Совершенствование технологии возделывания кормовых культур как основы устойчивого развития кормопроизводства в Ярославской области

УДК 631.5:633.2/.4.003(470.316)

Совершенствование технологии возделывания кормовых культур как основы устойчивого развития кормопроизводства в Ярославской области

Коновалов А. В., кандидат сельскохозяйственных наук

Сабирова Т. П., кандидат сельскохозяйственных наук

Ильина А. В., кандидат сельскохозяйственных наук

Лобанова А. А.

Тихонов А. В., кандидат биологических наук

Ярославский НИИЖК — филиал ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса»

150517, Россия, Ярославская обл., Ярославский р-н, п. Михайловский, ул. Ленина, д. 1

E-mail: annabilina@yandex.ru

Исследование проводилось в период с 2019 по 2021 год на опытном поле Ярославского НИИЖК – филиала ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» в многолетнем стационарном опыте. В семипольном кормовом севообороте (однолетние травы (викоовсяная смесь) с подсевом многолетних трав, 3 года многолетние травы (люцерна + тимофеевка луговая + овсяница луговая), зерновые культуры на зелёную массу + поукосно яровой рапс на сидерат, ячмень, кукуруза) изучались технологии возделывания полевых культур: экстенсивная (без удобрений), органическая, биологизированная, интенсивная, высокоинтенсивная. Исследуемые технологии предусматривали различные сочетания удобрений: без удобрений, органические удобрения и органические совместно с различными нормами минеральных удобрений. Основная цель исследований — разработать зернотравяной севооборот, обеспечивающий производство кормов с высокой энергетической и протеиновой ценностью. При использовании технологий с совместным применением органических и минеральных удобрений наблюдался повышенный сбор сухого вещества, кормовых единиц, сырого протеина и обменной энергии с 1 га посевов. Однако максимальные значения показателей отмечались при разных технологиях возделывания. При интенсивной технологии возделывания был отмечен максимальный сбор сухого вещества, составивший 7,39 т/га. Наибольшие значения по сбору обменной энергии (52,7 ГДж/га), кормовых единиц (6,4 тыс. корм. ед./га) и сырого протеина (1,3 т/га) были отмечены при высокоинтенсивной технологии возделывания. При этом полученная в ходе опыта продукция характеризовалась хорошими показателями качества. В среднем по севообороту содержание сырого протеина варьировалось в пределах от 11,7 до 13,6%, сырой клетчатки — от 22,5 до 23,2%, сырого жира — от 2,3 до 2,6%, безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) — от 53,9 до 56,1%.

Ключевые слова: севооборот, технологии возделывания, кормовые культуры, продуктивность, качество урожая, органические удобрения, минеральные удобрения, Ярославская область.

Ярославский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства – филиал ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» — единственный в Ярославской области научный институт, который выполняет функции разработчика региональных системообразующих проектов, позволяющих увязать в единую систему земледелие, растениеводство, животноводство, экологию, рациональное природопользование и охрану окружающей среды.

Ярославский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства создан в 1969 году на базе Всесоюзной станции животноводства и Ярославской государственной сельскохозяйственной опытной станции.

Основными направлениями исследовательской программы института являются оптимизация кормления высокопродуктивных животных (составление рационов) и совершенствование технологий кормления в аспекте профилактики заболеваний животных и получения от них качественной продукции, безопасной для человека; разработка и внедрение перспективных кормовых средств и добавок; разработка системы мониторинга гидробионтов водоёмов на основе оценки их рыбоводно-биологических и морфофизиологических показателей для эффективного использования природного генофонда ценных промысловых видов рыб; разработка теоретических и практических рекомендаций по совершенствованию элементов экономического механизма сельскохозяйственного производства; генетический анализ генов молочной, мясной, шёрстной продуктивности и генов фертильности крупного рогатого скота и овец, а также скрининг летальных генов у племенных животных; генетический контроль достоверности происхождения сельскохозяйственных животных; определение породо- и видоспецифичности животных; селекционно-племенная работа; селекционный контроль качества молока; изучение и использование опыта производства кормов в передовых хозяйствах области для кормления молочного скота с целью формирования базы данных; подбор сортового и видового состава кормовых культур для обоснования структуры посевных площадей согласно хозяйственным планам заготовки кормов; создание зерно-травяных, зерно-травяно-пропашных и других севооборотов для хозяйств в различных почвенно-климатических условиях области; обоснование систем кормопроизводства для различных по интенсивности хозяйств: с круглогодовым обеспечением заготовленными кормами, использующих зелёный конвейер и (или) сеяные и природные сенокосы и пастбища; разработка улучшенных технологий производства травянистых кормов в кормовом севообороте при сохранении и повышении плодородия почвы.

