CC BY
83
УДК 633.15: 636.085.522.55.34
ЗАВИСИМОСТЬ КАЧЕСТВА СИЛОСА ОТ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ (ZEA MAYS L.)
С. А. Терещенко, Л. Д. Мудрова
DEPENDENCE OF SILAGE QUALITY ON THE ELEMENTS OF MAIZE (ZEA MAYS L.) CULTIVATION TECHNOLOGY
S. A. Tereschenko, L. D. Mudrova
Возделывание кукурузы (Zea mays L.) - важное звено в обеспечении зеленого конвейера отрасли животноводства. Кукурузный силос является высокоэнергетическим кормом для животных благодаря большому содержанию крахмала и низкому содержанию белка в силосуемой массе. Выращивание кукурузы для получения силоса отличного качества представляется актуальным вопросом в условиях Калининградской области. Вследствие увеличения поголовья скота возникает острая необходимость в дополнительных кормах отменного качества с наименьшими затратами на их получение. Рассматривается подробная технология возделывания кукурузы на силос по интенсивной агротехнологии с анализом всех элементов в одном из ведущих хозяйств региона. Выполнены исследования по определению урожайности зеленой массы кукурузы в течение нескольких лет, с 2015 по 2017 гг. Приведены методики определения качественных показателей силоса. Особое внимание уделено срокам уборки как важному фактору получения силоса хорошего качества, поскольку слишком ранняя и поздняя уборка культуры на силос отрицательно сказывается на величине урожая и его свойствах, что подтверждается исследованиями других авторов. Неблагоприятные погодные условия 2017 г. (выпадение обильных осадков в течение длительного периода и пониженные среднесуточные температуры по сравнению со средними многолетними данными) повлияли на созревание культур и их урожайность, а также оптимальные сроки уборки кукурузы для получения силоса высокого качества. В статье приведены результаты исследования качественных показателей силосной массы в зависимости от сроков уборки культуры и закладки силоса. Определены следующие показатели по средней пробе: влажность, сухой вес, белок, кислотность, содержание органического вещества, кальция, фосфора и магния. Анализ полученных данных позволил сделать соответствующие выводы.
кукуруза (Zea mays L.), технология возделывания, урожайность зеленой массы, сроки уборки, качество силоса
Cultivation of maize (Zea mays L.) is an important link in ensuring the green conveyor system of the livestock industry. Maize silage is a high-energy animal feed due to its high starch content and low protein content in the silage mass. Growing maize for high quality silage is a matter of current interest in the Kaliningrad region. Due to the increase in livestock number, there is an urgent need for additional high-quality feed
with the lowest cost to obtain them. The paper considers a detailed technology for growing silage maize using intensive agricultural technology, with an analysis of all elements in one of the leading farms in the region. Studies were carried out to determine the yield of maize herbage for several years, from 2015 to 2017. The methods for determining the quality indicators of silage are given. Particular attention is paid to the harvest time as an important factor in obtaining silage of good quality, because too early and late harvesting of crops for silage adversely affects the yield and quality, as confirmed by studies of other authors. The unfavorable weather conditions of 2017 (heavy precipitation over a long period and lower daily average temperatures compared with the average long-term data) affected the maturation of crops and their yield, as well as the optimal time for harvesting maize to produce high quality silage. The article presents the results of the study of the qualitative indicators of silage mass, depending on the harvest time of the crop and the setting up of the silage. The following indicators were defined for the average sample: moisture, dry weight, protein, acidity, as well as the content of organic matter, calcium, phosphorus and magnesium. The analysis of the obtained data allowed us to draw the appropriate conclusions.
maize (Zea mays L.), cultivation technology, the yield of herbage, harvest time, silage quality
ВВЕДЕНИЕ
В России кукуруза широко возделывается во всех районах: в ЦентральноЧерноземной зоне на зерно, а в Нечерноземной зоне, Сибири и на Дальнем Востоке - на корм скоту. В кормовых целях на силос используются зеленая масса и зерно, зерностержневые смеси (100 % зерна с разной долей стержней и оберток початков), кукурузный корнаж (100 % зерна и 40 % стержней), влажное плющеное зерно. Высокая пищевая ценность культуры обусловлена богатым химическим составом: до 70 % крахмала, 9-12 белка, 4-6 жира, 87% сухого вещества [1].
