CC BY
189
УДК 631/635:574
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОРМОПРОИЗВОДСТВА
В.М. Косолапое, член-корреспондент Россельхозакадемии, директор И.А. Трофимов, доктор географических наук, зам. директора А.В. Шевцов, кандидат технических наук, зам. директора ГНУ ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса E-mail: [email protected]
В институте получены новые фундаментальные знания и технологии управления потенциалами кормовых растений, агроэко-систем и агроландшафтов. Пополнена и расширена коллекция генофонда кормовых растений ВИК, собранных в результате экспедиций в разные регионы России. Разработаны два Национальных стандарта РФ на посевные качества семян. Сформирована база данных по состоянию и основным направлениям развития полевого кормопроизводства Центрального федерального округа. Разработаны критерии переформирования краткосрочных бобово-злаковых фитоценозов в долголетние и самовозобновляющиеся. Разработан проект нового национального стандарта ГОСТ Р «Силос из кормовых растений. Технические условия». Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии утвержден национальный стандарт на требования к качеству грубых травянистых кормов -ГОСТР 55452-2013 «Сено и сенаж. Технические условия». По инициативе Института созданы и эффективно работают 4 творческих объединения селекционеров России: «Клевер», «Люцерна», «Злаки», «Аридные культуры».
Ключевые слова: кормопроизводство, луговодство, полевое кормопроизводство, селекция и семеноводство кормовых культур, консервирование и хранение кормов, зернофураж.
В условиях России, преобладающая часть территории которой характеризуется доминированием экстремальных факторов, повышение устойчивости сельского хозяйства
предполагает более рациональное и активное использование адаптивного потенциала жизненных форм, видов, сортов сельскохозяйственных культур и технологий их возделывания, а также повышение устойчивости сельскохозяйственных земель и агроланд-шафтов.
Кормопроизводство определяет состояние животноводства и оказывает существенное влияние на решение ключевых проблем дальнейшего развития всей отрасли растениеводства, земледелия, рационального природопользования, повышения устойчивости агроэкосистем и агроландшафтов к воздействию климата и негативных процессов, сохранения ценных сельскохозяйственных угодий и воспроизводства плодородия почв, улучшения экологического состояния территории и охраны окружающей среды.
Для целей кормопроизводства используется 3/4 продукции растениеводства, в том числе 70% валового сбора зерна, 90% всех посевов кукурузы и зернобобовых культур.
Кормопроизводство (лугопастбищные экосистемы и многолетние травы на пашне) выполняет 3 важнейшие функции:
• производство кормов для сельскохозяйственных животных,
• экологическую (средообразующую и природоохранную), обеспечивающую устойчивость сельскохозяйственных земель и аг-роландшафтов к изменениям климата и воздействию негативных процессов,
• системообразующую и связующую в единую систему растениеводство, земледелие и животноводство, экологию, рациональное природопользование и охрану окружающей среды.
Задачи научного обеспечения развития кормопроизводства в условиях климатических и погодных изменений:
• создание новых высокопродуктивных и устойчивых сортов кормовых культур,
• оптимизация инфраструктуры агро-ландшафтов, структуры сельскохозяйственных земель,
• диверсификация видовой и сортовой структуры посевных площадей, обусловленной климатическими, погодными и земельными условиями регионов,
• разработка регионально и ландшафт-но-дифференцированных технологий и систем кормопроизводства и управления агро-ландшафтами.
Основная задача кормопроизводства в животноводстве - обеспечить высококачественные объемистые корма для скота, которые должны содержать 10,5-11,0 МДж ОЭ и 15-18% (злаки), 18-23% (бобовые) сырого протеина в СВ. Такие корма даже без концентратов могут обеспечить суточный удой до 20-25 кг молока.
Получить такие корма вполне реальная задача. Но для этого развиваться должна вся система кормопроизводства (селекция и семеноводство кормовых культур, полевое кормопроизводство, луговодство, технологии заготовки кормов, их хранения и использования).
Основная задача кормопроизводства в земледелии и растениеводстве - обеспечить сохранение ценных сельскохозяйственных земель, повышение плодородия почв, продуктивное и устойчивое развитие растениеводства.
Кормопроизводство - это важнейший инструмент управления сельскохозяйственными землями и агроландшафтами.
