CC BY
62
КОРМОПРОИЗВОДСТВО
УДК 633.2
Многофункциональная роль лугового кормопроизводства
Кутузова Анэля Александровна, доктор с.-х. наук, профессор, главный научный сотрудник,
Привалова Кира Николаевна, доктор с.-х. наук, профессор, ведущий научный сотрудник,
Тебердиев Далхат Малчиевич, доктор с.-х. наук, профессор, зав. отделом ФГБНУ «ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса», Лобня, Московская обл, Россия
E-mail: [email protected]
В статье изложены обобщенные результаты многолетних исследований ФГБНУ «ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса», реализация которых обеспечит повышение эффективности лугового кормопроизводства. На основе нового методического подхода дано научное обоснование продукционной и средообразующей роли пастбищных и укосных агрофитоценозов в современных условиях. Показана возможность повышения эффективности антропогенных затрат на основе использования факторов биологизации: продуктивного долголетия многолетних трав, энергосберегающих приемов повышения плодородия почв, симбиотической азотфиксации, физиологической энергии выпасаемых животных и др. Рекомендуемые энерго- и ресурсосберегающие пастбищные и сенокосные технологии при долголетнем (свыше 60 лет) сроке использования обеспечивают производство 6,6-6,9 тыс корм. ед./га при снижении антропогенных невозобновляемых затрат и капитальных вложений на перезалужение до 10 раз и более. На основе экспериментальных данных установлена устойчивая урожайность пастбищного травостоя, созданного на основе райграса пастбищного, ежи сборной и мятлика лугового (69 и 62 ц/га в 1 и 2 пятилетиях), при продуктивности (в поедаемом корме) 5,4 тыс корм. ед. с 1 га, себестоимости 405руб. за 100 корм. ед. Представлены результаты исследований по долголетнему (23 года) интенсивному (3 укоса за сезон) использованию злаковых травостоев. Рекомендуемая технология обеспечивает высокую (до 6,8 тыс корм. ед.) продуктивность и производство высококачественного травяного сырья с содержанием 0,80 корм. ед. в 1 кг сухого вещества. Приведены конкретные показатели по средообразующему влиянию луговых агроэкосистем при долголетнем использовании фитоценозов (60 лет) на формирование подземной массы, изменение почвенного плодородия. Изложена структура методологии оценки производства валовой энергии луговыми агросистемами и приведены экспериментальные данные, определяющие ведущую роль факторов, обеспечивающих высокую окупаемость антропогенных затрат энергии.
Ключевые слова: луговое кормопроизводство, урожайность, плодородие почвы, агроландшафт, обменная и валовая энергия, средообразующая роль
Луговое кормопроизводство, как многофункциональная отрасль сельского хозяйства, во многом может определять состояние животноводства благодаря тому, что снижает себестоимость корма и рационов для крупного рогатого скота и овец, а также выполняет экологическую роль в стабилизации агроланд-шафта, решает задачу повышения плодородия почв. В среднем за период 1986-1990 гг., когда было улучшено около 10% природных кормовых угодий, производство кормов достигло 40 млн тонн корм. ед., или 44% общего их количества [1, 2]. Этот показатель, по-нашему мнению, может рассматриваться как ориентир для первого этапа восстановления лугового кормопроизводства. После проведения культур-технических и мелиоративных работ с последующим созданием на этих площадях высокопродуктивных луговых фитоценозов производство кормов можно увеличить до 60-70 млн тонн кормовых единиц в год и более.
Цель исследований - дать научное обоснование перспективных направлений ис-
следований в луговодстве с учетом разнообразия природных и экономических условий Нечерноземной зоны России на примере результатов, полученных во Всероссийском научно-исследовательском институте кормов имени В.Р. Вильямса (ВНИИ кормов).
Материал и методы. Основой для подготовки материала послужило обобщение результатов многолетних исследований отдела луговодства ВНИИ кормов, выполненных в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2015-2020 гг. Исследования выполнены с использованием общепринятой методики [2] и нового метода оценки соотношения антропогенных невозобновляемых и возобновляемых природных источников энергии [3].
Результаты и их обсуждение. В настоящее время в связи с ограниченностью материально-технических средств и постоянным
ростом цен на них актуальной задачей является повышение эффективности антропогенных затрат. В луговодстве эта задача решается благодаря возможности многостороннего использования фактора биологизации - возобновляемых природных и хозяйственных ресурсов. К природным факторам относятся не только солнечная энергия и симбиотическая азотфик-сация, но и способность долголетних травостоев к самовозобновлению, повышение плодородия почвы за счет развития дернового процесса. На пастбищах, благодаря использованию физиологической энергии самих животных, снижаются антропогенные затраты на их содержание и кормление.
