YIELD FORMATION OF AGROPYRON-LEGUMINOUS MIXTURES WHEN USED FOR HAY

Full Text

Кормопроизводство - масштабная и высокофункциональная отрасль сельскохозяйственного производства. Оно определяет состояние животноводства, так как продуктивность животных в первую очередь зависит от обеспечения кормами, на долю которых приходится 50-70% в структуре затрат на производство продукции данной отрасли [3, 5]. Особую роль в кормопроизводстве и полевом травосеянии играют многолетние кормовые травы. Они обладают высокой кормовой продуктивностью, содержат достаточное количество протеина и обладают высокой энергетической ценностью, благодаря чему имеют высокую значимость в животноводстве [2]. Обилие видов и сортов многолетних трав позволяет равномерно получать богатый протеином урожай, обеспечивая конвейерное снабжение животных высококачественными кормами, тем самым сбалансировав их рацион [8]. К тому же, бобово-злаковые смеси оказывают благотворное влияние на почву благодаря азотфиксирующей деятельности бобового компонента, что, соответственно, способствует снижению затрат на производство. Сегодня перед учеными и научными учреждениями стоит вопрос поиска метода повышения продуктивности кормовых растений без особого вреда для экологии и чрезмерных экономических затрат. Одним из таких методов является применения биологических стимуляторов роста, которые могут в полной мере реализовать потенциал многолетних трав без вреда для окружающей среды с возможностью получения дополнительных прибылей. Исследования проводились на травостоях пятого-седьмого годов жизни, в состав которых входили следующие виды многолетних трав: Житняк гребневидный. Широко используется на зеленый корм, сено и сенаж. Долголетие высокое, в травостоях держится до 15-20 лет. Житняк используют как сенокосно-пастбищный тип для создания и улучшения сенокосов, осенних и ранневесенних пастбищ, также возможно использование для освоения солонцеватых почв и рекультивации нарушенных земель. Типичный ксерофит, зимостойкость и засухоустойчивость хорошие. Переносит заморозки [6]. Пырей сизый. Обладает рядом преимуществ - способность акклиматизироваться в суровых климатических условиях путем поддержания относительно высокой эффективности водопользования в течение всего вегетационного периода. Также у пырея наблюдаются высокие показатели суммарного испарения и чистого поглощения углерода, в особенности по сравнению с однолетними культурами [1]. Эспарцет песчаный. Многолетняя кормовая бобовая культура. Отличается высокой урожайностью, экологической пластичностью. Способен давать хорошие урожаи на самых бедных песчаных и каменистых почвах. Солонцы и заболоченные почвы для эспарцета являются непригодными. Слабо отзывчив на внесение удобрений. Более зимо-, морозостоек и засухоустойчив, чем люцерна и другие многолетние бобовые травы. Рано отрастает после перезимовки и очень рано приступает к цветению, благодаря чему укосная спелость наступает раньше, чем у люцерны. Не уступает люцерне по кормовой ценности и при скармливании в зеленом виде не вызывает тимпании у животных. Зеленая масса содержит большое количество белка. Благодаря ценным качествам эспарцет можно использовать на зеленый корм, сено, сенаж, силос и витаминную травяную муку [7]. Люцерна синегибридная. Отличается отличной урожайностью сена, а также высокой устойчивостью к неблагоприятным климатическим условиям. Зимостойка и засухоустойчива. Широко культивируется в степных и лесостепных районах [4]. Лядвенец рогатый. Многолетнее бобовое растение. Отличается скороспелостью и хорошей продуктивностью. Устойчив к болезням и вредителям, а также к абиотическим и эдафическим факторам, хорошо растет на слабокислых малоплодородных почвах. Отличается высокой азотфиксирующей способностью и кислотоустойчивостью (pH = 5,1-5,5) [9]. Цель исследований - разработка приёмов повышения продуктивности и улучшения кормовой ценности поливидовых травостоев на основе житняка гребневидного при уборке на сено в условиях лесостепи Среднего Поволжья. Задачи исследований - изучить особенности роста и развития растений в травосмесях; дать оценку показателям фотосинтетической деятельности в посевах, урожайности травостоев в использовании на сено, кормовым достоинствам полученного урожая; выявить влияние стимуляторов роста на урожайность и кормовые достоинства травостоев. Материал и методы исследований. Полевой опыт по совершенствованию приёмов возделывания и использованию многокомпонентных травостоев в условиях лесостепи Среднего Поволжья закладывался в кормовом севообороте научно-исследовательской лаборатории «Корма» кафедры растениеводства и земледелия Самарского ГАУ. В опыте всего 10 вариантов. Повторность опыта четырехкратная. Площадь делянки 125 м2. Общая площадь под опытом 1 га. Обработка стимулирующим препаратом: контроль (без обработки), Гуми-20М (фактор A); 1.1. Житняк гребневидный (фактор B); 1.2. Житняк гребневидный + пырей сизый; 1.3. Житняк гребневидный + пырей сизый + эспарцет песчаный; 1.4. Житняк гребневидный + пырей сизый + люцерна синегибридная; 1.5. Житняк гребневидный + пырей сизый + лядвянец рогатый. В опытах исследования проводились по единой общепринятой методике. Экспериментальная работа проводилась по методике полевого опыта Б. А. Доспехова (1985), с учётом методических указаний по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, разработанных ВНИИ им. В. В. Вильямса (1987, 1997). Агротехника включала в себя обработку гербицидом сплошного действия Глифор 4 л/га за 2 недели до основной обработки почвы, вспашку на 30-32 см, боронование, посев, прикатывание. Посев проводился сеялкой AMAZONED-9-25 обычным рядовым способом. После посева поле прикатывалось кольчато-шпоровыми катками ККШ-6. Исследования проводились на травостоях пятого-седьмого годов жизни. В фазу третьего листа у бобовых культур травостои обрабатывались препаратом Гуми-20М 0,4 л/га. Гуми-20М обеспечивает комплексное питание всех сельскохозяйственных культур посредством корневых и некорневых подкормок или обработки семян перед посевом. Препарат изготовлен из биоактивированных по молекулярному весу, находящихся в свободной мобильной форме солей гуминовых кислот [10]. Препаративная форма: жидкость, содержит макро- и микроэлементы: N - 10 г/л, P2O5 - 10 г/л, K2O - 20 г/л и B - 10 г/л. Подходит для всех сельскохозяйственных культур и имеет 4 класс опасности (малоопасное вещество). Применяется в виде внекорневой подкормки растений в дозе 0,2-0,4 л/га с нормой расхода рабочего раствора 50-200 л/га [10]. Результаты исследований. Рост растений и формирование ими качественного урожая во многом зависит от характера побегообразования. Очень важно, чтобы травостои успешно перезимовали и хорошо тронулись в рост весной, впоследствии сформировав качественный урожай. Этим обуславливается важность характера протекания этого процесса и его учета. Побегообразование в 2019-2021 годах шло довольно интенсивно. Установлено, что максимальное количество побегов формируют житняк гребневидный и люцерна синегибридная (табл. 1). Однако в разные годы лучшие показатели были зафиксированы в разных травостоях. Так, в 2019 году лучшим является как житняк (в травостое с пыреем сизым), так и люцерна с абсолютным показателем 169 шт./м². В 2020 году побегообразование проходило более интенсивно и максимальное количество побегов составило 178 шт./м². Этот результат снова был зафиксирован на житняке в травостое житняк гребневидный + пырей сизый + люцерна синегибридная. В 2021 году наблюдается снижение количества побегов по всем вариантам, наибольшее же количество побегов сформировала люцерна синегибридная - 172 шт./м². Таблица 1 