Земля - производственная основа сельского хозяйства, природный ресурс, наше национальное богатство. Земля - это основа продовольственной безопасности страны. Сохранить ее от деградации и разрушения эрозией и дефляцией, повысить плодородие почв в полной мере может только ее естественный защитный покров - многолетние травы.
Управление продукционным процессом в растениеводстве обеспечивается не только хорошим сортом, качественными семенами, удобрениями и агротехникой. Продуктивность - это производное всей системы агро-ландшафта, то есть его инфраструктуры -соотношения пашни, луга, леса, оптимальной структуры посевных площадей, севооборотов, достаточной доли многолетних трав.
Обеспечить стабильность сельскохозяйственного производства, защитить его от засух, сохранить ценнейшие сельскохозяйственные земли от деградации, разрушения эрозией и дефляцией, повысить плодородие почв в полной мере может только их естественный защитный покров - многолетние травы.
Недостаточная их доля в структуре посевных площадей и севооборотов не обеспечивает эффективную защиту сельскохозяйственных земель от воздействия засух, эрозии, дефляции и дегумификации. В результате 1/3 наших сельскохозяйственных земель уже деградирует под влиянием эрозии, дефляции, а пашня ежегодно теряет 1-2,5 т/га гумуса в год.
Повышение устойчивости растениеводства и земледелия к изменениям климата и воздействию негативных процессов связано с возрастанием роли многолетних трав в структуре посевных площадей и севооборотов. Многолетние травы должны занимать в 2-2,5 раза больше площади в структуре посевных площадей и севооборотов (не менее 25-30%) для обеспечения устойчивости сельскохозяйственных земель к засухам, эрозии, повышения плодородия почв и стабильности растениеводства.
Необходимая часть продукции многолетних трав должна использоваться для животноводства. Имеющийся набор сортов кормовых трав позволяет во многих зонах стабилизировать урожайность по годам и сделать равномерным поступление кормов в течение вегетационного периода.
На современном этапе в институте получены новые фундаментальные знания и технологии управления продукционным, средо-улучшающим и природоохранным потенци-
алами кормовых растений, агроэкосистем и агроландшафтов, которые реализованы в системе приоритетных прикладных разработок [1-17].
Пополнена и расширена коллекция генофонда кормовых растений института - исходная база селекционных работ. Коллекция, собранная в результате экспедиций в разные регионы России, насчитывает 238 видов и включает 6463 единицы хранения, в т. ч. 83 источника селекционно-ценных признаков, перспективных для селекционной работы.
Разработан новый способ генетической трансформации растений селекционно-ценных образцов клевера лугового. Подана заявка на патент «Способ отбора in vitro кислотоустойчивых форм клевера лугового».
Получены новые знания о структурно-функциональной организации растительно-микробных ассоциативных и ризобиальных симбиозов для формирования самодостаточных в азотном питании люцерно-злаковых агроэкосистем. Созданы эффективные расти-тельно-ризобиальные системы гибридов люцерны изменчивой со штаммами ризобий нового поколения (ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии), которые на 50-70% превосходят по эффективности симбиоза и в 2,7-3,7 раза (на 110-240 кг/га) по накоплению биологического азота люцерно-ризобиаль-ную систему с лучшим предшествующим производственным штаммом 415б. По клеверам получено 20 образцов селекционного материала, в т. ч. 2 сорто-микробные системы, 4 гибридных сортообразца клевера лугового, 2 сортообразца клевера ползучего и 2 образца лядвенца рогатого.
Успешно проходит оценку в Государственном сортоиспытании диплоидный сорт клевера лугового Воронежский, созданный совместно с Воронежской опытной станцией по многолетним травам. Сорт раннеспелый, дает 2-3 укоса за вегетацию. В условиях Центрально-Черноземного района формирует 8-10 т/га сухого вещества и 2,6-3,5 ц/га семян. По урожайности сухого вещества он превышает районированный сорт Павловский 6 на 31,3%.
В результате скрещивания линейного ма-
териала сортов клевера Ранний 2, ВИК 7, ряда зарубежных образцов из южного полушария и отечественных образцов из экстремальных климатических зон, выделены 6 гибридов, отличающихся высоким гетерозис-ным эффектом с приростом биомассы 0,7-0,9 г/сутки.