Продуктовая безопасность государства неразрывно связана с развитием собственного аграрного сектора. Для Ярославской области, как и для Северо-Западного региона в целом, основной отраслью сельского хозяйства является животноводство. Устойчивое развитие высокопродуктивного животноводства молочного и мясного направления напрямую связано с формированием кормовой базы, а снижение издержек на транспортировку — с локализацией производства в регионе. Объём и ассортимент кормов, производимых в регионе, должен удовлетворять не только существующие, но и перспективные потребности отросли. Одним из важнейших компонентов кормового обеспечения являются севообороты. Несмотря на достаточно обширную историю, исследования в данном направлении актуальны и на современном этапе развития (Калининский, 2006; Сабитов, и др., 2017; Лобачёва, 2017; Сабирова, Цвик, Сабиров, 2019; Сабирова, 2020).

Сочетая в себе разнообразные культуры, севообороты решают спектр разнообразных задач, в том числе производство сбалансированных по качеству кормов и проблему растительного белка за счёт включения бобовых культур, а также повышение почвенного плодородия и обеспечение «зелёными» удобрениями (Синих, 2010; Каипов, 2014; Лошаков, 2016; Шрамко, Вихорева, 2016; Сабирова, 2018). Каждый из элементов современных севооборотов вносит свой вклад в решение общей задачи.

В настоящее время почвенно-климатические условия Ярославской области позволяют получить в кормовых севооборотах лишь около 2,0–2,5 тыс. корм. ед./га. Для обеспечения животных высококачественными кормами необходимо повышение продуктивности севооборотов. Следовательно, в кормовых севооборотах необходимо выращивать культуры с высокой продуктивностью и разрабатывать технологии их возделывания, поскольку в условиях складывающейся неопределённости на рынке минеральных удобрений и общемирового тренда на развитие ресурсосберегающих технологий особую значимость приобретает анализ технологий возделывания со сниженными дозами минеральных удобрений и полностью органическими удобрениями (Новосёлов и др., 2013; Дроздов, Тюлин, Сутягин, 2017; Перекопский, Захаров, 2020; Кирюшин 2021).

Основная цель исследований — разработать зернотравяной севооборот, обеспечивающий производство кормов с высокой энергетической и протеиновой ценностью.

Методика исследований. Исследования проводили на опытном поле Ярославского НИИЖК – филиала ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» в семипольном кормовом севообороте: однолетние травы (викоовсяная смесь) с подсевом многолетних трав, 3 года многолетние травы (люцерна + тимофеевка луговая + овсяница луговая), зерновые культуры на зелёную массу + поукосно яровой рапс на сидерат, ячмень, кукуруза. В опыте изучались технологии возделывания полевых культур: экстенсивная (без удобрений), органическая, биологизированная, интенсивная, высокоинтенсивная. Органические удобрения вносили под кукурузу в дозе 60 т/га. Под каждую культуру нормы минеральных удобрений подбирались нормативным методом на планируемую урожайность.

Результаты исследований. Важнейшими критериями оценки эффективности кормового севооборота являются сбор сухого вещества, кормовых единиц, сырого протеина и обменной энергии. С помощью технологических приёмов можно регулировать как урожайность основных сельскохозяйственных культур, так и качество получаемой продукции.

Сбор сухого вещества по технологиям возделывания в среднем за годы исследований варьировался в пределах от 5,10 (экстенсивная технология) до 7,39 т/га (интенсивная технология). Применение только органических удобрений дало прирост в сборе сухого вещества 15,8%, тогда как применение минеральных удобрений в соответствующих технологиям дозах в дополнение к органическим давало прирост 38,0–44,0%.

