). Подсев долголетних бобовых трав может также эффективно использоваться для консервирования пашни, временно выбывшей из оборота. Однако имеются сведения, что козлятник может распространяться в естественных ценозах и является инвазионным растением (Виноградова и др., 2014).

Оптимальным сроком подсева считается ранневесенний, когда отмечается наибольший запас влаги в почве. Факторами, снижающими полевую всхожесть в этот период, являются сильная конкуренция с улучшаемым травостоем за счёт быстрого роста трав и невысокие температуры, замедляющими рост всходов подсеянных трав. При летнем подсеве после укоса отрастающие травы менее конкурентоспособны, а температура более высокая, что создаёт предпосылки для хорошего укоренения подсеянных трав, однако в летний период может наблюдаться резкий дефицит влаги в почве, ограничивающий полевую всхожесть и способный вызвать гибель всходов.

Методика исследований. Исследования выполнены в 2017–2022 годах на территории бывшего СПК «Химки» в Московской области. Цель исследований — определить эффективность различных способов и сроков подсева козлятника восточного в травостой вейниковой залежи. Двухфакторный полевой опыт заложен в 2017 году на восьмилетней залежи, в травостое которой доминировал вейник наземный. При двух сроках подсева (весенний подсев 8 мая и после 1-го укоса, 25 июня) изучали четыре варианта: 1 — контроль без подсева; 2 — разбросной подсев; 3 — разбросной подсев с заделкой семян боронованием; 4 — бороздковый подсев. При бороздковом подсеве семена высевали в клиновидные бороздки глубиной 2–2,5 см с междурядьями 35 см. Норма высева козлятника составляла 16 кг/га всхожих семян. Перед подсевом путём боронования была удалена старика и проведена инокуляция семян почвой, взятой с участка, где выращивается козлятник.

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая, среднеобеспеченная подвижным фосфором и обменным калием, рН_KCl — 5,5. Площадь опытной делянки — 10 м², повторность четырёхкратная. Ежегодно травостои скашивали по два раза за сезон.

Результаты исследований. Несмотря на благоприятные условия увлажнения в 2017 году, через 30 дней после весеннего подсева наблюдалось небольшое количество всходов: 17 всходов на 1 м² — в варианте с разбросным подсевом, 20 — в варианте с заделкой семян боронованием и 24 всхода на 1 м² — в варианте с бороздковым подсевом. При летнем подсеве число всходов составляло соответственно 15, 22 и 27 шт./м², что соответствует всего 6,5–11,7% от количества высеянных всхожих семян. В весенний период появлялись всходы (4–6 шт./м²) из твердокаменных семян, на долю которых приходилось 22%. В год проведения улучшения травостоев и на следующий год подсев не оказал влияния на урожайность, поскольку козлятник восточный очень медленно развивался. В 2017 и 2018 годах его высота не превышала соответственно 7–10 и 24–29 см. Лишь в 2019 году козлятник 1-го укоса достаточно хорошо развился и сформировал высокие побеги — от 94 до 101 см (табл. 1). В последующие 3 года его высота варьировалась в диапазоне 114–158 см. Во втором укосе интенсивность роста козлятника была значительно ниже, и в 2019–2021 годах его линейный рост не превышал 51–70 см, а в засушливом 2022 году снизился до 33–35 см.

1. Высота побегов козлятника восточного в улучшенных травостоях (числитель — в 1-м укосе, знаменатель — во 2-м укосе), см

Формируя высокие и толстые побеги, козлятник, в отличие от других видов бобовых трав, даёт хорошие урожаи при меньшей плотности травостоев. Травостои люцерны, например, должны иметь не менее 400 побегов на 1 м², в то время как для козлятника достаточной будет плотность 100 побегов на 1 м². На 3-й год проведения эксперимента густота козлятника еще была невысокой: в 1-м укосе — 28–37 побегов и во 2-м — 50–54 побега на 1 м² (табл. 2). На следующий год она возросла и в первом укосе составляла от 67 до 101 побега. В последующие 2 года она сохранялась на уровне 67–78 побегов на 1 м².

Во втором укосе побегообразовательная способность козлятника восточного значительно снижалась даже в благоприятных условиях увлажнения в период формирования урожая и не превышала 29–54 побега. Общая густота вместе с другими компонентами травостоя составляла 240–320 побегов на 1 м², а в контрольном варианте, где преобладал вейник наземный, тонколистные злаки и разнотравье, она достигала 390–460 побегов.

