CC BY
34
УДК 633.2/.3:631.8 (476)
ДИНАМИКА БОТАНИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗЛАКОВОГО ТРАВОСТОЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА УЛУЧШЕНИЯ
В. Ф. КОВГАНОВ, М. В. ОРЕШКИН, В. В. ЛИНЬКОВ
УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины» г. Витебск, Беларусь, 210026, email: [email protected]
(Поступила в редакцию 24.03.2016)
Луговодство - одна из самых прогрессивных форм землепользования. Поэтому укрепление кормовой базы животноводства невозможно решить без использования сенокосов и пастбищ. В Республике Беларусь по состоянию на 2015 г. луговые земли занимали 3223,7 тыс. гектаров. Они являются основным источником объемистых кормов для крупного рогатого скота. Луговой травостой является достаточно сложным лабильным сообществом, постоянно изменяющимся во времени под влиянием биологических, климатических и хозяйственных факторов. Поэтому изучение состава луговых травостоев представляет постоянный практический интерес и способствует созданию новых знаний, являющихся важнейшим инструментом совершенствования хозяйствования на земле. Луговые фитоценозы представляют собой сообщества в основном многолетних травянистых мезофитных растений, которые включают значительное количество видов, принадлежащих к разным биоморфологическим группам. Эти сообщества формировались в течение длительного времени, и входящие в них компоненты адаптировались к совместному произрастанию в конкретных экологических условиях местообитания. При рациональном использовании и систематическом уходе за травостоями сенокосов и пастбищ они довольно устойчиво сохраняют свой флористический состав и продуктивность. В статье изложены результаты четырехлетних исследований по изучению способов поверхностного и коренного улучшения старосеяных малопродуктивных луговых травостоев на изменение их ботанического состава и продуктивность. Установлено, что среди изучаемых приемов улучшения наиболее эффективным оказался залужение злаковой травосмесью после обработки дернины. Так, урожайность сена в среднем за четыре года была на уровне 76,9 ц/га. Это на 27,8 % больше, чем на контрольном старовозрастном травостое. Выход обменной энергии и кормовых единиц составил 67,29 ГДж/га и 4,78 тыс./га.
Ключевые слова: ботанический состав, злаковый травостой, луговой фитоценоз, приемы улучшения.
Grass farming is one of the most progressive forms of land use. Therefore, strengthening animal forage base cannot be solved without the use ofhayfields and pastures. In the Republic of Belarus as of 2015 meadow land occupied 3223.7 thousand ha. They are the main source of roughage for cattle, production of which is significantly cheaper than on arable land. Meadow grasses are a rather complicated labile community, constantly changing over time under the influence of biological, climatic and economic factors. Therefore, study of the composition of meadow grasses is of constant practical interest and contributes to the creation of new knowledge, which is an important tool for improving management on the ground. Meadow plant communities are communities of mostly perennial herbaceous mesophytic plants that include a significant number of species belonging to different bio-morphological groups. These communities have been forming for a long time, and their constituent components are adapted to the joint growth in specific environmental conditions of the habitat. With rational use and systematic care of hayfields grasses and pastures, they fairly steadily retain their floristic composition and productivity. The article presents the results of four years of research into ways of superficial and radical improvement of old-sown unproductive meadow grasses to change their botanical composition and productivity. We have established that among the studied methods of improvement the most effective one was grassing turf with cereal grass mixture, so the yield of hay on average in four years was at the level of 7.69 t / ha. This is by 27.8 % more than in the control old-sown grassland. Output of exchangeable energy and feed units was 67.29 GJ / ha and 4.78 thousand / ha.
Keywords: botanical composition, cereal grasses, meadow phytocoenosis, methods of improvement.
Введение
Важным показателем качества травяного корма является ботанический состав травостоя. Он определяет биологическую полноценность корма, устойчивость урожайности трав и продуктивное долголетие [5, 8]. Многие исследователи считают, что в значительной степени на ботанический состав травостоя влияют удобрения вследствие изменения питательного режима почвы, при этом отмечается увеличение участия в урожае ценных в кормовом отношении видов трав. Таким важным показателем качества видового состава травостоев является наличие в фитоценозе сеяных видов трав [2, 9].
Ботанический состав травостоя многолетних трав за годы их использования претерпевает значительные изменения, которые протекают по-разному в зависимости от конкретных условий: состав травосмеси, способ использования, запас питательных веществ в почве и внесение удобрений. Эти изменения могут оказывать значительное как позитивное, так и негативное влияние на продуктивность луговых сообществ, а следовательно, на выход животноводческой продукции и ее качество.
