CC BY
93
УДК 631.582:633.2.033
Многолетние травы в лугопастбищных севооборотах
В.Г. Гребенников, И.А. Шипилов (ГНУ СНИИЖК)
Кормовые культуры и природные кормовые угодья (ПКУ) занимают ведущее место в совершенствовании системы земледелия и луговодства на Северном Кавказе. Исходя из фактически сложившихся условий сельскохозяйственного производства в этом регионе, во многих случаях неоптимальных, в том числе его специализации, хозяйственные интересы зачастую ограничивают или исключают маневр при наборе культур и их технологий выращивания в полевых и лугопастбищных севооборотах. В такой ситуации нельзя ориентироваться на возможность существенных изменений структуры посевных площадей за счет увеличения посевов кормовых культур даже на недалекую перспективу. Поэтому переход от сложившейся в последние годы системы земледелия к более рациональной, многофункциональной, учитывающей развитие не только земледелия, но и животноводства, является более высоким уровнем её оптимизации.
Анализ данных по использованию неполивной пашни в различных почвенно-климатических зонах Северного Кавказа свидетельствует о том, что здесь на протяжении последних 15 лет функционирует система земледелия с высоким уровнем чистых паров, требующая значительных вложений материальных ресурсов. При этом доля многолетних трав в структуре посевных площадей на пашне опустилась с 18-25% до уровня 4,5-7,0%, в связи с чем количественные и качественные параметры производства грубых и сочных кормов не отвечают требованиям полноценного кормления крупного рогатого скота и овец. В результате, по данным ГНУ СНИИЖК (Гребенников, Шипилов, Кущ, 2011), пахотные земли в восточных засушливых районах значительно разрушены водной (8,0%) и ветровой (12%) эрозией. Эрозионный смыв плодородного слоя почвы на таких землях за последние 10-15 лет составляет до 1,5-2,0 т/га в год.
Проведенный нами анализ агроландшафтов основных почвенноклиматических зон Северного Кавказа (Гребенников, Лобанов, 2009) показал, что их важнейшие средообразующие компоненты, препятствующие развитию негативных процессов (многолетние травы на пашне и природные кормовые угодья), занимают не более 18-22% от общей площади земельных угодий при норме ландшафтноэкологического баланса 42-45%. В связи с этим, как отмечает А.С. Шпаков (2002), ландшафтно-экологический баланс должен быть сдвинут в сторону дополнительного укрепления средообразующих компонентов агроландшафтов на основе значительного, более чем в три раза, расширения посевов многолетних трав на пашне и восстановления регламентных работ на сенокосах и пастбищах.
С агроэкологических и экономических позиций целесообразно уже в ближайшие 5-7 лет от общей площади всех земельных угодий до 7-9%
пашни в восточных засушливых районах и 4-6% в центральных районах неустойчивого и недостаточного увлажнения залужить многолетними травами для сенокосного и пастбищного использования. Сделать это необходимо, в первую очередь, за счет эродированной и дефляционной пашни.
Необходимо учитывать, что наибольший удельный вес по производству кормов по-прежнему сосредоточен в сельскохозяйственных предприятиях, а лидерство в производстве продуктов животноводства приходится на хозяйства населения. Поэтому развитие всей системы земледелия и кормопроизводства в регионе должно увязываться с общей динамикой развития животноводства в хозяйствах всех форм собственности, основанной на более полной реализации биологического потенциала кормовых культур, повышении их природно-охранной роли, рациональном их размещении и использовании на сенокосах, пастбищах и полевых севооборотах различной производственной направленности.
Ведущей группой культур по выходу протеина, обменной энергии, затратам совокупной энергии на выращивание и ее окупаемость, определяющих количественный и качественный уровень кормопроизводства, являются многолетние бобовые травы, которые позволяют в системе полевых, кормовых севооборотов при
минимальных затратах совокупной энергии производить от 14 до 17 ГДж/га обменной энергии и 650-820 кг/га протеина.
