CC BY
7УДК 633.2/.3.03:574(225.5)
Гребенников В. Г., Шипилов И. А., Кущ Е. Д., Турун И. П.
Grebennikov V. G., Shipilov I. A., Kushch E. D., Turun I. P.
СОЗДАНИЕ ДОЛГОЛЕТНИХ ЛУГОПАСТБИЩНЫХ ЭКОСИСТЕМ В ЗОНЕ СУХИХ СТЕПЕЙ
ESTABLISHMENT OF LONG-TERM GRASSLAND ECOSYSTEMS IN THE ZONE OF DRY STEPPES
Обоснованы направления совершенствования системы лугопастбищного кормопроизводства в сухостепной зоне на эрозионно-опасных землях. Показана роль долголетних агрофитоценозов многолетних бобовых и злаковых трав при улучшении стародавних сенокосов и пастбищ методом поверхностного улучшения. Изучены продуктивность культур, агроэнергетическая эффективность и факторы, определяющие эти параметры при улучшении сенокосов и пастбищ.
Ключевые слова: агрофитоценоз, бобовые и злаковые травы, стародавние сенокосы и пастбища, агроэнергетиче-ская эффективность.
The directions of improvement of the system of grassland forage production in the dry zone of erosion on the land. The role of long-term agrophytocenosis of perennial legumes and grasses with improved old hayfields and pastures by means of surface improvements. Studied the productivity of crops, bioen-ergy efficiency and the factors determining these parameters for the improvement of hayfields and pastures.
Keywords: agrophytocenosis, legumes and grasses, old hayfields and pastures, bioenergetic efficiency.
Гребенников Вадим Гусейнович -
доктор сельскохозяйственных наук, заведующий отделом кормопроизводства Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства Тел.: (8652) 35-04-82 E-mail: Grebennikov.V@mail.ru
Шипилов Иван Алексеевич -
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела кормопроизводства Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства Тел.: (8652) 71-57-23 E-mail: kohmilek@yandex.ru
Кущ Евгений Дмитриевич -
председатель СПК колхоза «Дружба» Апанасенковского района Ставропольского края
Турун Иван Павлович -
главный агроном СПК колхоза «Дружба» Апанасенковского района Ставропольского края
Grebennikov Vadim Guseynovich -
doctor of AgriculturalSciences,
head of the Department of forage production
All-Russian scientific research Institute
of sheep breeding and goat breeding
Tel.: (8652)35-04-82
E-mail: Grebennikov.V@mail.ru
Shipilov Ivan Alekseevich -
candidate of Agricultural Sciences, leading of the Department of forage production All-Russian scientific research Institute of sheep breeding and goat breeding Tel.: (8652)71-57-23 E-mail: kohmilek@yandex.ru
Kushch Eugene Dmitrievich -
Chairman of the APC of the collective farm «Druzhba» Apanasenkovskij district of the Stavropol territory
Turun Ivan Pavlovich -
chief agronomist of the APC of the collective farm «Druzhba» Apanasenkovskij district of the Stavropol territory
Сенокосные и пастбищные угодья засушливых восточных районов Ставрополья отличаются большим разнообразием и являются достаточно уникальной территорией. Здесь произрастает более 2700 видов растений, которые относятся к 13 семействам, из них 35 являются широко распространенными. Наиболее богаты видами 12 семейств, которые составляют не менее 70 % флоры сенокосов и пастбищ.
В зоне сухих степей и полупустыни кормовые угодья занимают 1170 тыс. га, что составляет 72 % пастбищной территории края. Активное антропогенное воздействие, отсут-
ствие постоянного ухода за кормовыми угодьями в последние 15-20 лет вызвало обеднение их флористического состава, увеличилась площадь открытых песков. Такая бессистемная эксплуатация аридных сенокосов и пастбищ привела к тому, что в настоящее время ветровой и водной эрозией уже подвергнуто более 300,0 тыс. га кормовых угодий. Увеличилась сбитость, кормозапас сухой биомассы снизился до уровня 0,28-0,35 т/га кормовых единиц. Наибольшую опасность для сельскохозяйственного производства и проживающего здесь населения представляют восточная и северо-восточная части территории Ставрополья. Здесь сложились зоны повышенной
в
Спецвыпуск № 2, 2015
133
экологической опасности. Границы таких очагов определяются изолиниями аридности -0,76-0,79.
