CC BY
28
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК / UDC 636.086.2:[633.21/.28+633.31/.37]]:631.524.84](470.312)
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ СМЕСЕЙ БОБОВЫХ И ЗЛАКОВЫХ ТРАВ В ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
COMPARATIVE PRODUCTIVITY OF LEGUME AND GRAMINEOUS MIXTURES IN THE TULA REGION
Макаров В.И., кандидат экономических наук, директор Makarov V.I., Candidate of Economic Sciences, Director Князева Е.П., старший научный сотрудник Knyazeva E.P., Senior Researcher Коломейченко B.B., доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАН, старший научный сотрудник Kolomeichenko V.V., Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Senior Researcher Тульский научно-исследовательский институт сельского хозяйства -филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр "Немчиновка"»,
Тульская область, Россия Tula Agricultural Research Institute - branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Research Center "Nemchinovka", Tula region, Russia
E-mail: [email protected]
В 1999-2010 гг. в Тульском НИИ сельского хозяйства изучались бобово-злаковые травосмеси, которые предназначались для создания культурных сенокосов и пастбищ на овражно-балочных системах, загрязненных радионуклидами. Было установлено, что на шестой год использования ботанический состав травосмесей сильно изменился. Козлятник восточный был наилучшим среди бобово-злаковых смесей при выращивании на варианте без удобрений. Кострец безостый вытеснял козлятник восточный на варианте с внесением N60P60K60. Люцерна изменчивая (Medicado varia Mart.), и лядвенец рогатый (Lotus corniculatus L.) были достаточно устойчивы в двойных смесях. Травосмесь из козлятника восточного (Galega orientalis Lam.) и костреца безостого (Bromopsis inermis Leyss) оказалась лучшей по урожайности зеленой массы, сухого вещества, содержания сырого протеина и обменной энергии. Внесение удобрений нормой N60P60K60 повышало урожайность зеленой массы на 30% по сравнению с контрольным вариантом, сухого вещества на 2,4 т/га, сырого протеина на 0,36 т/га, обменной энергии на 23,6 ГДж/га. Установлено, что многолетние бобовые травы выносят приблизительно в 2-3 раза больше 137Cs, чем злаковые. При этом у козлятника на 4-й и более годы жизни коэффициенты накопления 137Cs уменьшались, что связано с особенностями корневой системы. Старовозрастной козлятник (5 и более лет) накапливал 137Cs приблизительно в 2,5 раза меньше, чем 2-3 летний. Содержание 137Cs в воздушно-сухом веществе бобово-злаковых смесей не превышало норм ветеринарных правил для сена (400 Бк/кг).
Ключевые слова: сенокосы, пастбища, старо-возрастные травостои, бобово-злаковые смеси, кострец безостый, козлятник восточный, продуктивность, радиоактивное загрязнение.
The legume-grass mixtures were studied in 1999-2010 at the Tula Scientific Research Institute of Agriculture. These grass mixtures were destined for the foundation of the cultivated hayfields and pastures in the gully-beam systems of the Tula region under radioactive contamination. It was established, that the botanical composition of the grass mixtures was changed during the first six years of their cultivation strongly. Eastern galega was the best of the legume-grass mixture in the cultivation variant without fertilizers. Awnless brome supplanted eastern galega in
the variant with applying N60P60K60. Variegated alfalfa (Medicado varia Mart.), and birdsfoot deer vetch (Lotus corniculatus L.) were quite resistable in the double mixtures. The grass mixture of the Eastern galega (Galega orientalis Lam.) and awnless brome (Bromopsis inermis Leyss) was established as one of the best species of the productivity of green mass, air-dried matter, content of crude protein and exchange energy. Applying N60P60K60 provided rise in green mass yield by 30% compared to the control variant, by 2.4 t/ha of dry mass, by 0.36 t/ha of crude protein, by 23.6 GJ/ha of exchange energy. It is established that perennial legumes carry out approximately 2-3 times more 137Cs than cereals. In this case, in the Eastern galega for 4th and more years of life, the accumulation coefficients of 137Cs are reduced, which is due to the peculiarities of the root system. Old-growth Eastern galega (5 and more years) accumulated of 137Cs nearly to 2.5 times smaller compared to young plants (2-3 years). 137Cs content in air-dried matter of legume-grass mixture did not exceed the Standart for hay (400 Bq/kg) under radioactive contamination.
