Формирование урожая совместных посевов суданской травы и зернобобовых культур на серых лесных почвах Нечерноземья Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 633.282 : 631.584.5

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ СОВМЕСТНЫХ ПОСЕВОВ СУДАНСКОЙ ТРАВЫ И ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

Дьяченко В.В., доктор с-х. наук, профессор Дронов А.В., доктор с-х. наук, профессор Дьяченко О.Ю., лаборант исследователь, соискатель

ФГБОУВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»

Рассматриваются результаты экспериментов по возделыванию суданской травы на серых лесных почвах Нечерноземья в смешанных посевах с зернобобовыми культурами (викой яровой и озимой, горохом полевым, люпином узколистным, кормовыми бобами, соей). Обсуждаются данные по биохимическому составу и урожайности надземной массы, энергопротеиновой и питательной ценности сухого вещества, кормовой продуктивности посевов.

Ключевые слова: суданская травы, совместные посевы, урожайность, химической состав, энергетическая, питательная и протеиновая ценность.

Введение. Современная система кормопроизводства как один из факторов биологической интенсификации и стабилизации отрасли предполагает широкое использование смешанных посевов или поликультуры. Смешанный посев (поликультура) имеет преимущество в кормовом отношении и при определенном насыщении его и включении в технологический процесс факторов, регулирующих рост и развитие компонентов, он может выступать как саморегулирующая продукционная система с программируемым поступлением сырья по времени и качеству. Смешанные посевы кормовых культур позволяют лучше использовать складывающиеся погодные условия, повышать устойчивость урожая, увеличивать валовой сбор корма и белка с единицы площади. В смешанных посевах значительно улучшается химический состав компонентов смеси, а так же переваримость питательных веществ корма организмом животных [1].

По мнению профессора Б.С. Лихачева [2] для каждой почвенно-климатической зоны в целом и для каждого типа агроландшафтов необходимо подбирать конкретные компоненты и их соотношения. Данное мнение справедливо и для суданской травы, так как в условиях Нечерноземья эффективность ее возделывания в поликультуре напрямую зависит от правильного выбора

The article considers the results of experiments on the cultivation of sudan grass on gray forest soils Nonchernozem in mixed crops with leguminous crops. The data on the biochemical composition and yields of aboveground mass, energy and nutritional value of protein in dry matter fodder productivity of crops.

Key words: sudanese grass, joint crops, yield, chemical composition, energy Skye, nutritional and protein value.

компонента, что является актуальным направлением изучения проблемы в регионе. Высокая эффективность использования агроклиматических ресурсов, а соответственно и максимальная продуктивность, достигается в агроценозах, где между видами нет напряженной конкурентной борьбы, т.е. наблюдается их оптимальное соотношение. Параметры наиболее удачного сочетания компонентов смешанного агроценоза будут зависить от почвенно-климатических условий, видовых и сортовых особенностей и устанавливать их необходимо опытным путем.

В целом анализ научной литературы по вопросам возделывания суданской травы в смешанных посевах свидетельствует, что однозначных мнений и рекомендаций целесообразности такого агроприема не установлено. Смешанные посевы суданской травы не всегда способствуют повышению урожайности и качества кормов. Достаточно спорным остаются вопросы подбора сопутствующих культур (в особенности среди капустных, злаковых и других видов кормовых растений), четко не разработаны теория и практика компонентов и их оптимизации, регулирования динамики роста и развития растений, минерального питания, использования аллелопа-тического потенциала видов и т.д.

Необходима экспериментальная работа по подбору как компонентов для совместных посевов с суданской травой, так и их соотношений, разработка технологических особенностей их возделывания в конкретных почвенно-климатических условиях. Это обеспечит выработку научно-обоснованных рекомендаций производству по возделыванию совместных посевов на основе суданской травы обеспечивающих высокую и стабильную урожайность, а так же качество кормовой массы.

