УДК 633.2:531.8
Закономерности изменения качества корма при использовании многовариантных пастбищных технологий с долголетними фитоценозами
Привалова К. Н., доктор сельскохозяйственных наук
ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса»
141055, Россия, Московская обл., г. Лобня, Научный городок, корп. 1
E-mail: vik_lugovod@bk.ru
Приведены результаты исследований по оценке качества пастбищного корма долголетних фитоценозов в среднем за 46 лет (1976–2021 годы) для обоснования выбора пастбищной технологии. Базовой основой для определения качества зелёного корма являлся многолетний стационарный полевой опыт закладки 1946 года, проводимый в Федеральном научном центре кормопроизводства и агроэкологии им. В. Р. Вильямса. Схема опыта включает пастбищные технологии с различным уровнем минеральных и органических удобрений (техногенная — без удобрений, интегрированная — на фоне Р45К90, техногенно-минеральная — на двух фонах удобрений (N120Р45К90 и N180Р45К90) и техногенно-органическая — навоз 10 и 20 т/га один раз в 4 года). Впервые даётся анализ экспериментальных данных по циклам использования травостоев за 2017–2021 годы в соответствии с требованиями ГОСТ 57482-2017 «Корм пастбищный». Дана экспериментальная оценка сезонных изменений качества корма при различных сочетаниях природных факторов (температуры и количества осадков). Выявлены случаи получения неклассного (ниже 3-го класса) зелёного корма по содержанию основных показателей качества — сырого и переваримого протеина и сырой клетчатки, дано научное обоснование факторов риска с целью снижения их негативного влияния. При соблюдении режима использования долголетних (30–75 лет) фитоценозов и применении научно обоснованных доз удобрений качество корма по концентрации сырого протеина и сырой клетчатки при всех изучаемых технологиях соответствовало требованиям 1-го и 2-го классов. Для гарантированного получения качественного корма в годы с неблагоприятными погодными условиями вегетационных периодов необходимо применять интенсивную техногенно-минеральную технологию с внесением удобрения N180P45K90.
Ключевые слова: долголетние фитоценозы, технология, удобрение, динамика качества корма, протеиновая питательность, энергетическая питательность.
Обеспечение потребности животноводства в высококачественных кормах является важной задачей сельскохозяйственного производства. Решение этой задачи зависит от рационального развития отрасли кормопроизводства (Косолапов и др., 2018). Наибольшая роль при этом отводится лугопастбищному кормопроизводству, в том числе организации и использованию культурных пастбищ, обеспечивающих получение дешёвых и качественных кормов (Кутузова, Морозова, 1974; Роль культурных пастбищ в развитии молочного скотоводства Нечернозёмной зоны России в современных условиях, 2010; Кутузова и др., 2014; Справочник по кормопроизводству, 2014). Зелёная пастбищная трава является биологически полноценным кормом для животных в летний период. Она содержит протеин, легко ферментируемые углеводы, высокомолекулярные жирные кислоты, витамины и минеральные вещества (Гусаров и др., 2021). Для увеличения производства животноводческой продукции, наряду с ростом количества кормов, требуется их сбалансированность по питательным веществам, в первую очередь по сырому и перевариваемому протеину, сырой клетчатке (Привалова, 2022). Из-за несбалансированности по белку питательные вещества корма усваиваются животными не больше чем на 70–75% (Державин и др., 2002). Химический состав травы оказывает значительное влияние на физиологическое состояние животных, их продуктивность и качество молока (Кутузова, Привалова, 2019). В последнее время в связи с повышенными зоотехническими требованиями к качеству пастбищного корма для высокопродуктивных животных в соответствии с ГОСТ 57482-2017 «Корм пастбищный» необходим анализ результатов исследований не только в среднем за весь период, но и в динамике, по циклам использования. При этом впервые, кроме оценки качества корма в среднем за период долголетних исследований (1976–2021 годы), обоснован анализ экспериментальных данных по циклам использования травостоев в годы с различными погодными условиями вегетационных периодов (2017–2021 годы).