Агроэнергетическая эффективность различных технологических систем использования пастбищ показана в таблице 1. В примитивной системе продуктивность естественного травостоя, сформировавшегося на основе самозарастания, за счет жизнеспособности семян трав, содержащихся в почве, составила 31,2 ГДж обменной энергии (ОЭ) с 1 га, что в 3 раза выше продуктивности природных неулучшенных пастбищ. Это достигнуто благодаря рациональному использованию территории (загонная система, 3 цикла стравливания
Таблица 1
Агроэнергетическая эффективность технологических
за сезон). Затраты антропогенной энергии (ЗАЭ) включали строительство и ремонт изгороди, выпас скота, подкашивание нестравлен-ных остатков травы. За счет сбора обменной энергии они окупались в 10 раз в среднем за 15 лет. В техногенно-минеральной системе использования пастбищ при внесении ежегодной подкормки минеральными удобрениями в дозе №0Р30К60 продуктивность 1 га повысилась на 72% по сравнению с примитивной системой. В интегрированной системе, которая включает использование биологического азота и внесение удобрений в дозе Р30К60, продуктивность повысилась на 36% по сравнению с контролем. Вклад природных факторов (ПФ), определяемых балансовым способом [3], возрастает по сравнению с контролем на 52% при использовании техногенно-минеральной системы и на 26% - интегрированной. В итоге установлено, что на 1 ГДж израсходованной антропогенной энергии в интенсивных технологиях можно получить дополнительно 4,1-5,2 ГДж за счет роста урожайности надземной массы (НМ) благодаря использованию природных ресурсов, что служит научным обоснованием актуальности развития лугового кормопроизводства в Нечерноземной зоне.
систем на пастбище (в среднем за 1999-2013 гг.)
Технологическая система Травостой, удобрение Урожай-ность, ц/га СВ Сбор ОЭ, ГДж/га ЗАЭ, ГДж/га Отношение ОЭ ЗАЭ Природные факторы
ГДж/га доля в сборе ОЭ, % отношение ПФ ЗАЭ
Примитивная Естественный, без удобрений (контроль) 35,4 31,2 3,1 10,0 28,1 90 9,1
Техногенно-минеральная Сеяный злаковый, Ш0Р30К60 62,7 53,3 10,5 5,1 42,8 80 4,1
Интегрированная Бобово- злаковый, Р30К60 49,6 42,2 6,8 6,2 35,4 84 5,2
Дополнительное определение содержания валовой энергии в подземной массе (ПМ) луговых фитоценозов и изменений энергоемкости плодородия почвы (ПП) характеризует средообразующую роль луговых агроэкоси-стем в единых показателях (ГДж/га), а также позволяет более объективно оценить использование фотосинтетически активной радиации (ФАР) на основе суммарного производства энергии луговыми агроэкосистемами (НМ + ПМ + 1111) и раскрыть их роль в современных биосферных процессах (табл. 2). Кроме того,
эта методика позволяет дать научную оценку любой технологической системы в луговодстве на современном цифровом уровне.
Интенсификация луговодства также, как и других отраслей растениеводства, нуждается в дополнительном поступлении антропогенной энергии. Однако на улучшенных сенокосах и пастбищах достигается их высокая окупаемость: на 1 ГДж затрат антропогенной энергии продуцируется 6-17 гДж валовой энергии на злаковых фитоценозах и 14-19 гДж - на бобово-злаковых агрофитоценозах.