Материалы и методы. В 2009-2012 г г. на серых лесных почвах опытного поля Брянской ГСХА была проведена экспериментальная работа, целью которой было определить кормовую продуктивность суданской травы в поликультуре и подобрать наиболее удачные для совместных посевов с суданской травой виды зернобобовых культур. Объектами исследований служили суданская трава (раннеспелый сорт Кинельская 100), вика яровая со-отношения( Никольская), горох полевой (Наташа), горох посевной (Памяти Варлахова), кормовые бобы (Мария), люпин узколистный (Белозерный 110), соя (Брянская 11).

Предшественником служили посевы озимых зерновых культур (озимое тритикале). При постановке полевого опыта применяли следующую агротехнику. Основная подготовка почвы заключалась в осеннем дисковании на 12-15 см, весенней отвальной вспашке на 20-22 см, двух-трех сплошных культиваций и предпосевной обработки РВК-3,6. Общий фон минерального питания (NPK)30, создавали путем внесения под предпосевную культивацию комплексного минерального удобрения - азофоски (NPK)i6 из расчета 188 кг/га.

В качестве контроля использовали одно-видовые посевы суданской травы с нормой высева 3,0 млн. семян на га, зернобобовые компоненты высевали половинной нормой от рекомендуемой для культуры в одновидовых посевах. Для более равномерного распределения семян сначала высевали зернобобовый компонент на глубину 4-6 см, а затем суданскую траву на глубину 3-4 см. Подробная схема опыта приводится в таблице 1.

Почва опытного участка - серая лесная, легкосуглинистая по механическому составу, среднеокультуренная, сформированная на карбонатных лессовидных суглинках. Мощность гумусового горизонта 30-60 см, содержание гумуса 2,6-3,2 %. Для почвы характерно сравнительно высокое (25-35мг Р2О5 на 100 г почвы) содержание фосфора и среднее (13,0-15,3 мг К20 на 100 г почвы) калия. Реакция почвенного раствора слабокислая, рН сол. - 5,2-5,6.

Посев производился в конце мая - начале июня, сеялкой СН-16 А. Площадь делянки 50 м2, повторность четырехкратная, размещение вариантов систематическое.

В опыте проводились фенологические наблюдения, учеты показателей структуры посевов (полевая всхожесть, выживаемость и сохранность, ботанический состав травостоев), засоренности, урожайности и химического состава кормовой массы.

Подсчет густоты стояния растений в фазу полных всходов и перед уборкой урожая

Таблица 1 - Схема опыта

Вариант Злаковый компонент Норма высева, млн. вс. семян /га (кг/га) Зернобобовый компонент Норма высева, млн. вс. семян/га (кг/га)

1 Суданская трава 3,0 (33-35 кг/га) Одновидовой посев

2 Суданская трава 2,0 (21-22 кг/га) Вика яровая 0,6 (37 кг/га)

3

4 Люпин узколистный 0,4 (60 кг/га)

5 Кормовые бобы 0,25 (75 кг/га)

6 Горох полевой 0,5 (47 кг/га)

7 Горох посевной 0,5 (53 кг/га)

8 Соя 0,5 (43-45 кг/га)

проводили на постоянно закрепленных площадках (площадью 0,25 м2) в восьмикратной по-вторности (Методика ГСУ, 1989). Засоренность посевов определялась количественно-весовым методом. Подсчет сорных растений проводился перед первым укосом на площадках по 1 м2 в четырехкратной повторности. Отбор делали по биологическим группам взвешиванием в сыром состоянии с последующим учетом их общей сухой массы

Учет урожая надземной массы травянистого сорго проводили сплошным методом на площадках по 1 м2 в трех-четырех кратной повторности путем скашивания и взвешивания зеленой массы. Выход воздушно-сухого вещества устанавливали путем высушивания навесок в сушильном шкафу при температуре 60 -65°С, абсолютно-сухого при температуре 100 -105 °С.