Пастбища сухостепной и полупустынной зон края относятся к одной из самых сложных категорий земель в отношении их трансформирования в продуктивные экосистемы. Традиционно под сенокосы и пастбища отводятся территории с низким природно-ресурсным потенциалом, экологически неблагополучные, с высоким экономическим риском ведения сельскохозяйственного производства. Эти земли отличаются повышенной засоленностью почвогрунтов с достаточно сильной дефляцией почвенного покрова. При средней урожайности зеленой массы за пастбищный период (185-190 дней) 1,51,8 т/га, кормоемкость на условную голову не превышает 0,16. Мозаичность растительного покрова на отдельных участках территории во многом обусловлена агроклиматическими факторами и антропогенной деятельностью, что делает экосистемы в зоне сухих степей уязвимыми.
Осознавая в полной мере значимость луго-пастбищного кормопроизводства для развития мясного скотоводства, в СПК «Дружба» Апа-насенковского района Ставропольского края, расположенного в сухостепной зоне края, на протяжении многих лет проводится работа по совершенствованию всей системы почвозащитного земледелия, важнейшим звеном которой является выращивание кормовых культур, размещаемых как на пахотных землях в системе кормовых и зерно-кормовых севооборотов, так и на природных кормовых угодьях. Для данного хозяйства, занимающегося разведением мясного скота калмыцкой породы, насчитывающей около 2400 голов, характерна высокая освоенность территории под сельскохозяйственными угодьями (90,2 %). Пахотные земли занимают 48,8 %, под сенокосы и пастбища отведено 51,1 % всей территории землепользо-
вания. Площадь орошаемых земель, обслуживаемых дождевальными машинами «Фрегат», занимают 1184 га (7,2 % площади пашни). Показатель распаханности территории, в отличие от большинства хозяйств данной зоны, близок к оптимальному (48,8 %).
Преобладающий тип почв - каштановый, реже светло-каштановый. Почвы содержат в слое 0-20 см 1,9-2,3 % гумуса, удовлетворительно оструктурены, имеют плотность 1,2б-1,28 г/см3. Коэффициент увлажнения (КУ) - 0,4-0,5, гидротермический коэффициент (ГТК) - 0,5-0,7. Среднегодовое количество осадков - 335 мм.
В структуре посевных площадей под зерновые колосовые отведено 9865 га, из которых 8695 га посевов размещаются по черному пару и 1170 га по полупару. Многолетние травы (люцерна, эспарцет, бобово-злаковые смеси) занимают 722 га от площади пашни (4,4 %). Под однолетние травы, большую часть которых занимают посевы суданской травы, отведено 3212 га (19,6 %).
Учитывая все еще невысокий процент занятости пашни бобовыми многолетними травами, в хозяйстве делается большой акцент на повышение эффективности использования природных кормовых угодий (ПКУ), занимающих площадь 17,5 тыс. га. Мерам рационального использования и поверхностного улучшения ПКУ придается решающее значение. Обогащение сенокосов и пастбищ многоцелевого назначения на фоне усиления аридности климата здесь рассматривается как важнейший механизм управления природной средой через трансформацию микроклимата и подбора оптимального видового состава кормовых культур для полевого и лугового кормопроизводства.
В сложившихся условиях ограниченности материально-технических ресурсов стратегия совершенствования всей системы кормопро-
Таблица 1 - Сравнительный структурно-агрегатный состав почв в посевах многолетних трав и черного пара
Вариант Содержание фракций на 100 г воздушно-сухой почвы, % Коэффициент структурности
>10 мм 10-5 мм 5-3 мм 3-1,0 мм 1,0-0,25 мм <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
1 год жизни
Пырей + житняк + люцерна + + эспарцет + донник 31,2 22,7 18,5 12,3 10,6 4,7 1,78
2 год жизни
Пырей + житняк + люцерна + + эспарцет + донник 29,3 19,2 20,5 17,8 9,0 4,2 1,98
3 год жизни
Пырей + житняк + люцерна + + эспарцет + донник 28,5 18,8 22,0 19,0 9,5 2,2 2,35
4 год жизни
Пырей + житняк + люцерна + + эспарцет + донник 27,0 17,0 21,5 21,0 11,8 1,6 1,50
изводства в хозяйстве направлена на восстановление и повышение плодородия почв, улучшение их агрофизических свойств. Снижение эрозионных процессов, в первую очередь, на пахотных землях, основывается на поэтапном расширении посевов многолетних трав и восстановлении биоразнообразия на ПКУ [1, 2, 3].