Кукуруза пригодна для выращивания по интенсивным технологиям. Почвенно-климатические условия Калининградской области при правильной обработке почвы и выращивании районированных гибридов благоприятны для возделывания этой культуры на зеленый корм и силос.
Необходимо расширение посевов кукурузы в Калининградской области, поскольку она отличается высокой урожайностью и прекрасными кормовыми достоинствами, для укрепления кормовой базы,
Большая масса корневых остатков способствует окультуриванию почвы и даже росту урожаев кукурузы, бессменно возделываемой на одном и том же поле.
ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ НА СИЛОС ПО ИНТЕНСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ Кукуруза не предъявляет высоких требований к предшественникам. Она способствует очищению полей от сорняков, так как является пропашной культурой. Наилучшие предшественники для кукурузы - яровые и озимые зерновые, зернобобовые, картофель, однолетние и занятый пар [2].
Нежелательно размещение кукурузы после многолетних трав длительного пользования, так как из-за большого распространения проволочников ее посевы бывают изреженными [3].
Допускается посев кукурузы на одном поле в течение двух-трех лет. Экономически целесообразно использовать ее повторные посевы на зеленый корм и силос вблизи животноводческих ферм. При этом значительно снижаются затраты труда и средств на доставку зеленой массы к месту потребления, что положительно сказывается на себестоимости силоса и продукции животноводства.
В хозяйстве кукурузу на силос возделывают повторно в течение трех-четырех лет. По истечении этого срока высевают многолетние травы на два года использования.
Способы и глубина обработки почвы под кукурузу дифференцированы с учетом предшественника, почвенной разности, мощности гумусового горизонта, фитосанитарного состояния поля.
Кукурузе необходима хорошо окультуренная почва. Это важно для равномерного распределения семян при посеве, достижения дружных всходов и беспрепятственного развития корневой системы в пахотном и подпахотном слоях. Переуплотнение почвы отрицательно влияет на развитие корней, водно-воздушно-тепловой режим, а также на использование кукурузой питательных веществ и влаги из почвы полей [4].
При размещении посевов кукурузы подряд два года и более на одном поле наблюдается очень медленное разложение пожнивных и корневых остатков. Они затрудняют боронование, посев, культивацию и ухудшают пищевой режим почвы, способствуют размножению стеблевого мотылька. Подготовка почвы, как правило, в таком случае заключается в следующем: низкий срез стеблей кукурузы (не выше 15 см) при уборке, комбинированное дискование полей (с внесением органических удобрений) и глубокая вспашка (не менее 30 см).
В хозяйстве используют интенсивную технологию выращивания кукурузы на силос. В осенний период проводят вспашку на глубину 25-30 см с последующей культивацией в сочетании с внесением и заделкой органических удобрений на глубину 8-10 см. В качестве органического удобрения используют жидкий навоз крупного рогатого скота в дозе 30-40 т/га.
Весенняя обработка направлена на улучшение агрофизических свойств почвы и уменьшение численности сорняков. В это время года ее следует проводить так, чтобы до минимума уменьшить механическое воздействие на нее сельскохозяйственных машин, сохранить сложившуюся за зиму структуру почвы и обрабатывать только лишь зоны заделки семян, а также уберечь почву от переуплотнения, пересушивания и распыления.
Большое значение имеет направление обработки почвы, лучше всего применять диагональное к вспашке.
Весной за несколько дней до посева в хозяйстве осуществляют предпосевную культивацию на глубину 6-8 см.