Key words: hayfields, pastures, old-growth grass stands, legume-grass mixture, awnless brome, Eastern galega, productivity, radioactive contamination.
Введение. В 80-х годах прошлого века сотрудниками Тульской государственной опытной станции (в настоящее время Тульский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал ФИЦ «Немчиновка») проводилась большая научно-исследовательская работа, целью которой было коренное и поверхностное улучшение природных кормовых угодий, а также постоянное залужение прилегающих к ним эродированных участков пашни. В результате этой работы были полностью улучшены природные кормовые угодья (свыше 1000 га) и проведено залужение эродированных участков пашни, прилегающих к ним.
В 2011-2013 годах была проведена инвентаризация состояния пастбищных и сенокосных угодий на склонах двух балок (общей площадью около 800 га) со среднесуглинистым выщелоченным черноземом разной степени эродированное™, радиоактивно загрязненными в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Было выявлено, что кострец безостый (Bromopsis inermis Leyss) присутствовал почти повсеместно, а на днищах балок его содержание в травостоях составляло от 30,040,4 до 92,7-98,0%. Из бобовых видов лучшей оказалась люцерна изменчивая (Medicado varia Mart.). Ее доля на склонах балок в 20 % образцов (2012 г.) достигала 6,1-21,1%. В целом на природных пастбищах и сенокосах преобладали злаково-разнотравные травостои, под которые не вносились азотные удобрения, способные повысить обеспеченность кормов протеином, и, хотя среднее его содержание колебалось от 10,82 до 12,31% этого недостаточно [1].
В настоящее время перед кормопроизводством России стоит задача обеспечить производство высококачественных объемистых кормов для скота с содержанием обменной энергии 10,5-11,0 МДж/кг, сырого протеина в сухом веществе 15-18% (в злаках) и 18-23% (в бобовых). Такие корма даже без концентратов могут обеспечить суточный удой до 20-25 кг молока. Проблему дефицита протеина в кормах для жвачных животных рекомендуется решать за счёт использования многолетних бобовых трав - клевера лугового, козлятника восточного, люцерны изменчивой [2].
В Тульском НИИ сельского хозяйства в 1999-2010 гг. специально занимались разработкой агротехнологий выращивания многолетних трав сенокосного и пастбищного назначения, подбором оптимальных травосмесей для создания культурных сенокосов и пастбищ на овражно-балочных системах Тульской области, загрязненных радионуклидами, и на неиспользуемых в настоящее время пахотных землях, в первую очередь на склоновых, подверженных водной эрозии.
Целью работы являлось изучение возможности сохранения и повышения плодородия почв, продуктивности и устойчивости сельскохозяйственных земель и агроландшафтов к воздействиям негативных процессов.
Условия, материалы и методы. Опыты проводились на выщелоченном чернозёме, тяжелосуглинистом, слабосмытом (содержание гумуса 4,5-5,8%, Р2О5 - 180-210 мг/кг почвы, К2О - 190-220 мг/кг почвы, рНсол - 5,3-5,5 плотность загрязнения 137Св - 204-224 кБк/м2.
Многолетние травы выращивались без удобрений и при ежегодном внесении Ыб0Рб0Кб0.