Применение азотных удобрений, особенно на сенокосах, существенно усиливает развитие злаковых трав [5, 10, 16], уменьшая одновременно содержание разнотравья.
При потенциальной продуктивности трав 60-70 ц кормовых единиц реальные сборы их с 1 га не превышают 25 ц, то есть их резервы используются всего лишь на 35-40 %. Это объясняется тем, что сложная экономическая ситуация в сельском хозяйстве не в полной мере осуществила материально-техническое обеспечение и перевооружение отрасли кормопроизводства, что и привело к снижению уровня хозяйствования на естественных кормовых угодьях. Поэтому наблюдается сильная деградация сенокосов и пастбищ, выражающаяся в значительном снижении их продуктивности, уменьшения наличия в травостоях ценных видов трав, а также увеличения сорного разнотравья [9].
Омоложение лугов может быть достигнуто боронованием, дискованием, фрезерованием и мелкой перепашкой. Еще В. Р. Вильямс настойчиво рекомендовал бороновать посевы многолетних трав. Данный способ якобы снижал испарение почвенной влаги, ускоряющей разложение корневых и пожнивных остатков. Однако повсеместное испытание данного приема не дало положительного эффекта, а нередко сопровождалось даже снижением урожайности. Неудача с боронованием объясняется тем, что борона выдергивает часть растений, срезает и обрывает надземные побеги [7].
Так, по обобщенным результатам опытов по боронованию суходольных лугов Н. С. Конюшков [6] установил, что в большинстве случаев наблюдалось отсутствие эффекта или отрицательный эффект данного мероприятия, и только на пойменных лугах были получены положительные результаты.
Обнадеживающие результаты получаются при дисковании или фрезеровании дернины природных лугов с преобладанием в их травостое рыхлокустовых и корневищных злаков. Данное мероприятие проводят весной при достижении спелости почвы или после первого укоса во время летних дождей. Омоложение лугов таким способом улучшает ботанический состав травостоя за счет появившихся злаков из укореняющихся кустов, корневищ и семян, имеющихся в верхнем слое почвы. По данным производственных испытаний, урожайность омоложенного луга повышается на 50-70 % [15].
По данным А. А Зотова при проведении омоложения травостоя двукратным дискованием без применения минеральных удобрений прибавка урожайности сухого вещества составила 4 ц/га, а при внесении азота в дозе 45 кг/га д.в. этот показатель достигал 9 ц/га [4].
Известно, что наиболее действенным приемом повышения урожайности сенокосов и пастбищ является внесение азота. Многочисленные исследования показывают, что каждый килограмм внесенного азота обеспечивает прибавку урожайности, равную 10-25 кормовым единицам с одного гектара, причем при пастбищном использовании травостоя прибавка выше, чем на сенокосе [9-11, 15].
Основная часть
Структуру ботанического состава злакового травостоя и его продуктивность в зависимости от способов улучшения изучали в 2008-2011 гг. на производственном участке учебного хозяйства «Аграрный колледж» УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины», расположенном в Витебском районе.
Опыт был заложен весной 2008 г. на старосеянном разнотравно-злаковом травостое восьмого года жизни, состоящем из 75 % злаков: ежи сборной - 38 %, овсяницы тростниковой - 24 %, мятлика лугового - 10 %, тимофеевки луговой - 3 % и разнотравья - 25 %, в составе которого 21 % занимал одуванчик лекарственный. В схему опыта включены приемы поверхностного и коренного улучшения: старовозрастной травостой (контроль); омоложение травостоя двукратным дискованием; посев в дернину; перезалужение после обработки дернины (ускоренное залужение); перезалужение с посевом покровной культуры. Злаковая травосмесь выращивалась на азотно-фосфорно-калийном фоне (К90Р90КМ0 кг/га д.в.). Омоложение травостоя путем двукратного дискования осуществлялось дисковыми боронами БДТ-3 с последующим прикатыванием кольчато-шпоровыми катками. Для посева в дернину злаковой травосмеси после полного уничтожения старого травостоя использовали дисковую зернотравяную сеялку СЗТ-3,6. Для посева после обработки и с посевом покровной культуры применяли дисковую сеялку СПУ-4. В качестве покровной культуры использовали горохо-овсяную смесь (1,8 ц/га овса и 0,8 ц/га гороха), которую убрали в фазе начала цветения гороха на корм животным.
