CC BY
102
НЕТРАДИЦИОННЫЕ МНОГОЛЕТНИЕ БОБОВЫЕ ТРАВЫ ПРИ ОРОШЕНИИ
NONTRADITIONAL PERENNIAL LEGUMES HERBS UNDER IRRIGATION
Т.Н. Дронова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
Н.И. Бурцева, кандидат сельскохозяйственных наук,
С.Ю. Невежин, кандидат сельскохозяйственных наук,
В.В. Болдырев, кандидат сельскохозяйственных наук,
Е.И. Молоканцева, аспирант Конт. т. 8 8442 416194
Всероссийский НИИ орошаемого земледелия
T.N. Dronova, N.I. Burtseva, S.Y. Nevezhin,
V.V. Boldyrev, E.I. Molokantseva
All-Russian research institution of irrigated agriculture
Установлено, что в агроклиматических условиях Нижнего Поволжья нетрадиционные для региона культуры: клевер луговой, козлятник восточный, лядвенец рогатый и другие могут заменить люцерну по продуктивному долголетию, протеиновой и энергетической насыщенности кормов, накоплению органики, сохранению почвенного плодородия. Предложены лучшие сорта этих культур для введения в орошаемое кормопроизводство региона.
It has been found that under agroclimatic conditions of Lower Povolzhye, the cultures, nontraditional for the region: meadow clover, Caucasian goat's rue, birdsfoot trefoil and others might replase lucerne in productive longevity, protein and energy saturation of fodder, accumulation of organic matter, preservation of soil fertility. The best varieties of these crops were suggested for their introduction into irrigated fodder production of the region.
Ключевые слова: орошаемое кормопроизводство, люцерна, клевер луговой, козлятник восточный, лядвенец рогатый.
Key words: irrigated fodder, lucerne, meadow clover, Caucasian goat's rue, birdsfoot
trefoil.
Приоритетным национальным проектом «Развитие АПК» и «Концепцией развития кормопроизводства» для удовлетворения потребностей животноводства в объемистых травянистых кормах предусматривается к 2010 году увеличить площади многолетних трав до 20-21 млн гектаров. С целью повышения их энергетической и белковой полноценности участие бобовых трав и бобово-мятликовых травосмесей в структуре укосных площадей предполагается довести до 65-70 %, или до 13-15 млн гектаров. Такая структура посевов многолетних трав обеспечит дополнительно получение 550-680 тыс. тонн переваримого протеина, около половины которого будет сформировано за счет симбиотического азота (А.С. Шпаков, 2005).
Многолетние бобовые травы являются одним из основных источников получения высокобелковых кормов, во всех почвенно-климатических зонах служат гарантом обеспечения последующих культур севооборотов доступными элементами питания, защиты почв от эрозии, сохранения и приумножения почвенного плодородия (В.Р. Вильямс, 1948; М.И. Тарковский, 1964; Г. А. Романенко, П. Л. Гончаров, 1999; Т.Н. Дронова, 2007).
В Нижнем Поволжье давно и по праву люцерна занимает основные площади посева многолетних трав. Объясняется это высоким потенциалом продуктивности, долголетием, многоукосностью, прекрасными кормовыми и агротехническими достоинствами. С созданием интенсивных зимостойких и жароустойчивых сортов нетрадиционных для этого региона культур: клевера лугового и белого, козлятника восточного, лядвенца рогатого и др. бобовых, возникла необходимость привлечения этих ценных растений в кормопроизводство и орошаемое земледелие региона.
В связи с этим, задачей исследований, проводимых в институте в последние 15 лет, является привлечение и адаптация к местным условиям современных сортов этих культур. В агроэкологическом испытании оценивается комплекс хозяйственно-ценных признаков 22 сортов клевера лугового и белого, 9 сортов козлятника, лядвенца и вязеля, 55 сортов люцерны.