1. Количество побегов козлятника восточного в составе улучшенного травостоя (числитель — в 1-м укосе, знаменатель — во 2-м укосе), шт./м²

При медленном развитии козлятника восточного в первые 2 года после подсева ботанический состав практически не изменился. Лишь в 2019 году доля козлятника в первом укосе достигла 28–37% (табл. 3). Через 5 лет после подсева козлятник восточный стал абсолютным доминантом в растительном сообществе. В 2022 году его участие в ботаническом составе травостоев составляло от 82 до 90% в первом укосе и от 89 до 96% — во втором. Доля вейника снизилась до 2–10% по сравнению с 56–62% в контрольном варианте. При подсеве в вейниковую залежь козлятник восточный оказался более конкурентоспособным, чем малоценный в кормовом отношении вейник наземный, несмотря на то что оба вида имеют корневищный характер побегообразования. На относительно бедной почве козлятник имел конкурентное преимущество за счёт обеспечения растений симбиотическим азотом. Своим быстрым и мощным ростом в весенний период козлятник подавлял рост других компонентов травостоев, в частности вейника наземного, высота которого не превышала 87–92 см.

1. Доля козлятника восточного в ботаническом составе улучшенных травостоев (числитель — в 1-м укосе, знаменатель — во 2-м укосе), %

Имеются сведения, что одно растение козлятника в естественных ценозах может сформировать клон площадью 25 м² (Виноградова и др., 2014). В наших исследованиях двуукосный режим скашивания снижал интенсивность роста корневищ козлятника, и даже на шестой год он полностью отсутствовал на делянках контрольного варианта.

Подсев оказал влияние на урожайность травостоев только на третий год после проведения этого мероприятия. В 2019 году урожайность травостоев по сравнению с контрольным вариантом возросла в 1,5–1,8 раза (табл. 4). Способы заделки семян в почву не оказали существенного влияния на урожай — он изменялся от 2,65 до 2,89 т/га сухой массы. Несмотря на то что изначально при разбросном подсеве отмечалась худшая укореняемость подсеянных трав, корневищный козлятник компенсировал недостаток растений интенсивностью побегообразования.

1. Урожайность травостоев, т/га сухой массы (2019–2022 гг.)

Благоприятные условия увлажнения в 2020 году способствовали увеличению урожайности улучшенных травостоев до 5,99–6,41 т/га, то есть в 2,2–2,4 раза по сравнению с предыдущим годом, причём наибольший сбор корма отмечался в первом укосе, что коррелирует с густотой травостоев и высотой растений. Эти показатели были значительно более высокими при первом скашивании. Следует отметить, что обильные атмосферные осадки способствовали повышению урожайности не только улучшенных травостоев, но и контрольного варианта, в котором подсев не проводили. Сбор сухого вещества увеличился в 1,9 раза.

При повышенных температурах воздуха и недостатке атмосферных осадков в июне и июле 2021 года урожайность снизилась по сравнению с предыдущим годом в 1,7 раза.

Ещё более засушливые условия сложились в вегетационный период 2022 года, когда с начала июня до середины сентября выпало всего 120 мм атмосферных осадков (44% от нормы). В этих условиях урожайность второго укоса была низкой — всего 0,34–0,44 т/га сухого вещества. Благодаря быстрому росту и развитию в весенний период, улучшенный травостой успел сформировать в первом укосе хороший урожай — 4,83–5,07 т/га. В среднем за период исследований подсев козлятника в дернину обеспечил повышение урожайности по сравнению с неулучшенным травостоем в 2,1–2,2 раза. Варианты с различными сроками и способами подсева существенно не различались по урожайности.

Заключение. При благоприятных условиях атмосферного увлажнения подсев козлятника восточного оказался эффективным мероприятием. Козлятник восточный медленно развивался при подсеве в дернину вейниковой залежи, его доля в ботаническом составе травостоев только на третий год после подсева достигла 28–66%, на шестой год она возросла до 82–96%. Урожайность улучшенных травостоев в среднем за 4 года увеличилась с 2,06–2,11 до 4,43–4,58 т/га сухой массы, то есть возросла в 2,1–2,2 раза по сравнению с неулучшенным травостоем.