Совместными исследованиями, проведенными специалистами хозяйства и сотрудниками Всероссийского НИИ овцеводства и козоводства в 2006-2014 годы было доказано, что многолетние бобовые травы (люцерна, клевер, эспарцет, донник) и их смеси со злаковыми травами (кострец безостый, житняк гребневидный, пырей удлиненный) успешно защищают почву от водной и ветровой эрозии, предохраняют поверхностный слой почвы от разрушения, способствуют большому нарастанию мелкокомковатой и зернистой макроструктуры. Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что многолетние бобово-злаковые травосмеси (житняк + пырей + люцерна + эспарцет + донник желтый) способствуют нарастанию мелкокомковатой и зернистой макроструктуры корнео-битаемого слоя почвы (табл. 1).
При четырехлетнем использовании травосмеси произошли существенные изменения структурно-агрегатного состава почвы пахотного слоя каштановых почв. Как известно, наиболее благоприятными свойствами обладают почвенные агрегаты размером 1-3 мм. Введение в звено полевого севооборота (черный пар - озимая пшеница) многолетних трав привело к снижению интенсивности механического воздействия на почву, в сравнении с черным паром, улучшению структурно-агрегатного состава 0-20 см слоя почвы за счет снижения содержания в почве пылеватых фракций - агрегатов размером менее 0,25 мм. Уже на посевах второго года жизни, их количество сократилось в 1,9 раза, на третий и четвертый годы жизни -в 3,7 раза в сравнении с черным паром.
Увеличение содержания фракций размером более 1,3-3,0 мм явилось важным положительным моментом улучшения структурно-агрегатного состава почвы. Коэффициент структурности (отношение количества агроно-
мически ценных агрегатов размером от 0,25 до 10 мм к сумме пылеватых и глыбистых частиц более 10 мм) был самым низким на варианте черного пара - 1,28, тогда как на посевах многолетних трав во второй год жизни этот показатель достигал 1,98, на третий - 2,35 и четвертый - 2,50.
В многокомпонентных бобово-злаковых аг-рофитоценозах к четвертому году жизни формировалась мощная корневая система (6,66,8 т/га), которая обеспечивала создание мощного средообразующего потенциала, где под влиянием взаимодействия растений различных ботанических видов формировался устойчивый фитоценоз, способный к динамичному развитию и взаимозамещению при изменении факторов внешней среды и активном антропогенном воздействии. Такой многокомпонентный агрофитоценоз с участием многолетних бобовых трав разных лет продуктивной жизни (люцерна, клевер, 45 лет, эспарцет 3 года, донник 2 года) и засухоустойчивых видов злаковых трав (житняк гребневидный и пырей удлиненный, обладающие высокими почвозащитными свойствами), обеспечивали высокий биоэнергетический эффект (табл. 2).
Развитие адаптивной стратегии ускоренного освоения стародавних изреженных сенокосов и пастбищ методом поверхностного улучшения позволило подобрать наиболее эффективный агрофитоценоз из бобовых и злаковых трав, обеспечивающий производство зеленых и грубых кормов за счет простых и доступных технологий. Подсев в ранневесенний период (3 декада марта - первая декада апреля) бобово-злаковых травосмесей уже ко второму году жизни агро-фитоценоза позволил сформировать ценную в кормовом отношении растительность. При поверхностном улучшении деградированных травостоев сенокосов и пастбищ со средней продуктивностью за два последних года 1,7 т/га сухого вещества лучшими агроэнерге-тическими показателями характеризовались 4- и 5-компонентные травосмеси: люцерна + + клевер + кострец + донник и люцерна + клевер + райграс + кострец + донник (табл. 3).
Таблица 2 - Агроэнергетическая эффективность выращивания многолетних трав разного состава
на каштановых почвах (в среднем за 4 года)
Показатель Выход с 1 га Затраты совокуп. энергии, ГДж/га Коэффициент энергет. эффектив. Чистый энергет. доход, ГДж/га
сухое вещество, т протеин, кг обменная энергия, ГДж
Без покрова
Люцерна + эспарцет 2,90 440 30,6 12,2 2,5 18,4
Житняк + пырей + люцерна + +эспарцет 3,80 490 33,8 13,8 2,4 20,0
Под покровом донника желтого двулетнего
Люцерна + эспарцет 4,20 580 39,60 13,40 3,0 26,2
Житняк + пырей + люцерна + +эспарцет 5,1 630 44,70 14,80 3,0 30,0
в
Спецвыпуск № 2, 2015
135
Таблица 3 - Агроэнергетическая эффективность выращивания многолетних трав при поверхностном улучшении стародавних сенокосов (среднее за 2013-2014 гг.)