Таблица 2
Накопление валовой энергии по элементам агроэкосистем на сенокосах в среднем за 1 год, ГДж/га
Технологическая система, удобрение Затраты антропогенной энергии Накопление валовой энергии в агроэкосистеме Окупаемость затрат накоплением, раз
НМ ПМ ПП всего
Злаковый сенокос (после 60 лет жизни трав)
Техногенная, без удобрений 2,8 35,8 5,8 6,4 48,0 17,1
Техногенно-органическая, 20 т навоза 1 раз в 4 года 10,0 61,1 5,8 20,5 87,4 8,7
Техногенно-минеральная, М20Р45К90 16,9 96,1 6,4 4,2 106,7 6,3
Бобово-злаковый сенокос (после 5 лет жизни трав)
Интегрированная система, Р60К100:
- с клевером луговым -Тетраплоидный ВИК 10,7 91,7 44,2 17,9 153,8 14,4
- с люцерной изменчивой Лада 11,0 121,0 49,2 44,5 214,7 19,5
- с лядвенцом рогатым Луч 10,6 65,8 45,8 38,5 150,1 14,2
Для практических целей луговодство нуждается в многовариантных технологиях поверхностного и коренного улучшения сенокосов и пастбищ. Однако первый способ в ближайшей перспективе может найти ограниченное применение — только на незакустарен-ных старосеяных и пойменных лугах, а основные площади с сильно выродившимися травостоями нуждаются в коренном улучшении. При этом существующие для основных типов лугов базовые способы обработки почвы и подготовки ее к залужению будут совершенствоваться по мере применения новой техники. В настоящее время луговоды могут достигать эффекта ресурсо- и энергосбережения благодаря использованию биологических преимуществ новых районированных сортов трав при конструировании целевых луговых травостоев для долголетнего использования. На стационарных опытах ВНИИ кормов продуктивные травостои (4,6-6,0 тыс. корм. ед./га в зависимости от уровня доз удобрений К60-180РК) сохраняются в течение 70 лет за счет участия корневищных видов злаков (лисохвост луговой, кострец безостый, мятлик луговой). Это позволяет снизить потребность в капитальных вложениях на перезалужение в 8-9 раз по сравнению с ранее рекомендованным сроком.
При создании высокопродуктивных травостоев на пастбищах по разрекламированному пути европейского травосеяния (на основе райграса пастбищного) установлено, что вследствие краткосрочности использования этого вида многолетних трав такая технология не соответствует потребностям нашей страны. В современных условиях стоит масштабная
задача по расширению площади улучшенных угодий, что может быть достигнуто благодаря созданию долголетних травостоев. Как показали 11 -летние исследования по конструированию долголетних травостоев для культурных пастбищ на основе райграса пастбищного (12 кг/га семян 100% посевной годности) в сочетании с ежой сборной и мятликом луговым (по 2 кг/га каждого вида), довольно устойчивая урожайность сеяных видов отмечалась в первом и во втором пятилетиях пользования (соответственно 69 и 62 ц/га СВ), высокое качество корма (0,86-0,88 корм. ед. в 1 кг СВ), производство 5,4 тыс. корм. ед./га (в поедаемом корме) и низкая себестоимость его (405 руб. за 100 корм. ед.). Благодаря исключению повторного залужения получена значительная экономия материальных средств: 57 кг горюче-смазочных материалов; 16 кг семян; 5,04 чел.-часа в расчете на 1 га.
При стойловом содержании высокопродуктивных коров на крупных животноводческих комплексах актуальной задачей кормления стало обеспечение их высококачественными объемистыми кормами (травяной силос, сенаж, сено искусственной сушки). Для её решения и одновременного обеспечения долголетнего использования травостоев разработана технология многоукосного использования (три укоса для заготовки сенажа и силоса). На основе сочетания корневищного вида - лисохвоста лугового (11 кг семян) и рыхлокустового - ежи сборной (6 кг) формируются свойства раннеспелых травостоев, на которых поступление зеленой массы весной равноценно урожайности озимой ржи и отличается высоким качеством
корма, в 1 кг сухого вещества содержится 10 МДж обменной энергии, 0,80 корм. ед. и 13,4% сырого протеина (СП). Благодаря компенсационному эффекту этих двух видов при долголетнем использовании (в среднем 32 года) при внесении N210P50K180 с 1 га получено 82 ц СВ, 6,5 тыс. кормовых единиц и 12,6 ц СП.
Для создания среднеспелых злаковых травостоев экспериментально обоснованы две травосмеси (кг/га семян): кострец безостый (14) с тимофеевкой луговой (4) и двукисточник тростниковый (7) с овсяницей тростниковой (6). Урожайность их в среднем за 32 года пользования на фоне N210P50K180 составила 91,8 и 101,0 ц/га СВ, с 1 га получено 7,0 и 7,3 тыс. корм. ед., 13,4 и 13,7 ц СП. Для позднеспелых травостоев подобраны составы клеверо-злаковых и люцерно-злаковых травосмесей. При создании клеверо-злакового травостоя на сильнокислой почве (рНсол 4,0-4,5) рекомендовано использовать клевер луговой Топаз и Ранний 2 как наиболее кислотоустойчивые сорта, на среднекислой почве (рНсол 4,6-5,0) - сорт Тетраплоидный ВИК. Урожайность этих травостоев на фоне РК в среднем за 3 года соответственно составила 71,3, 67,9 и 69,1 ц/га СВ, с 1 га получено 5,3, 4,7 и 5,2 тыс. корм. ед., 8,3, 7,5 и 8,3 ц СП.
