Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Научное обоснование приемов создания долголетних укосных травостоев на Северо-Западе России

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование приемов создания долголетних укосных травостоев на Северо-Западе России"

Yb W

На правах рукописи

Донских Нина Александровна

Научное обоснование приемов создания долголетних укосных травостоев на Северо-Западе России

Специальности: 06.01.04 - агрохимия;

06.01.12 - кормопроизводство и луговодство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург— Пушкин 1998

Диссертационная работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете.

Научный консультант — доктор биологических наук, профессор B.C. Шарашова.

Официальные оппоненты — Заслуженный деятель науки РФ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, В.П. Спасов; доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАСХН В.А. Тюльдкжов;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г.А. Воробейков.

Ведущая организация — Северо-Западный НИИ молочного и лугопастбищного хозяйства.

Защита состоится 10 декабря 1998 г. В 14 часов 30 минут на заседании диссертационного -совета Д 120.37.01 при Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 189620, Санкт-Петербург - Пушкин, Петербургское шоссе, д. 2, корп. 1а, ауд. 239, 2-й этаж. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПГАУ.

Автореферат разослан" " ноября 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

у//

профессор, доктор с.-х. наук В.П. Царенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие отрасли животноводства на Северо-Западе РФ сдерживается недостатком кормов. Сложная социально-экономическая ситуация резко ухудшила материально-техническое обеспечение отрасли кормопроизводства. Продуктивность сеяных и природных кормовых угодий за последние годы значительно снизилась.

В связи с этим важное значение в луговом кормопроизводстве приобретает создание высокопродуктивных агроценозов для получения дешевых и питательных кормов и увеличение периода их использования.

В современных условиях острого дефицита материальных и финансовых ресурсов использование краткосрочных травостоев способствует значительному удорожанию животноводческой продукции, что и вызывает необходимость создания укосных травостоев долголетнего пользования.

Цели и задачи исследований. Цель исследований — научное обоснование приемов создания укосных травостоев долголетнего пользования и разработка мероприятий поддержания их продуктивного долголетия на основе ресурсосберегающих технологий. В условиях стремительного роста цен на удобрения требуется всестороннее обоснование целесообразности использования и уточнение применяемых доз азотцых удобрений на скашиваемых злаковых и бобово-злаковых травостоях.

В задачи исследований входило:

— подобрать виды трав и травосмеси для создания высокопродуктивных злаковых травостоев длительного пользования;

— обосновать возможность создания долголетних бобовых и бобово-злаковых травостоев путем использования наряду с широко распространенными нетрадиционных видов бобовых трав;

— определить наиболее оптимальный срок и способ посева трав;

— уточнить норму высева трав;

— установить пути поддержания продуктивного долголетия луговых агрофитоценозов за счет применения удобрений;

— разработать рациональную систему скашивания травостоев при длительном сроке пользования:

— изучить динамику содержания питательных веществ в растениях в зависимости от применяемых агротехнических приемов с целью качественной оценки кормов:

— дать сравнительную оценку энергетической эффективности создания долголетних злаковых и бобовых укосных травостоев:

— определить влияние луговой растительности на основные показатели почвенного плодородия.

Научная новизна исследований состоит в комплексной оценке приемов создания долголетних укосных травостоев, при этом:

— разработан принципиально новый подход к составлению травосмесей на экологическом принципе, что обеспечивает создаваемым укосным травостоям устойчивую высокую продуктивность на протяжении длительного срока;

— определено преимущество травосмесей при создании долголетних скашиваемых травостоев;

—' установлены эффективные дозы минерального азотного удобрения для поддержания продуктивного долголетия злаковых и бобово-злаковых травостоев; _

— разработаны способы чередования по годам использования сроков скашивания травостоев;

— определена агроэнергетическая эффективность долголетних злаковых и бобово-злаковых травостоев.

На защиту выносятся следующие основные положения:

— научное обоснование приемов создания высокопродуктивных укосных травостоев длительного пользования на основе подбора видов трав в травосмеси.

— оценка сроков и способов посева трав, нормы высева долголетних укосных травостоев;

— эффективность доз азотного удобрения на злаковых и бобово-злаковых травостоях как основного фактора поддержания их продуктивного долголетия и получения качественного корма.