Исследования проводятся на опытном поле ОПХ «Орошаемое» ВНИИОЗ, почвы
опытных участков светло-каштановые с содержанием гумуса 1,52-1,70 %, подвижного фосфора 21-26 мг/кг почвы, обменного калия - 220-290 мг/кг почвы. Плотность почвы в слое 0,7 м равна 1,34 т/м3, наименьшая влагоемкость - 22,2 %, порозность - 48,4 %.
Фосфорно-калийные удобрения вносили под отвальную вспашку в запас на три-пять лет пользования, азотные - дробно, под каждый укос.
Высевали бобовые травы нормами: клевер и лядвенец - 9,0, люцерну - 7,5, вязель и козлятник - 6,0 млн всхожих семян на гектар. Посев весенний, подпокровный, норма высева покровного овса - 3,5 млн/га.
Влажность почвы не ниже 80 % НВ поддерживали вегетационными поливами, которые производили дождевальными машинами «Мини-Кубань-К» и «Мини-Pivot Bauer» нормой 450 м3/га. В зависимости от метеоусловий в годы исследований оросительные нормы изменялись от 2,0 до 4,5 тыс. м3/га.
Уборку овса проводили в фазу выметывания метелки, бобовых трав - в фазу бутонизации - начала цветения на зеленый корм и сено.
Продуктивность посевов многолетних трав во многом определяется густотой стояния и изреживанием растений в течение вегетации и в период перезимовки. Нами установлено, что изучаемые бобовые травы в агроклиматических условиях зоны имеют относительно низкую полноту всходов, у долголетних трав (клевера белого, козлятника восточного и лядвенца рогатого) она изменялась от 32-33 до 42-47 %. Полнота всходов клевера лугового, вязеля пестрого составила в среднем 40-45 % и мало отличалась от районированных сортов люцерны (табл. 1).
Таблица 1 - Полнота всходов многолетних бобовых трав, 2002-2005 гг.
Вид, сорт Полнота всходов, %
2002 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г. Сред нее
Люцерна синегибридная Надежда желтогибридная Павловская 45,2 41,4 50,4 42,2 51.0 43.0 52,5 47,8 49,8 43,6
Клевер луговой ВИК 84 Наследник Трио 39,8 40.5 39.5 40,5 42,2 41,7 41.0 42.0 43,3 42.5 45.5 45,0 41,0 42,6 42,4
Клевер белый ВИК 70 Парус 33,5 35,0 35,4 37,0 36,0 37,5 39,8 42,0 36,2 37,8
Козлятник восточный Г але Донской-90 Магистр 32,3 35,0 37,5 35.0 37,8 40.0 35,5 40.0 41.0 37.5 42.5 45.5 35.0 38,8 41.0
Лядвенец рогатый Луч Смоленский 35.0 37.0 40.0 42.0 41,0 43,3 45,0 47,2 40.3 42.3
Вязель пестрый Полтавский-51 35,5 40,0 40,8 43,3 39,9
По характеру изреживания изучаемые виды трав близки к люцерне, максимальная гибель растений (26,3-34,3 %) приходится на период от всходов до уборки покрова. Однако на посевах второго, третьего и четвертого годов жизни темпы изреживания травостоев клевера, вязеля, лядвенца, козлятника в 1,5-2,5 раза ниже, чем у люцерны. В сумме за четыре года жизни изреживание их посевов составило 42,0-55,5, против 73,0-75,9 % по люцерне.
Ценность многолетних бобовых трав определяется их способностью накапливать в почве большое количество органики и пополнять за ее счет запасы питательных веществ. В наших опытах клевер луговой и белый, козлятник, лядвенец и вязель максимальное количество корней накапливали к концу вегетации четвертого, а люцерна - третьего года жизни. При этом самую большую корневую массу оставляли в полуметровом слое почвы посевы козлятника Донецкий-90 и клевера лугового ВИК 84 - 13,60-15,10 т/га. Вязель и лядвенец накапливали от 10,75 до 12,64 т/га сухих корней. Люцерна после трехлетнего
возделывания оставляла 10,28-11,02 т корней, а к концу вегетации четвертого года жизни в результате значительного изреживания ее посевов накопление корневой массы снизилось до 8,08-8,85 т/га (табл. 2).