Побегообразование растений в травостоях на основе житняка гребневидного, 2019-2021 гг. № Культура Количество побегов, шт./м² Весна 2019 г. Весна 2020 г. Весна 2021 г. 1 Житняк гребневидный 155 163 159 2 Житняк гребневидный 169 168 163 Пырей сизый 123 122 119 3 Житняк гребневидный 130 145 139 Пырей сизый 136 141 143 Эспарцет песчаный 142 159 166 4 Житняк гребневидный 160 178 164 Пырей сизый 129 146 139 Люцерна синегибридная 169 165 172 5 Житняк гребневидный 136 138 143 Пырей сизый 135 133 137 Лядвенец рогатый 113 120 105 Минимальные результаты за все годы наблюдений демонстрирует лядвенец рогатый. С 2019 по 2021 годы количество побегов составило 113, 120 и 105 шт./м², соответственно. Также довольно низкий показатель продемонстрировал пырей сизый в травостое с житняком гребневидным в 2020 году - количество побегов составило 122 шт./м². Как известно, формирование урожая невозможно без фотосинтеза, в результате которого из диоксида углерода, воды и минеральных веществ образуется органическое вещество. В связи с этим встает необходимость установления оптимальных размеров площади листьев в травостоях, которая образуется в зависимости от внешних условий. При изучении особенностей формирования ассимиляционного аппарата возможно определить, в какой степени и насколько полно тот или иной вид способен использовать энергию солнечных лучей для формирования урожая [7]. В травостоях наибольшую площадь листовой поверхности формируют чистые травостои житняка гребневидного при использовании Гуми-20М (табл. 2). Площадь листьев в этом травостое при использовании препарата составила 29,253 тыс. м²/га. Минимальный результат был зафиксирован в контроле на пырее сизом в травостое с эспарцетом песчаным - 16,757 тыс. м²/га. Таблица 2 Фотосинтетическая деятельность травостоев на основе житняка гребневидного в фазу колошения/цветения, среднее за 2019-2021 гг. Обработка по вегетации Варианты травостоев Площадь листовой поверхности, тыс. м²/га Фотосинтетический потенциал, млн м²/га·дней Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м²·сутки Контроль Житняк гребневидный 27,451 0,264 4,59 Житняк гребневидный Пырей сизый 21,148 0,370 3,46 20,599 Житняк гребневидный Пырей сизый Эспарцет песчаный 18,546 0,540 2,35 16,757 24,786 Житняк гребневидный Пырей сизый Люцерна синегибридная 17,586 0,558 3,30 17,581 23,621 Житняк гребневидный Пырей сизый Лядвенец рогатый 16,978 0,530 3,92 17,335 25,286 Гуми-20М Житняк гребневидный 29,253 0,281 5,68 Житняк гребневидный Пырей сизый 22,894 0,413 4,46 22,349 Житняк гребневидный Пырей сизый Эспарцет песчаный 20,980 0,598 4,11 18,514 27,234 Житняк гребневидный Пырей сизый Люцерна синегибридная 19,402 0,605 3,91 18,705 27,771 Житняк гребневидный Пырей сизый Лядвенец рогатый 18,074 0,558 4,64 17,357 25,490 Наибольший фотосинтетический потенциал (ФП) и лучшая чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) также формируются при использовании препарата Гуми-20М. Наибольший ФП составил 0,605 млн м²/га·дней и был зафиксирован в травостое житняк гребневидный + пырей сизый + люцерной синегибридной. Лучшая ЧПФ отмечена в чистом травостое житняка гребневидного - 5,68 г/м²·сутки. Анализируя показатели фотосинтетической деятельности травостоев в целом, можно сделать вывод о положительном влиянии биостимулятора Гуми-20М на травостои, что подтверждается приведенными данными. К тому же выявлено, что ФП возрастает при добавлении в состав травостоев бобового компонента (наибольшая ЧПФ, напротив, отмечена на злаковых травостоях), а площадь листовой поверхности бобовых трав выше, чем злаковых. Основными параметрами, характеризующими кормовую продуктивность травостоев, являются урожайность и кормовые достоинства. Важность их учета обусловливается тем, что получение качественного урожая являются основной целью сельскохозяйственного