В зависимости от местоположения участков эффективны травостои с люцерной изменчивой. По итогам семилетнего опыта установлено преимущество сорта Пастбищная 88 по сравнению с сортом Луговая 67 и участию бобового компонента в травостое ( 49 и 41%). Для травостоев с этими сортами люцерны разработана технология, включающая наукоемкие и малозатратные приемы (смена предшественника, инокуляция семян комплементарными штаммами Rhizobium, использование эффекта возобновления популяции за счет твердых семян), что привело к повышению использования симбиотически фиксированного азота в урожайности соответственно со 115 и 166 до 191 и 224 кг/га, а под влиянием технологии в целом продуктивность повысилась на 22 и 16% (с 5,0-5,5 тыс. корм. ед./га до 6,1 и 6,4 тыс. корм. ед./га). Это направление исследований в луговодстве является новым, такие приемы целесообразно оценить и в других экологических условиях.
Важным фактором луговодства являются удобрения, обеспечивающие сохранение ценных по видовому составу травостоев, повышение плодородия почвы и увеличение продуктивности в 1,9-2,5 раза по сравнению с экстенсивным кормодобыванием на неудобренных угодьях. На суходолах с дерново-
подзолистой почвой, которые имеют наибольшее распространение в Нечерноземной зоне, для повышения продуктивности сенокосов и пастбищ в первом минимуме находится азот. Применение минеральных азотных удобрений экономически оправдано, несмотря на значительное их удорожание (40 руб. за 1 кг д.в.). Так, при внесении азотных удобрений в дозе N180 на пастбищах со злаковым травостоем и на многоукосных лугах за счет стоимости прибавки 15-16 корм. ед., полученной в расчете на 1 кг азота, удобрения окупаются в 2,5 раза; экономический порог окупаемости составляет 6 корм. ед. На 1 кг действующих веществ смеси NPK в луговодстве получают прибавку (10-12 корм. ед.) не ниже, чем на зерновых культурах [5]. В связи с динамикой цен на минеральные удобрения актуальным является периодическое уточнение экономической их эффективности при применении на различных типах лугов.
Заключение. Современной научной основой ресурсо- и энергосбережения технологий в луговодстве является не просто признание дополнительной мобилизации природных факторов, участвующих в продукционном процессе и повышении плодородия почвы, а количественная оценка их на основе применения агроэнергетического метода. К природным факторам в луговодстве относятся не только общепризнанное использование фотосинтетической активной солнечной радиации и сим-биотической азотфиксации многолетними бобовыми травами в составе травосмесей, но и способность долголетних травостоев к самовозобновлению по годам и укосам, а также использование физиологической энергии выпасаемых животных, вместо антропогенных затрат при круглогодовом стойловом кормлении. Этот метод позволяет не только определить совокупные затраты антропогенной энергии в виде живого и овеществленного труда в разных технологиях, приемах и звеньях, выбирать стратегию для их совершенствования, но и на основе балансового подхода определить роль природных факторов в количественных показателях, а также распределение потоков энергии в надземную и подземную массу, плодородие почвы. Это проиллюстрировано в статье на конкретных примерах с целью распространения агроэнергетического метода в исследованиях по луговодству, а также для обоснования актуальности улучшения сенокосов и пастбищ в современных условиях при сложившейся ограниченности материально-технических ресурсов.
В практическом плане обоснована современная потребность лугового кормопроизводства в многовариантных технологиях, адаптированных не только к основным типам природных кормовых угодий, но и их разнообразным модификациям, возникшим за последний период. В связи с ограниченной возможностью обеспечения луговодства специализированной техникой при достаточно широком ассортименте сортов многолетних трав, районированных за последние годы, считаем актуальным сосредоточить исследования на конструировании целевых травосмесей. Экономическая оценка всех разработок приобрела в условиях рыночной экономики особенно важное значение, для проведения этих исследований банк данных по показателям цен на используемые ресурсы должен постоянно обновляться.
Список литературы
1. Кутузова А.А. Научное обеспечение луговодства, его роль в сельском хозяйстве, экономике, экологии и рациональном природопользовании // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство: материалы Междун. научн.-практ. конфер. М., 2012. С. 65-67.
2. Программа и методика проведения научных исследований по луговодству (по Международной координационной программе НИР Россельхозакадемии на 2011-2012 гг.) РАСХН. ГНУ ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса. М.: ФГУ РЦСК, 2011. 192 с.
3. Кутузова А.А., Трофимова Л.С., Проворная Е.Е. Методика оценки потоков энергии в луговых агроэкосистемах. 9-е изд. перераб. и дополн. М.: Угрешская типография, 2015. 32 с.