Практическая значимость работы и реализация исследований. Результаты многолетних исследований раскрывают возможности создания высокопродуктивных укосных травостоев долголетнего пользования. На основании комплексной оценки выявлены злаки и бобовые, перспективные для создания долголетних укосных травостоев на Северо-Западе РФ. Предлагаемые приемЬг-рационального использования укосных травостоев позволяют в каждом хозяйстве региона создавать сырьевые конвейеры на основе сочетания травосмесей и одновидовых посевов многолетних злаков и бобовых, обеспечивающих производство кормов высокого качества; увеличить содержание переваримого протеина и обменной энергии, что снизит расход концентрированных кормов на производство животноводческой продукции.

Внедрение рекомендаций в производство осуществлялось на основе выполнения договоров о творческом содружестве и хоздоговоров с учхо-

зом "Пушкинское", хозяйствами Ленинградской, Новгородской, Ярославской, Калининградской областей, Коми АССР. Общая площадь лугов, на которых проводилась работа, составляет более 4000 га.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы апробированы и получили положительную оценку на совещании молодых ученых в г. Туле (1983), на научно-практической конференции в г. Челябинске (1987), на Всесоюзном совещании в г. Нижнем Новгороде (1988), на конференциях профессорско-преподавательского состава СПГАУ (Пушкин, 1980, 1985, 1994), на VIII Симпозиуме по новым кормовым растениям в г. Сыктывкаре (1995), на Международном совещании по луговодству в г. Новгороде (1995) на научно-практической конференции по лугопастбищному хозяйству в г. Вологда (1998).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано самостоятельно и в соавторстве 45 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на<?- ^'-'страницах машинописного текста, состоит из введения, семи глав, выводор и предложений производству. Иллюстрирована г У таблицами и 26 рисунками. Список используемой литературы содержит 327 наименований.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Северо-Запад Российской Федерации охватывает две республики -Карелию и Коми и 7 административных областей: Мурманскую, Архангельскую. Вологодскую, Новгородскую, Псковскую, Ленинградскую и Калининградскую.

Земельные ресурсы Северо-Западного региона располагаются на территории 150 млн. га. Сельскохозяйственные угодья составляют 13% от общей площади земель. Природные сенокосы и пастбища занимают 51,2?/« площади сельскохозяйственных угодий. Сельское хозяйство здесь отличается развитым животноводством, поэтому большое внимание должно уделяться интенсификации кормопроизводства.

Географическое положение региона обуславливает особенности климата: повышенная циклоничность, неустойчивый характер погоды, особенно в осенне-зимний период. Анализ погодных, условий в годы исследований (1976...1996) показал, что нередко.1 период активного роста луговых растений совпадает с засушливыми периодами: каждый четвертый год — в июне и каждый второй — в мае,

Все исследования осуществляли в соответствии с методиками проведения опытов на сенокосах и пастбищах, разработанными Всероссийским институтом кормов им. Вильямса (1971, 1986). Опыты закладывали на большом опытном поле СПГАУ в системе кормового севооборота и мелко-деляночные (микрополевые) на малом опытном поле кафедры луговодства.

Для обоих опытных участков характерен дерново-подзолистый тип почвы со средним и высоким содержанием гумуса (от 3,46 до 4,25...5%), со слабо и среднекислой реакцией почвенного раствора с достаточно высокой насыщенностью основаниями, средней и хорошей обеспеченностью фосфором и калием.

Такие уровни основных показателей характеристики почвы близки к оптимальным параметрам для луговых растений (Семенов, 1983).

Размеры опытных делянок в полевых опытах колебались в зависимости от целей и задач от 16 до 50 м2 и микрополевых — от 2,25 до 4 м2. Полевые опыты закладывались в 4-х кратной повторности при рендоми-зированном и систематическом размещении вариантов, а микрополевые — в 6-ти кратной повторности.

При решении ряда вопросов проводили комплексные исследования с кафедрами: кормления сельскохозяйственных животных, агрохимии, общего земледелия, почвоведения СПГАУ и Всесоюзным научно-исследовательским проектно-технологическим институтом мелиорации (г. Пушкин).