В изучении находились следующие травосмеси:
1. Кострец безостый (20) - контроль;
2. Клевер луговой (6) + люцерна изменчивая (6) + кострец безостый (10);
3. Козлятник восточный (14) + кострец безостый (10);
4. Клевер ползучий (4) + райграс пастбищный (8);
5. Люцерна изменчивая (6) + райграс пастбищный (8);
6. Лядвенец рогатый (6) + райграс пастбищный (8);
7. Клевер ползучий (3) + люцерна изменчивая (4) + лядвенец рогатый (4) + райграс пастбищный (6);
8. Клевер ползучий (3) + клевер луговой (5) + тимофеевка луговая (5) + овсяница луговая (10).
Травосмеси № 2 и 3 - сенокосного назначения, № 4, 5, 6, 7 пастбищного и № 8 - комбинированного. В скобках приведены нормы высева семян (кг/га при 100% посевной годности). Для посева использовались следующие сорта: клевер луговой ВИК 84, люцерна изменчивая Сарга - в сенокосных травосмесях и люцерна изменчивая Пастбищная 88 в пастбищных, клевер ползучий Волат, козлятник восточный Гале, лядвенец рогатый Солнышко, кострец безостый Моршанский 760, овсяница луговая Киреевская местная, тимофеевка луговая Московская 1480 [3].
Результаты и обсуждение. На шестой год жизни и использования ботанический состав травосмесей кардинально изменился. Смесь № 2 на варианте без удобрений фактически состояла на 84% из костреца безостого и на 16% из люцерны. На варианте с внесением Ыб0Рб0Кб0 содержание костреца безостого возросло до 92%. В травосмеси № 3 на варианте без удобрений первый вид составлял 46%, при внесении Ыб0Рб0Кб0 - 17%, доля костреца безостого была 54 и 83%. В смеси № 4 первый вид полностью выпал из травостоя. Райграс пастбищный был представлен на 53-51%, мятлик луговой (самосев) - на 47-49%. В травосмеси № 5 на шестой год доля первого вида составляла 38 и 40%, второго - 29 и 37%, самосев мятлика лугового 33 и 22% соответственно.
В травосмеси № 6 на варианте без удобрений лядвенец рогатый составлял 46%, при внесении Ыб0Рб0Кб0 его количество снизилось до 24%, райграс пастбищный - 36 и 42%, самосев мятлика лугового - 18 и 34% соответственно. В седьмой травосмеси бобовый компонент представлен люцерной - 22% (без удобрений) и 34% (при внесении Ыб0Рб0Кб0). Лядвенец рогатый и клевер ползучий (6 и 12% соответственно) сохранились лишь при выращивании без удобрений. Примесь мятлика лугового составила 13 и 27%. В травосмеси № 8 травостой представлен на варианте без удобрений на 50% тимофеевкой и 42% овсяницей, при внесении Ыб0Рб0Кб0 - на 24% и 70%, соответственно. Таким образом, из многолетних бобовых трав наибольшим долголетием в травостоях обладал козлятник восточный при выращивании без удобрений. На варианте с внесением Ыб0Рб0Кб0 он вытеснялся кострецом безостым.
В двойных смесях достаточно устойчивыми оказались люцерна и лядвенец рогатый. На шестой год жизни и использования по выходу с гектара зелёной массы, сухого вещества, сырого протеина и обменной энергии первое место
занимала травосмесь из козлятника восточного и костреца безостого. Внесение удобрений нормой №0Р60К60 повышало урожайность зелёной массы на 30% (на 8,7 т/га), сухого вещества - на 2,4 т/га, сырого протеина на 0,36 т/га. Ценность этой травосмеси заключается и в том, что семена костреца безостого и козлятника восточного не являются дефицитными и могут быть получены непосредственно в хозяйствах. При дефиците семян многолетних бобовых трав оправдано залужение одновидовыми посевами костреца безостого [4]. Его продуктивность на шестой год жизни составляла 22,4 т/га зелёной массы при выращивании без удобрений и 28,7 т/га при внесении №0Р60К60; 6,6 и 8,8 т/га сухого вещества соответственно.