В опыте высевались районированные сорта многолетних злаковых трав: тимофеевка луговая сорт Волна, овсяница луговая сорт Зорка, лисохвост луговой сорт Хальяс. Норма высева злаковой травосмеси составила 15 кг/га: тимофеевка луговая 7,3 млн. всхожих семян (4,0 кг/га), овсяница луговая 3,4 млн. всхожих семян (5,0 кг/га), лисохвост луговой 8,5 млн. всхожих семян (6,0 кг/га).
Почва экспериментального участка дерново-подзолистая, среднеоподзоленная, среднесуглини-стая. Агрохимические показатели пахотного горизонта (0-20 см) перед закладкой опыта характеризовались следующими данными: рН (КС1) - 5,8, содержание гумуса (по Тюрину) - 2,23 %, подвижных форм фосфора - 126 и обменного калия - 170 мг/кг почвы. Площадь делянки - 30 м2, расположение делянок рендомизированное, повторность опыта 4-кратная.
В процессе исследований выполнены следующие учеты и наблюдения: учет урожайности зеленой массы проводили методом сплошного скашивания травостоя (поделяночно и взвешивания); изучение ботанического состава травостоя осуществлялось путем скашивания травостоя с постоянных площадок 0,25 м2 с каждой делянки в двукратной повторности; содержание обменной энергии (ОЭ) в МДж/кг сухого вещества определяли по формуле Аксельсона в модификации Н. Г. Григорьева и
H. П. Волкова: ОЭ = 0,73 х ВЭ х [1- (СКл х 1,05)] (где 0,73 - коэффициент обменности; СКл - сырая клетчатка, кг в 1 кг сухого вещества; ВЭ - валовая энергия, МДж в 1 кг сухого вещества; 1 - (СКл х
I,05) - коэффициент, отражающий понижающие действия клетчатки на энергетическую ценность корма); содержание кормовых единиц (Ск.ед.) в 1 кг сена находили по формуле: Ск.ед. = ОЭ2 х 0,0081 (где 0,0081 - коэффициент пересчета обменной энергии в кормовые единицы [12]); математическую обработку данных проводили методом статистического анализа по Б. А. Доспехову [3].
Климатические условия в годы проведения исследований существенно различались как по температурному режиму, так и по количеству выпавших за вегетационный период осадков. Наиболее оптимальным сочетанием по обеспеченности влагой и теплом во время вегетации растений характеризовались 2009 и 2011 гг., что способствовало активному росту и развитию растений во всех вариантах опыта. В результате этого сформировалось два полноценных укоса. Важным показателем качества травяного корма является ботанический состав травостоя. Он определяет биологическую полноценность корма, устойчивость урожайности трав и продуктивное долголетие. Полученные данные по ботаническому составу злакового травостоя (табл. 1) свидетельствуют о том, что изучаемые приемы улучшения оказали существенное влияние на его динамику.
Таблица 1. Структура ботанического состава злакового травостоя в зависимости от приемов улучшения, 20082011 гг.
Прием улучшения Средневзвешенный % к массе
злаковые бобовые разно нотра тра-вье
ежа сборная тимофеевка луговая овсяница тростниковая овсяница луговая лисохвост луговой клевер ползучий
Старовозрастной травостой (контроль) 53,0 10,3 25,8 - - - 10,9
Омоложение травостоя путем двукратного дискования 49,1 8,5 38,3 - - - 4,1
Посев в дернину - 19,8 - 62,9 9,3 - 8,0
Перезалужение после обработки дернины - 16,1 - 49,6 11,2 15,1 8,0
Перезалужение с посевом покровной культуры - 23,7 - 60,9 9,7 2,3 3,4
Главным засорителем травостоев являлся одуванчик лекарственный. В среднем за четыре года его долевое участие на контрольном травостое превышало 10 %. Следует отметить, что поверхностный способ улучшения травостоя - омоложение травостоя путем двукратного дискования - способствовал снижению разнотравья на 6,8 %. Среди злакового компонента наблюдается снижение удельной доли ежи сборной с 53,0 % до 49,1 %. Обратная тенденция в травостое наблюдается с овсяницей тростниковой, ее долевое участие возросло на 12,5 % по отношению к старовозрастному травостою.
Данные также показывают, что при всех приемах коренного улучшения в изучаемых травостоях в течение четырех лет жизни доминирующими видами являлись сеяные травы. Внедрившееся в травостои разнотравье составило их незначительную долю и в зависимости от приема улучшения находилось в пределах от 3,4 до 8,0 %. Содержание злакового компонента в варианте посев травосмеси в дернину было на уровне 92 %. Из выращиваемых трав более половины, а именно 62,9 % занимала овсяница луговая. В вариантах залужение после обработки дернины и залужение с посевом покровной культуры в состав злакового травостоя внедрился дикорастущий клевер ползучий. Его содержание в среднем за годы исследований в зависимости от приема составило 2,3-15,1 %. Самое высокое его содержание было отмечено в варианте - залужение после обработки дернины.