В системе 8-польного кормового севооборота ежегодно на одном поле производили посев многолетних трав, травостой которых использовался в течение пяти-шести лет. При подготовке участков к залужению применяли общепринятую в хозяйствах региона агротехнику. Травы высевали рядовым способом в летний срок беспокровно, за исключением специальных опытов со сроками и способами посева.

Нормы высева рассчитывали на основании общепринятых в луговом и полевом кормопроизводстве методик (Ларин, 1964).

Для создания долголетних укосных травостоев, наряду с распространенными для лесной зоны бобовыми и злаковыми видами, использовали и менее изученные: козлятник восточный (Galega orientalis Jam), двукисточник тростниковый (Digraphis arundinacea J ), кострец безостый (Bromopsis ¡nemiis J.), и даже интродуцированные с других регионов — астрагал эспарцетовый (Astragalus onobryhis).

Фосфорно-калийные удобрения вносили весной во время отрастания • многолетних трав, азотные - дробно: под каждый укос.

Фотометрические показатели определяли в динамике через каждые 10 дней.

Учеты надземной фитомассы проводили скашиванием травы со всей площади делянок мотокосилкой МФ-70; первые укосы при 3-х укосном использовании проводили в фазу бутонизации бобовых и начала колошения у злаковых, при 2-х укосном — во время цветения бобовых и начале цветения злаков.

Химические анализы проведены в химических лабораториях: кафедры кормления СПГАУ и ВНИИПТИМ, в биохимической лаборатории СПГАУ.

Энергетическая оценка питательности кормов и эффективность изучаемых приемов при создании укосных травостоев рассчитывали по методике В И К (1985, 1988).

Результаты исследований обработаны методами дисперсионного и корреляционно- регрессионного анализов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. ПОДБОР ВИДОВ ТРАВ И ТРАВОСМЕСЕЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ Укосных ТРАВОСТОЕВ ДОЛГОЛЕТНЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

1.1. Подбор видов при составлении злаковых травосмесей. При долголетнем использовании оценка созданных травостоев осуществляется не только общим уровнем, но и устойчивостью урожаев по годам пользования, что, в свою очередь, зависит от многих факторов.

В результате многолетних исследований по сравнительной оценке злаковых агрофитоценозов, созданных посевом 2-х компонентных смесей с преобладанием распространенных злаков ежи сборной и тимофеевки луговой, обеспечивающих поступление корма в разные сроки, установлено. что добиться получения высоких и устойчивых урожаев по годам можно только в случае соблюдения экологического принципа при под-, боре сопутствующих видов в травосмеси. Подбор сопутствующих видов (овсяницы луговой и овсяницы тростниковой) в двухкомпонентные травосмеси был обоснован разной требовательностью их к условиям произрастания. Ежа сборная и тимофеевка луговая являются типичными эуме-зофитами. предъявляют повышенные требования к условиям увлажнения. кроме того ежа сборная отличается и крайне высокой требовательностью к условиям минерального питания, особенно к азотному, Поэто-

му при ухудшении экологической обстановки: засушливые периоды, недостаток снабжения азотом, повышенная кислотность и др., их сокомпо-нентам отводится компенсаторная роль, не допускающая снижения урожайности.

Уровни урожайности по годам злаковых травостоев с ежой сборной, свидетельствуют о довольно удачном сочетании их компонентов (табл. 1.).

Таблица 1. Урожайность агрофитоценозов, созданных посевом травосмесей с преобладанием ежи сборной, т/га сена

Травосмеси. Годы В среднем за 4 года

1977 Г1978) 1979 ] 1980

1. ежа сборная +.

+овсяница луговая 12,0 10,9 11,1 10,8 И,2

2. ежа сборная +

+ овсяница тростниковая 13,1 12,0 11,5 13,8 12,6

НСРо5= 1,7... 1,3

При оптимальном питательном режиме (ЫиоРадКко) оба злаковых травостоя при двукратном скашивании обеспечивали не только высокую, но и устойчивую урожайность по годам — более 10 т/га сена. Установлена и высокая устойчивость ежи сборной в травостоях, содержание ее составляло: от 72 до 88% в смеси с овсяницей луговой и от 57 до 70% - с овсяницей тростниковой,

Оценка травостоев с тимофеевкой луговой показала, что наиболее удачное сочетание компонентов обеспечивается включением в травосмесь в качестве дополнительного вида овсяницы луговой. В этом случае установлена наибольшая стабильность урожайности по годам пользования (11,6: 10,2; 10,2 и 11,6 т/га сена) и самое главное, данная травосмесь полностью соответствует заданной программе по соотношению видов в травостое в годы пользования, содержание тимофеевки луговой составляло от 48 до 74% (рис. 1.). что и обеспечивало поступление корма в поздние сроки.