Для более полного выявления биологического потенциала совместных посевов суданской травы с зернобобовыми культурами урожайность надземной массы учитывали по двум схемам (применяли два варианта учета или планируемого использования в кормопроизводстве):

1 я - схема «двухукосная»- первый укос в фазу появления единичных метелок злакового компонента, второй укос (отава) в конце вегетации (конец августа - начало сентября). Планируемое использование урожая зеленый корм, сено, сенаж;

2 я - схема «одноукосная» - однократный укос в фазу молочной спелости семян суданской травы. Планируемое использование урожая силос, зерносенаж.

Отборы образцов для химического анализа проводили в соответствии с Методическими указаниями по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (1997). Химические анализы были выполнены в Центральной научной учебно-испытательной лаборатории Брянской ГСХА едиными стандартными методами. Общий азот - фотоколориметрическим способом с использованием реакции индофенольной зелени (методика ЦИНАО) с пересчетом на сырой протеин, сырой жир - обезжириванием по Рушковскому, сырая клетчатка - кислотным гидролизом, весовым методом по Ганнебергу-Штоману, сырая зола - сухим озолением, фосфор - колориметрически по методу Труогу-Мейеру, калий - с помощью ионоселективного электрода, каротин - по Цирелю, водорастворимые сахара - по Бертрану.

Аминокислотный состав определялся методом каппилярного электрофореза «Капель 105» с программным обеспечением «Мульти-хром 1,5».

Расчет питательной и энергетической ценности сухого вещества зеленой массы совместных посевов проводили на основании данных биохимического анализа образцов в электронной программе Microsoft Excel. В соответствии с Методическими указаниями по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (1997), валовую энергию (ВЭ в МДж на 1 кг сухого вещества) определяли по сумме энергии сырого протеина (СП), сырого жира (СЖ), сырой клетчатки (СК), сырых безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ), используя соответствующие коэффициенты, по формуле:

ВЭ = 23,95* СП + 39,75*СЖ + 20,05*СК + 17,46*БЭВ

Концентрацию обменной энергии в сухом веществе определяли по уравнению Аксельсо-на, с учетом понижающего действия клетчатки:

ОЭ = 0,73*ВЭ*[1 - (СК*1,05)]

Расчет содержания кормовых единиц в 1 кг сухого вещества проводили по формуле:

К. ед. = ОЭ2 *0,0081

Для определения количества переваримого протеина (1111) использовали уравнение Паквея:

ПП кг = (0,885* СП) - 0,03 *СВ кг

При расчетах использовались коэффициенты переваримости питательных веществ, отраженные в справочном издании «Корма» академиков РАСХН Г.А. Романенко и А.И. Тютюнникова (1997).

Метеорологические условия вегетационных периодов в годы проведения исследований характеризовались существенным варьированием, при этом значительно отличаясь от среднемноголетних показателей как по температуре и количеству осадков, так и по гидротермическому режиму (рис. 1).

0,5

многоле тняя

О -1-1-1-1-

май июнь июль август сентябрь

Рис. 1. ГТК в период проведения исследований

Эксперименты показали, что в агроклиматических условиях Брянской области в полной мерс проявляются существенные различия в архитектонике и биологии компонентов совместных посевов Как правило, суданская трава в начале вегетации развивалась значительно медленнее. чем зернобобовые компоненты смеси. Всходы суданской травы появлялись на 5-10 день после посева, тогда как зернобобовые культуры всходили уже через 4-5 дней. При этом дружность всходов суданской травы больше завесила от температурного режима, зернобобовых от наличия влаги в почве.

Отставание растений суданской травы уже на первых этапах развития, как правило, сохранялось до начала её интенсивного роста - до фазы выхода в трубку и впоследствии к фазе выметывания в травостое все же превалировала суданская трава. Во многом интенсивность первоначального роста и развития суданской травы завесила от складывающихся в июне месяце метеорологических условий, тогда как в отношении зернобобовых компонентов (за исключение сои) влияние погоды на рост и развитие растений в начальные фазы вегетации не было столь выраженным.

Следу ет отмстить, что к моменту учета, выход в трубку - начало выметывания злакового компонента, зернобобовые культуры уже вступали в фазу бутонизации или даже цветения.