Таблица 2 - Динамика накопления корневой массы многолетними бобовыми травами разных лет жизни, 2002-2005 гг.
Вид, сорт Сухих корней, т/га в слое почвы 0,5 м
перв ый втор ой трети й четверт ый
Люцерна синегибридная Надежда 4,20 8,42 11,02 8,08
Люцерна желтогибридная Павловская-7 3,80 7,00 10,28 8,85
Клевер луговой ВИК 84 Наследник Трио 4,00 3,30 3,40 8,20 7,17 7,55 11,55 10,00 11,20 13,60 11,25 12,20
Клевер белый ВИК 70 Парус 3,03 3,20 6,58 7,07 10,04 10,88 11,88 12,05
Козлятник восточный Донецкий-90 Магистр 4,50 4,28 9,12 8,90 12,04 11,56 15,10 13,82
Лядвенец луговой Луч Смоленский 3,20 3,30 6,50 7,07 9,50 10,00 10,75 11,25
Вязель пестрый Полтавский-51 3,18 6,36 11,02 12,64
При анализе корневых остатков на содержание КРК выяснилось, что количество азота в них изменяется по видам трав от 1,50 до 1,88, фосфора - 0,74-0,96, калия - 0,86-
1,24 %. С учетом этого следует отметить, что изучаемые бобовые травы оставляют после себя от 150 до 324 кг азота, 59-84 - фосфора и 85-180 кг калия.
Важным вопросом при агроэкологической оценке видов и сортов многолетних трав является определение их способности к фиксации атмосферного азота с помощью клубеньковых бактерий. В наших опытах динамика образования активных клубеньков тесно коррелировала с видом, возрастом травостоя и количеством укосов. Максимально высокое число розовых клубеньков было отмечено на посевах второго года жизни в первом укосе у козлятника Магистр - 42,3, вязеля Полтавский-51 - 43,3, клевера Трио - 37,6 и люцерны Надежда - 31,0 шт./раст. В четвертом укосе их количество составило соответственно 10,5; 9,8; 8,0 и 4,0.
При оптимизации условий возделывания, изучаемые многолетние травы имели высокие показатели фотосинтетической деятельности. Максимальную ассимиляционную поверхность на посевах второго года жизни образовывали люцерна синегибридная Надежда, клевер луговой Трио и ВИК 84 - 60,5-62,2 тыс. м2/га. При этом фотосинтетический потенциал изменялся от 3,87 до 3,91 млн м2 дней/га, а продуктивность фотосинтеза - от 5,17 до 5,3 г/м2 сутки. Следует отметить, что процесс фотосинтеза лядвенца, вязеля и клевера белого характеризовались меньшими показателями, а посевы козлятника восточного при меньшей площади листьев работали продуктивнее, чем клевер и люцерна лучших сортов (табл. 3).
Таблица 3 - Основные показатели фотосинтеза бобовых трав второго года жизни, 2002-2005 гг.