Овсяница луговая, являясь содоминантом, играла сопутствующую роль, ее участие составляло от 17 до 24%, и только в 1978 г., обладая большей.засухоустойчивостью (Раменский, 1938); Шенников, 1941; Ша-рашова, 1988) по сравнению с тимофеевкой луговой, увеличила свое долевое участие в урожае до 38%, выполнив компенсаторную роль в агро-фитоценозе! В годы с благоприятным режимом увлажнения овсяница лу-товая уступает свои .позиции тимофеевке луговой.

а) тимофеевка луговая + б) тимофеевка луговая + в) овсяница тростниковая + овсяница луговая овсяница тростниковая тимофеевка луговая

□ Тимофеевка луговая О Овсяница луговая В Овсяница тростниковая_□ Несеяные виды

Рис. 3. Динамика урожайности двухкомпонентных злаковых травостоев с тимофеевкой луговой, т/га в. с. м.

Добавление к тимофеевке луговой другого дополнительного вида — овсяницы тростниковой — не обеспечило как стабильности в урожае по годам пользования (12,5; 9,8; 11,3 и 12,6 т/га сена), так и планируемого соотношения видов в травостое на протяжении всего срока пользования им, что указывает на необходимость учета при составлении травосмесей фитоценотической роли каждого вида. Овсяница тростниковая, начиная со второго года пользования постепенно вытесняет тимофеевку луговую из травостоя и к четвертому году уже становится явным доминантом в агрофитоценозе, поставляя корм в более ранние сроки, что свидетельствует о нецелесообразности включения к тимофеевке луговой этого злака.

Если сравнить соотношение компонентов в двух злаковых травостоях (тимофеевка луговая + овсяница тростниковая й овсяница тростниковая + тимофеевка луговая), то обращает на себя внимание тот факт, что несмотря на различную норму высева семян трав, процентное соотношение двух злаковых компонентов абсолютно тождественно. В обоих случаях на долю овсяницы тростниковой в первый год приходилось 40%, а на долю тимофеевки луговой — 45%, во второй год пользования на долю тимофеевки луговой приходилось 41%, а доля овсяницы тростниковой составляла — 55%, а на третий и четвертый годы пользования овсяница тростниковая становится явным доминантом. Каждое растение настолько четко проявляет свою биологическую природу и экологическую сущ-

ность, что даже такой показатель как норма высева семян, за счет которой создается доминант травостоя, опосредован условиями среды, что очень четко проявляется в травостое овсяницы тростниковой с тимофеевкой луговой. Несмотря на то, что абсолютная фитомасса разнилась, но процентное соотношение компонентов в обоих случаях было одинаковым, что и отражает внутренние взаимоотношения в агрофитоценозе.

1.2. Изучение одновидовых посевов злаков. В основе любого зеленого конвейера лежит разная по времени готовность к использованию отдельных типов травостоев. Зеленый травяной конвейер основывается на разной феноритмике ведущих доминантов травостоя, при этом важно знать характер накопления биомассы ведущих видов в травостое.

Специально поставленными опытами по изучению ритмики и динамики накопления фитомассы по годам в одновидовых посевах с ведущими злаками: ежой сборной, тимофеевкой луговой, овсяницей тростниковой, кострецом безостым, двукисточником тростниковым выявлена возможность использования их в качестве эталонных доминантов при составлении зеленого травяного конвейера. Ежа сборная, как в чистом виде, так и в травосмесях может быть рекомендована для создания раннеспелых травостоев, овсяница тростниковая и двукисточник тростниковый для — среднеспелых, тимофеевка луговая и кострец безостый составляют основу позднеспелых травостоев.