Высокой продуктивностью (23,6 т/га зелёной массы без удобрений и 30,7 т/га при их внесении; 6,9 и 8,9 т/га сухого вещества) обладала смесь люцерны и райграса (табл. 1).
Таблица 1 - Продуктивность различных травосмесей на слабосмытых черноземных почвах____
Травы и травосмеси Годы жизни трав Дозы удобрений Выход с 1 га
сухого вещества, т сырого протеина, т обменной энергии, ГДж
Кострец безостый второй 0 13,5 1,99 130,4
№0Рб0Кб0 15,3 2,25 147,8
шестой 0 6,6 0,73 71,4
№0Р60К60 8,8 0,97 94,6
Клевер луговой + люцерна +кострец безостый второй 0 12,8 2,12 125,3
№0Р60К60 17,0 2,82 166,4
шестой 0 7,5 0,67 78,1
№0Р60К60 9,1 0,82 96,1
Козлятник восточный + кострец безостый второй 0 12,9 2,32 124,5
№0Р60К60 15,4 2,77 148,6
шестой 0 7,7 1,15 81,8
№0Р60К60 10,1 1,51 105,4
Клевер ползучий + райграс пастбищный второй 0 9,0 1,30 83,2
№0Р60К60 10,1 1,46 93,7
шестой 0 5,7 0,80 60,6
№0Р60К60 6,7 0,94 71,7
Люцерна пастбищная + райграс пастбищный второй 0 13,3 2,04 118,5
№0Р60К60 13,6 2,08 121,2
шестой 0 6,9 0,97 73,4
№0Р60К60 8,9 1,25 95,4
Лядвенец рогатый + райграс пастбищный второй 0 9,3 1,39 82,8
№0Р60К60 10,2 1,53 90,8
шестой 0 5,2 0,68 55,3
№0Р60К60 7,2 1,01 75,6
Клевер ползучий + лядвенец рогатый + люцерна + райграс пастбищный второй 0 10,1 1,63 96,2
№0Р60К60 12,4 2,00 118,2
шестой 0 5,2 0,78 55,4
№0Р60К60 6,8 1,09 72,4
Клевер ползучий + клевер луговой + тимофеевка луговая + овсяница луговая второй 0 11,5 1,76 114,5
№0Р60К60 13,8 2,12 137,4
шестой 0 6,4 0,90 67,8
№0Р60К60 8,2 1,15 86,7
Для эффективного использования объемистых кормов содержание в их сухом веществе сырого протеина для жвачных животных, главным образом, дойных коров, должно составлять не менее 14%, а обменной энергии - 10 МДж/кг сухого вещества. Этим требованиям удовлетворяют почти все приведенные
травосмеси (табл. 2). Небольшой дефицит сырого протеина отмечен только в одновидовом посеве костреца безостого при его уборке в фазу массового цветения. При его уборке в фазу начала цветения содержание сырого протеина в сухом веществе возрастало до 13,0-13,5%. Концентрация обменной энергии (ОЭ) к шестому году жизни в большинстве травосмесей была больше 10 МДж/кг.
Таблица 2 - Содержание сырого протеина и обменной энергии в сухом веществе травосмесей_
Травы и травосмеси Годы жизни Содержание в сухом веществе
сырой протеин,% обменная энергия, МДж/кг
Кострец безостый второй 11,3 9,7
шестой 11,3 9,7
Клевер луговой + люцерна + кострец безостый второй 16,5 9,8
шестой 11,5 10,4
Козлятник восточный + кострец безостый второй 18,0 9,6
шестой 14,9 9,6
Клевер ползучий + райграс пастбищный второй 14,4 9,2
шестой 14,4 10,6
Люцерна пастбищная + райграс пастбищный второй 15,3 8,9
шестой 14,0 10,6
Лядвенец рогатый + райграс пастбищный второй 14,3 8,9
шестой 13,1 10,6
Клевер ползучий + лядвенец рогатый + люцерна + райграс пастбищный второй 16,1 9,5
шестой 15,0 9,5
Клевер ползучий + клевер луговой + тимофеевка луговая + овсяница луговая второй 15,3 9,9
шестой 13,5 10,6
Содержание 137Св в воздушно-сухой массе костреца безостого в 2008 году варьировало в пределах 9,3-10,7 Бк/кг, в смеси его с козлятником восточным и люцерной - 14,1-16,2 Бк/кг, с преобладанием тимофеевки и овсяницы луговых -9,3-10,2 Бк/кг при допустимом уровне 400 Бк/кг.