4. Зотов А.А., Кутузова А.А., Тебердиев Д.М., Кулаков В.А. и др. Многовариантные системы лугового кормопроизводства в Нечерноземной зоне РФ (практическое руководство). М.: ФГУ РЦСК, 2006. 53 с.
5. Кирюшин В.И. Технологическая модернизации земледелия России: предпосылки и условия // Земледелие. 2015. № 6. С. 6-10.
Multifunctional role of meadows forage production Kutuzova A.A., DSc in agriculture, professor, chief researcher, Privalova K.N., DSc in agriculture, leading researcher, Teberdiyev D.M., DSc in agriculture, head of the grassland department
All-Russia Scientific Research Institute of forages after V.R.Williams, Lobnya, Moscow region, Russia
The article presents the summarized results of long-time research, the implementation of which will improve the efficiency of meadow fodder production. On the basis of a new methodological approach the scientific substantiation of production and environment-forming role of grazing and mowing agrophytocenosis today was given. The possibility of increasing the efficiency of human-induced costs by the use of biological function factor was shown: longevity perennial grasses, energy-saving techniques to increase soil fertility through the sod process, mobilization of nitrogen fixation by symbiotic, physiological energies grazed animals and other reserves. Recommended energy- and resource-grazing and haying technology with many years (over 60 years) duration of use provides production of 6.6-6.9 thousand feed units/ha at reducing anthropogenic nonrenewable costs and capital investments reseeding up to 10 times or more. On the basis of experimental data it was established stable productivity of pasture grasses that are formed on perennial ryegrass, cocksfoot and meadow grass (69 and 62 kg/ha) at productivity (in eated feed) 5.4 thousand feed units/ha, cost - 405 rubles / 100 food units. The results of long-time (23 years) research on intensity (3 mowings per season) using of cereal grass stands is presented. Recommended technology provides high (up to 6.8 thousand food nitsu) productivity and production of high quality herbal raw materials containing 0.80 feed units per 1 kg of dry matter. The concrete indicators for environment-forming role of meadow agroecosystems with long-time use of phytocenoses (60 years) on formation of underground mass and change in soil fertility. Structure of the evaluation methodology of estimation of gross energy production with meadow agrosistemy and presents experimental data defining the leading role of factors ensuring high return on man-made energy were presented.
Key words: meadow fodder production, productivity, soil fertility, agrolandscape, share and gross energy, environment-forming role
References
1. Kutuzova A.A. Nauchnoe obespechenie lugovod-stva, ego rol' v sel'skom khozyaystve, ekonomike, ekologii i ratsional'nom prirodopol'zovanii. [Scientific support of grassland, its role in agriculture, the economy, ecology and environmental management]. Mnogofunktsional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo. Materialy Mezhdunarod-noy nauchno-prakticheskoy konferentsii. [The multifunction adaptive feed production. Materials of international scientific-practical conference]. Moscow, 2012. pp. 65-67.
2. Programma i metodika provedeniya nauchnykh issledovaniy po lugovodstvu (po Mezhdunarodnoy koordinatsionnoy programme NIR Rossel'khozakademii na 2011-2012 gg.) RASKhN. GNU VNII kormov imeni V.R. Vil'yamsa. [Program and methodology of scientific research on the Grassland (by the International Coordinating research RAAS for 2011-2012). RAAS. All-Russian
Williams Fodder Research Institute]. Moscow: FGU RTsSK, 2011. 192 p.
3. Metodika otsenki potokov energii v lugovykh agro-ekosistemakh. 9-e izd. pererab. i dopoln. [Methods of assessing the flow of energy in the meadow agroecosys-tems. 9th ed. revised. and supplemented] / A.A. Kutuzova, L.S. Trofimova, E.E. Provornaya. Moscow: Ugresh-skaya tipografiya, 2015. 32 p.
4. Mnogovariantnye sistemy lugovogo kormoproiz-vodstva v Nechernozemnoy zone RF (prakticheskoe rukovodstvo). [Multivariate meadow forage production systems in the Non-chernozem zone of Russia (practical guide)] / A.A. Zotov, A.A. Kutuzova, D.M. Teberdiev, V.A. Kulakov i dr. Moscow: FGU RTsSK, 2006. 53 p.
5. Kiryushin V.I. Tekhnologicheskaya modernizatsii zemledeliya Rossii: predposylki i usloviya. [Technological Modernization of Agriculture in Russia: Prerequisites and Condition]. Zemledelie. 2015. no. 6. pp. 6-10.