1.3. Подбор видов трав для создания бобовых, бобово-злаковых и злаково-бобовых травостоев. Расширение площадей луговых угодий, занятых бобово-злаковыми травостоями, всегда являлось важной хозяйственной проблемой, связанной с повышением почвенного плодородия, лучшим использованием энергетических ресурсов по сравнению со злаковыми, и что самое главное с повышением питательности кормов. В результате многолетних исследований установлено, что включением малолетнего клевера лугового в травосмеси не позволяет создать бобово-злаковые травостои длительного срока пользования. Созданные травостои по содержанию бобового компонента в первый год являются злако-во-бо.бовыми, во второй - третий — бобово-злаковыми и на четвертый -пятый -г чисто злаковыми (рис. 2.).

Проблема создания устойчивых злаково-бобовых травостоев до сих пор не решена луговодством, хотя выпадение бобовых (клеверов) после первого года пользования можно избежать, включая в травосмеси виды длительного онтогенеза.

В опытах по изучению разных видов и сортов бобовых трав выявле-.на перспективность использования для создания долголетних укосных травостоев таких видов как люцерна посевная, козлятник восточный, ко-

торые на протяжении пяти лет пользования обеспечивали стабильную урожайность при высоком содержании в травостое бобового компонента.

В полевых опытах путем оценки двух-, трех-, четырех- и пятикомпо-нентных травосмесей с разными ведущими бобовыми компонентами: клевером луговым (Октябрь), клевером гибридным (Лужанин) и люцерной посевной (Северная Гибридная), доказана возможность создания долголетних злаково-бобовых травостоев только с использованием люцерны посевной, которая устойчиво сохраняет свое господство в травостое на протяжении всех пяти лет пользования (табл. 2.). Выявлено, что введение в изучаемые травосмеси наряду с рыхлокустовыми злаками корневищного вида костреца безостого способствовало стабилизации урожайности травостоев на третий - пятый год пользования и препятствовало внедрению в сообщество сорных видов.

□ Клевер луговой □ Тимофеевка луговая О Овсяница луговая

О Овсяница тростниковая Несеяные виды

Рис. 2. Динамика урожайности бобово-злаковых травостоев с клевером луговым, т/га в. с. м.

В микрополевых опытах при изучении агрофитоценозов. созданных посевом козлятника восточного и астрагала эспарцетового как в чистом виде, так и в смеси, выявлено преимущество возделывания их в чистом виде: совместное произрастание указанных бобовых видов с клевером луговым и злаками приводило к ничтожно малому их долевому участию в травостое, не более 13... 15с/е.

1.4. Качество-травяных кормов в зависимости от состава травостоев. В кормопроизводстве центральной проблемой всегда была и остается ликвидация дефицита протеина в кормах.

Сравнительная качественная оценка трех злаковых травостоев; созданных посевом ежи сборной, тимофеевки луговой и костреца безостого наглядно свидетельствуют о влиянии ботанического состава на этот важный показатель! Самый питательный корм обеспечивает при ранних сроках скашивания травостои ежи сборной (15,5 %), в то время как тимофеевка луговая характеризуется низким содержанием сырого протеина — 10,9%, даже в фазу начала колошения.

При самом позднем скашивании все изучаемые травостои отличались крайне низким содержанием этого показателя (5,7; 6,8 и 6,3%).

Важным резервом повышения белковости корма являются бобовые и бобово-злаковые травостои, выращиваемые без применения минерального азота. Все изучаемые бобовые виды отличаются довольно высоким содержанием сырого протеина — от 12% в козлятнике восточном до 15,3% — в астрагале эспарцетовом (клевер луговой — 13,4%, люцерна посевная—14,8%).

Возделываемые бобовые травостои в 2,2...2,5 раза превосходят злаковые по сбору сырого протеина с гектара, что свидетельствует о целесообразности расширения их посевов в условиях ограниченного ресурсо-обеспечения, при дефиците минерального азота.

Таким образом путем правильного подбора видов трав и травосмесей можно создавать луговые укосные травостои высокой продуктивности и длительного срока использования. Включение в травосмеси видов, различающихся по экологии, способствует в разные по погодным условиям годы выполнять им компенсаторную роль, замещая друг друга, и позволяет получать на протяжении длительного срока высокие и устойчивые урожаи — свыше 10 т/га сена.