По люцерне создан 1 сорт люцерны изменчивой Вела (совместно с Воронежской опытной станцией), 11 новых гибридов, 2 источника устойчивости к болезням. По урожайности сухой массы превышение нового сорта над стандартом составило 18,2%, семян - 20%.
Получен новый селекционный материал злаковых трав (ежи сборной, овсяницы луговой, костреца безостого, пырея ползучего) для формирования потенциально инновационных сортов сенокосного и пастбищного использования, обеспечивающих получение 10-13 т/га сухого вещества, продуктивное долголетие, высокую экологическую пластичность.
Разработаны два Национальных стандарта РФ на посевные качества семян. В них установлены экспериментально обоснованные минимальные нормы и требования на посевные качества семян 29 видов аридных и 26 видов малораспространенных кормовых культур в зависимости от их категории: оригинальные, элитные и репродукционные.
По полевому кормопроизводству сформирована база данных по состоянию и основным направлениям развития полевого кормопроизводства Центрального федерального округа для разработки стратегии ресурсосберегающей интенсификации производства концентрированных и объемистых кормов.
По луговодству впервые разработаны критерии переформирования краткосрочных бобово-злаковых фитоценозов в долголетние и самовозобновляющиеся, что позволяет получать высокую продуктивность пастбищных травостоев без перезалужения и подсева. Одним из базовых критериев переформирования краткосрочных бобово-злаковых фитоценозов на основе сукцессионной перестройки в долголетние является включение в
состав высеваемых травосмесей долголетнего вида - мятлика лугового и самовозобновляющегося вида - клевера ползучего на основе районированных сортов.
Разработана карта агроландшафтно-эко-логического районирования природных кормовых угодий Уральского природно-эконо-мического района Российской Федерации с подробной характеристикой 53 выделенных единиц районирования, которая предназначена для адресной экстраполяции технологий создания и использования природных кормовых угодий, рационального природопользования, оптимизации агроландшафтов и охраны окружающей среды.
Управление агроландшафтами России в современных условиях предполагает, прежде всего, разработку и реализацию следующей системы мер:
□ совершенствование структуры земельных угодий, направленное на укрепление экологического каркаса агроландшафта (увеличение доли элементов, повышающих прочность и устойчивость агроландшафтов к негативным факторам - природных кормовых угодий, лесов, охраняемых участков экосистем);
□ оптимизация структуры посевных площадей и совершенствование севооборотов сельскохозяйственных культур, направленные на повышение экологической устойчивости пашни (увеличение доли посевов многолетних трав в севооборотах);
□ совершенствование систем земледелия, разработка и освоение адаптированных ресурсосберегающих экологически безопасных приемов, технологий и технических средств обработки почвы и выращивания сельскохозяйственных культур;
□ выработка и реализация, а также оптимизация норм антропогенных нагрузок на агроландшафты в целом и на отдельные элементы их пространственной структуры (пашни, пастбища, сенокосы, леса).
Адаптивная интенсификация агроэкоси-стем и агроландшафтов предполагает управление продукционным процессом посредством интенсификации биологических ресурсов:
□ рациональное размещение культур на территории землепользования с целью реализации адаптивного потенциала видов и сортов;
□ оптимальное насыщение посевной площади и севооборотов культурами, обеспечивающими высокую экономическую эффективность, производство качественной продукции, функционирующие на основе биологического азота, обладающие почвозащитными и почвоулучшающими свойствами;
□ применение в земледелии безотходных технологий по использованию производимого органического вещества для воспроизводства бездефицитного баланса вещества и энергии почвы;
□ рациональное применение материально-технических ресурсов, обеспечивающее интенсификацию биологических процессов (биостимуляторы, биопрепараты, мелиоранты, минеральные удобрения, средства защиты растений и т.д.);
□ создание и использование сортов, особенно бобовых культур, адаптированных к зональным почвенно-климатическим условиям. В настоящее время имеются перспективные сорта клевера лугового и люцерны устойчивые к кислотности, что позволит значительно уменьшить затраты на известкование.
При обосновании структуры посевных площадей необходимо учитывать следующие требования:
□ рациональное размещение культур в системе адаптивных севооборотов по оптимальным предшественникам;
□ максимально возможное насыщение структуры посевных площадей и севооборотов культурами, функционирующими на основе биологического азота;
□ оптимизация в структуре посевных площадей доли многолетних трав, как основного источника воспроизводства гумуса в почве и улучшения ее физических свойств. Так, при наличии в севообороте 45-50% многолетних трав воспроизводство гумуса в почве обеспечивается без внесения органических удобрений. При использовании для
воспроизводства гумуса растительных остатков сельскохозяйственных культур, соломы, органических удобрений и сидеральных культур в севообороте необходимо и достаточно наличие 25-30% многолетних трав.