Как показали наши исследования, многолетние травы и травосмеси с их участием оказывают положительное влияние на плодородие почвы, так как прочность её структуры находится в прямой зависимости от количества корневых остатков растений, накапливаемых в пахотном горизонте. Большее накопление корневых остатков под травосмесями, в сравнении с одновидовыми посевами, нами
наблюдались в различных почвенно-климатических зонах. Вместе с тем смеси бобовых и злаковых культур, по исследованиям Е.Д. Куща (2011), обеспечивают и более прочную структуру почвы, большее содержание в пахотном слое агрегатов более 0,25 мм, чем в паровом поле (табл.1).
Эта закономерность одинаково наблюдается как на
каштановых, темно-каштановых и светло-каштановых почвах, так и на черноземах степи и лесостепи. На поверхности почвы сеяных трав в полевом и кормовом севооборотах с чередованием культур: черный пар - озимая пшеница - многолетние травы (4-5 лет продуктивной жизни) с годами уменьшается количество соломистых остатков и увеличивается число сильно перепревших мертвых частиц размером более 2-3 мм, что свидетельствует об интенсивности аэробного процесса разложения органического вещества.
Таблица 1. - Структурно-агрегатный состав почвы в посевах многолетних травостоев разного ботанического состава в слое почвы 020 см (в среднем^ за 2008-2009 гг.)____________________________________
Вариант Содержание фракций (%) на 100 г воздушно-сухой почвы Коэф- фициент структу- рности
>10 мм 10-5,0 мм 5,0-3,0 мм 3,0-1,0 мм 1,0- 0,25мм <0,25 мм
1 2 3 4 5 6 7 8
Пар черный 37.8 22.1 14.0 11.7 8.4 6.0 1.28
3-й год жизни
Люцерна + эспарцет 28.1 20.2 19.7 19.8 9.4 2.8 2.24
Пырей + житняк + люцерна + эспарцет 27.0 19.5 22.2 19.1 9.3 2.8 2.35
Люцерна + эспарцет + донник 28.3 19.0 21.0 18.6 11.0 2.0 2.30
Пырей + житняк + люцерна + эспарцет + донник 28.5 18.8 22.0 19.0 9.5 2.2 2.30
4-й год жизни
Люцерна + эспарцет 26.6 19.5 22.2 20.6 8.5 2.6 2.42
Пырей + житняк + люцерна + эспарцет 26.6 19.4 23.6 18.0 9.8 2.6 2.42
Люцерна + эспарцет + донник 27.0 18.4 20.0 19.0 12.8 2.8 2.36
Пырей + житняк + люцерна + эспарцет + донник 27.0 17.0 21.5 21.0 11.8 1.6 2.50
Известно, что чем энергичнее идет аэробный процесс разложения органического вещества на поверхности почвы, тем больше кислорода используется микрофлорой, разлагающей это вещество и тем медленнее может осуществляться в почве аэробный процесс разложения корневой массы растений и их минерализация. Вследствие этого количество корневых остатков многолетних трав в пахотном горизонте нарастает по годам использования травостоя, и степень их разложения уменьшается. В наших исследованиях на травостое четвертого года жизни общее количество корневых остатков с участием покровной культуры (донник желтый двулетний) увеличилось в 2,7-3,3 раза по сравнению с травостоем первого года пользования (табл. 2).
Таблица 2. - Накопление органического вещества многолетними
травами по годам продуктивной жизни, сухостепная зона (в среднем за 2006-2009 гг.)_________________________________________________________
Вариант Накопление органического вещества, т/га
1-й год 2-й год 3-й год 4-й год
Житняк + эспарцет +донник 0.27 0.64 0.65 0.89
Пырей + эспарцет + донник 0.26 0.72 0.85 0.96
Люцерна + эспарцет + донник 0.39 0.80 0.87 1.05
Пырей + житняк + люцерна + эспарцет + донник 0.42 0.91 1.12 1.15
Нарастание массы корневых остатков в пахотном горизонте почвы по годам использования травостоя наблюдается на травостоях разного ботанического состава вне зависимости от климатических и погодных условий (Хонина, 2006; Лобанов, 2009; Кущ, 2011). Доказано, что при одинаковых агротехнических условиях многокомпонентные травосмеси волоснец ситниковый + житняк гребневидный + люцерна желтая + эспарцет; кострец безостый + пырей средний + житняк гребневидный + люцерна посевная + эспарцет и житняк гребневидный + пырей удлиненный + люцерна посевная + эспарцет + донник желтый развивают большее число побегов на одной и той же площади, чем однодвухкомпонентные травосмеси и устойчиво сохраняют по годам жизни плотность травостоя.