Таким образом, в наших условиях козлятник восточный несколько уступал по урожайности в первые два года использования люцерне и клеверу луговому, но восполнял этот недостаток своей долговечностью и другими достоинствами. К ним можно отнести следующие:
- давал высокобелковый корм раньше, чем другие многолетние бобовые травы;
- при заготовке сена его листья практически не осыпались, что позволяло получать сено высокого качества;
- мог расти на одном месте до 10-15 лет и более;
- обладал более высокой, чем другие многолетние бобовые травы, семенной продуктивностью (до 6 ц/га), семена получались непосредственно в хозяйствах;
- оставлял после распашки 20-30 т/га органического вещества и до 300-500 кг/га симбиотического азота;
- возделывание его не требовало дорогостоящих азотных удобрений, т.к. они подавляли процесс усвоения азота из воздуха;
- при скармливании не вызывал тимпании.
Недостатки козлятника:
- светолюбив, в первый год жизни отличался медленным ростом и развитием, давал низкую урожайность и сильно угнетался сорняками;
- неустойчив к болезням (ржавчина, мучнистая роса) и вредителям (семяеды);
- семена перед посевом нуждались в скарификации и инокуляции.
Исследования, проведенные в Тульском НИИСХ, показали, что при посеве козлятника на хорошо окультуренных черноземах обработка семян ризоторфином не дала положительных результатов, а при оптимальных сроках посева его полевая всхожесть была достаточно высокой и без скарификации [5]. В 2018-2019 гг. при подсеве козлятника к кострецу безостому инокуляция ризоторфином не проводилась. При достаточном увлажнении почвы всходы его появлялись на 6-7 день и развивались нормально. Козлятник восточный хорошо опылялся насекомыми и являлся медоносом, рос на всех типах почв, но лучше на плодородных. На кислых почвах, при рН ниже 4,8-5,0 травостой его слабый, с годами сильно изреживался.
Следует отметить, что многолетние бобовые травы выносили приблизительно в 2-3 раза больше 137Св, чем злаковые, но у козлятника на 4-й и более годы жизни коэффициенты накопления 137Св уменьшались, что связано с особенностями корневой системы. Поэтому следует обратить более пристальное внимание на этот бобовый вид, который может длительно расти на одном месте (до 15 и более лет) и накапливать небольшое количество 137Св. Если в первые два - три года жизни он накапливал 137Св приблизительно столько же, сколько клевер и люцерна, то в последующие годы - существенно меньше, что обусловлено значительным заглублением корневой системы этого вида, в результате чего основное количество элементов питания и, соответственно, радионуклидов поступало из нижних менее загрязненных слоев почвы. Двух-трех летний козлятник восточный имел коэффициент накопления приблизительно 7,8-10-2, а старовозрастной (5 и более лет) - 3,2*10-2. Коэффициент накопления (КН) равен отношению содержания 137Св (Бк/кг) в растениях к количеству 137Св (Бк/кг) в почве [6] (рис.1).