При силосовании в провяленном виде трудносилосующихся и легкосилосующихся злаковых трав хорошо зарекомендовали себя препараты, созданные на основе осмотоле-рантных штаммов молочнокислых бактерий и бактерий Bacillus subtilis. При силосовании провяленных трав с избыточным содержанием сахара и кукурузы в фазе восковой спелости уже получены хорошие результаты от использования препаратов на основе Bacillus buchneri.
Большое место отводится также вопросам, связанным с защитой силоса от аэробной порчи и вторичной ферментации, совершенствованием процесса провяливания растений на основе особенностей протекающих в них физиолого-биохимических процессов, разработке механических приспособлений для ускорения обезвоживания зеленой массы в поле и ее обработки химическими и биологическими консервантами
Разработан проект нового национального стандарта ГОСТ Р «Силос из кормовых растений. Технические условия». Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии утвержден национальный стандарт на требования к качеству грубых травянистых кормов - ГОСТ Р 55452-2013 «Сено и сенаж. Технические условия».
Продолжается работа над проектом межгосударственного стандарта ГОСТ «Корма для животных. Определение содержания кислотно-детергентной клетчатки и кислот-но-детергентного лигнина», идентичного соответствующему международному стандарту.
По координации НИР по кормопроизводству в Российской Федерации институт осуществляет связь более чем со 100 научными учреждениями Россельхозакадемии, высшими учебными заведениями МСХ РФ и других министерств и ведомств Российской Федерации. При Институте работает Технический комитет по кормопроизводству - ТК-
130, в работе которого принимают участие институты координируемой сети. Комитет является экспертным органом по рассмотрению методик, рекомендаций, стандартов и других документов по вопросам технологии заготовки, хранения, оценки и использования кормов.
По инициативе Института созданы и эффективно работают 4 творческих объединения селекционеров России: ТОС «Клевер», ТОС «Люцерна», ТОС «Злаки», ТОС «Аридные культуры».
По международному научно-техническому сотрудничеству проведены совместные исследования с научно-исследовательскими учреждениями зарубежных стран в рамках 9 проектов, договоров, соглашений: с Узбекским НИИ каракулеводства и экологии пустынь, Институтом исследования пустынь Университета Бен-Гуриона (Израиль), по Российско-Японско-Швейцарско-Индийскому проекту по ДНК маркированию, с Институтом экологии и эволюции имени А.Н. Се-верцова РАН, Институтом ботаники и Институтом географии Академии наук Монголии, Хейлуцзянской академией сельскохозяйственных наук (Китай), Институтом животноводства Академии с.-х. наук (Китай), Институтом земледелия и селекции НАН Беларуси «Жодино», Научно-производственым центром зернового хозяйства им. А.И. Бараева АО "КазАгроИнновация" МСХ Республики Казахстан.
В 2013 г. ученые института приняли участие в работе 14 всероссийских, 28 международных (в том числе 7 за рубежом) конференциях, 7 выставок. Сделаны 40 докладов (в том числе 13 за рубежом: Казахстан, Китай, Монголия, Польша, Украина, Швеция).
Опубликовано 339 статей в научных журналах и сборниках, в том числе 58 статей в изданиях ВАК, 70 - в зарубежных изданиях (Казахстан, Белоруссия, Польша, Украина), 5 книг, 4 руководства, 2 учебных пособия, материалы конференции, методическое пособие, 2 ГОСТа, в том числе 9 публикаций подготовлены в соавторстве с зарубежными учеными (Белоруссия, Израиль, Казахстан, Монголия, Польша, Украина).
В разных программах телевидения выступили 12 сотрудников. На сайте ВИК (www.vniikormov.ru), еженедельно обновляемом, размещены статьи по пропаганде научных достижений Института, обширная информация о публикациях ученых, совещаниях и конференциях, работе аспирантуры и диссертационного совета, законченных научных разработках и т.д.
