CC BY
26
АГРОНОМИЯ
УДК 633.321:631.524.84:551.4(470.53)
КОРМОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО И ТИМОФЕЕВКИ ЛУГОВОЙ В ОДНОВИДОВЫХ И СМЕШАННЫХ ПОСЕВАХ НА РАЗНЫХ АГРОЛАНДШАФТАХ ПРЕДУРАЛЬЯ
Э. Д. Акманаев, канд. с.-х. наук, доцент; С. В. Лихачёв, старший преподаватель
ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, т. (342) 212-77-49, е-таИ: akmanaev@mail.ru
Представлены результаты исследований кормовой продуктивности клевера лугового позднеспелого сорта Пермский местный и тимофеевки луговой в одновидовом и смешанном посевах на разных элементах агромикроландшафта. Приведена сравнительная агрозооэнергетическая и экономическая оценка одновидовых и смешанных посевов многолетних трав.
Ключевые слова: клевер луговой, тимофеевка луговая, температура почвы, влажность почвы, рельеф, кормовая продуктивность.
Ведение сельскохозяйственного производства в условиях расчленённого рельефа сопровождается множеством проблем, для решения которых необходима разработка и внедрение адаптивно-ландшафтной системы земледелия [1-4].
Клевер луговой и его смеси со злаковыми травами играют важную роль в увеличении производства продуктов животноводства. Возделывание их позволяет получать высокие и устойчивые урожаи высококачественных, дешевых кормов и повышать плодородие почвы. К сожалению, урожайность многолетних трав в Предура-лье остаётся низкой. Так, в Пермском крае за 2005-2010 гг. урожайность зеленой массы варьировала в пределах от 2,5 до 12,3 т/га (около 0,5...2,5 т/га сухого вещества). Резервом повышения урожайности может стать дифференцированное размещение многолетних трав на разных агромикро-ландшафтах с учётом требований конкретной культуры и направления её использования, что является одним из основных требований адаптивно-ландшафтной системы земледелия.
В связи с вышеизложенным, выявление адаптационных возможностей многолетних трав на разных агромикроланд-шафтах является актуальным.
Целью нашего исследования было выявление возможности получения 4. 5 т/га сухого вещества клевера лугового в одно-видовом и смешанном с тимофеевкой луговой посевах на разных агромикроланд-шафтах.
В 2008-2010 гг. на опытном поле Пермской ГСХА проведены исследования на склоне восточной экспозиции. Длина склона составляет 500 м, максимальный перепад высот - 7 м.
Схема опыта включала одновидовые посевы клевера лугового и тимофеевки луговой, а также смешанный посев клевера с тимофеевкой. Опыт закладывали на трёх агромикроландшафтах: вершина, склон (крутизной 3-4°) и подножие холма. В настоящее время в научной литературе используется несколько классификаций агроланд-шафтов. В нашей работе мы использовали классификацию, предложенную Н. Г. Ковалевым и др. [5], в соответствии с которой агроландшафты, отличающиеся заметной автономностью, определяют как агромик-роландшафты (АМЛ), которые, как правило, зависят от своего положения в пределах мезорельефа (вершина холма, склон холма, подножие холма и т. д.).
Площадь делянки: общая - 18 м2, учётная 4 м2. Размещение вариантов система-
тическое. Повторность в опытах шестикратная. Опыт проводили в соответствии с методическими указаниями по проведению полевых опытов с кормовыми культурами и методикой опытного дела [6, 7]. Объектами исследований были допущенные к возделыванию в Пермском крае сорт клевера лугового одноукосного типа Пермский местный и тимофеевка луговая сорта Утро.
Агротехника в опыте общепринятая для Предуралья. Минеральные удобрения внесли под предпосевную обработку М30Р60К60. Семена клевера были обработаны ризо-торфином и молибденом. Способ посева трав и покровной культуры рядовой, проведён сеялкой ССНП-16, со смешанным размещением культур в рядках смешанных посевов. Норма высева: клевера лугового в одновидовом и смешанном посевах - 5 млн.; тимофеевки луговой в одновидовом посеве - 20 млн., в смешанном посеве - 10 млн.; яровой пшеницы Иргина (покровная культура) - 5,5 млн. всхожих семян на гектар (снижена на 21 % от рекомендуемой). Травы сеяли поперёк посева покровной культуры. Послепосевная обработка включала прикатывание 3 ККШ-6. В год закладки опытов в фазе кущения покровной культуры посевы обрабатывали гербицидом Агритокс, в. р. к. (1,5 л/га). Уборку покровной культуры проводили прямым комбай-нированием в фазе полной спелости зерна. Учёт урожайности зелёной массы трав проводили вручную в фазе бутонизации клевера лугового.