Сеянные многолетние травы в год посева растут медленно, и полноценный урожай зеленой массы дают только на следующий год. Поэтому в 2008 г. злаковые травы не принимали существенного участия в формировании урожая.
Полученные данные в среднем за четыре года (табл. 2), показывают, что наиболее продуктивные травостои сформировались в вариантах с перезалужением (при комбинированной обработке почвы, включающей предпахотное лущение легкими дисками, вспашку и разделку пласта тяжелыми дисковыми боронами). Урожайность сена была на уровне 76,9 ц/га, это на 27,8 % больше, чем в контрольном варианте.
Таблица 2. Урожайность злакового травостоя, ц/га сена
Прием улучшения Год Среднее за 2008-2011 гг. Прибавка урожайности
2008 2009 2010 2011
ц/га %
Старовозрастной травостой (контроль) 27,3 83,5 67,7 62,5 60,2 - -
Омоложение травостоя путем двукратного дискования 39,2 103,2 70,1 63,8 69,1 8,9 14,8
Посев в дернину 11,2 104,2 72,7 83,4 67,9 7,7 12,8
Перезалужение после обработки дернины 17,1 116,0 87,1 87,2 76,9 16,7 27,8
Перезалужение с посевом покровной культуры 13,3 127,5 82,5 84,2 76,9 16,7 27,8
НСР05 для приема улучшения для частных средних 1,97 3,42 3,64 6,30 2,93 5,08 1,84 3,19 - - -
Менее эффективным приемом улучшения оказался посев злаковой травосмеси в дернину. Прибавка урожайности к контрольному варианту составила 7,7 ц/га, или 12,8 %. Объективную оценку качества травостоев можно давать по комплексу показателей. Основываясь на данных биохимических анализов, мы дали оценку питательной и энергетической ценности изучаемых травостоев в зависимости от количества укосов по содержанию органических веществ (протеина), обменной энергии, кормовых единиц и каротина в сене (табл. 3).
Таблица 3. Питательность и энергетическая ценность сена, средневзвешенное за 2008-2011 гг.
Прием улучшения Содержание в 1 кг сена первоначальной влажности
обменной энергии, МДж кормовых единиц, к. ед. каротин, мг
Старовозрастной травостой (контроль) 8,63 0,60 22,32
Омоложение травостоя путем двукратного дискования 8,64 0,61 22,44
Посев в дернину 8,74 0,62 21,27
Перезалужение после обработки дернины 8,75 0,62 23,36
Перезалужение с посевом покровной культуры 8,63 0,62 23,09
В результате проведенных исследований выявлено, что наибольшее содержание обменной энергии было в варианте перезалужение после обработки дернины - 8,75 МДж. Остальные приемы улучшения были либо на уровне контроля, или чуть выше (посев в дернину). Следует отметить, что содержание в 1 кг сена кормовых единиц во всех вариантах было практически на одном уровне и в зависимости от приема находилось в пределах от 0,60 до 0,62 к.ед.
Роль витамина А (каротина) огромна. Он необходим для поддержания у животных защитных эпителиальных клеток дыхательного, полового и пищеварительного трактов. Он также играет важную роль в процессах размножения, развития костей и нормального зрения. Нехватка данного витамина приводит к деградации многих тканей, организм становится легковосприимчивым к инфекциям. Максимальное содержание каротина 23,36 мг/кг было отмечено в варианте перезалужение после обработки дернины. Это на 4,6 % больше, чем в контрольном варианте (старовозрастной травостой). Самое минимальное содержание каротина было отмечено в варианте посев в дернину - 21,27 мг/кг.
Обобщающим показателем целесообразности агротехнических мероприятий, направленных на увеличение сельскохозяйственной продукции и повышение ее качества, является продуктивность посевов. Выход обменной энергии и кормовых единиц зависел от приема улучшения малопродуктивного лугового травостоя. Так, выход обменной энергии находился в пределах от 51,95 до 67,29 ГДж/га. Следует отметить, что самый максимальный вход обменной энергии был в варианте перезалужение после обработки дернины. По отношению к контрольному варианту (старовозрастной травостой) это на 29,5 % больше. Аналогичная ситуация наблюдается и по выходу кормовых единиц.