Методика исследований. Базовой основой для определения качества зелёного корма являлся многолетний стационарный полевой опыт закладки 1946 года, проводимый в Федеральном научном центре кормопроизводства и агроэкологии им. В. Р. Вильямса. Схема опыта включает пастбищные технологии с различным уровнем минеральных и органических удобрений (техногенная — без удобрений, интегрированная — на фоне Р45К90, техногенно-минеральная — на двух фонах удобрений (N120Р45К90 и N180Р45К90) и техногенно-органическая — навоз 10 и 20 т/га один раз в 4 года). Оценка качества корма дана в среднем за 46 лет (1976–2021 годы) и по циклам использования за 5 лет с различными погодными условиями вегетационных периодов (2017–2021 годы). Опытный участок располагается на луге суходольного типа, преобладающего в Нечернозёмной зоне, почва дерново-подзолистая, среднесуглинистая. Перед закладкой опыта в слое 0–20 см содержалось 2,3% гумуса, 60 мг/кг Р2О5, 70 мг/кг К2О. Залужение произведено семикомпонентной бобово-злаковой травосмесью. Режим использования — два–три цикла за сезон в фазу начала трубкования злаков. Учёты и наблюдения проводили по методикам, принятым в луговодстве.
Качество корма определяли по показателям протеиновой, энергетической и минеральной питательности. Биохимическую оценку зелёной травы проводили в лаборатории массовых анализов ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса»: общий азот — фотометрическим методом (ГОСТ 13496.4-93), сырую клетчатку — методом Геннеберга и Штокмана (ГОСТ 31675-2012), сырой жир — по Рушковскому (ГОСТ 13496.15-97), сырую золу — сухим озолением (ГОСТ 26226). Оценка качества корма по циклам использования проведена в контрастные по погодным условиям годы.
Вегетационный период 2017 год был коротким — 130 дней (при норме 175 дней), с прохладными погодными условиями, особенно в июне и июле, когда среднесуточная температура воздуха составляла 10,9 и 15,4ºС при норме соответственно 16,1 и 17,8ºС. Сумма осадков была на 10 и 25% ниже нормы. Вегетационный период 2018 года был засушливым (среднесуточная температура воздуха составляла 27ºС при норме 23,5ºС, сумма осадков — 328 мм при норме 368 мм, при этом осадки распределялись крайне неравномерно). Гидротермический коэффициент составил 1,3 в 2017 году и 1,1 в 2018 году. Вегетационные периоды 2019, 2020 и 2021 годов были тёплыми и влажными. Количество дней с осадками в 1,4–2,0 раза превышало среднемноголетний показатель (74 дня). В 2017 и 2018 годах сформировалось по два цикла, в 2019–2021 годах — по три цикла использования травостоев.
Результаты исследований. Качество пастбищного корма долголетних фитоценозов в значительной степени определялось их ботаническим составом. В зависимости от пастбищной системы, уровня удобрений и погодных условий вегетационного периода формировались разные по составу травостои (Морозова, 1970; Работнов, 1983). При техногенной технологии (без внесения удобрений) ценный травостой с содержанием сеяных трав (лисохвоста лугового и мятлика лугового) свыше 50% (в том числе 26% бобовых видов) сохранялся только в отдельные благоприятные по увлажнению годы (1962 год, 17-й год жизни). В технологии с внесением фосфорно-калийных удобрений сформировался бобово-злаковый травостой с содержанием клевера ползучего от 20 до 40% (42%, 2021 год). Наиболее ценный состав с содержанием 30–60% корневищных самовозобновляющихся видов (лисохвоста лугового, мятлика лугового) сохранялся в течение 75 лет пользования при техногенно-минеральной технологии на фоне полного минерального удобрения (N120–180P45K90–120).
Сохранение ценных по ботаническому составу травостоев при соблюдении всех звеньев технологии обеспечило производство высококачественного зелёного корма, соответствующего требованиям технических условий ГОСТ 57482-2017 «Корм пастбищный» (Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных, 2003). Обобщённые показатели протеиновой, энергетической и минеральной питательности пастбищного корма представлены в табл. 1.