т.е. практически ежегодно совпадали оптимальные периоды уборки на кормовые цели (зеленый корм. сено, сенаж).

При учете в фазу молочной спелости суданской травы зернобобовые компоненты или находились в фазе сизых бобиков или полной спелости семян, иногда семена даже начинали осыпаться (это было особенно характерно для 2010 года), т.е. оптимальные фазу уборки не всегда совпадали. Особенно сильно это проявлялось в жаркие и сухие годы (например. 2010). когда к моменту учета зернобобовые компоненты как горох посевной, полевой и вика яровая полностью созрели, что привело к снижению их удельного веса в урожае и его кормовой ценности, в конечном счете.

Такое несовпадение ритмов развития гороха и вики с суданской травой, проявлялось практически во все годы исследований. Несколько более быстрое созревание, чем у суданской травы было характерно и в отношении люпина у зколистного, что так же проявлялось в жаркие и сухие годы. Что касается кормовых бобов и сои то к фазе молочной спелости суданской травы эти культу ры, как правило, не успевали полностью созреть находились фазах сизых бобиков, которая является более или менее оптимальной для уборки на кормовые цели (силос или зерно-сенаж).

Существенные различия в архитектонике и биологии злаковых и зернобобовых компонентов совместных проявились в вариациях густоты стеблестоя, полевой всхожести, выживаемости и сохранности растений. При подсчете количества растений в фазу полных всходов, общая густота стеблестоя в зависимости от варианта опыта варьировала в пределах от 178 до 214 растений /м , причем максимальные значения показателя отмечены в совместных посевах суданской травы и вики яровой (связано это скорее всего с более высокой нормой высева вики). Количество растений суданской травы в фазу полных всходов, так же было различным от 129 до 178 шт. /м2, в зависимости от варианта опыта, причем какой то определенной закономерности не прослеживается. Количество растений зернобобовых компонентов при подсчете всходов составляло от 20 до 52 шт. /м2, различия по вариантам опыта объясняются их изначально разными нормами высева.

При подсчете в фазу начала выметывания суданской травы общая густота стеблестоя по изучаемым вариантам, несколько выровнялась и составила 120-153 растения/м2, варьирование густоты стеблестоя так же объясняется различной нормой высева. Примечательно, что наиболее высокие значения густоты стеблестоя к этой учетной фазе по усредненным четырехлетним данным отмечены на вариантах с горохом полевым и соей.

Биохимический анализ урожая надземной массы смешанных посевов показал, что возделывание суданской травы в поликультуре с зернобобовыми растениями важный резерв повышения её кормовой ценности и, прежде всего протеиновой (табл. 2).

Таблица 2 - Биохимический состав суданской травы в одновидовых и смешанных посевах, (% в расчете на воздушно-сухое вещество) фаза выход в трубку-начало выметывания

Варианты опыта Сырой протеин Сахара Жир Клетчатка БЭВ Зола Кальций Фосфор

Суданская трава 11,9 6,2 1,34 22,5 49,4 7,8 0,45 0,36

Суданская трава + вика яровая 13,5 4,8 1,23 22,5 46,6 9Д 0,56 0,39

Суданская трава + горох 15,8 5Д 1,45 22,6 43,9 9,2 0,54 0,43

Суданская трава + люпин 13,1 5,4 1,25 21,2 48,7 8,7 0,52 0,39

Суданская трава + кормовые бобы 15,8 4,5 1,22 20,8 47,0 8,3 0,53 0,34

Суданская трава +соя 13,0 5,3 1,50 21,3 48,1 8,7 0,52 0,38

Возделывание суданской травы в смешанных посевах позволяет существенно (на 1,2-3,9 %) повысить содержание сырого протеина. Особенно значительное обогащение сырым протеином (до 15,8 %) происходит при включении в травосмеси гороха полевого и кормовых бобов. В смеси с зернобобовыми растениями отмечается несколько меньшее содержание Сахаров. В целом урожай суданской травы, как в чистом виде, так и в поликультуре в данную учетную фазу (выход в трубку-начало выметывания злакового компонента) характеризовался содержанием клетчатки на уровне - 20,5-22,5 %, жира - 1,22-1,50 %, зольных элементов -7,8-9,2 %,

при близком к оптимальному (1,3 : 1,0) кальци-ево-фосфорному соотношению.