Заключение
1. Важным показателем качества травяного корма является ботанический состав травостоя. Установлено, что при всех приемах коренного улучшения в изучаемых травостоях в течение четырех лет жизни доминирующими видами являлись сеяные травы. Внедрившееся в травостои разнотравье составило их незначительную долю и в зависимости от приема улучшения находилось в пределах от 3,4 до 8,0 %.
2. В вариантах с перезалужением в состав травостоя внедрился дикорастущий клевер ползучий. Самое высокое его содержание в среднем за четыре года было отмечено в варианте - залужение после обработки дернины - 15,1 %, что способствовало увеличению качественных показателей корма.
3. Наибольшее содержание в 1 кг сена обменной энергии, кормовых единиц и каротина в среднем за 4 года отмечено в варианте перезалужение после обработки дернины 8,75 МДж, 0,62 к. ед. и 23,36 мг/кг соответственно.
4. Выход обменной энергии и кормовых единиц в зависимости от приема улучшения составил 51,95-67,29 ГДж/га обменной энергии и 3,61-4,78 тыс./га кормовых единиц. Самый большой их выход отмечен в варианте перезалужение после обработки дернины, прибавка к контрольному варианту была на уровне 15,34 ГДж/га обменной энергии и 1,17 тыс./га кормовых единиц, что составляет соответственно 29,5 и 32,4 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алтунин, Д. А. Удобрение сенокосов и пастбищ в Нечерноземной зоне / Д. А. Алтунин, С. С. Конин, Н. В. Скоро-ходова. - М.: ООО «Редакция журнала «Достижения науки и техники в АПК», 2003. - 178 с.
2. Бирюкович, А. Л. Состав и использование луговых травостоев / А. Л. Бирюкович // Мелиорация. - 2009. - № 1. -С. 208-214.
3. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта: с основами статистической обработки результатов исследований / Б. А. Доспехов - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
4. Зотов, А. А. Агроэнергетическая оценка низкозатратных технологий поверхностного улучшения природных кормовых угодий / А. А. Зотов, Д. М. Тебердиев, З. Ш. Шамсутдинов // Кормопроизводство. - 2002. - № 2. - С. 6-10.
5. Исаков, А. Н. Продуктивность и качество корма различных видов травосмесей в условиях центрального Нечерноземья на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах / А. Н. Исаков // Известия ТСХА. - 2009. - № 1. - С. 108-114.
6. Конюшков, Н. С. Проблема рационального использования пастбищ и сенокосов / Н. С. Конюшков // Вопросы кормодобывания. - М.: Сельхозгиз, 1947. - С. 109-119.
7. Лазарев, Н. Н. Ресурсосберегающие технологии улучшения природных и старосеяных сенокосов и пастбищ / Н. Н. Лазарев, Е. С. Виноградов. - М.: РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева. 2008. - 157 с.
8. Лазарев, Н. Н. Улучшение старосеянных и природных сенокосов подсевом многолетних бобовых трав / Н. Н. Лазарев // Кормопроизводство. - 2006. - № 4. - С. 13-16.
9. Лазарев, Н. Н. Урожайность кормовых угодий в зависимости от состава высеянных травосмесей и удобрений / Н. Н. Лазарев, В. В. Кремин, Е. С. Виноградов // Известия ТСХА. - 2010. - Вып. 5. - С. 31-37.
10. Лепкович, И. П. Современное луговодство / И. П. Лепкович. - СПб.: «ПРОФИ-ИНФОРМ», 2005. - 424 с.
11. Мееровский, А. С. Оптимизация травостоев сенокосов и пастбищ / А .С. Мееровский, А. Л. Бирюкович. -Минск: Беларус. наука, 2009 - 231 с.
12. Программа и методика проведения научных исследований по луговодству / Сос. А. А. Кутузова и др. - М.: ВИК им. В. Р. Вильямса, 2000. - 86 с.
13. Создание и эксплуатация культурных сенокосов: практ. рук-во / Гродненский гос. аграр. ун-т; сост. В. И. Поплевко [и др.]. - Гродно, 2004. - 38 с.
14. Статистический ежегодник: Нац. стат. комитет Респ. Беларусь. - Минск, 2015. - 582 с.
15. Шелюто, А. А. Луговодство с основами луговедения / А.А. Шелюто. - Горки: БГСХА, 2007. - 363 с.
16. Nyfeler, D. Strong mixture effects among four species in fertilized agricultural grassland led to persistent and consistent transgressive overyielding / D. Nyfeler // Journal of applied ecology. - Oxford, UK: Blackwell Publishin. - 2009. - Vol. 46, № 3. -P. 683-691.