На фоне естественного плодородия почвы и при внесении органических удобрений получаемый корм по протеиновой питательности (14,0–14,3% СП) относился ко 2-му классу. Корм, получаемый на фоне ежегодного внесения минеральных удобрений, по концентрации сырого протеина (15,9–19,8%) в среднем за 46 лет соответствовал 1-му классу качества. Наибольшее содержание сырого протеина (19,8%) отмечено на фоне N180P45K120, при этом концентрация переваримого протеина достигала 171 г/корм. ед. Такая обеспеченность корма переваримым протеином позволяет сократить расходы на приобретение дорогих белковых концентратов. По концентрации сырой клетчатки (22,9–24,5%) и сырого жира (3,6–4,0%) получен первоклассный корм при всех изучаемых технологиях. Показатели энергетической питательности корма на фоне минеральных удобрений соответствовали требованиям технических условий (не ниже 10,3 МДж в 1 кг СВ), при внесении органических удобрений — были близки к норме.
1. Качество пастбищного корма при разных пастбищных технологиях (среднее за 1976–2021 гг.)
Пастбищная технология, удобрение | Содержание в СВ, % | Содержание в 1 кг СВ | Переваримый протеин, г/корм. ед. | |||||
сырого протеина | сырой клетчатки | сырого жира | фосфора | калия | ||||
ОЭ, МДж | корм. ед. | |||||||
Техногенная (без удобрения) | 14,3 | 22,9 | 4,0 | 0,23 | 1,20 | 10,3 | 0,86 | 112 |
Интегрированная (Р45К90) | 15,9 | 23,3 | 3,8 | 0,41 | 2,50 | 10,2 | 0,85 | 130 |
Техногенно-минеральная (N120P45K90) | 16,6 | 24,0 | 3,7 | 0,36 | 1,83 | 10,3 | 0,83 | 142 |
N180P45K120 | 19,8 | 24,5 | 3,8 | 0,37 | 2,02 | 10,4 | 0,86 | 171 |
Техногенно-органическая (навоз 10 т*) | 14,0 | 23,0 | 3,6 | 0,30 | 1,45 | 10,2 | 0,82 | 115 |
навоз (20 т*) | 14,3 | 23,2 | 3,7 | 0,30 | 1,53 | 10,2 | 0,83 | 117 |
Примечание: * — навоз один раз в 4 года.
Содержание фосфора в пастбищной траве (0,30–0,37%) при всех изучаемых технологиях (кроме технологий без внесения удобрений) и калия (1,83–2,50%) на фоне минеральных удобрений было достаточно для обеспечения физиологических потребностей высокопродуктивных животных (Косолапов и др., 2019).
Наиболее объективная оценка качества растительной массы, потребляемой животными в течение пастбищного сезона с учётом особенностей погодных условий, проводится на основе данных по циклам использования (табл. 2). Без удобрений пастбищный корм, полученный в 1-м и 2-м циклах, по содержанию сырого протеина (11,9–12,6%) не соответствовал техническим требованиям. Основу травостоев составляли низовые виды злаков (67% — в 1-м цикле и 60% — во 2-м цикле), которые содержали меньше протеина по сравнению с верховыми злаками. Повышение концентрации сырого протеина в 3-м цикле до 15% связано с высоким содержанием бобовых трав (34% в среднем за 5 лет). Пониженная концентрация сырого протеина (12,4–12,5%) отмечена во 2-м цикле на фоне фосфорно-калийных удобрений и при внесении навоза, что связано с особенностями погодных условий.
2. Качество пастбищного корма по циклам использования долголетних травостоев (среднее за 2017–2021 гг.)