Вид, сорт Сухая масса, т/га Максим альная площад ь листьев , тыс. м2/га Фотосинт етически й потенциа л, 2 млн м дней/га Продукти вность фотосинт еза, г/м2 в сутки Суто чный прир ост, кг/га
Люцерна Надежда 22,0 62,0 3,93 5,28 280
Клевер ВИК 84 Наследник Трио ВИК 70 Парус 22,0 20.5 20.6 16,2 17,0 63.0 58.0 56,5 52.0 53.0 3,98 3,80 3,82 3,23 3,38 5,31 5.01 5,17 4,95 5.02 252 230 235 200 210
Козлятник Донецкий-90 20,0 55,0 3,90 5,60 270
Магистр 19,6 54,8 3,90 5,52 255
Лядвенец Луч 15,0 47,0 3,15 4,83 180
Вязель Полтавский-51 16,2 50,5 3,30 4,90 192
Высокие показатели фотосинтеза бобовых трав в посевах второго года жизни обеспечили получение максимальной урожайности - 62,2-91,4 т против 20,8-33,0 - в первый, 62,5-82,5 - в третий и 40,0-75,0 - в четвертый год жизни. При этом урожайность бобовых трав большинства изучаемых сортов в год посева была ниже, чем у лучшего районированного сорта синегибридной люцерны Надежда. На посевах второго года равную с нею урожайность формировали посевы клевера лугового ВИК 84, Ранний-2, Трио. На посевах третьего года жизни при резком снижении продуктивности люцерны, клевер и козлятник сформировали урожай на 11,2-33,2 % выше, а их травостои четвертого года пользования за 4 укоса дали от 50,5 до 71,8 т/га зеленой массы, что в 1,3-1,8 раза выше в сравнении с лучшим сортом люцерны Надежда (табл. 4).
Таблица 4 - Урожайность многолетних бобовых трав разных лет жизни, 2002-2005 гг.
Вид, сорт Зеленая масса, т/га по годам жизни
1 2 3 4
Люцерна синегибридная Надежда 30,8 87,5 69,8 40,0
пестрогибридная Вега 87 26,5 75,5 62,2 42,0
желтогибридная Кубанская 7 21,8 68,5 62,2 52,0
Клевер луговой ВИК 84 30,5 88,2 75,0 58,6
Наследник 26,5 82,0 70,4 50,5
Ранний 2 32,3 90,0 78,5 60,0
№ 204 33,0 91,4 80,8 62,5
Трио 28,5 82,5 69,5 55,5
Клевер белый ВИК 70 25,5 65,0 67,2 62,4
Парус 23,5 68,0 65,4 60,8
Козлятник восточный Донецкий-90 28,0 80,2 82,5 75,0
Магистр 25,6 78,4 80,5 71,8
Ялгинский 26,0 75,5 76,5 70,0
Лядвенец рогатый Луч Смоленский 22,0 20,8 62,2 65,0 65,0 64,8 59,6 60,0
Вязель пестрый Полтавский-51 21,8 65,0 62,5 58,5
НСР05 2,6-5,9 3,7-6,8 7,1-10,5 6,9-8,0
Продолжительность межукосных периодов клевера белого, клевера лугового, лядвенца рогатого изменялась в наших условиях от 53-57 в первом до 30-37 дней в последующих укосах; люцерны, вязеля, козлятника, соответственно от 60-65 до 38-45 дней. На формирование одного укоса клевер и лядвенец затрачивали в среднем 715±40, козлятник и вязель - 770±20 С. При этом клевер белый, клевер луговой и лядвенец рогатый достигли фазы цветения в первом укосе на 3-7, в последующих укосах - на 2-3 дня раньше, чем люцерна. Вязель пестрый и козлятник восточный формировали первый укос на 5-6, последующие укосы - на 2-8 дней позже, чем люцерна. Доля первого укоса в общем урожае изменялась от 35 до 41, второго - от 27 до 36,
третьего - от 21 до 24 и четвертого - от 6 до 16%.
При определении питательной ценности изучаемых бобовых трав нами прослежено достаточно четкое их разделение по содержанию в растениях азота, а соответственно, и протеина. В первую группу с содержанием в сухой массе 2,6-2,9 % азота следует отнести лядвенец и клевер луговой, во вторую - 3,0-3,3 % азота, входят клевер белый и вязель. К третьей группе с содержанием 3,5-4,0 % азота относятся люцерна и козлятник. Количество сырого протеина в растениях первой группы составляет 16,2-18,2, второй - 18,7-20,7, третьей -21,9-25,0 % (табл. 5).