В условиях резко ограниченного ресурсообеспечения особую значимость приобретает создание долголетних бобовых и злаково-бобовых агрофитоценозов, обеспечивающих высокий уровень урожайности свыше 10 т/га сухой фитомассы, без применения минерального азота. Создание бобовых и злаково-бобовых укосных. травостоев длительного срока пользования возможно только с использованием таких видов как люцерна посевная и козлятник восточный, включение в травосмеси клеверов (лугового и гибридного) обеспечивает высокое содержание бобового компонента только "в первые годы пользования.

Таблица 2. Урожайность бобово-злаковых травостоев, созданных посевом разных травосмесей _по годам пользования, т/га сена_

Травосмеси 1993 г. 1994 г. 1995 г. 1996 г. В среднем за 4 года

I укос | II укос Итого I укос |Ц укос| Итого I укос |11 укос Итого I укос | II укос : Итого пользования

1. Клевер луговой +

тимофеевка луговая 8,8 3,3 12,1 7,8 - 7,8 6,4 1,1 7,5 3,9 0,7 4,6 8,0

2. Клевер гибридный +

тимофеевка луговая 6,3 3,9 10,2 6,8 - 6,8 6,0 1,6 7,6 4,7 0,8 5,5 7,5

3. Люцерна посевная +

тимофеевка луговая 8,0 4,0 12,0 10,5 2,7 13,2 6,8 2,3 V 9,0 1,6 10,6 11,2

1. Клевер луговой +

тимофеевка луговая + 8,6 4,3 12,9 7,7 - 7,7 5,9 0,7 6,6 3,9 0,4 4,3 7,9

овсяница луговая

2, Клевер гибридный +

тимофеевка луговая + 6,8 3,5 10,3 7,4 - 7,4 5,6 1,4 7,0 5,3 0,8 6,1 7,7

овсяница луговая

3. Люцерна посевная +

тимофеевка луговая + 6,2 3,7 9,9 10,4 3,2 13,6 7,4 2,7 10,1 7,7 1,7 9,4 10,8

овсяница луговая

1. Клевер луговой +

тимофеевка луговая +

овсяница луговая + 8,4 3,5 11,9 6,7 - 6,7 6,2 1,2 7,4 6,2 0,8 7,0 8,3

кострец безостый

2. Клевер гибридный +

тимофеевка луговая +

овсяница луговая + 7,2 3,8 11,0 8,1 8,1 6,5 1,6 8,1 6,2 1,1 7,3 8,6

кострец безостый

3. Люцерна посевная +

тимофеевка луговая +

овсяница луговая + 6,9 4,1 11,0 9,5 2,5 12,0 6,5 2,5 9,0 8,2 2,9 11,2 10,8

кострец безостый

НСРм 0,98 0,88 0,83 0,61

2. АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ СОЗДАНИЯ ДОЛГОЛЕТНИХ ЛУГОВЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ

2.1. Сроки и способы посева трав. Выбор правильного срока и способа посева многолетних трав имеет решающее значение в получении высокой продуктивности агрофитоценозов.

Результатами многолетних исследований установлено явное преимущество весеннего беспокровного срока сева по сравнению с летним по пару, при котором имеет место недобор продукции в год посева. Использование весенней влаги и прохождение начального развития трав в благоприятное время года способствовало получению более высокого урожая при весеннем сроке сева — ча 1,2...3,0 т/га в разные годы.

Поскольку при беспокровном посеве многолетние травы, ввиду крайне медленного роста в ювенильный период, сильно угнетаются сорняками, необходимым приемом, обеспечивающим оптимальные условия для роста и развития их, является подкашивание сегетальных видов (через месяц после посева).

Известно, что альтернативой подкашиванию сорняков является посев многолетних трав под покров. Поэтому в другом опыте сравнивали два способа посева трав: беспокровный и подпокровный при разных сроках сева. Установлено, что срок и способ посева оказали существенное влияние на урожайность сеяных травостоев в первые годы пользования. Наиболее эффективным оказался летний беспокровный пожнивный посев после уборки однолетних смесей, который на протяжении всех четырех лет обеспечил стабильно высокий урожай — в среднем 11,1 т/га, что на 2,0 т/га выше по сравнению с летним беспокровным посевом по пару и почти на 1,0 т/га выше весеннего срока.