Пастбищная технология | Удобрение | Цикл | Содержание в СВ, % | Содержание в 1 кг СВ | Содержание переваримого протеина, г/корм. ед. | ||
сырого протеина | сырой клетчатки | ОЭ, МДж | корм. ед. | ||||
Техногенная | Без удобрений | 1 | 12,6 | 22,0 | 10,3 | 0,85 | 108 |
2 | 11,9 | 23,0 | 10,1 | 0,82 | 91 | ||
3 | 15,0 | 23,5 | 10,1 | 0,82 | 126 | ||
Интегрированная | Р45К90 | 1 | 15,5 | 24,1 | 10,1 | 0,82 | 130 |
2 | 12,4 | 27,6 | 9,5 | 0,80 | 111 | ||
3 | 16,4 | 21,9 | 10,4 | 0,86 | 134 | ||
Техногенно-минеральная | N120P45K90 | 1 | 14,9 | 26,3 | 9,7 | 0,75 | 136 |
2 | 13,5 | 27,0 | 9,6 | 0,74 | 122 | ||
3 | 14,1 | 24,8 | 10,0 | 0,80 | 119 | ||
N180P45K90 | 1 | 18,7 | 24,7 | 10,1 | 0,82 | 165 | |
2 | 14,3 | 28,2 | 9,5 | 0,72 | 135 | ||
3 | 16,2 | 23,0 | 10,1 | 0,82 | 138 | ||
Техногенно-органическая | Навоз 10 т (один раз в 4 года) | 1 | 12,9 | 23,5 | 10,1 | 0,82 | 115 |
2 | 12,4 | 24,2 | 10,0 | 0,80 | 112 | ||
3 | 13,2 | 21,9 | 10,1 | 0,82 | 106 | ||
Навоз 20 т (один раз в 4 года) | 1 | 14,5 | 24,3 | 10,1 | 0,82 | 133 | |
2 | 12,5 | 23,6 | 10,0 | 0,80 | 101 | ||
3 | 15,4 | 21,8 | 10,2 | 0,83 | 128 |
В 2017 году с сухим холодным вегетационным периодом формирование 2-го цикла травостоев происходило в течение 82 дней (63% от времени вегетационного периода). В 2020 году при формировании 2-го цикла травостоев количество осадков достигало 60% от годовой нормы при повышенной теплообеспеченности (превышение нормы на 100,4ºС), что способствовало активному росту трав. Содержание протеина снизилось до 9,1–9,7% при всех изучаемых технологиях, кроме техногенно-минеральной на фоне N120–180P45K90. Наибольшее содержание сырого протеина в зелёном корме без рисков его снижения даже в неблагоприятные по погодным условиям годы — 18,7% — в 1-м, 14,3% — во 2-м и 16,2% — в 3-м цикле в среднем за 5 лет — отмечено при использовании интенсивной технологии на фоне ежегодного внесения N180Р45К90. Отмечена высокая обеспеченность получаемого корма переваримым протеином: 79% от базы данных (78 показателей) с содержанием свыше 100 г/корм. ед. пригодно для удовлетворения физиологических потребностей высокопродуктивных коров и ремонтного молодняка, 18% с нормой 80–90 г/корм. ед. — для животных средней продуктивности и только 3% (два случая риска) в техногенно-органической технологии с содержанием его ниже нормы. Наиболее высокая обеспеченность корма переваримым протеином (119–165 г/корм. ед.) отмечена на фоне N120–180РК. Применение этой технологии позволяет значительно снизить затраты на приобретение дорогих энерго-белковых кормов.
Заключение. На основе новых экспериментальных данных по качеству корма, полученного на долголетних (71–75 лет) злаковых самовозобновляющихся травостоях по годам и циклам использования, доказана целесообразность применения техногенно-минеральной технологии на фоне N120–180Р45К90. Реализация этой технологии в производственной практике обеспечивала получение высококачественного корма с учётом основных показателей (содержания обменной энергии, сырого и переваримого протеина) в соответствии с техническими условиями ГОСТ «Корм пастбищный». Для снижения рисков при получении качественного корма в неблагоприятные по погодным условиям вегетационные периоды отдельных лет необходимо применять интенсивную технологию при ежегодном внесении N180Р45К90. При этом отмечено максимальное содержание переваримого протеина в 1 корм. ед: 165 г — в 1-м, 135 г — во 2-м и 138 г — в 3-м цикле.
Литература
- Гусаров И. В. Химический состав и питательность кормов Вологодской области за 2020 г.: справочное издание / И. В. Гусаров, П. А. Фоменко, Е. В. Богатырёва. — Вологда: Вологодский научный центр РАН, 2021. — 34 с.