Практика показала, что рыхлокустовые злаки в первые три года жизни дают плотный травостой, который в последующие годы изреживается и засоряется сорняками. Корневищные же злаки, наоборот, в первые годы жизни формируют мало побегов и их посевы сильно засоряются, но в последующие годы они заполняют своими побегами всю посевную площадь и не допускают развитие сорной растительности. Поэтому травосмеси, сформированные на основе бобовых трав, рыхлокустовых и корневищных злаков, наиболее эффективны при их выращивании как в кормовых, так и лугопастбищных севооборотах с периодом использования не менее 10-12 лет.
Основными критериями, определяющими выбор видового состава травосмеси, является уровень продуктивности в конкретных почвенноклиматических условиях, их энергетическая и протеиновая питательность. В кормовых полевых и лугопастбищных севооборотах в настоящее время все еще высевают травосмеси, состоящие из одного бобового и одного злакового видов растений. Практика показала, что такая смесь не может удовлетворить требования устойчивого высокого урожая при сенокосно-пастбищном использовании трав в кормовом севообороте.
Таблица 3. - Продуктивность и питательная ценность агрофитоценозов многолетних трав за III цикла стравливания по годам продуктивной жизни (среднее за 2004-2006 гг.), зона неустойчивого увлажнения
Вариант 2-й год жизни 3-й год жизни 4-й год жизни
сухое вещество, т/га перева- римый протеин, кг/га обменная энергия, ГДж/га сухое вещество, т/га перева- римый протеин, кг/га обменная энергия, ГДж/га сухое вещество, т/га перева- римый протеин, кг/га обменная энергия, ГДж/га
Житняк + эспарцет (контроль) 2,0 186 16,3 2,4 222 19,5 1,9 172 15,1
Волоснец + житняк + люцерна посевная + эспарцет 4,3 418 38,6 5,6 545 50,3 3,5 334 30,8
Волоснец + житняк + люцерна желтая + эспарцет 3,9 418 35,9 5,8 622 53,9 4,5 474 40,9
Таблица 4. - Продуктивность смешанных посевов многолетних трав по годам продуктивной жизни
(среднее за 2007-2009 гг.), сухостепная зона
Вариант 2-й год жизни 3-й год жиз ни 4-й год жиз ни
сухое вещ-во, т/га сырой протеин, кг/га обменная энергия, ГДж/га сухое вещ-во, т/га сырой протеин, кг/га обменная энергия, ГДж/га сухое вещ-во, т/га сырой протеин, кг/га обменная энергия, ГДж/га
Житняк+ эспарцет + донник 5,1 597 41,5 4,8 400 33,1 3, 4 302 25,8
Пырей + эспарцет+ донник 6,1 676 47,7 5,6 458 40,6 3,7 330 28,5
Люцерна + эспарцет+ донник 5,5 753 49,6 4,8 605 39,3 3,0 470 28,3
Житняк + пырей + люцерна + эспарцет + донник 6,7 820 57,0 6,3 655 48,2 4,2 590 36,7
Таблица 5. - Содержание незаменимых аминокислот в зеленой массе многолетних травосмесей 1-го укоса (г/кг сухого вещества), среднее за 2006-2008 гг.