Литература:
1. Стратегия инновационного развития кормопроизводства / В.М. Косолапов, И.А. Трофимов, Л.С. Трофимова [и др.] // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. № 1. С. 16-18.
2. Косолапов В.М., Трофимов И.А., Трофимова Л.С. Кормопроизводству - сбалансированное развитие // АПК: экономика, управление. 2013. №7. С. 15-23.
3. Средообразование и кормопроизводство / В.М. Косолапов, И.А. Трофимов, Л.С. Трофимова [и др.] // Адаптивное кормопроизводство. 2012. №3. С. 16-19.
4. Косолапов В.М., Трофимов И.А., Трофимова Л.С. Кормопроизводство - стратегическое направление в обеспечении продовольственной безопасности России. Теория и практика. М.: ФГНУ "Росинформагро-тех", 2009. 200 с.
5. Косолапов В.М., Трофимов И.А. Всероссийский НИИ кормов: итоги научной деятельности за 2010 и 2006-2010 годы // Кормопроизводство. 2011. №1. С. 3.
6. Шамсутдинов З.Ш. Достижения и стратегия развития селекции кормовых культур // Кормопроизводство. 2010. №8. С. 25-27.
7. Новоселов М.Ю., Дробышева Л.В., Зятчина Г.П. Использование биопотенциала видопопуляционных ресурсов рода Trifolium L. в Центральном районе Нечерноземной зоны России в адаптивной селекции кормовых культур // Адаптивное кормопроизводство. 2010. №4. С. 26-32.
8. Солодкая Л.А., Клименко И.А., Лапотышкина Л.И. Особенности генетической трансформации клевера лугового при использовании прямой регенерации // Адаптивное кормопроизводство. 2010. №4. С. 33-43.
9. Исторические аспекты и перспективы семеноводства кормовых трав / Н.И. Переправо, В.Н. Золотарев,
B.Э. Рябова [и др.] // Кормопроизводство. 2012. №6.
C. 24-25.
10. Трухан О.В. Особенности биологии и семеноводства овсяницы красной // Адаптивное кормопроизводство. 2010. №2. С. 28-34.
11. Шпаков А.С., Бычков Г.Н. Полевое кормопроизводство: состояние и задачи научного обеспечения // Кормопроизводство. 2010. №10. С. 3-8.
12. Новоселов Ю.К., Воловик В.Т., Рудоман В.В. Стратегия совершенствования сырьевой базы для производства растительного масла и высокобелковых кормов // Кормопроизводство. 2008. №10. С. 2-5.
13. Воловик В.Т., Новоселов М.Ю., Прологова Т.В. Рапсосеяние в нечерноземной зоне и его роль в производстве растительного масла и высокобелковых концентрированных кормов // Адаптивное кормопроизводство. 2013. №1(13). С. 14-20.
14. Кутузова А.А., Привалова К.Н. Эффективность низкозатратных способов улучшения сенокосов и пастбищ // Достижения науки и техники АПК. 2012. №2. С. 52-54.
15. Роль ученых Государственного лугового института - ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса в развитии луговодства / А.А. Кутузова [и др.] // Адаптивное кормопроизводство. 2012. №2. С. 14-19.
16. Победнов Ю.А. Основы и способы силосования трав. Санкт-Петербург, 2010.
17. Отрошко С.А., Шевцов А.В., Ахламов Ю.Д. Устройства для ускорения сушки трав // Техника и оборудование для села. 2011. №4. С. 22-23.
The Institute has provided new fundamental knowledge and technology management potentials of forage plants, agro-ecosystems and agricultural landscapes. Augment and enhance the collection of the gene pool of forage plants VIC collected as a result of expeditions to different regions of Russia. Developed two of national standards on sowing qualities. The database on the state and the main directions of development of the field kormopro-production of the Central Federal District. Developed criteria for the reorganization of the short-term legume-cereal Phytocenoses durable and samovozobnovlyay-uschiesya. A draft of the new national standard GOST R "silage from forage plants. Specifications. "Federal Agency for Technical Regulation and Metrology approved national standard for quality requirements of coarse grass forages -GOSTR 55452-2013 "hay and haylage. Specifications. "At the initiative of the Institute established and working effectively 4 creative association of breeders of Russia: "Clover", "Lucerne", "Grains", "Aridculture." Keywords: fodder, meadows, forage cropping, breeding and seed forage crops, conservation and storage of feed, grain forage.