Сбор обменной энергии с 1 га варьировался от 37,46 до 52,72 ГДж/га. Прирост при органической технологии относительно экстенсивной составил 11,0%, в то время как совместное применение органических и минеральных удобрений повышало собор обменной энергии на 33,7–40,7%. Максимальный сбор обменной энергии отмечался при высокоинтенсивной технологии.

При возделывании культур по экстенсивной технологии сбор сырого протеина составил 0,57 т/га, при этом прирост при органической технологии был 15,0%, а при технологиях с применением минимальных и средних доз минеральных удобрений — 43,8 и 47,3% соответственно. Максимальный сбор сырого протеина — 1,14 т/га — был отмечен при высокоинтенсивной технологии.

Анализируя сбор питательных веществ с 1 га в среднем за 3 года (2019–2021 годы) в рамках севооборота по технологиям возделывания, выявлено, что минимальный сбор кормовых единиц приходился на экстенсивную технологию возделывания (4,58 тыс. корм. ед.). Возделывание культур севооборота по органической технологии, предусматривающей внесение исключительно органических удобрений, увеличило сбор кормовых единиц на 14,8%. Совместное применение органических и минеральных удобрений позволило увеличить сбор кормовых единиц по сравнению с экстенсивной технологией на 31,0–40,0%. Максимальный сбор отмечался при высокоинтенсивной технологии и составил 6,44 тыс. корм. ед./га.

Среди культур севооборота кукуруза способна давать высокие урожаи зелёной массы, обеспечивая наибольший сбор кормовых единиц (6,77–17,68 тыс. корм. ед.) (рис. 1). Наименьший сбор кормовых единиц в севообороте получен у зелёной массы яровой тритикале (2,47–4,25 тыс. корм. ед.) и многолетних трав 3-го года пользования из-за недобора третьего укоса (2,84–4,48 тыс. корм. ед.).

Рис. 1. Сбор кормовых единиц культурами севооборота при разных технологиях возделывания:

Эк — экстенсивная; Ор — органическая; Бт — биологизированная; Ит — интенсивная; Вт — высокоинтенсивная технология возделывания

Питательные вещества кормов необходимы животным как источник энергии для жизнедеятельности и секреции молока, а также в качестве строительного материала. Чем питательнее корма, тем больше они способны удовлетворять потребности животных (Ганущенко, 2019; Зипер, 2005). Поэтому так важно за счёт технологических приёмов и обоснованно подобранных культур регулировать качество получаемой продукции.

В исследованиях содержание сырого протеина в полученном растительном сырье в среднем по севообороту варьировалось в пределах от 11,7 (экстенсивная технология) до 13,6% (высокоинтенсивная технология) (рис. 2а).

  

А

Б

  

В

Г

Рис. 2. Качество растительного сырья по технологиям возделывания:

Эк — экстенсивная; Ор — органическая; Бт — биологизированная; Ит — интенсивная; Вт — высокоинтенсивная технология возделывания

При возделывании культур в севообороте по органической технологии (с применением только органических удобрений) отмечалось повышение содержания сырого протеина по сравнению с экстенсивной технологией на 0,6%. Наилучшие результаты отмечались при совместном применении органических и минеральных удобрений: содержание сырого протеина в этих вариантах возрастало на 1,4–1,9%.

Введение в севооборот бобовых культур позволяет решить проблему растительного белка. Они способны производить больше белка на единицу площади, при этом переваримость белка выше, чем у других кормовых культур. Возделывание в кормовом севообороте викоовсяной смеси позволило получить 14,2–15,8% сырого протеина. В зелёной массе многолетних трав (тимофеевка луговая + овсяница луговая + люцерна) содержание сырого протеина варьировалось от 12,1 до 16,1%. Меньше всего сырого протеина содержалось в зелёной массе кукурузы (5,7–9,0%).