Таблица 5 - Содержание основных элементов питания в биомассе многолетних бобовых трав, %
Вид N Р2О5 К2О Про- теин Жир Клет чатк а БЭВ
Люцерна 3,63 0,70 2,50 22,6 2,3 21,2 35,7
синегибридная 3,50 0,68 2,45 21,8 2,3 22,2 35,0
пестрогибридная 3,59 0,65 2,33 22,4 2,3 24,4 36,5
желтогибридная
Клевер луговой 2,91 0,71 3,16 18,1 2,7 21,1 37,6
белый 3,02 0,77 3,07 18,8 3,0 19,9 38,8
Козлятник
восточный 4,00 0,68 2,83 25,0 2,9 26,3 32,9
Лядвенец рогатый 2,59 0,67 2,68 16,1 2,8 18,5 45,9
Вязель пестрый 3,24 0,68 3,30 25,2 3,3 24,5 34,3
По содержанию клетчатки растения бобовых трав различались довольно заметно -от 18,5-24,4 % в лядвенце, клевере и люцерне до 24,5-26,3 % в козлятнике и вязеле. Количество безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) в сухой листостебельной массе изменялось от 32,9 до 45,9 %.
Ценность бобовых культур определяется не только высоким содержанием белка, но и сбалансированностью его по незаменимым аминокислотам. В наших опытах максимальной суммой незаменимых аминокислот отличались растения козлятника восточного, в килограмме сухой массы которого по укосам их содержалось 50,2-56,3 г. Минимальным этот показатель был отмечен в биомассе лядвенца рогатого - 37,4-45,2 г/кг. Клевер, вязель и люцерна содержали 45,2-55,4 мг незаменимых аминокислот в килограмме сухого вещества.
Аминокислотный состав растений не оставался неизменным в течение вегетации и довольно значительно колебался по укосам. Но при этом прослеживается четкая тенденция по увеличению с весны к осени как их общей суммы, так и суммы незаменимых кислот. Так, в среднем по сортам клевера количество всех аминокислот возрастало со 119,8-121,9 г в биомассе первого до 129,8-132,4 г/кг в четвертом укосе, а сумма незаменимых кислот увеличивалась от 44,5-47,2 до 50,7-54,5 г/кг. Увеличение общей суммы аминокислот в биомассе козлятника восточного составило 13,2, незаменимых - 6,0, люцерны - 11,4 и 6,0 г/кг (табл. 6).
Таблица 6 - Динамика содержания незаменимых аминокислот в растениях бобовых трав, г/кг
Вид, сорт Укосы
пер- вый вто- рой трет ий четвер тый
Люцерна Надежда 47,5 46,1 52,3 53,5
Клевер ВИК 84 Трио ВИК 70 44,5 45.2 47.2 46.2 46.8 47.8 48.8 50,2 48.8 53.5 54.5 50,7
Козлятник Донецкий-90 50,2 52,9 54,5 56,3
Лядвенец рогатый Луч 37,4 40,5 43,2 45,2
Вязель пестрый Полтавский-51 47,5 48,8 49,2 55,4
В наших исследованиях качество корма из изучаемых культур оценивалось по содержанию кормовых единиц и обменной энергии. При этом выяснилось, что прямых связей между этими показателями нет и, например, в сухом веществе клевера белого кормовых единиц содержалось меньше, чем в клевере луговом, а обменной энергии больше: 0,60 против 0,63-0,65 к.ед. и 10,4 против 10,0-10,3 МДж. Максимальное количество кормовых единиц (0,65-0,70) содержалось в массе клевера лугового Трио, козлятника восточного Магистр, лядвенца рогатого Луч, а максимальное содержание обменной энергии (10,3-10,4 МДж) - в растениях клевера лугового ВИК 84 и клевера белого ВИК 70.
Наивысшей протеиновой насыщенностью отличалась биомасса вязеля, козлятника и люцерны синегибридной - 156, 171 и 163 г/кг (табл. 7).