Полученные данные биохимического анализа урожая дают возможность определить валовую и обменную энергию, содержание кормовых единиц и протеиновую полноценность сухого вещества без проведения прямых опытов над животными, т.е. дать энергопротеиновую и питательную оценку кормовой массе. Возделывание суданской травы в смешанных посевах с зернобобовыми культурами способствует повышению кормовой ценности урожая (табл. 2).

Таблица 3 - Энергопротеиновая и питательная оценка сухого вещества суданской травы в одновидовых и смешанных посевах

Варианты опыта Соде ужанис в 1 кг сухого вещества Обеспеченность 1 кед. ПП, г

ВЭ, МДж ОЭ, МДж к.ед. ПП, г

Суданская трава 16,5 9,2 0,69 75,3 109,6

Суданская трава + вика яровая 16,4 9Д 0,67 89,5 132,6

Суданская трава + горох 16,6 9,2 0,69 109,8 159,6

Суданская трава + люпин 16,4 9,3 0,70 85,9 122,7

Суданская трава + кормовые бобы 16,6 9,5 0,73 109,8 150,3

Суданская трава +соя 16,7 9,7 0,74 90,7 125,3

В сухом веществе надземной массы суданской травы и её смесей, убранных в фазу появления единичных метелок злакового компонента, содержание валовой энергии достаточно высокое и составляет 16,4-16,7 МДж/кг. Содержание обменной в зависимости от варианта опыта колебалось в пределах 9,1-9,6 МДж/кг, т.е отличается хорошим качеством. В надземной массе отмечено достаточно высокое содержание кормовых единиц (0,67-0,74 к. ед. в 1 кг), переваримого протеина (75,3-109,8 г в 1 кг), при этом обеспеченность 1 к. ед. переваримым протеином соответствует зоотехническим нормам.

Наиболее эффективным приемом повышения питательности (содержание к.ед. в 1 кг сухого вещества 0,73-0,74)и энергоемкости (содержание ОЭ 1 кг сухого вещества 9,5-9,6 МДж) кормовой массы является возделывание суданской травы соей и кормовыми бобами. Наиболее существенно увеличивается протеиновая полноценность в поликультуре с кормовыми бобами и горохом полевым (обеспеченность 1 к.ед. ПП свыше 150 г).

Эксперименты по возделыванию суданской травы в поликультуре на серых лесных почвах подтвердили ранее установленную и неоднократно упоминаемую в научной литературе закономерность, что не всегда введение в травостой зернобобовых культур приводит к повышению урожайности кормовой массы (табл. 4). Примечательно, что некоторые преимущества одновидовых посевов наиболее четко проявлялись в сухие годы, а также в отношении вариантов, где в травостой суданской травы вводили культуры со стелющимся стеблем - вика и горох которые в определенной мере угнетали суданскую траву.

По усредненным четырехлетним данным при учете в фазу выхода в трубку начало выметывания статистически достоверную прибавку на 17 % урожайности зеленой массы в сравнении с чистыми посевами суданской травы обеспечила лишь травосмесь с кормовыми бобами.

Таблица 4 - Урожайность одновидовых и совместных посевов суданской травы, ц/га зеленой массы в фазу выхода в трубку (первый укос)

Варианты опыта Урожайность по годам Среднее за 2009-2012 гг.

2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г.