Вариант А шнокисл оты
глицин аланин цистин валин метио- нин лейцин трипто фан лизин Сумма амино- кислот
2-й год жизни
Житняк + эспарцет 5,27 6,08 2,16 6,84 1,20 7,55 1,12 7,20 39,42
Кострец + люцерна + эспарцет 5,86 7,18 2,86 7,20 1,84 10,22 2,05 7,90 45,11
Пырей + люцерна + эспарцет 5,64 6,80 2,80 7,95 1,71 9,84 1,76 7,90 44,40
Кострец + пырей + житняк + люцерна + эспарцет 5,50 6,28 2,30 6,55 1,73 9,81 1,65 7,84 41,66
3-й год жизни
Житняк + эспарцет 5,18 4,26 1,93 6,42 1,18 6,80 1,05 6,42 33,24
Кострец + люцерна + эспарцет 6,25 5,75 2,36 6,96 1,24 8,76 1,72 7,26 40,30
Пырей + люцерна + эспарцет 6,08 5,52 2,26 7,12 1,20 8,56 1,65 7,40 39,80
Кострец + пырей + житняк + люцерна + эспарцет 5,72 4,96 1,88 6,92 1,28 9,82 1,44 6,93 38,95
Для кормовых севооборотов, как показали наши исследования, травосмесь должна состоять не менее чем из 3-4 компонентов. В такие травосмеси необходимо включать виды, быстро развивающиеся, дающие высокий урожай в первые годы жизни пользования, и растения, обеспечивающие высокую продуктивность в последующие годы жизни как при сенокосном, так и при пастбищном использовании.
Вместе с тем следует иметь в виду, что чем сложнее травосмесь по видовому составу, тем сложнее взаимодействие между растениями, тем труднее бывает учесть и определить закономерность в изменении видового состава по годам жизни, хотя при одинаковых агрометеорологических условиях обеспеченность растений влагой, светом, элементами питания во многом зависит от сближенности растений в ряду и междурядиях, что и обусловливает густоту травостоя.
Как показали наши многолетние исследования, проведенные в различных почвенно-климатических зонах Северного Кавказа, направленность взаимодействия между высеянными растениями в травосмесях сказывается на конечной продуктивности агрофитоценоза и обусловливается мощностью роста побегов, интенсивностью кущения (плотность травостоя), структурой урожая (соотношение вегетативных и генеративных органов).
При чрезмерном загущении (выше оптимального) в первые годы жизни фитоценоза наблюдается резкая дифференциация побегов по высоте и большой процент мелких, слаборазвитых побегов. В травостоях с оптимальным соотношением бобовых и мятликовых видов отмечается большая однородность по высоте растений и высокий процент мощных, хорошо развитых побегов.
В сложных травосмесях с участием волоснеца ситникового в первые годы жизни в травостое преобладают житняк и люцерна посевная (табл. 3, 4). Рост костреца безостого, пырея среднего и удлиненного, эспарцета и люцерны желтой, как основных элементов кормового севооборота, во многом зависит от их взаимодействия в первые два года жизни. Пырей удлиненный и пырей средний, волоснец и люцерна желтая в первые два года жизни развиваются более медленно, чем кострец безостый, житняк и донник желтый двулетний. Начиная же с третьего года, оба вида пырея, люцерна желтая и волоснец, вследствие интенсивного роста и ветвления, подавляют рост других компонентов и становятся к 4-5 году жизни доминантами травосмеси.
Эти травосмеси разных лет продуктивной жизни представляют собой высокую кормовую ценность с содержанием в сухом веществе 1618% протеина, что в полной мере удовлетворяет потребности овец и крупного рогатого скота в этом и других элементах питания при оптимальном сахаропротеиновом соотношении (0,6-0,7 : 1).
Содержание же каротина, при использовании травостоя в
качестве пастбищ, достигает 120-160 мг/кг корма, что на 32-35% больше, чем в травосмесях, убираемых на сено.
Как показали исследования А.В. Лобанова (2009), в
многокомпонентных бобово-злаковых травосмесях содержание основных элементов питания, а именно, кальция, фосфора, калия и магния в зеленой массе пастбищных трав, достигает оптимальных пределов, соответствующих зоотехническим нормам кормления овец и крупного рогатого скота. Суммарное количество аминокислот достигает 33-45 г/кг, при содержании лизина 7,58-7,95 г/кг сухого вещества (табл. 6).