Литература

1. Виноградова Ю. К. Инвазионные виды растений семейства бобовых: люпин, галега, робиния, аморфа, карагана / Ю. К. Виноградова, А. Г. Куклина, Е. В Ткачёва. — М.: АБФ, 2014. — 304 с.
2. Данилов К. П. Козлятник восточный / К. П. Данилов. — Чебоксары: ЧГСХА, 2011. — 203 с.
3. Завалин А. А. Потоки азота в агроэкосистеме: от идей Д. Н. Прянишникова до наших дней / А. А. Завалин, О. А. Соколов. — М.: ВНИИА, 2016. — 591 с.
4. Зотов А. А. Улучшение и использование сенокосов и пастбищ / А. А. Зотов, Г. А. Сабитов. — М.: Аверс-Пресс, 2005. — 700 с.
5. Лазарев Н. Н. Улучшение старосеяного луга подсевом в дернину клевера лугового и люцерны изменчивой / Н. Н. Лазарев // Кормопроизводство. — 2011. — № 4. — С.18–20.
6. Продуктивность козлятника восточного в зависимости от способа посева и длительности использования травостоев / Н. Н. Лазарев, А. И. Головня, Н. И. Разумейко, Е. М. Куренкова // Кормопроизводство. — 2019. — № 3. — С.28–33.
7. Лазарев Н. Н. Эффективность различных способов обработки почвы и гербицидов при создании сеяных лугов на залежных землях / Н. Н. Лазарев, А. А. Шибуков, Ф. В. Зубков // Кормопроизводство. — 2014. — № 1. — С.17–19.
8. Носов Н. М. Внедрение бобовых в долголетний пастбищный травостой при минимальной обработке дернины / Н. М. Носов // Бобовые культуры в современном сельском хозяйстве. — Новгород, 1998. — С.104.
9. Pasture renovation and grazing management impacts on cool-season grass pastures / G. J. Cuomo, D. G. Johnson, F. Forcella, M. V. Rudstrom et al. // Journal of Production Agriculture. — 1999. — Vol. 12 (4). — P.564–569.
10. Granatstein D. Direct seeding legumes into orchard alleys for nitrogen production // D. Granatstein, E. Kirby, J. Davenport // Acta Horticulturae. — 2013. — Is. 1001. — Р.329–334.
11. Emergence and Survival of Legumes Seeded into Pastures Varying in Landscape Position / J. A. Guretzky, K. J. Moore, A. D. Knapp, C. E. Brummer // Crop Sciеnce. — 2004. — Vol. 44. — P.227–233.
12. Pasture rejuvenation using sainfoin and cicer milkvetch in western Canada / B. Khatiwada, S. Acharya, F. Larney, N. Lupwayi et al. // Agronomy journal. — 2021. — Vol. 113. — No. 1. — P.26–41.
13. Direct sowing of red clover and inter-genus hybrids-field emergence and weight of sown plants / A. Kohoutek, P. Komárek, V. Odstrсilová, P. Nerušil et al. // Proceedings of the 17th Symposium of the European Grassland Federation Akureyri, Iceland 23–26 June. — 2013. — Р.228–230.
14. Sturite I. Persistence and establishment of red clover plants in extensive managed grassland in Norway / I. Sturite, Т. Lunnan // Proceedings of the 19th Symposium of the European Grassland Federation Alghero, Italy 7–10 May. — 2017. — Р.425–427.
15. Taylor R. Legume Establishment in Grass Sods Using Minimum‐Tillage Seeding Techniques without Herbicide / R. Taylor, D. Allinson // Agronomy Journal. — 1983. — Vol. 75. — Is. 2. — P.167–172.

Improvement of reedgrass meadow by overseeding with eastern goat’s rue

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

Boytsova A. Yu.

Kurenkova E. M., PhD Agr. Sc.

Kukharenkova O. V., PhD Agr. Sc.

Russian Timiryazev State Agrarian University

127434, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 49

Email: lazarevnick2012@gmail.com

This investigation took place in the Moscow region in 2017–2022. The aim was to test the effectiveness of various cultivation techniques and seeding times of eastern goat’s rue planted over reedgrass meadow. Improving the quality of poor lands by seeding perennial legumes is an effective technique that has a potential to increase forage value of crop swards and protect the area from degradation. Two-factorial experiment started in 2017 to improve the quality of eight-year-old reedgrass meadow by introduction of eastern goat’s rue (Galega orientalis Lam.) into the land ecosystem. Three seeding techniques (surface planting, furrow sowing and surface seeding with harrowing) and two seeding times (spring and summer) were tested. Seeding rate of eastern goat’s rue was 16 kg ha^-1 of non-scarified seeds. Germination rate of eastern goat’s rue was low — 6.5–11.7%. The crop developed rather slowly and reached the flowering stage only in the third year when eastern goat’s rue proportion amounted to 28–66% in a plant mass. After that eastern goat’s rue effectively propagated and increased its ratio up to 82–96% in the meadow ecosystem. Such a prevalence of eastern goat’s rue improved sward productivity by 2.1–2.2 times — from 2.06–2.11 to 4.43–4.58 t ha^-1 of dry mass. Different seeding techniques and times had no significant impact on plant productivity since optimal humidity positively affected eastern goat’s rue growth even under surface sowing.