Травосмесь Выход с 1 га в сумме за 2 года Затраты совокупной энергии, ГДж Коэффициент энергетической эффективности Чистый энергетический доход, ГДж/га
Сухое вещ-во, т протеин, кг обменная энергия, ГДж
Контроль 3,4 320 18,4 3,3 5,6 15,1
Райграс + донник 6,2 640 45,4 10,8 4,2 34,6
Кострец + донник 6,5 710 46,8 11,1 4,2 35,7
Люцерна + донник 6,8 1040 56,0 11,4 4,9 44,6
Клевер + донник 6,1 870 50,5 10,6 4,8 40,0
Люцерна + райграс + донник 6,5 820 52,0 13,2 3,9 38,8
Люцерна + кострец + донник 7,2 940 56,0 13,7 4,1 42,3
Клевер + райграс + донник 6,1 770 47,6 13,0 3,6 34,6
Клевер + кострец + донник 6,5 800 51,4 12,7 4,0 38,7
Люцерна + клевер + + райграс + донник 6,6 1030 55,2 13,6 4,1 41,6
Люцерна + клевер + + кострец + донник 8,0 1200 67,0 16,0 4,2 51,0
Люцерна + клевер + + райграс + кострец + донник 7,5 1080 61,6 16,3 3,8 45,3
Наибольший агроэнергетический эффект при улучшении сенокосов и пастбищ обеспечивают травосмеси, основу которых составляют три бобовых компонента и злаковый. Общие антропогенные затраты на вновь переформированном травостое, даже с учетом понесенных затрат, обеспечивают в сумме за 2 года получение 51,0 ГДж/га чистого энергетического дохода.
Единовременные энергетические затраты при освоении стародавних сенокосов и пастбищ в год их улучшения составляют 7,511,3 ГДж/га, а суммарные затраты за 2 года использования травостоя колеблются от 10,8 до 16,6 МДж/га. При сравнении стоимости произведенного корма и совокупных затрат следует, что при сенокосном использовании травостоя наибольший эффект обеспечивают агрофито-ценозы, состоящие из трех бобовых компонентов (люцерна, клевер, донник) и одного злакового - костер безостый. Чистый энергетический доход в сумме за 2 года достигает 51,0 ГДж/га, что в 3,4 раза выше, чем на старосеяном неулучшенном травостое.
Для восстановления стародавних изрежен-ных агрофитоценозов сенокосов и пастбищ в хозяйстве применяют только поверхностную предпосевную обработку по схеме: 2-кратное боронование игольчатой бороной БИГ-3 на глубину 5-7 см с последующим посевом зерно-прессовыми сеялками СЗП-3,6.
Поэтому восстановление и улучшение ПКУ и пастбищ в данной зоне рассматриваем как механизм управления природной средой, основанный на следующих принципах:
- формировании структуры сенокосов и пастбищ, отвечающих ландшафтным особенностям территории, способам и срокам их использования;
- формировании в системе сенокосо- и пастбищесевооборота многоярусной структуры агрофитоценоза за счет сочетания различных видов бобовых и злаковых трав;
- проведении на стародавних сенокосах и пастбищах альтернативной замены мало поедаемых животными растений на более ценные, обладающие высокими кормовыми свойствами [4, 5].
В сложившихся экологических условиях в хозяйстве разработана стратегия поэтапного восстановления и использования стародавних (старосеяных) сенокосов и пастбищ, позволяющая сохранить площади сельскохозяйственных угодий, а при необходимости, расширения площади пашни, занимаемой бобовыми травами, обеспечить быструю реконструкцию кормовых угодий на основе простого агротехнического приема (поверхностная обработка почвы) без оборота пласта. Так, применение такого приема (2-кратная обработка агрегатом БИГ-3 на глубину 5-7 см) с последующим подсевом бобовых трав в дернину злакового травостоя нормой высева: люцерны -12,0 кг/га + донника - 10 кг/га, оправдали себя увеличением продуктивности и качества урожая более чем в 1,7-2,2 раза (табл. 4).