- Державин Л. М. Комплексное применение средств химизации в луговодстве / Л. М. Державин, И. В. Колокольцева, Г. П. Державина // Перспективные агрохимические технологии повышения качества кормов: доклады симпозиума. — М.: Типография Россельхозакадемии, 2002. — С.26–29.
- Рациональное природопользование и кормопроизводство в сельском хозяйстве России / В. М. Косолапов, И. А. Трофимов, Л. С. Трофимова, Е. П. Яковлева. — М.: РАН, 2018. — 132 с.
- Минеральные элементы в кормах и методы их анализа / В. М. Косолапов, В. А. Чуйков, Х. К. Худякова, В. Г. Косолапова. — М.: Угрешская типография, 2019. — 272 с.
- Кутузова А. А. Культурные пастбища в молочном скотоводстве / А. А. Кутузова, З. В. Морозова. — М.: Колос, 1974. — 272 с.
- Кутузова А. А. Перспективы развития лугового кормопроизводства в России / А. А. Кутузова, К. Н. Привалова // Передовые достижения науки в молочной отрасли: сборник трудов по материалам Всероссийской научной конференции. III Всероссийский молочный форум. — Вологда, 2019. — С.156–163.
- Технологии создания и использования специализированных культурных пастбищ / А. А. Кутузова, Д. М. Тебердиев, К. Н. Привалова, В. А. Кулаков, А. В. Родионова // Всероссийский научно-исследовательский институт им. В. Р. Вильямса на службе российской науке и практике. — М.: Россельхозакадемия, 2014. — С.218–240.
- Морозова З. В. Разработка приёмов повышения эффективности удобрений на культурных пастбищах / З. В. Морозова // Отчёт отдела луговодства ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса за 1970 год. Ч. I. — С.140–270.
- Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: справочное пособие / А. П. Калашников, В. Е. Фисинин, В. В. Щеглов, Н. Г. Первов и др. — М.: Агропромиздат, 2003. — 455 с.
- Привалова К. Н. Ботанический состав и качество пастбищного корма при использовании разновозрастных злаковых травостоев / К. Н. Привалова // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство. — 2022. — Вып. 27 (75). — С.113–117.
- Работнов Т. А. Фитоценология / Т. А. Работнов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: МГУ, 1983. — 296 с.
- Роль культурных пастбищ в развитии молочного скотоводства Нечернозёмной зоны России в современных условиях: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции, посвящённой 50-летию ООО «Михайловское» Ярославской обл. / Под ред. Н. А. Ларетина, А. А. Кутузовой, В. М. Косолапова. — М.: Угрешская типография, 2010. — 240 с.
- Справочник по кормопроизводству / Под ред. В. М. Косолапова, И. А. Трофимова. — 5-е изд. перераб. и доп. — М.: Россельхозакадемия, 2014. — 715 с.
Forage quality variation when using different management techniques for perennial pasture ecosystems
Privalova K. N., Dr. Agr. Sc.
Federal Williams Research Center of Fodder Production and Agroecology
141055, Russia, the Moscow region, Lobnya, Science Town, 1
E-mail: vik_lugovod@bk.ru
This article deals with the results on the forage quality of perennial ecosystems cultivated in the period of 1976–2021 to select optimal fertilization technique. To test the quality of green fodder an experiment started in 1946 was used at the Federal Williams Research Center of Fodder Production and Agroecology. The experimental design included different fertilization practices: using no fertilizers, integrated farming (Р45К90), mineral fertilizers (N120Р45К90 or N180Р45К90), and organic fertilizers (10 and 20 t ha-1 of manure once in 4 years). For the first time the data from 2017–2021 was analyzed according to GOST 57482-2017 “Korm pastbishchnyy”. Feed quality was tested with regard to seasonal variations in temperature and precipitation rates. At times low-quality green forage was obtained with poor contents of crude and digestible protein as well as crude fiber. Stress-factors were reviewed to decrease their negative effect on the forage. Optimal cultivation conditions for 30–75-year-old plant ecosystems and adequate rates of fertilizers provided sufficient concentrations of crude protein and fiber in all the variants resulting in fodder of the 1st and 2nd grade. To ensure forage quality under unfavorable conditions application of N180P45K90 was recommended.
