Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Для эффективного развития животноводства необходимо создание прочной кормовой базы, поэтому первоочередной задачей является производство дешевых высокобелковых кормов, сбалансированных по содержанию протеина и минеральным веществам. Ведущее место в решении этой проблемы занимают однолетние кормовые культуры и их совместное выращивание. Такие посевы вследствие рационального использования факторов жизнедеятельности растений позволяют увеличить выход продукции с гектара и тем самым обеспечивают стабильные урожаи высококачественной зеленой массы [1–3].

При правильном подборе культур в поливидовых посевах формируются благоприятные условия для развития сельскохозяйственных растений. Достигаются оптимальные густота стояния растений и площадь листовой поверхности, снижаются засоренность посевов, повреждаемость вредителями и поражаемость болезнями; все это в комплексе повышает продуктивность сложных агрофитоценозов и их устойчивость к биотическим и абиотическим факторам внешней среды [4].

Использование корма, не сбалансированного по протеину, ведет к перерасходу кормов, поэтому следует шире использовать поливидовые посевы злаковых и бобовых культур для повышения урожайности надземной биомассы и питательной ценности. В одновидовых посевах злаковые культуры дают массу, богатую углеводами, но с недостаточным содержанием протеина; бобовые культуры – наоборот, и в конечном итоге сложные агроценозы позволят получить сбалансированный, питательный корм. Расширение ассортимента кормовых культур за счет зернобобовых (вигны, сои) позволит повысить продуктивность сельскохозяйственных животных и значительно улучшить качество кормов, прежде всего по содержанию в них кормового белка, сбалансированного по содержанию аминокислот [5–7]. Укрепление кормовой базы за счет применения в сельском хозяйстве преимуществ поливидовых посевов, а также изучение закономерностей их формирования имеют большое значение для развития животноводства.

Цель исследования: изучить особенности формирования одновидовых и поливидовых посевов, обеспечивающих получение максимального урожая зеленой биомассы высокого качества в условиях юго-востока Саратовской области.

Материалы и методы исследования

С целью определения особенностей формирования урожая надземной биомассы в сложных агроценозах и выделения перспективных вариантов кормосмесей в 2018–2019 гг. на опытном поле института ФГБНУ РосНИИСК «Россорго» заложены полевые опыты по следующей схеме: в качестве контрольных вариантов высевались монопосевы кукурузы, чумизы, вигны и сои, а в качестве изучаемых – двухкомпонентные смеси злаковых культур с зернобобовыми. Норма высева в поливидовом посеве снижалась от рекомендуемой нормы для одновидовых посевов на 25 %.

Сорта сои и вигны при возделывании в поливидовых посевах с кукурузой и чумизой должны обладать высокой степенью устойчивости к загущению травостоя и хорошо ветвиться. Наиболее полно этим требованиям отвечают следующие районированные сорта, включенные в Государственный реестр селекционных достижений и допущенные к использованию в регионе: Радуга (кукуруза), Стачуми-3 (чумиза), Соер-4 (соя), Олеся (вигна). Подготовка участка перед посевом включала боронование и две предпосевные культивации. Посев культур в опыте проведен овощной сеялкой СО-4.2 широкорядным способом (ширина междурядий – 70 см) смесью семян в один ряд. Размещение делянок – рандомизированное, площадь опытной делянки – 210 м2, повторность – трехкратная.

Почва опытных участков – чернозем южный, механический состав – тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 5–6 %; нитратного азота – 3,0–4,5 мг, подвижного фосфора – 3–4 мг, обменного калия – 15–21 мг на 100 г почвы. Определение нитратов проводилось ионометрическим методом: ГОСТ 26951-86, определение подвижных соединений фосфора и калия – по методу Мачигина: ГОСТ 26205-91. Учеты и наблюдения проводили согласно общепринятым методикам по проведению полевых опытов с кормовыми культурами [8, 9]. Агротехника выращивания – зональная: разработанная научными учреждениями Нижнего Поволжья. Математическая обработка результатов исследований выполнена по методике Б.А. Доспехова с помощью программного обеспечения «Agros 2.09».