Посев проводят с одновременным внесением комплексного минерального удобрения Аммофос в дозе 150 кг/га. Семена кукурузы закупают уже протравленные и откалиброванные на заводе-изготовителе, что позволяет выполнить точный высев сеялками и избежать прореживания посевов. Семена по сортовым и посевным качествам (чистоте, всхожести, поражению болезнями, содержанию примесей) должны соответствовать ГОСТ Р 52325-2005. Норма их высева - 80-100 тыс. шт./га. Необходимо, чтобы к уборке осталось не менее 70-75 тыс. растений (7,0-7,5 шт./м2).
После посева поле обязательно прикатывают. Этот прием обеспечивает более дружное появление всходов.
Уход за посевами кукурузы в хозяйстве включает однократные междурядную культивацию, химическую прополку и подкормку минеральными удобрениями.
Вначале кукуруза растет медленно, создается угроза заглушения ее быстро растущими сорными растениями. Для борьбы с ними в хозяйстве проводят междурядную культивацию по всходам в фазу три-шесть листьев, так как в этот период наиболее чувствительная точка роста кукурузы еще находится в почве.
Защита посевов от вредителей, болезней и сорняков является одним из важнейших резервов повышения урожайности, увеличения валовых сборов растениеводческой продукции и рентабельности сельскохозяйственного производства.
Успех защитных мероприятий, проводимых с целью борьбы с вредными организмами, зависит, прежде всего, от своевременных фитосанитарных мероприятий, которые основываются на результатах регулярных учетов и наблюдений за развитием и распространением вредителей, болезней и сорняков [4].
При обследовании посевов кукурузы 2017 г. повреждения вредителями и симптомы болезней выявлены не были. Для определения засоренности посевов проводили глазомерный (визуальный) учет в фазе всходов. В хозяйстве в 2017 г. в посевах кукурузы на силос был зафиксирован третий балл засоренности сорными растениями. При таком показателе кроме применения агротехнических мер борьбы, как правило, необходимо использование гербицида. Рациональность его применения рассматривают с учетом порога экономической целесообразности борьбы с сорняками, т. е. рентабельность истребительных мероприятий должна составлять не менее 25 %.
Для химической прополки в хозяйстве используют препарат Люмакс в дозе 0,3-0,5 л/га.
В качестве удобрения в период вегетации применяют Карбамид в дозе 300 кг/га.
При выборе сроков уборки ориентируются на содержание сухого вещества.
Если гибрид кукурузы выращивается на силос и является основным компонентом кормового рациона, то оптимальное содержание сухого вещества в растении перед уборкой должно быть 28-35 %, если кукуруза входит в состав кормосмеси с большим содержанием трав, то доля сухого вещества - 30-36 %. Оптимальная длина резки 5-8 см. Отрицательно сказывается на величине урожая и его качестве и слишком ранняя и поздняя уборка культуры на силос: снижается урожайность, энергетическая ценность (уменьшается количество крахмала), количество сухого вещества [2].
При поздней уборке затрудняется уплотнение силоса при трамбовке, что увеличивает поражение его плесневыми грибами и накопление микотоксинов. Продолжительность уборки не более 15 дней [2].
Уборка кукурузы на силос в хозяйстве проводится кормоуборочными комбайнами в конце фазы молочно-восковой и на протяжении всей фазы восковой спелости зерна.
Технологическая схема возделывания кукурузы на силос в хозяйстве представлена в табл. 1.
Таблица 1. Технологическая схема возделывания кукурузы на силос Table 1. Flow chart of maize cultivation for silage_
Технологические операции и приемы Агротехнические требования Сроки выполнения Машины и орудия
Глубокая вспашка Глубина 25-30 см II декада октября John Deere 7810 + плуг John Deere 3810
Культивация с внесением органических удобрений Глубина 8-10 см II декада октября Samson CM
Предпосевная культивация Глубина 6-8 см III декада апреля John Deere 7810 + культиватор John Deere 2210
Посев с внесением удобрений Заделка семян 4-5 см, Аммофос (150кг/га) III декада апреля Сеялка John Deere 1740 Deere Bauer
Прикатывание Вслед за посевом John Deere 7810 + John Deere прикатывающий каток 200
Междурядная культивация Глубина 4-6 см При появление всходов сорняков John Deere 7930 + культиватор John Deere 2210
Химическая прополка Люмакс (0,3-0,5 л/га) Фаза развития трех-пяти листьев у культуры и отрастание всходов сорняков Самоходный опрыскиватель AMAZON-3000
Подкормка минеральным удобрением Карбамид (300 кг/га) Фаза образования початков, цветение John Deere 7810 + разбрасыватели удобрений John Deere DN-350
Уборка урожая Фаза молочно-восковой спелости Кормоуборочный комбайн John Deere 7200
МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования проводились на посевах кукурузы в 2017 г. в одном из передовых хозяйств Полесского городского округа.