По выходу питательных веществ с гектара выделились посевы клевера лугового ВИК 84, Ранний-2 и Трио, люцерны синегибридной Надежда, козлятника восточного Донецкий-90 и Магистр - 12,6-14,0 тыс. кормовых единиц, 2,2-3,5 т переваримого протеина и 210-230 ГДж ОЭ.
Полученные нами данные по содержанию энергии в урожае и затраты на его получение свидетельствуют о высокой энергетической эффективности возделывания нетрадиционных бобовых трав на орошаемых землях Нижнего Поволжья. При оптимизации водного и пищевого режимов почвы коэффициент энергетической эффективности на посевах второго года жизни клевера лугового и козлятника восточного составил 4,10-4,35, люцерны - 4,06-4,20.
Таблица 7 - Питательность многолетних бобовых трав
В кг сухого вещества
Вид, сорт Сухое веществ о, % к.ед. перевар имого протеин а, г ОЭ, МДж
Люцерна 22,0 22,8 24,0 0,60 0,60 0,63 163 102
синегибридная Надежда 161 10,0 9,7
пестрогибридная Вега-87 желтогибридная Кубанская-7 150
Клевер луговой ВИК 84 21,0 0,64 128 10,3
Наследник 21,0 0,64 125 10,2
Трио 24,4 0,61 130 10,2
Клевер белый ВИК 70 23,7 0,60 121 10,4
Парус 23,0 0,61 125 10,5
Козлятник восточный Донецкий-90 24,0 0,66 171 9,5
Магистр 24,0 0,67 175 9,7
Лядвенец рогатый Луч 21.2 0,70 120 9,6
Смоленский 22,0 0,70 128 9,7
Вязель пестрый Полтавский-51 23,0 0,55 156 9,8
Себестоимость тонны зеленой массы изучаемых бобовых трав при оптимизации условий водного и пищевого режимов почвы изменяется от 118-123 руб. на посевах люцерны, клевера и козлятника до 150-162 руб. - на посевах лядвенца и вязеля. Рентабельность производства зеленой массы клевера, козлятника, лядвенца и вязеля составила 61-87 %.
Таким образом, экологическое испытание нетрадиционных для засушливых зон многолетних бобовых трав по биологическим, хозяйственным и адаптивным свойствам
позволило определить перспективные культуры, способные увеличить продуктивность пашни, энергетическую и протеиновую насыщенность кормов, позитивно влиять на плодородие орошаемых земель. По комплексу хозяйственно-полезных показателей особенно ценными культурами являются клевер луговой, козлятник восточный, лядвенец рогатый. По продуктивному долголетию, устойчивости к неблагоприятным факторам среды, кормовой ценности они могут стать хорошим дополнением к люцерне, а в отдельных случаях - и заменой ей. Использование их в сочетании с люцерной и другими традиционными для региона травами позволит решить проблему увеличения объемов производства высококачественных кормов, эффективного использования орошаемых земель в засушливых зонах России, воспроизводства почвенного плодородия.
Библиографический список
1. Вильямс, В.Р. Травопольная система земледелия на орошаемых землях / В.Р. Вильямс // Советская агрономия. - 1948. - № 8.
2. Дронова, Т.Н. Возделывание нетрадиционных многолетних бобовых трав в Нижнем Поволжье / Т.Н. Дронова, Н.И. Бурцева и др. // Вестник РАСХН. - 2007. - № 6.
3. Романенко, Г.А. Кормовые растения России / Г.А. Романенко, А.И. Тютюнников, П.Л. Гончаров. - М.: РАСХН, 1999.
4. Тарковский, М.И. Люцерна / М.И.Тарковский. - М.: Колос, 1964.
5. Шпаков, А.С. Проблемы научного обеспечения и организации адаптивного кормопроизводства в центральном экономическом районе / А.С. Шпаков // Кормопроизводство. - 2005. - № 12.