Проводимая в хозяйстве работа, направленная на ускоренное освоение стародавних сенокосов и пастбищ и расширение посевов многолетних бобовых и бобово-злаковых травостоев на полевых землях, даже в условиях ограниченных материально-технических ресурсов, позволяет значительно уменьшить многие деструктивные процессы, проходящие на пахотных землях и кормовых угодьях - сохранить почвенное плодородие и повысить отдачу кормового гектара.
Таблица 4 - Последействие подсева бобовых трав в злаковые травостои в сумме за 4 года
Вариант Зеленая масса, т/га Сухая масса, т/га Кормовые единицы, кг/га Переваримый протеин, кг/га Обменная энергия, ГДж/га
Житняковый травостой
Люцерна 43,3 11,4 7740 1057 86,6
Люцерна + донник 47,7 12,2 8580 1164 94,0
Без подсева бобовых (контроль) 21,3 5,5 3830 256 43,4
Кострецовый травостой
Люцерна 54,9 13,7 9890 1300 107,2
Люцерна + донник 54,6 17,1 5890 1260 98,4
Без подсева бобовых (контроль) 32,7 8,0 5890 310 58,0
Пырейный травостой
Люцерна 49,7 13,0 8950 1270 91,2
Люцерна + донник 50,0 13,1 9000 1400 93,9
Без подсева бобовых (контроль) 30,1 8,1 5420 350 52,2
Выпас на таких пастбищах проводится по схемам пастбищеоборотов и загонам. Расчет нагрузки скота соответствует кормоемко-сти, поэтому сельхозпроизводителей следует информировать, показывая ценность степных экосистем, необходимость расширения посевов многолетних бобовых трав на пашне, а также применения методов щадящего использования ПКУ и способов восстановления и сохранения биоразнообразия степных ландшафтов, их рекультивацию и частичную консервацию - эти моменты в настоящее время являются чрезвычайно важными.
Литература:
1. Благовещенский Г. В. Инновационный потенциал бобового разнообразия травостоев // Кормопроизводство. 2013. № 12. С. 8-10.
2. Кутузова А. А. Тебердиев Д. М., Лебедев Д. Н. и др. Многовариантные технологии создания пастбищ и сенокосов на залежных землях // Кормопроизводство. 2004. № 8. С. 5-9.
3. Кутузова А. А., Проворня Е. Е. Создание бобово-злаковых сенокосов в Нечерноземье // Молочное и мясное скотоводство. 2005. № 2. С. 15-16.
4. Новоселов Ю. К., Шпаков А. С. Продуктивность и биоэнергетическая эффективность культур при возделывании их в кормовых севооборотах // Доклады РАСХН. 1993. № 1. С. 21-29.
5. Трофимова Л. С., Кулаков В. А. Современное обоснование развития дернового процесса на лугах // Кормопроизводство. 2003. № 11. С. 11-14.
Таким образом, технологическая оценка эффективности ускоренного освоения ПКУ, выявление экологических резервов и ресурсов в хозяйстве основываются на повышении продуктивности многолетних трав путем научно обоснованного подбора видов и сортов трав и подсева их в стародавние фитоценозы при минимальной обработке дернины методом поверхностного улучшения. В этом случае достигается полное задернение почвы и закрепление мелкозема корневой системой, увеличение органического вещества на пашне и кормовых угодьях под действием биологических процессов.
References:
1. Blagoveshchensky G.V. The Innovative potential of legume diversity of grass // Fodder production. 2013. № 12. P. 8-10.
2. Kutuzova A. A., Teberdiev D. M., Lebedev D. N. and other. Multivariate techniques for creating pastures and hayfields on fallow lands // Fodder production. 2004. № 8. P. 5-9.
3. Kutuzova A. A., Proforma E. E. Establishment of legume-grass hay in the Nonchernozem // Dairy and beef cattle. 2005. № 2. P. 15-16.
4. Novoselov Y. K., Shpakov A. C. Productivity and bioenergetic efficiency of crops under cultivation in their fodder crop rotation // The reports of the RAAS. 1993. № 1. P. 21-29.
5. Trofimova L. S., Kulakov V. A. Modern rationale for the development darmowego process meadows // Fodder production. 2003. № 11. P. 11-14.