производства. Именно с этой целью применяются стимуляторы роста, и по количеству и качеству полученного урожая будет дана оценка действию препаратов. При изучении полученных в результате наблюдений данных удалось выяснить, что урожайность и кормовые достоинства травостоев возрастают при использовании биостимулятора. Также выявлено, что повышению продуктивности способствует добавление в травостои бобового компонента, и те травостои, в составе которых они присутствуют, демонстрируют отчетливое повышение урожайности и улучшение кормовых качеств. Гуми-20М обеспечивает прибавку в 0,89 т/га, с показателем 12,46 т/га, в контроле 11,57 т/га (табл. 3). Травостой с люцерной синегибридной оказался лучшим за все три года исследований. Он демонстрирует лучшую урожайность в среднем за три года - 16,56 т/га, а также по годам в отдельности. Урожайность в этом варианте по годам исследований составила 18,86, 16,13 и 14,69 т/га, соответственно. Таблица 3 Урожай зеленой массы травостоев на основе житняка гребневидного в фазу колошения житняка/цветения бобовых, 2019-2021 гг., т/га Обработка по вегетации Варианты травостоев Годы исследований Среднее Среднее по препарату 2019 г. 2020 г. 2021 г. Контроль Житняк гребневидный 10,17 10,66 6,48 9,10 11,57 Житняк гребневидный Пырей сизый 11,95 5,31 7,60 8,29 Житняк гребневидный Пырей сизый Эспарцет песчаный 16,42 14,33 8,74 13,16 Житняк гребневидный Пырей сизый Люцерна синегибридная 18,85 16,03 13,31 16,06 Житняк гребневидный Пырей сизый Лядвенец рогатый 12,04 11,05 10,64 11,24 Гуми-20М Житняк гребневидный 7,85 8,57 10,25 8,89 12,46 Житняк гребневидный Пырей сизый 11,19 9,30 10,11 10,20 Житняк гребневидный Пырей сизый Эспарцет песчаный 15,77 11,48 14,20 13,82 Житняк гребневидный Пырей сизый Люцерна синегибридная 18,86 16,13 14,69 16,56 Житняк гребневидный Пырей сизый Лядвенец рогатый 13,72 11,78 12,99 12,83 НСР05 об 0,70 0,67 0,60 НСР05 A 0,31 0,30 0,27 НСР05 B 0,50 0,48 0,43 Самая низкая урожайность наблюдается на злаковых травостоях. В 2019 году минимум отмечен в чистом травостое житняка гребневидного при использовании Гуми-20М - 7,85 т/га. Тот же травостой, но уже в контроле, является худшим в 2021 году с показателем 6,48 т/га. Травостой житняк гребневидный + пырей сизый показал минимум в 2020 году и в среднем за три года - 5,31 и 8,29 т/га, соответственно. При исследовании кормовой продуктивности травостоев необходимо также учитывать долю компонента в смеси. Это важный параметр, который позволяет установить количество компонентов в смеси и их соотношение между собой, выраженное в процентах, а также принципы их поведения в смеси относительно друг друга. С практической точки зрения это поможет установить, как процентное соотношение компонентов влияет на кормовую продуктивность (и влияет ли вообще) и чем это может быть полезно для производства. Доля злаковых трав в большинстве травостоев выше, тем не менее, в некоторых травостоях наблюдается преобладание бобового компонента над злаковым (рис. 1). Так, в контроле отмечено преобладание люцерны над житняком и пыреем - 35,55 против 30,16 и 34,29%, соответственно. Аналогичная ситуация наблюдается и при использовании Гуми-20М - эспарцет песчаный преобладает над пыреем сизым с показателями 32,08 и 30,14%, соответственно. Наибольшей долей среди бобовых в контроле обладает люцерна синегибридная, а при использовании Гуми-20М - эспарцет песчаный. Наименьшая доля отмечена у лядвенца рогатого. Доля злаковых трав в травостоях обычно одинаковая. Преобладания какого-либо вида не выявлено. а б Рис. 1. Доля компонентов в травостоях на основе житняка гребневидного в фазу колошения житняка/цветения бобовых, среднее за 2019-2021 гг., %: а - контроль; б - Гуми-20М Выявлено, что Гуми-20М повышает долю бобовых. При его использовании содержание эспарцета повышается с 31,25 до 32,08%. Доля