В хозяйстве выращивают следующие районированные гибриды: РОСС 197 АМВ, РОСС 199 МВ. Семена кукурузы закупают уже протравленные и откалиброванные.
Для анализа урожайности перед уборкой отбирали 10 пробных снопов по 10 растений, в состав включались типичные растения.
По результатам исследований урожайности проведена обработка данных методом вариационной статистики [5].
После закладки силоса выполняют его качественный анализ.
В Российской Федерации согласно ГОСТ Р 55986 2014 осуществляют исследования силоса по следующим показателям: содержание сухого вещества, г/кг; концентрация в сухом веществе сырого протеина, г/кг; концентрация сырой клетчатки в сухом веществе, г/кг; концентрация сырой золы в сухом веществе, г/кг; массовая доля молочной кислоты в общем количестве кислот, %; массовая доля масляной кислоты в силосе, %; содержание аммиачного азота, %; кислотность силоса (pH) [6].
В хозяйстве считают, что необходимо проводить более глубокий анализ силоса для формирования полноценного рациона животных и, соответственно, получать продукты животноводства более высокого качества. В связи с этим исследования выполняют в Польше. Оценка качества осуществлялась по следующим методикам:
1) Регламент ЕС №152/2009:
- определение влажности методом взвешивания - сушка в течение 3 ч при
105°С;
- определение золы гравиметрическим методом - сжигание в муфельной печи при 550°С.
Метод основан на изменении массы пробы анализируемого продукта под воздействием температуры 555°С с применением ускорителя озоления (этилового спирта) и последующем гравиметрическом измерении массы золы продукта;
- определение общего белка по методу Кьельдаля (Nx6.25).
Метод основан на минерализации навески продукта при нагревании с концентрированной серной кислотой в присутствии катализаторов. При этом углерод и водород органических соединений окисляются до диоксида углерода и воды, азот, освобождаемый в виде аммиака, соединяется в колбе с серной кислотой, образуя сульфат аммония;
- определение сырого жира методом Сокслета.
Метод основан на извлечении жира эфиром с последующим удалением эфира и взвешиванием сырого жира (поскольку вместе с жиром экстрагируются фосфолипиды, пигменты, воски, свободные жирные кислоты, органические кислоты). Извлечение жира ведется в аппарате Сокслета.
2) Определение сырого волокна, ADF и NDF с использованием метода ANKOM (технология анализа волокон).
Метод позволяет определять сырую клетчатку, под которой понимается органический остаток после обработки образца 0,255N H2SO4 и 0,313N NaOH. Удаляемые вещества представляют собой преимущественно белки, сахара, крахмал, липиды и частично структурные углеводы и лигнин.
3) Определение пищевой ценности с PN-EN ISO 9831:2005 (польская версия) - корма, продукты животного происхождения, калий и моча. Определение общей энергетической ценности (метод калориметрической бомбы).
Метод основан на сгорании определенной навески исследуемого вещества внутри герметически закрытого металлического сосуда (бомбы) в атмосфере предварительно нагнетаемого в него под давлением в 20-25 atm чистого кислорода.
4) Определение калия, фосфора и магния - спектрофотометрический
метод.
Методы спектрофотометрического анализа основаны на качественном и количественном изучении спектров поглощения различных веществ в инфракрасной области спектра: видимого (от 0,76 до 0,4 мк) и ультрафиолетового (от 0,4 до 0,01 мк) и невидимых электромагнитных колебаний с длиной волны от 0,76 до 500 мк.