Проведены следующие наблюдения и учеты: определение типа почвы, агрохимический анализ почвы: содержание гумуса по Тюрину (ГОСТ 26213-84), гидролитическая кислотность по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91), рИко! (ГОСТ 26483-85), подвижный фосфор и обменный калий по Кирсанову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91), сумма обменных оснований по Каппену и Гильковицу (ГОСТ 27821-88) [8 - 12]; фенологические наблюдения, учет густоты стояния растений, определение влажности и температуры почвы, накопление сухого вещества и фотосинтетические показатели [6]. Зоотехнический анализ кормов: содержание сырого
протеина (ГОСТ 13496-93), сырого жира (ГОСТ 13496.15-97), сырой клетчатки (ГОСТ 13496.2-91), сырой золы и БЭВ (ГОСТ 26226-95) [13 - 16].
Проведены статистическая обработка данных методом дисперсионного анализа по методике Б. А. Доспехова [7], агрозоо-энергетическая оценка и экономическая оценка по технологической карте с учётом нормативов затрат и стоимости средств производства и продукции, сложившихся в 2011 г.
Выявлено, что почвы на разных агро-микроландшафтах не одинаковы. На вершине и склоне холма почва дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая на древ-неаллювиальных отложениях, к тому же на склоне - слабосмытая (табл. 1). На подножии холма почва по типу дерново-мелкоподзолистая с элементами оглеения тяжелосуглинистая на современном делювии.
Почва вершины холма характеризовалась низким содержанием гумуса, близкой к нейтральной реакцией среды, средней обеспеченностью подвижными формами фосфора и обменного калия. Почва склона отличается очень низким содержанием гумуса, слабокислой реакцией среды, средней обеспеченностью подвижными формами фосфора и низким содержанием обменного калия. Почва подножия холма выделяется как более плодородная, с нейтральной реакцией среды, средней обеспеченностью подвижными формами фосфора и обменного калия.
Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными. Наиболее благоприятным по увлажнению и температурному режиму для развития посевов многолетних трав и покровной культуры был 2008 г. (ГТК = 1,5). 2009 г. был засушливым (ГТК = 1,1). Вегетационный период 2010 г. был аномально засушливым, за июль - август осадков выпало не более 17 0% нормы (ГТК = 1,0), 2011 г. был умеренно тёплым, с неравномерным выпадением осадков в вегетационный период (ГТК = 1,3).
Влажность почвы под многолетними травами I года жизни (г. ж.) на протяжении всей вегетации была выше у подножия
Таблица 1
Характеристика пахотного слоя почв разных АМЛ, 2009 г.
Агромикро-ландшафт Почва Гумус, % Ммоль/100 г почвы V, % РИко! Подвижные элементы, мг/кг почвы
Б Нг ЕКО
Р2О5 К2О
Вершина холма П2ДтАД 2,05 19,3 2,8 22,1 87 5,3 96 104
Склон холма П2ДГАД! 1,43 18,0 3,2 21,2 85 5,0 83 89
Подножие холма П2Д гтД 2,67 19,8 2,2 22,0 90 5,8 104 120
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 3
холма. Минимальная обеспеченность влагой отмечена на склоне холма. Аналогичная закономерность отмечена для трав II г. ж. В период максимального влагопотреб-ления влажность почвы на разных агро-микроландшафтах выравнивалась.
На протяжении вегетационного периода наблюдали различия в термическом режиме почвы на её поверхности и на глубине 10 см. Различия температуры достигали двух градусов. Более высокая прогреваемость отмечена на склоне и вершине холма. Различия в гидротермическом режиме повлияли на рост и развитие многолетних трав.
Одним из факторов, влияющих на полевую всхожесть семян, является глубина посева. В 2009 г. определяли фактическую глубину в посеве клевера лугового. Установлено, что фактическая глубина посева клевера на вершине холма составила 1,3 см (планировали 1...2 см), а на склоне и подножии соответственно 0,8 и 1,4 см. Отклонения можно объяснить свойствами почв. Причиной мелкой заделки семян на склоне является высокая плотность сложения верхнего слоя почвы.
Полевая всхожесть многолетних трав в годы проведения исследований была достаточно высокой и составляла по клеверу 47.58 %, по тимофеевке - 29.36 % (табл. 2). Выявлена тенденция к снижению этого показателя у тимофеевки на склоне по сравнению с ее величиной у подножия на 4.7 %.