10 9 8 7 6
СМ
5 _
с
4 3
2 -
1 0
злаковые травы козлятник лядвенец козлятник люцерна, восточный 5 лет рогатый восточный 2-3 клевер
и ст. лет
Рисунок 1 - Коэффициенты накопления 137Св кормовыми культурами из
выщелоченных черноземов
Выводы. Таким образом, старовозрастные травостои в овражно-балочных системах можно использовать как источники полноценных кормов, сбалансированных по протеину (среднее содержание 11,50-11,66%). Их продуктивность, особенно на днищах балок достигала в среднем 7,70-9,16 т/га зеленой массы и 2,76 т/га сухого вещества. За счет естественного плодородия в конце июня (первый укос) можно получать на природных кормовых угодьях Тульской области 5-10 т/га зеленой массы.
Многолетние исследования Тульского НИИСХ показали, что за счет минимальных азотных подкормок (N45-60 ранней весной и N30-45 после первого укоса) урожайность травостоя можно увеличить в 2-3 раза, а также улучшить его ботанический и биохимический состав. Для улучшения природных кормовых угодий лучшим видом оказался кострец безостый, содержание которого на днищах балок достигало 70-98% спустя 35-40 лет после залужения [1].
Вместе с тем производство кормов для сельскохозяйственных животных на загрязненных радионуклидами почвах должно базироваться преимущественно на многолетних бобово-злаковых травостоях, что позволит получать наиболее дешевый, высококачественный корм с минимальным содержанием радионуклидов, а также поддерживать полноценный запас гумуса. При выращивании без удобрений из многолетних бобовых трав наибольшим долголетием обладал козлятник восточный. В травосмеси козлятник восточный + кострец безостый с внесением удобрений и без их использования доля первого вида составляла 17 и 46%, второго - 83 и 54%, соответственно, т.к. при внесении №оРбоКбо козлятник вытеснялся кострецом безостым.
На шестой год жизни и использования по выходу с гектара зеленой массы, сухого вещества, сырого протеина и обменной энергии первое место заняла травосмесь из козлятника восточного и костреца безостого. Ценность ее заключается в том, что семена обоих видов не являются дефицитом и могут быть получены непосредственно в хозяйствах. Внесение удобрений нормой №оРбоКбо повышало урожайность зеленой массы данной травосмеси на 8,7 т/га (30%), сухого вещества на 2,4 т/га, сырого протеина на 0,36 т/га, обменной энергии на 23,6 ГДж/га [4].
На выщелоченных черноземах в условиях радиоактивного загрязнения содержание 137Cs в воздушно-сухом веществе не только не превышало норм ветеринарных правил (ВП 13,5 13Ю6-1) для сена (400 Бк/кг), но было более чем на порядок ниже, то есть, возможно получение нормативно чистой доброкачественной продукции [7].
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Князева Е.П., Коломейченко В.В. Оценка кормовых угодий на овражно-балочных системах Среднерусской возвышенности // Российская сельскохозяйственная наука. 2о18. № 5. С. 36-4о.
2. Косолапов В.М., Трофимов И.А. Исследования по кормопроизводству, экологии и рациональному природопользованию // Кормопроизводство. 2015. № 7. С. 3-9.
3. Макаров В.И., Калашников К.Г. Многолетние травы для южных районов Нечерноземной зоны. Плавск, 2012. 92 с.
4. Макаров В.И., Калашников К.Г., Луценко Л.А. Технология залужения эродированных и неиспользуемых пахотных земель в Тульской области, загрязненных радионуклидами. Плавск, 2009. 52 с.
5. Северов В.И., Калашников К.Г. Кормопроизводство в зоне северных черноземов Европейской части Российской Федерации. Тула, 1998. 442 с.
6. Рекомендации по ведению кормопроизводства на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодьях северной части Лесостепной зоны / Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов, H.H. Исамов, В.И. Макаров и др. Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2009. Ю9 с.
7. Ветеринарные правила обеспечения радиационной безопасности животных и продукции животного происхождения (ВП 13.5.13/06-01). Государственная система ветеринарного нормирования Российской Федерации. Радиационная безопасность. М.: Минсельхозпрод России. 2001. 55 с.