Суданская трава 260,9 268,5 246,1 242,7 257,1

Суданская трава+ кормовые бобы 311,8 287,1 308,2 295,7 300,7

Суданская трава +люпин узколистный 282,0 268,9 287,1 279,2 279,3

Суданская трава + соя 265,8 271,4 250,7 243,4 257,8

Суданская трава + горох полевой 254,2 259,9 248,0 242,5 251,2

Суданская трава+ горох посевной 258,0 262,8 243,6 247,4 253,0

Суданская трава+ вика яровая 250,6 257,1 246,0 238,5 248,1

НСР0,05 20,1 22,8 19,4 21,0

Несколько более скромную, но статистически достоверную прибавку показала травосмесь с люпином узколистным, около 9 %. В отношении

остальных вариантов опыта ежегодных достоверных различий по урожайности кормовой массы в сравнении с контролем не установлено.

Таблица 4 - Урожайность одновидовых и совместных посевов суданской травы,

ц/га зеленой массы (второй укос)

Варианты опыта Урожайность по годам Среднее за 2009-2012 гг.

2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г.

Суданская трава 135,9 121,5 124,0 140,5 130,5

Суданская трава+ кормовые бобы 114,0 122,0 106,0 111,5 113,4

Суданская трава +люпин узколистный 122,0 105,1 109,4 109,6 111,5

Суданская трава+ соя 110,2 94,6 95,0 102,4 100,6

Суданская трава+ горох полевой 107,3 103,0 94,5 111,4 104,1

Суданская трава+ горох посевной 120,8 110,9 118,7 104,9 113,8

Суданская трава+ вика яровая 107,5 100,8 98,0 102,3 102,2

НСРо.оз 9,3 10,5 8,7 10,1

По урожайности отавы (табл. 4) за годы исследований несомненное преимущество на 16-30 ц/га зеленой массы показали чистые посевы суданской травы в сравнении со смесями. Формирование отавы шло за счет хорошо отрастающих растений суданской травы и более высокая плотность стеблестоя суданки в чистых посевах обеспечила данную прибавку.

Преимущество совместных посевов проявилось при учете в фазу созревания семян (уборка конец августа начало сентября) суданской травы и зернобобовых культур (табл. 5).

Таблица 5 - Урожайность одновидовых и совместных посевов суданской травы, ц/га зеленой массы (укос в фазу созревания семян суданской травы и зернобобовых компонентов)

Варианты опыта Урожайность по годам Среднее за 2009-2012 гг.

2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г.

Суданская трава 275,5 317,5 297,0 3044 298,6

Суданская трава + кормовые бобы 369,3 328,6 374,5 334,8 351,8

Суданская трава + люпин узколистный 331,4 298,9 336,7 339,8 326,7

Суданская трава + соя 345,6 326,8 336,5 333,9 335,7

Суданская трава + горох полевой 338,4 301,1 320,7 315,0 318,8

Суданская трава + горох посевной 331,6 307,8 330,2 318,0 321,9

Суданская трава + вика яровая 301,2 289,3 293,4 286,9 292,7

НСРо.оз 29,3 30,7 27,0 29,8

Практически все изучаемые смеси, за исключением вики яровой, обеспечивали ежегодную, в среднем от 20 до 50 ц/га, статистически достоверную прибавку урожая зеленой массы. Как наиболее урожайные показали себя совместные посевы суданской травы с кормовыми бобами (более 350 ц/га), соей (335 ц/га) и люпином узколистным (325 ц/га).

Заключение. В агроклиматических условиях серых лесных почв Нечерноземья совместные посевы суданской травы с зернобобовыми культурами (викой, горохом, люпином, кормовыми бобами и соей) важный прием повышения кормовой продуктивности посевов и питательной и энергопротеиновой полноценности надземной массы.

Литература. 1. Беляк, В.П. Интенсификация кормопроизводства биологическими приёмами. / В.П. Беляк - Пенза: Изд-во ПТИ, 1998. - 184 с.

2. Лихачев, Б.С. Производство травянистых кормов в совместных посевах / Лихачев Б.С., Леонова Н.В., Осмоловский В.В., Кистенев А.Н. // Кормопроизводство. - 2003а. - № 4. - С. 16-20.