Во все годы исследований более ранние всходы были отмечены на подножии, затем на вершине и уже потом на склоне
холма. Данный факт можно объяснить тем, что семена, заделанные глубже, имели больше доступной влаги. Кроме того, по данным 2008 г., на склоне влажность почвы в слое 0.10 см была минимальной среди сравниваемых участков. Установлено, что максимальной и одновременно наиболее стабильной влажностью в годы исследований характеризовалась почва в слое 10.40 см. Начиная с глубины 10 см на протяжении всего вегетационного периода наблюдаются различия влажности почвы на разных агромикроландшафтах. Нами выявлено, что более влажной оказалась почва у подножия, а более сухой - на склоне.
В конце вегетации была определена сохранность многолетних трав I г. ж. за вегетацию (табл. 4). Сохранность растений клевера лугового на вершине холма в 2008 и 2009 гг. составила 80.85 %, тимофеевки - 78.89 %. Различий в сохранности многолетних трав по вариантам на разных аг-ромикроландшафтах не выявлено, однако на подножии холма заметна тенденция повышения сохранности трав.
Урожайность зерна покровной культуры зависела от размещения её на разных агро-микроландшафтах. В среднем за два года исследований (2008-2009 гг.) наибольшая урожайность яровой пшеницы получена на подножии склона (198 ± 36 г/м2), что достоверно выше на 64 г/м2, чем на самом склоне. Более высокая урожайность у подножия склона обусловлена увеличением крупности зерна. Это, в свою очередь, можно объяснить более высоким плодородием и влажностью почвы данного агромикроландшафта.
Таблица 2
Количество всходов и полевая всхожесть клевера лугового и тимофеевки луговой
I г. ж. на разных АМЛ
Травостой Количество всходов, шт./м2 Полевая всхожесть, %
2008 г. 2009 г. Среднее 2008 г. 2009 г. Среднее
Вершина холма
1. Клевер 249 291 270 49 56 53
2. Клевер + тимофеевка 230 320 289 370 260 345 50 31 58 35 54 33
3. Тимофеевка 597 730 664 29 35 32
Склон холма
1. Клевер 239 286 263 47 55 51
2. Клевер + тимофеевка 240 302 283 361 262 332 52 29 57 34 55 32
3. Тимофеевка 545 646 596 26 31 29
Подножие холма
1. Клевер 264 285 275 51 55 53
2. Клевер + тимофеевка 260 350 281 395 271 373 51 34 56 38 54 36
3. Тимофеевка 720 771 746 35 37 36
Урожайность сухой массы клевера лугового и тимофеевки луговой I и II годов пользования на разных АМЛ, кг/10 м2, в сумме за два укоса
Травостой Травы I г. п. Травы II г. п.
2009 г. 2010 г. Среднее 2010 г.
Вершина холма
1. Клевер 4,67 ± 0,42 4,39 ± 0,84 4,53 ± 1,04 3,61 ± 0,87
2. Клевер + тим. 5,68 ± 1,06 / 16 4,87 ± 0,72 / 26 5,27 ± 0,85 / 21 3,91 ±0,63/ 15
3. Тимофеевка 2,28 ± 0,54 1,84 ± 0,25 2,06 ± 0,32 1,61 ± 0,38
НСР05, кг/ 10 м2 1,55 0,85 0,79 0,78
Склон холма
1. Клевер 4,67 ± 0,72 4,04 ± 0,86 4,35 ± 1,21 3,33 ± 0,95
2. Клевер + тим. 5,61 ± 1,12 / 13 4,59 ± 0,83 / 23 5,10 ± 0,85 / 18 3,87 ±0,84/ 13
3. Тимофеевка 2,07 ± 0,44 1,72 ± 1,08 1,89 ± 0,45 1,29 ± 0,24
НСР05, кг/ 10 м2 1,47 0,88 0,78 0,80
Подножие холма
1. Клевер 4,97 ± 0,95 4,65 ± 0,76 4,81 ± 0,77 4,15 ± 0,75
2. Клевер + тим. 5,59 ± 1,11 / 17 5,23 ± 0,74 / 29 5,41 ± 0,93 / 23 4,75 ±0,74/ 17
3. Тимофеевка 2,34 ± 0,43 1,85 ± 0,49 2,14 ± 0,44 1,72 ± 0,38
НСР05, кг/ 10 м2 1,29 0,74 0,66 0,75
Примечание. В знаменателе приведена доля ;
Урожайность сухого вещества клевера первого года пользования и его смеси с тимофеевкой была одинаковой (табл. 3). На вершине холма она составила в среднем соответственно 4,53 и 5,27 кг/ 10 м2 (НСР05 0,79 кг/ 10 м ). Урожайность тимофеевки луговой была достоверно ниже (2,06 кг/ 10 м2). Аналогичные закономерности прослеживались и на других агромик-роландшафтах. В смешанных посевах доля злакового компонента в урожае изменялась от 18 до 23 %.