Задача спектрофотометрического анализа - определение концентрации вещества путем измерения оптической плотности на определенном участке видимого или невидимого спектра в растворе исследуемого вещества.
5) Определение содержания крахмала по поляриметрическому методу.
Метод определения основан на растворении крахмала и измерении величины угла вращения плоскости поляризации света в сахаросодержащих растворах. Угол вращения плоскости поляризации пропорционален концентрации оптически активного вещества. Крахмал и другие сброженные углеводы зерна переводят в раствор путем обработки смолотого зерна раствором HCL при нагревании.
В Калининградской области в 2017 г. правительством региона был введен режим чрезвычайной ситуации регионального характера. Он распространялся на 13 муниципальных образований, в том числе Полесский городской округ. Этот режим введен в связи с повреждениями и гибелью посевов сельскохозяйственных культур в результате обильных осадков. Критическое переувлажнение повлияло на сроки посева, уборки урожая, а также качество силоса.
Почвы хозяйства подходят по гранулометрическому составу для выращивания кормовой кукурузы. Агрохимические показатели регулируются внесением органических и минеральных удобрений. Реакция почвенной среды в среднем по полям 6,5, известкование не требуется. Поверхность полей выровнена, есть незначительные микропонижения, почвенный покров однородный. Залегание грунтовых вод около 1 м.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Изучение динамики урожайности зеленой массы кукурузы при возделывании на силос в хозяйстве проводилось с 2015-2017 гг. и представлено в табл. 2.
Таблица 2. Динамика урожайности зеленой массы кукурузы при возделывании на силос, 2015-2017 гг. (т/га)
Table 2. Dynamics of herbage yield of maize when it comes to cultivation for silage, 2015-2017 (t / ha)_
Год
2015 2016 2017
46,83±6,740 49,63±10,467 38,30±4,546
При анализе динамики урожайности зеленой массы кукурузы, представленной в табл. 2, можно увидеть, что максимальная урожайность наблюдалась в 2016 г. и составила 49,63 т/га, а минимальная - в 2017 г. (38,3 т/га). Это, возможно,
связано с тем, что в 2017 г. сложились неблагоприятные погодные условия: температура воздуха была ниже среднеклиматических показателей, а количество осадков, выпавших во второй половине лета, выше среднегодовых показателей.
Неблагоприятные погодные условия не позволили убрать зеленую массу кукурузы на силос в рекомендуемые сроки (сентябрь-октябрь), так как наступление фаз развития этой культуры, оптимальных для уборки на силос, были сдвинуты и наступили позже общепринятых для уборки сроков в Калининградской области. Ее проводили 17 октября (наиболее близкий срок к рекомендуемым), 07 ноября и 05 декабря.
Данные по исследованиям влияния сроков уборки на качество силоса представлены в табл. 3. Качественные показатели определялись по средней пробе.
Таблица 3. Качественные показатели силоса в зависимости от сроков посева и уборки
Table 3. Qualitative indicators of silage depending on the time of sowing and harvesting
Показатели
Вариант (срок уборки) Влажность, % Сухой вес, % Органическое в-во, г Белок, г Кислотность, г Кальций, г Фосфор, г Магний, г
I Уборка 17.10.2017 70,30 29,70 287,11 22,66 3,79 1,80 0,85 0,33
II Уборка 07.11.2017 68,43 31,57 304,33 26,99 3,83 1,82 0,72 0,36
III Уборка 05.12.2017 62,24 37,76 365,71 30,85 3,88 2,16 1,02 0,44
По данным табл. 3 видно, что в 2017 г. оптимальный срок уборки пришелся на 5 декабря. Качество силоса по всем показателям при уборке в этот срок наилучшее.
Самые низкие показатели качества, за исключением содержания фосфора, получены при сроке уборки 17 октября, а самое низкое содержание фосфора в силосе - 7 ноября 2017 г.