Содержание сырой клетчатки в кормах влияет на переваримость корма, продуктивность и состояние животного. Недостаток клетчатки в кормах приводит к снижению продуктивности и качества молока, а также к расстройствам пищеварения коров. Избыток клетчатки приводит к ухудшению переваримости корма и, как следствие, снижению молочной продуктивности (Ганущенко, 2019). Содержание сырой клетчатки в исследованиях в среднем по севообороту варьировалось от 22,5 (интенсивная технология) до 23,2% (органическая технология) (рис. 2б). Отмечена тенденция снижения содержания сырой клетчатки в вариантах совместного применения минеральных и органических удобрений в среднем на 0,1–0,4%. Содержание клетчатки в зерне ячменя варьировалось по технологиям возделывания от 2,0 до 3,1%. В зелёной массе возделываемых в севообороте культур содержание клетчатки было в диапазоне от 21,8 до 29,1%.

Сырой жир в кормах является источником энергии и незаменимых жирных кислот. Содержание его в полученном растительном сырье варьировалось от 2,3 (экстенсивная технология) до 2,6% (высокоинтенсивная технология) (рис. 2в). При этом наибольшее содержание сырого жира отмечалось в зелёной массе викоовсяной смеси (2,8–3,8%) и яровой тритикале (2,6–3,3%), наименьшее содержание сырого жира отмечено в зерне ячменя (1,6–2,1%) и зелёной массе кукурузы (1,4–1,9%). По технологиям возделывания отмечается такая же тенденция, как и по содержанию сырой клетчатки. Органические и минеральные удобрения, применяемые в соответствии с технологиями возделывания, позволяли повысить содержание сырого жира в среднем на 0,1–0,3%.

Безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ) необходимы как энергетический материал и источник образования жира. При возделывании культур севооборота по разным технологиям возделывания содержание БЭВ в среднем по севообороту в полученном растительном сырье варьировалось от 53,9 (высокоинтенсивная технология) до 56,1% (экстенсивная технология) (рис. 2г). В исследованиях отмечена тенденция снижения БЭВ в среднем по севообороту в варианте с органической технологией возделывания на 1,1% по сравнению с экстенсивной технологией. Применение органических удобрений в сочетании со средними и максимальными нормами минеральных удобрений в соответствии с интенсивной и высокоинтенсивной технологиями приводило к снижению БЭВ в сырье на 2,1 и 2,2% соответственно. Среди культур севооборота наибольшее содержание БЭВ закономерно отмечалось в зерне ячменя (78,8–81,1%), а наименьшее — в зелёной массе яровой тритикале, викоовсяной смеси и многолетних трав (44,7–53,5%).

Заключение. Устойчивое развитие кормопроизводства Ярославской области неразрывно связано с постоянным совершенствованием технологий производства и заготовки кормов. Подбор индивидуальных доз удобрений и их сочетаний в сумме позволяет полностью раскрыть потенциал уже существующих сортов кормовых культур. Как показали многолетние исследования, сочетание индивидуально подобранных для культур доз минеральных и органических удобрений даёт максимальный прирост показателей качества кормов.