Результаты исследования и их обсуждение

Одним из факторов накопления вегетативной массы и совместимости компонентов в кормосмесях является высота растений каждого компонента. Установлена последовательность роста стебля в высоту: от прорастания до фазы бутонизации у бобовых и выметывания у злаковых культур. В фазе цветения бобовых и злаковых культур этот процесс проходит ускоренно и достигает своего наивысшего значения [10]. Изменяется архитектоника кормосмеси, формируется ярусность травостоя из-за разных темпов роста злаковых и зернобобовых культур. Нижний ярус занимали соя и вигна, верхний – кукуруза и чумиза. Стоит отметить, что такие расхождения по ярусам в целом благоприятны для агроценоза. Наличие в агрофитоценозе разновидовых растений с различными биологическими особенностями позволяет полно и экономно использовать основные факторы жизнедеятельности: свет, влагу, элементы питания.

В результате наблюдений установлено, что через 10 дней после появления всходов кукуруза, отличаясь более высокими начальными темпами роста, была выше растений вигны и сои (на 6–8 см). Зернобобовые культуры на начальных этапах развивались медленнее, что обусловлено, прежде всего, их биологическими особенностями и более чувствительной реакцией на длину светового дня, поэтому на протяжении всей вегетации они занимали нижний ярус, уступая по высоте кукурузе и чумизе. При уборке на зеленый корм соя в поливидовых посевах с кукурузой была выше на 3,9 см по сравнению с ее одновидовым посевом (табл. 1). Кукуруза выделялась по высоте растений (210,1 см в чистом посеве): по всем вариантам опыта доминировала и отличалась от остальных кормовых культур. При выращивании чумизы в смеси с вигной отмечена наименьшая высота растений в опыте по сравнению с их одновидовыми посевами. Высота растений чумизы при монопосеве составила 117,4 см, что на 11,2 % выше совместного посева с вигной. Максимальный среднесуточный прирост в высоту наблюдался у кукурузы (5,2 см) в смеси с вигной (4,0 см), тогда как в чистом посеве кукурузы этот показатель был ниже на 13,5 % (4,5 см), а у вигны – на 77, % (0,9 см), это обусловлено высокой конкурентностью растений в сложных агроценозах.

Одним из факторов повышения урожайности надземной биомассы кормовых растений является площадь листовой поверхности, так как она составляет большую долю выращиваемой продукции. При создании сложных агроценозов формируется неоднородная ассимилирующая поверхность, изменяется освещенность растений в посевах. Из-за сочетания листьев разной формы, их длины и ширины поглощается широкий спектр солнечных лучей и, следовательно, меняются условия формирования фотосинтетического аппарата кормовых растений, что способствует их более продуктивной работе. Результаты наших исследований показывают, что в фазу максимального развития (молочно-восковая спелость) в поливидовых посевах площадь листовой поверхности была значительно выше, чем в одновидовых. Максимальная площадь листовой поверхности в кормосмесях приходилась на кукурузу, как в чистом виде, так и в смеси с зернобобовыми. Так, в кормосмеси кукуруза + вигна она составила 75,9 тыс. м2/га (рисунок). При монопосеве чумизы отмечена наименьшая площадь листовой поверхности – 16,7 тыс. м2/га, однако при совместном выращивании в смеси с вигной и соей она увеличилась на 19 % и 14 % соответственно.

Площадь листовой поверхности в одновидовых и поливидовых посевах в фазу максимального развития, тыс. м2 с гектара

Изменение биохимического состава надземной биомассы происходит в процессе роста и развития, причем у разных видов растений наблюдаются отличия. В ранние сроки развития зеленая масса содержит больше влаги, протеина и меньше клетчатки. В процессе роста растения грубеют, снижается количество влаги в стеблях и листьях, наращивается клетчатка, увеличивается доля сухого вещества [11, 12]. Биохимический состав зеленой массы кормосмесей представлен основными качественными показателями, такими как: сырой протеин, сырой жир, сырая клетчатка, сырая зола и БЭВ на абсолютно сухое вещество (табл. 2). Установлено, что в абсолютно сухих растениях вигны и сои сырого протеина содержится в 2,2–2,5 раза больше, чем в кукурузе и чумизе. Поэтому включение сои и вигны в состав смеси повышает содержание сырого протеина в сухой биомассе в сравнении с монопосевами. В кормосмесях максимальное содержание протеина (13,49 %) отмечено при выращивании чумизы с вигной. Однако по сбору надземной биомассы с единицы площади этот вариант показал наименьшие значения. Содержание жира по вариантам опыта варьировало от 2,40 % до 5,18 %, причем наибольшее количество отмечено в чистом посеве биомассы сои, в урожае двухкомпонентной смеси с чумизой ее объемы обеспечили 4,73 %, что на 8,68 % выше по сравнению с одновидовым посевом просовидной культуры.