По итогам анализа можно сделать вывод, что оптимальный срок уборки кукурузы для получения силоса высокого качества - начало декабря 2017 г.
Но, учитывая нестандартные условия года, для получения более точных результатов исследования необходимо повторить.
ВЫВОДЫ
1. Анализ почвенно-климатических условий Калининградской области и биологических требований культуры показал, что условия региона подходят для возделывания кукурузы на силос.
2. Кукуруза на силос является пригодной для внедрения интенсивных технологий. При этом следует учитывать почвенно-климатические условия.
3. Изучение динамики урожайности показало, что в Полесском районе урожайность зеленой массы в среднем колеблется от 38 до 50 т/га.
4. Исследования свидетельствуют, что в 2017 г. оптимальными сроками уборки кукурузы для получения силоса высокого качества стало начало декабря (5-12-е число месяца). Это связано с погодными условиями года.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Кормовые культуры. Производство, уборка, консервирование и использование грубых кормов: учебно-практическое руководство / под ред. Д. Шпаара. -Торжок: Вариант, 2002. - 360 с.
2. Удобрение, технологии и урожай: справочник агронома по химизации земледелия / В. И. Панасин [и др.] - Калининград: Изд-во БФУ им. И. Канта, 2018. - 315с.
3. Растениеводство: учебник / под ред. П. П. Вавилова. - Москва: Агро-промиздат, 1986. - 512с.
4. Интенсивная технология возделывания кукурузы / Н. В. Тудель [и др.]. -Москва: Росагропромиздат, 1991. - 238 с.
5. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований / Б. А. Доспехов. - Москва: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
6. ГОСТ Р 55986 - 2014. Силос из кормовых растений. Общие технические условия. - Москва, 2014. - 9 с.
REFERENCES
1. Kormovye kul'tury. Proizvodstvo, uborka, konservirovanie i ispol'zovanie grubyh kormov: uchebno-prakticheskoe rukovodstvo [Forage crops. Production, harvesting, conservation and use of roughage: practical guide]. Pod red. D. Shpaara. Torzhok, Variant, 2002, 360 p.
2. Panasin V. I., Grigorovich L. M., Shovgenov T. A., Vikhman M. I., Dolinina V. V. Udobrenie, tekhnologii i urozhay: spravochnik agronoma po khimizatsii zem-ledeliya [Fertilizer, technology and harvest: an agronomist's handbook on the chemurgy]. Kaliningrad, Izd-vo BFU im. I. Kanta, 2018, 315 p.
3. Rastenievodstvo: uchebnik [Crop production: textbook]. Pod red. Vavilova P. P. Moscow, Agropromizdat, 1986, 512 p.
4. Tudel N. V., Krivosheya N. A., Esepchuk N. I., KiforenkoV. I. Intensivnaya tekhnologiya vozdelyvaniya kukuruzy [Intensive technology of maize cultivation]. Moscow, Rosagropromizdat, 1991, 238 p.
5. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta s osnovami statisticheskoj obrabotki rezul'tatov issledovanij [Methodology of field experience with the basics of statistical processing of research results]. Moscow, Rosagropromizdat, 1985, 351 p.
6. GOST R 55986-2014. Silos iz kormovyh rastenij. Obshchie tekhnicheskie usloviya [Silage from forage plants. General specifications]. Moscow, 2014, 9 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Терещенко Светлана Анатольевна - Калининградский государственный технический университет; кандидат биологических наук, доцент кафедры агрономии; E-mail: svetlana.tereschenko@klgtu.ru
Tereschenko Svetlana Anatol 'evna - Kaliningrad State Technical University; PhD in Biological Sciences, Assistant Professor of the Department of Agronomy; E-mail: svetlana.tereschenko@klgtu.ru
Мудрова Лилия Дмитриевна - Калининградский государственный технический университет; магистр кафедры агрономии; E-mail: agronomia@mail.ru
Mudrova Lilia Dmitrievna - Kaliningrad State Technical University; Master Student on the Department of Agronomy; E-mail: agronomia@mail.ru