Keywords: perennial ecosystem, technique, fertilizer, dynamics in forage quality, protein content, energy content.
References
1. Gusarov I. V. Khimicheskiy sostav i pitatelnost kormov Vologodskoy oblasti za 2020 g.: spravochnoe izdanie / I. V. Gusarov, P. A. Fomenko, E. V. Bogatyreva. — Vologda: Vologodskiy nauchnyy tsentr RAN, 2021. — 34 p.
2. Derzhavin L. M. Kompleksnoe primenenie sredstv khimizatsii v lugovodstve / L. M. Derzhavin, I. V. Kolokoltseva, G. P. Derzhavina // Perspektivnye agrokhimicheskie tekhnologii povysheniya kachestva kormov: doklady simpoziuma. — Moscow: Tipografiya Rosselkhozakademii, 2002. — P.26–29.
3. Ratsionalnoe prirodopolzovanie i kormoproizvodstvo v selskom khozyaystve Rossii / V. M. Kosolapov, I. A. Trofimov, L. S. Trofimova, E. P. Yakovleva. — Moscow: RAN, 2018. — 132 p.
4. Mineralnye elementy v kormakh i metody ikh analiza / V. M. Kosolapov, V. A. Chuykov, Kh. K. Khudyakova, V. G. Kosolapova. — Moscow: Ugreshskaya tipografiya, 2019. — 272 p.
5. Kutuzova A. A. Kulturnye pastbishcha v molochnom skotovodstve / A. A. Kutuzova, Z. V. Morozova. — Moscow: Kolos, 1974. — 272 p.
6. Kutuzova A. A. Perspektivy razvitiya lugovogo kormoproizvodstva v Rossii / A. A. Kutuzova, K. N. Privalova // Peredovye dostizheniya nauki v molochnoy otrasli: sbornik trudov po materialam Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii. III Vserossiyskiy molochnyy forum. — Vologda, 2019. — P.156–163.
7. Tekhnologii sozdaniya i ispolzovaniya spetsializirovannykh kulturnykh pastbishch / A. A. Kutuzova, D. M. Teberdiev, K. N. Privalova, V. A. Kulakov, A. V. Rodionova // Vserossiyskiy nauchno-issledovatelskiy institut im. V. R. Wilyamsa na sluzhbe rossiyskoy nauke i praktike. — Moscow: Rosselkhozakademiya, 2014. — P.218–240.
8. Morozova Z. V. Razrabotka priemov povysheniya effektivnosti udobreniy na kulturnykh pastbishchakh / Z. V. Morozova // Otchet otdela lugovodstva VNII kormov im. V. R. Wilyamsa za 1970 god. Ch. I. — P.140–270.
9. Normy i ratsiony kormleniya selskokhozyaystvennykh zhivotnykh: spravochnoe posobie / A. P. Kalashnikov, V. E. Fisinin, V. V. Shcheglov, N. G. Pervov et al. — Moscow: Agropromizdat, 2003. — 455 p.
10. Privalova K. N. Botanicheskiy sostav i kachestvo pastbishchnogo korma pri ispolzovanii raznovozrastnykh zlakovykh travostoev / K. N. Privalova // Mnogofunktsionalnoe adaptivnoe kormoproizvodstvo. — 2022. — Is. 27 (75). — P.113–117.
11. Rabotnov T. A. Fitotsenologiya / T. A. Rabotnov. — 2nd Ed.., pererab. i dop. — Moscow: MGU, 1983. — 296 p.
12. Rol kulturnykh pastbishch v razvitii molochnogo skotovodstva Nechernozemnoy zony Rossii v sovremennykh usloviyakh: sbornik nauchnykh trudov po materialam Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 50-letiyu OOO “Mikhaylovskoe” Yaroslavskoy obl. / Pod red. N. A. Laretina, A. A. Kutuzovoy, V. M. Kosolapova. — Moscow: Ugreshskaya tipografiya, 2010. — 240 p.
13. Spravochnik po kormoproizvodstvu / Pod red. V. M. Kosolapova, I. A. Trofimova. — 5th Ed. pererab. i dop. — Moscow: Rosselkhozakademiya, 2014. — 715 p.