Важно отметить, что величина урожая поливидовых посевов и биохимический состав растений оказали влияние на питательность надземной биомассы. Сравнительная оценка вариантов опыта по продуктивности показала, что одновидовые посевы уступали поливидовым. Среди кормосмесей наибольшая урожайность надземной биомассы получена у кукурузы в смеси с вигной – 32,22 т/га, у смеси кукуруза с соей урожайность была ниже на 1,6 %, однако сбор сухого вещества и протеина увеличился на 10,4 % и 6,3 % соответственно (табл. 3). При монопосеве чумизы урожайность зеленой массы составила 16,36 т/га, а при выращивании в смеси с вигной и соей – 18,19 и 19,83 т/га соответственно. По выходу сухого вещества в одновидовых посевах преимущество имела кукуруза (8,44 т/га). Среди злаково-бобовых смесей по сбору сухого вещества наиболее продуктивными оказались смеси кукурузы и сои (8,99 т/га) и кукурузы и вигны (8,05 т/га). Возделывание в поливидовых посевах зернобобовых культур повышало обеспеченность надземной биомассы протеином с гектара. Сбор протеина в кормосмеси кукуруза + соя составил 1,12 т/га, что на 35,7 % выше одновидового посева кукурузы. При выращивании чумизы в чистом виде получено 0,43 т/га протеина, а в смеси с соей этот показатель увеличился на 42,0 % и составил 0,74 т/га. Таким образом, возделывание кормовых культур в смесях приобретает функциональный тип дифференциации экологических ниш.

Содержание валовой энергии характеризует энергетическую ценность кормов. Вследствие изменчивости урожайности надземной биомассы, а также показателей биохимического состава наблюдается различие по выходу валовой энергии с гектара. В опытах наибольший выход валовой энергии (5,00 МДж/кг) получен у чумизы в смеси с соей. Биоэнергетическая оценка возделывания сложных агроценозов показала, что наибольший выход валовой энергии получен при выращивании кукурузы в смеси с соей, он составил 154,32 ГДж/га. Интервал изменчивости энергетической ценности в сложных агроценозах составляет 81,34–154,32 ГДж/га. У чумизы в смеси с соей выход валовой энергии составил 99,24 ГДж/га, что на 22,01 % выше одновидового посева чумизы. По всем вариантам опыта наблюдается тенденция увеличения выхода валовой энергии с гектара при выращивании кормовых культур с соей и вигной в сравнении с чистыми посевами.

Заключение

Таким образом, в условиях Нижнего Поволжья целесообразно выращивать злаковые культуры совместно с зернобобовыми, так как значительно повышается питательная ценность укосной массы. Урожайность кукурузы в смеси с вигной и соей на 8,63 % и 10,45 % соответственно выше в сравнении с ее одновидовым посевом. Сложные агроценозы чумизы с зернобобовыми культурами по сбору протеина на 43,3 % и 72,09 % превышали значения ее посевов в чистом виде. По урожайности надземной биомассы и выходу валовой энергии чистый посев кукурузы мало уступал поливидовым посевам с зернобобовыми. Однако кормосмесь кукуруза + соя содержит больше протеина и по сбору с гектара превышает одновидовой посев кукурузы на 35,7 %, данная масса хорошо поедается животными.

Экспериментально установлено, что ни одна культура в отдельности не может обеспечить животных сбалансированным кормом. Скармливание одновременно нескольких культур, различающихся биохимическим составом и кормовой ценностью, позволит уменьшить перерасход кормов и снизить затраты на продукцию животноводства.