Литература

  1. Ганущенко О. Клетчатка в рационах жвачных / О. Ганущенко // Животноводство России. — 2019. — № 10. — С.37–42.
  2. Дроздов И. А. Минеральные и органические удобрения адаптивных севооборотов Верхневолжья / И. А. Дроздов, В. А. Тюдин, В. П. Сутягин // Успехи современного естествознания. — 2017. — № 12. — С.45–49.
  3. Зипер А. Ф. Растительные корма. Производство и применение / А. Ф. Зипер. — М.: АСТ, 2005.
  4. Каипов Я. З. Почвоулучшающее и продукционное значение кормовых севооборотов в степной зоне Южного Урала / Я. З. Каипов // Кормопроизводство. — 2014. — Т. 12. — С.19–23.
  5. Калининский Е. М. Продуктивность полевого севооборота на тёмно-серой лесной почве Ярославской области при разных системах удобрения: автореф. дис. … канд. с./х. наук: 06.01.04. — Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева, 2006.
  6. Кирюшин В. И. Состояние и проблемы развития адаптивно-ландшафтного земледелия / В. И. Кирюшин // Земледелие. — 2021. — № 2. — С.3–7.
  7. Лобачёва Т. И. Состояние и направления развития кормовой базы животноводства / Т. И. Лобачёва // Кормопроизводство. — 2017. — Т. 8. — С.3–9.
  8. Лошаков В. Г. Эффективность совместного использования севооборота и удобрений / В. Г. Лошаков // Плодородие. — 2016. — № 2 (89). — С.37–40.
  9. Действие и последействие органических удобрений в севообороте / С. И. Новосёлов и др. // Агрохимия. — 2013. — № 8. — С.30–37.
  10. Перекопский А. Н. Варианты внесения органических удобрений в биологизированном севообороте / А. Н. Перекопский, А. М. Захаров // Journal of Advanced Research in Technical Science. — 2020. — № 18. — С.61–63.
  11. Продуктивность культур севооборота в зависимости от различных технологий / Т. П. Сабирова и др. // Кормопроизводство. — 2018. — № 12. — С.23–26.
  12. Сабирова Т. П. Качество кормов в полевом севообороте при различных технологиях возделывания культур / Т. П. Сабирова, Г. С. Цвик, Р. А. Сабиров // Передовые достижения науки в молочной отрасли. — Вологда, 2019. — С.135–141.
  13. Сабирова Т. П. Севооборот — основа органического земледелия / Т. П. Сабирова, Г. С. Цвик, Р. А. Сабиров // Органическое сельское хозяйство: опыт, проблемы и перспективы: сборник научных трудов международной научно-практической конференции, 2020. — С.84–93.
  14. Влияние минеральных удобрений на продуктивность и качество культур севооборота / Г. А. Сабитов и др. // Вестник АПК Верхневолжья. — 2017. — № 4. — С.3–6.
  15. Синих Ю. Н. Длительное пожнивное зелёное удобрение и плодородие дерново-подзолистых почв / Ю. Н. Синих // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия «Агрономия и животноводство». — 2010. — № 2. — С.36–42.
  16. Шрамко Н. В. Роль биологизированных севооборотов в изменении содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах Верхневолжья / Н. В. Шрамко, Г. В. Вихорева // Земледелие. — 2016. — № 1. — С.14–16.

Optimization of forage crop production as a basis for stable feed production in the Yaroslavl region

Konovalov A. V., PhD Agr. Sc.

Sabirova T. P., PhD Agr. Sc.

Ilina A. V., PhD Agr. Sc.

Lobanova A. A.

Tikhonov A. V., PhD Biol. Sc.

Yaroslavl 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, Yaroslavskiy rayon, poselok Mikhaylovskiy (village), Lenina str., 1

E-mail: annabilina@yandex.ru

An investigation was carried out at the trial field of the Yaroslavl Research Institute of Animal Husbandry and Forage Production – branch of the Federal Williams Research Center of Fodder Production and Agroecology in the period from 2019 to 2021 as a part of long-term experiment. Such techniques as extensive (zero fertilization), organic, biologized, intensive and high-intensive cultivations were tested under the seven-field crop rotation: annual grasses (mixture of vetch-oats) overseeded by perennial grasses; perennial grasses (alfalfa + common timothy + meadow fescue) for 3 years; gramineous for green mass + spring rapeseed for green manure; barley; maize. Different backgrounds were analyzed: no fertilizers, organic fertilizers as well as the combination of organic fertilizers with various rates of the mineral ones. The aim was to develop a rotation of grain crops and grasses producing high-energy and high-protein forage. Combined application of organic and mineral fertilizers increased the yields of dry matter, feed units, crude protein and exchange energy from 1 ha. However, the highest values were observed under different cultivation techniques. Intensive cultivation resulted in the highest dry matter yield of 7.39 t ha-1. High-intensive cultivation provided the highest yields of exchange energy (52.7 GJ ha-1), feed units (6.4 thousand feed units ha-1) and crude protein (1.3 t ha-1). At the same time, fodder quality was at high level. Contents of crude protein varied from 11.7 to 13.6%, crude fiber — from 22.5 to 23.2%, crude fat — from 2.3 to 2.6%, nitrogen-free extractive substances — from 53.9 to 56.1%.

Keywords: crop rotation, cultivation, forage crop, productivity, yield quality, organic fertilizer, mineral fertilizer, the Yaroslavl region.