Keywords: eastern goat’s rue, reedgrass meadow, overseeding time and methods, botanical composition, productivity.

References

1. Vinogradova Yu. K. Invazionnye vidy rasteniy semeystva bobovykh: lyupin, galega, robiniya, amorfa, karagana / Yu. K. Vinogradova, A. G. Kuklina, E. V Tkacheva. — Moscow: ABF, 2014. — 304 p.
2. Danilov K. P. Kozlyatnik vostochnyy / K. P. Danilov. — Cheboksary: ChGSKhA, 2011. — 203 p.
3. Zavalin A. A. Potoki azota v agroekosisteme: ot idey D. N. Pryanishnikova do nashikh dney / A. A. Zavalin, O. A. Sokolov. — Moscow: VNIIA, 2016. — 591 p.
4. Zotov A. A. Uluchshenie i ispolzovanie senokosov i pastbishch / A. A. Zotov, G. A. Sabitov. — Moscow: Avers-Press, 2005. — 700 p.
5. Lazarev N. N. Uluchshenie staroseyanogo luga podsevom v derninu klevera lugovogo i lyutserny izmenchivoy / N. N. Lazarev // Kormoproizvodstvo. — 2011. — No. 4. — P.18–20.
6. Produktivnost kozlyatnika vostochnogo v zavisimosti ot sposoba poseva i dlitelnosti ispolzovaniya travostoev / N. N. Lazarev, A. I. Golovnya, N. I. Razumeyko, E. M. Kurenkova // Kormoproizvodstvo. — 2019. — No. 3. — P.28–33.
7. Lazarev N. N. Effektivnost razlichnykh sposobov obrabotki pochvy i gerbitsidov pri sozdanii seyanykh lugov na zalezhnykh zemlyakh / N. N. Lazarev, A. A. Shibukov, F. V. Zubkov // Kormoproizvodstvo. — 2014. — No. 1. — P.17–19.
8. Nosov N. M. Vnedrenie bobovykh v dolgoletniy pastbishchnyy travostoy pri minimalnoy obrabotke derniny / N. M. Nosov // Bobovye kultury v sovremennom selskom khozyaystve. — Novgorod, 1998. — P.104.
9. Pasture renovation and grazing management impacts on cool-season grass pastures / G. J. Cuomo, D. G. Johnson, F. Forcella, M. V. Rudstrom et al. // Journal of Production Agriculture. — 1999. — Vol. 12 (4). — P.564–569.
10. Granatstein D. Direct seeding legumes into orchard alleys for nitrogen production // D. Granatstein, E. Kirby, J. Davenport // Acta Horticulturae. — 2013. — Is. 1001. — Р.329–334.
11. Emergence and Survival of Legumes Seeded into Pastures Varying in Landscape Position / J. A. Guretzky, K. J. Moore, A. D. Knapp, C. E. Brummer // Crop Sciеnce. — 2004. — Vol. 44. — P.227–233.
12. Pasture rejuvenation using sainfoin and cicer milkvetch in western Canada / B. Khatiwada, S. Acharya, F. Larney, N. Lupwayi et al. // Agronomy journal. — 2021. — Vol. 113. — No. 1. — P.26–41.
13. Direct sowing of red clover and inter-genus hybrids-field emergence and weight of sown plants / A. Kohoutek, P. Komárek, V. Odstrсilová, P. Nerušil et al. // Proceedings of the 17th Symposium of the European Grassland Federation Akureyri, Iceland 23–26 June. — 2013. — Р.228–230.
14. Sturite I. Persistence and establishment of red clover plants in extensive managed grassland in Norway / I. Sturite, Т. Lunnan // Proceedings of the 19th Symposium of the European Grassland Federation Alghero, Italy 7–10 May. — 2017. — Р.425–427.
15. Taylor R. Legume Establishment in Grass Sods Using Minimum‐Tillage Seeding Techniques without Herbicide / R. Taylor, D. Allinson // Agronomy Journal. — 1983. — Vol. 75. — Is. 2. — P.167–172.