На основании полученных данных нами предлагается система лугопастбищных севооборотов, позволяющая учитывать специализацию и концентрацию животноводства с учетом биологических требований культур и почвенно-климатических условий землепользования на
пахотных землях, сенокосах и пастбищах.
В кормовых прифермских севооборотах при введении в
севооборот донника желтого, люцерны посевной или люцерны желтой ротация должна быть увеличена на 5-6 лет, степень насыщения севооборота бобовыми травами достигает уровня 45-52%. Злаковые травы, люцерна и эспарцет высеваются под покров донника желтого.
Следует также отметить целесообразность освоения в
производстве таких севооборотов с участием пырея среднего и удлиненного в выводном клину с подсевом в такой травостой люцерны посевной через 4-5 лет продуктивной жизни. Такие севообороты наиболее перспективны в сочетании с культурными пастбищами в восточных засушливых районах Северного Кавказа и в полной мере отвечают экологическим требованиям.
Введение в структуру посевных площадей многолетних бобовозлаковых травосмесей является наиболее рациональным по затратам антропогенной энергии на производство 1 т сухого вещества (12-17 ГДж) при коэффициенте энергетической эффективности 3,5-4,5 (табл. 6).
Насыщение таких севооборотов бобово-злаковыми травосмесями многолетних трав при свободном варьировании видовым составом трав в сочетании с однолетними травами, составляющими 15-20% в структуре кормовых культур, позволяет организовать производство полноценных грубых и зеленых кормов для животноводческих хозяйств различной специализации.
Такое создание устойчивых по продуктивности агрофитоценозов многолетних трав на основе ранне- и среднеспелых видов злаковых трав, люцерны и эспарцета обеспечивает конвейерное производство растительного сырья при 5-7-летнем цикле их использования. Подобные агроценозы с участием различных по срокам использования видов трав позволяют производить на пахотных землях, сенокосах и пастбищах объемистые корма с высоким содержанием энергии и протеина, которые
являются основными компонентами рациона овец и крупного рогатого скота.
Вариант Получено с 1 га Затраты совокуп- ной энергии, ГДж/га Энерге- тический коэффи- циент, (ЭК)
сухое в-во, ц сырой протеин, ц валовая энергия, ГДж обмен- ная энергия, ГДж
Житняк + эспарцет (контроль) 39,3 3,37 45,8 28,6 12,4 3,7
Люцерна + эспарцет 36,3 4,89 47,6 29,6 11,0 4,3
Кострец + люцерна + эспарцет 35,0 4,12 46,3 28,8 12,2 3,8
Пырей + люцерна + эспарцет 51,7 5,01 61,0 38,2 14,0 4,3
Кострец + пырей + житняк + люцерна + эспарцет 61,7 7,53 68,6 44,0 15,4 4,5
Таблица 6. - Агроэнергетическая эффективность выращивания
смешанных посевов многолетних трав (укос + отава) в степной зоне, среднее за 2006-2008 гг.
Литература:
1. Гребенников В.Г., Шипилов И.А., Кущ Е.Д.//Кормопроизводство, 2001. №2, С. 16-17.
2. Кущ Е.Д., Гребенников В.Г., Шипилов И.А. //Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]Краснодар : КубГАУ, 2001, № 66 (2) -Режим доступа ИКр://киЬадго/ги/2011/02^^06^1:.
3. Гребенников В.Г., Лобанов А.В. Продуктивность и качество корма многолетних трав при создании сенокосов и пастбищ в зоне сухих степей //Кормопроизводство, 2009. №7. С. 14-18.
4. Гребенников В.Г., Хонина О.В., Шипилов И.А. Перспективные травосмеси для сенокосов и пастбищ Центрального Предкавказья //Кормопроизводство. 2007. №9, С. 8-11.
Шпаков А.С., Трофимов И.А., Зотов А.А. и др. Кормопроизводство: системообразующая роль и основные направления совершенствования в Центрально-черноземной полосе России. Москва-Воронеж, 2002. - 209 с.