References

  1. Ganushchenko O. Kletchatka v ratsionakh zhvachnykh / O. Ganushchenko // Zhivotnovodstvo Rossii. — 2019. — No. 10. — P.37–42.
  2. Drozdov I. A. Mineralnye i organicheskie udobreniya adaptivnykh sevooborotov Verkhnevolzhya / I. A. Drozdov, V. A. Tyudin, V. P. Sutyagin // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. — 2017. — No. 12. — P.45–49.
  3. Ziper A. F. Rastitelnye korma. Proizvodstvo i primenenie / A. F. Ziper. — Moscow: AST, 2005.
  4. Kaipov Ya. Z. Pochvouluchshayushchee i produktsionnoe znachenie kormovykh sevooborotov v stepnoy zone Yuzhnogo Urala / Ya. Z. Kaipov // Kormoproizvodstvo. — 2014. — Vol. 12. — P.19–23.
  5. Kalininskiy E. M. Produktivnost polevogo sevooborota na temno-seroy lesnoy pochve Yaroslavskoy oblasti pri raznykh sistemakh udobreniya: avtoref. dis. … kand. s./kh. nauk: 06.01.04. — Moskovskaya selskokhozyaystvennaya akademiya im. K. A. Timiryazeva, 2006.
  6. Kiryushin V. I. Sostoyanie i problemy razvitiya adaptivno-landshaftnogo zemledeliya / V. I. Kiryushin // Zemledelie. — 2021. — No. 2. — P.3–7.
  7. Lobacheva T. I. Sostoyanie i napravleniya razvitiya kormovoy bazy zhivotnovodstva / T. I. Lobacheva // Kormoproizvodstvo. — 2017. — Vol. 8. — P.3–9.
  8. Loshakov V. G. Effektivnost sovmestnogo ispolzovaniya sevooborota i udobreniy / V. G. Loshakov // Plodorodie. — 2016. — No. 2 (89). — P.37–40.
  9. Deystvie i posledeystvie organicheskikh udobreniy v sevooborote / S. I. Novoselov et al. // Agrokhimiya. — 2013. — No. 8. — P.30–37.
  10. Perekopskiy A. N. Varianty vneseniya organicheskikh udobreniy v biologizirovannom sevooborote / A. N. Perekopskiy, A. M. Zakharov // Journal of Advanced Research in Technical Science. — 2020. — No. 18. — P.61–63.
  11. Produktivnost kultur sevooborota v zavisimosti ot razlichnykh tekhnologiy / T. P. Sabirova et al. // Kormoproizvodstvo. — 2018. — No. 12. — P.23–26.
  12. Sabirova T. P. Kachestvo kormov v polevom sevooborote pri razlichnykh tekhnologiyakh vozdelyvaniya kultur / T. P. Sabirova, G. S. Tsvik, R. A. Sabirov // Peredovye dostizheniya nauki v molochnoy otrasli. — Vologda, 2019. — P.135–141.
  13. Sabirova T. P. Sevooborot — osnova organicheskogo zemledeliya / T. P. Sabirova, G. S. Tsvik, R. A. Sabirov // Organicheskoe selskoe khozyaystvo: opyt, problemy i perspektivy: sbornik nauchnykh trudov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, 2020. — P.84–93.
  14. Vliyanie mineralnykh udobreniy na produktivnost i kachestvo kultur sevooborota / G. A. Sabitov et al. // Vestnik APK Verkhnevolzhya. — 2017. — No. 4. — P.3–6.
  15. Sinikh Yu. N. Dlitelnoe pozhnivnoe zelenoe udobrenie i plodorodie dernovo-podzolistykh pochv / Yu. N. Sinikh // Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya “Agronomiya i zhivotnovodstvo”. — 2010. — No. 2. — P.36–42.
  16. Shramko N. V. Rol biologizirovannykh sevooborotov v izmenenii soderzhaniya gumusa v dernovo-podzolistykh pochvakh Verkhnevolzhya / N. V. Shramko, G. V. Vikhoreva // Zemledelie. — 2016. — No. 1. — P.14–16.

Обсуждение закрыто.