лядвенца рогатого возрастает с 25,20% в контроле до 25,41% при использовании стимулятора. Доля люцерны синегибридной, наоборот, понижается с 35,55% в контроле до 26,06% при использовании Гуми-20М. По кормовым достоинствам лидирует травостой с люцерной синегибридной (табл. 4). Максимальные результаты были достигнуты при использовании препарата Гуми-20М, где травостой показал лучшие среди всех вариантов сбор сухого вещества и переваримого протеина, количество кормовых единиц и обменной энергии - 5,66 т/га, 0,71 т/га, 5,28 тыс./га и 60,70 ГДж/га, соответственно. Минимальные показатели были отмечены в одном конкретном травостое, а именно в травостое житняк гребневидный + пырей сизый в контроле, который обеспечил 2,80 т/га сухого вещества, 0,25 т/га переваримого протеина, 2,39 тыс./га кормовых единиц и 29,26 ГДж/га обменной энергии. Таблица 4 Кормовые достоинства травостоев на основе житняка гребневидного в фазу колошения/цветения при использовании на сено, среднее за 2019-2021 гг. Обработка по вегетации Варианты травостоев Сухое вещество, т/га Переваримый протеин, т/га Кормовые единицы, тыс./га Обменная энергия, ГДж/га Контроль Житняк гребневидный 3,06 0,27 2,53 31,23 Житняк гребневидный Пырей сизый 2,80 0,25 2,39 29,26 Житняк гребневидный Пырей сизый Эспарцет песчаный 4,52 0,50 3,76 46,17 Житняк гребневидный Пырей сизый Люцерна синегибридная 5,29 0,61 4,61 55,31 Житняк гребневидный Пырей сизый Лядвенец рогатый 3,75 0,40 3,25 39,06 Гуми-20М Житняк гребневидный 2,98 0,30 2,67 31,74 Житняк гребневидный Пырей сизый 3,38 0,36 3,10 36,37 Житняк гребневидный Пырей сизый Эспарцет песчаный 4,78 0,60 4,45 51,61 Житняк гребневидный Пырей сизый Люцерна синегибридная 5,66 0,71 5,28 60,70 Житняк гребневидный Пырей сизый Лядвенец рогатый 4,59 0,55 4,46 50,47 Заключение. Наибольшей площадью листовой поверхности обладает житняк гребневидный в чистом травостое при использовании Гуми-20М. Максимальные показатели ФП и ЧПФ формируются в обработанных травостоях. Фотосинтетический потенциал выше в злаково-бобовых травостоях. В большинстве травосмесей злаковые травы преобладают над бобовыми. Соотношение злаков (житняка и пырея) в большинстве травостоев находится на одном уровне, преобладания какого-либо вида не выявлено. Гуми-20М в травостоях способствует повышению доли бобовых трав. При изучении кормовой продуктивности травостоев выявлено, что биостимулятор Гуми-20М повышает кормовую продуктивность многолетних трав и способствуют качественному и скорейшему их формированию. Немаловажным фактором повышения продуктивности является включение в состав травостоев бобового компонента, при наличии которого травостои проявляют отчетливое повышение урожайности и кормовых качеств. Наибольшую кормовую продуктивность обеспечивают травостои с эспарцетом песчаным и люцерной синегибридной. Применение стимулятора роста Гуми-20М повышает кормовую продуктивность травостоев. В связи с этим целесообразно создавать комплексные бобово-злаковые травостои, так как они обеспечивают достоверную прибавку по всем параметрам, особенно при включении в травостой эспарцета или люцерны.

About the authors

Vasily G. Vasin

Samara State Agrarian University

Email: vasin_vg@ssaa.ru
Doctor of Agricultural Sciences, Professor Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

Maksim S. Krieger

Samara State Agrarian University

Email: sky-journal@yandex.ru
Postgraduate student Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

Aleksei V. Vasin

Samara State Agrarian University

Email: vasin_av@ssaa.ru
Doctor of Agricultural Sciences, Professor Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

Sergey A. Vasin

Samara State Agrarian University

Email: vasin.sa.2000@gmail.ru
graduate student Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

References

Supplementary files