Отмечена устойчивая тенденция увеличения урожайности сухого вещества всех агрофитоценозов при выращивании у подножия холма, особенно четко она проявилась на втором году пользования по одновидовым посевам клевера, когда урожайность достигала 4,15 кг/ 10 м2, или соответственно на 13 % и 20 % ниже, чем на вершине и склоне холма.
В первый год пользования биомасса сорняков в урожае одновидового посева клевера на вершине холма составила 14,0 %, в смешанных посевах - 11,5 %, максимальной величины она достигала в посевах тимофеевки - 17,6 %. В посевах, размещенных на других агромикроландшафтах, получена аналогичная закономерность, но на склоне доля сорняков в урожае была выше на 3...5 %, а у подножия холма их доля была минимальной (11,7.16,1 %%0) и отмечено максимальное присутствие тимофеевки в смешанном посеве (22,8 %).
На второй год пользования в структуре урожая биомасса сорных видов составила 3.7 %. Максимальной величины она достигала на склоне холма. В смешанных по-
юго компонента, %
севах она была ниже на 2...3 % по сравнению с одновидовыми посевами.
В среднем за два года (2009-2010 гг.) между урожайностью клевера лугового I г. п. в первом укосе и максимальной площадью листьев установлена сильная линейная зависимость (r = 0,97). Коэффициент корреляции между урожайностью и фотосинтетическим потенциалом составил 0,47, а между урожайностью и ЧПФ - 0,50.
Таким образом, из трех изучаемых аг-ромикроландшафтов лучшие условия для роста и развития растений клевера и тимофеевки создаются на подножии холма. Вершина холма и в особенности его склон характеризуются меньшей влагообеспе-ченностью, что, на наш взгляд, является решающим фактором для формирования травостоя многолетних трав на первом году жизни.
Анализ кормовой ценности урожая трав I г. п. показал, что на вершине холма в среднем за два года сбор сырого протеина в смешанных посевах составил 806 кг/га, что на 37 кг выше, чем в одновидовом посеве клевера, и на 689 кг выше, чем в од-новидовом посеве тимофеевки. Выход кормовых единиц в смешанных посевах составил 3562 к. ед. с гектара, обменной энергии -50,8 МДж/га, что на 350 к. ед. и 5,8 МДж/га больше, чем в одновидовом посеве клевера, и на 2440 к. ед. и 33,9 МДж/га больше, чем в одновидовом посеве тимофеевки. На склоне отмечены аналогичные тенденции. У подножия холма сбор сырого протеина был выше в одновидовых посевах клевера лугового (890 кг/га) по сравнению со смешанными (844 кг/га) и одновидовыми посе-
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 5
Формирование травостоя клевера лугового и тимофеевки луговой I и II г. п. на разных АМЛ, среднее за две закладки
Травостой I год пользования II год пользования
Количество растений, шт./м2 Перезимовка, % Сохранность за вегетацию, % Количество растений, шт./м2 Перезимовка, % Сохранность за вегетацию, % Общая выживаемость, %
После перезимовки В конце вегетации Перед уходом в зиму После перезимовки К концу вегетации
Вершина холма
1. Клевер 182 156 82 85 139 106 86 76 81 17
2. Клевер + 186 155 85 83 134 105 85 78 81 18
тимофеевка 150 130 86 87 115 94 83 82 88 9
3. Тимофеевка 258 212 78 82 219 175 145 80 83 7
Склон холма
1. Клевер 149 122 76 81 114 83 64 73 77 12
2. Клевер + 153 132 78 86 118 86 67 73 78 17
тимофеевка 134 114 81 85 94 76 65 81 86 6
3. Тимофеевка 235 227 82 97 206 1 62 119 78 79 6
Подножие холма
1. Клевер 195 173 81 88 144 112 93 78 83 18
2. Клевер + 190 162 81 85 137 107 93 78 87 20
тимофеевка 183 161 89 88 115 101 95 88 94 9
3. Тимофеевка 346 299 86 86 219 186 188 85 91 8
вами тимофеевки (140 кг/га). Выход кормовых единиц оказался чуть больше (на 13 к. ед.) в одновидовом травостое, разница по кормопротеиновым единицам составила 210 с одного гектара. Выход обменной энергии в смешанных посевах оказался на 2,1 ГДж/га больше, чем в одновидовых посевах клевера (48,8 ГДж/га) и тимофеевки (17,8 ГДж/га). Максимальный сбор сырого протеина, выход обменной энергии, кормовых и кормопротеиновых единиц отмечен у подножия холма среди всех изученных вариантов. Для многолетних трав II г. п. были отмечены аналогичные закономерности, однако на всех агромикроландшафтах показатели кормовой продуктивности были выше в смешанных посевах.
Расчеты агроэнергетической эффективности возделывания многолетних трав на корм на разных агромикроландшафтах показали, что максимальные показатели достигнуты на подножии холма в варианте смешанного посева клевера с тимофеевкой луговой. Выход валовой энергии составил 49125 МДж/га, коэффициент энергетической эффективности - 2,40 ед., хотя здесь были и самые высокие затраты энергии - 20461 МДж/га. В целом максимальный уровень прироста энергии и коэффициента энергетической эффективности были на подножии холма, минимальные значения отмечены на склоне холма по всем вариантам. Одновидовые посевы клевера
по агроэнергетической эффективности были близки к смешанным посевам его с тимофеевкой луговой.
Результаты экономической оценки во многом схожи с результатами энергетической оценки. Максимальная стоимость урожая кормовой массы получена в вариантах посева клевера и смеси его с тимофеевкой, соответственно 32326 и 32788 руб./га на подножии холма. Рентабельность в рассматриваемых вариантах достигала максимума в опыте и составила 205 % в смешанных посевах клевера с тимофеевкой и 192 % в чистых. В одновидовых посевах тимофеевки рентабельность оказалась минимальной. На вершине и склоне холма отмечены аналогичные тенденции, возделывание тимофеевки в чистом виде на склоне было нерентабельным.
Таким образом, с учётом двухлетнего использования одновидовые и смешанные посевы клевера и тимофеевки предпочтительнее размещать на подножии холма. Этот вывод подтверждается агроэнергетической и экономической оценками.
Литература
1. Фатыхов, И. Ш. Научные основы адаптивной технологии возделывания ярового ячменя в Уральском регионе Нечерноземной зоны России: дис. ... д-ра с.-х. наук. -Ижевск, 2001. - 523 с.
2. Ковалёв, Н. Г. Борьба с засорённостью в адаптивно-ландшафтном земле-
делии / Н. Г. Ковалёв, А. Е. Родионова, Д. А. Иванов // Земледелие. - 2004. - № 5. - С. 34-36.
3. Иванов, Д. А. Создание региональных агрогеоинформационных систем адаптивно-ландшафтной системы земледелия / Д. А. Иванов, Н. Е. Рубцова // Доклады РАСХН. - 2005. - № 6. - С. 29-34.
4. Юлушев, И. Г. Почвенно-агрохими-ческие основы адаптивно-ландшафтной организации систем земледелия ВКЗП: учебное пособие / И. Г. Юлушев. - М.: Академический проект; Киров: Константа, 2005. - 368 с.
5. Агроландшафтоведение / Н. Г. Ковалев, А. А. Ходырев, Д. А. Иванов, В. А. Тю-лин. - Москва - Тверь, 2004. - С. 364-406.
6. Методические указания по проведению опытов с кормовыми культурами / Всесоюзный НИИ кормов им. В. Р. Вильямса. -М.: ВНИИК, 1983. - 197 с.
7. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Колос, 1985. -336 с.
8. ГОСТ 26213-84. Почвы. Определение гумуса по методу Тюрина // Почвы. Методы анализа. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - С. 51-56.
9. ГОСТ 26212-91. Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО // Поч-
вы. Методы анализа. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - С. 43-49.
10. ГОСТ 26483-85. Почвы. Определение рИ солевой вытяжки, обменной кислотности, обменных катионов // Почвы. Методы анализа. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - С. 46-50.
11. ГОСТ 26207-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО // Почвы. Методы анализа. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - С. 33-39.
12. ГОСТ 27821-88. Почвы. Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена // Почвы. Методы анализа. -М.: Изд-во стандартов, 1991. - С. 49-54.
13. ГОСТ 13496.4-93. Корма, комбикорма, комбикормовое сырьё. Методы определения содержания азота и сырого протеина. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 11 с.
14. ГОСТ 13496.15-97. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения сырого жира. - М.: Изд-во стандартов, 2005. - 9 с.
15. ГОСТ 13496.2-91. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения сырой клетчатки. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 9 с.
16. ГОСТ 26226-95. Корма, комбикорма, комбикормовое сырьё. Методы определения содержания сырой золы и БЭВ. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 6 с.
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 7