Выращивание пожнивной культуры (однолетних мешанок) является вполне оправданным приемом, т.к. резко снижается засоренность в этом случае и обеспечивается возможность получения урожая пожнивной культуры до посева трав, тем самым исключается недобор урожая, который имеет место при летнем посеве без покрова по пару.

2.2. Нормы высева семян трав для создания долголетних сенокосов.

Семена большинства луговых растений мелкие, а сами многолетние

травы, особенно злаки, характеризуются сильно развитым вегетативный размножением, поэтому для создания искусственных агрофитоценозов должной густоты, казалось бы, достаточно сеять небольшое количество семян. В действительности на производстве нормы высева трав, по сравнению с зерновыми. учитывая удельный вес семян, очень велики.

Противоречивый характер источников литературы по вопросу нормирования семян при создании луговых агрофитоценозов вызвал необходимость постановки опытов по изучению возможности снижения нормы высева трав, чтобы избежать с одной стороны, бесполезной траты семян, а с другой — обеспечить оптимальную плотность травостоя.

Результатами многолетних исследований по изучению разных норм высева: от 100% до 180% — в одном и от 80% до 200% — в другом опыте, установлена реальная возможность снижения посевной нормы только до 160% от рекомендованной 180% (по Ларину и др., 1964). Несмотря на то, что снижения общего уровня урожайности созданных травостоев не происходит и при более низких нормах (140, 120 и даже 100%) (табл. 2.), однако динамика ботанического состава травостоев убедительно свидетельствует о недопустимости снижения посевной нормы ниже 160%, так как это способствует распространению в травостое малоценных видов (разнотравья и несеяных злаков). Еще острее эта тенденция разрастания несеяных видов проявляется при трехукосном использовании.

Таблица 2. Урожайность травостоя овсяницы луговой _при разных нормах высева, т/га сена.

Норма высева Годы Среднее за 5 лет

% кг/га 1985 1986 1987 1988 , 1989

180 48,6 11,1 10,6 9,4 9,6 9,0 9,9

160 43.2 9,9 10,4 9,4 ■ 11.1 9.1 10,0

140 37,8 10,4 10,6 9,9 10.7 10,4 10.4

120 32,4 10,4. 10,0 10,5 10,3 8,8 10,0

100 27 9.5 9.7 10,0 10,3 10.5 10.0

НСРо5 1,2 1,6 1,4 1,3 1,1

В микрополевом опыте по изучению норм высева козлятника восточного выявлена возможность снижения посевной нормы до 40%, что объясняется биологическими особенностями, его большой способностью к вегетативному размножению за счет корневых отпрысков, благодаря чему уже на второй год пользования козлятник восточный занимает гос: подствуюшее положение независимо от нормы высева. Это свидетельствует. что при создании долголетних сеяных травостоев посевная норма должна устанавливаться с учетом биологических особенностей высеваемых трав.

Таким образом, установленная возможность снижения посевной нормы даже на 20% при создании долголетних укосных травостоев позволяет сэкономить от 5 до 10 кг/га семян.

3. УДОБРЕНИЯ КАК ФАКТОР ПОДДЕРЖАНИЯ УСТОЙЧИВОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ЛУГОВЫХ ТРАВОСТОЕВ

3.1. Значение применения извести на лугах. Повышенная кислотность почв — одна из важнейших причин их низкого плодородия и недостаточной эффективности вносимых удобрений.

В результате 3-х летних исследований по выявлению эффективности поверхностного внесения извести (нормой 3,5 т/га) на злаковом травостое ежи сборной и овсяницы тростниковой установлена низкая эффективность этого мероприятия — в среднем за три года не обеспечено существенного повышения урожайности: на 0,6 т/га — по сравнению с контролем, на 0,4 т/га — по сравнению с РйоКш и на 0,2 т/га — по сравнению с Ы|2иРбоК.8о (табл. 3.).

Таблица 3. Урожайность злакового травостоя при внесении извести '_и минеральных удобрений, т/га сена_

Варианты опыта 1986 г. 1987 г. 1988 г. Среднее за 3 года

Укосы Итого Укосы Итого Укосы Итого

1 1 II 1 1« 1 | 11

1. Контроль (без удобрений) 3,1 1,5 4,6 3,9 1,3 5,2 1,8 0,6 2,4 4,1

г. РбиКм 4,3 1,3 5,6 3,9 1,7 5,6 2,3 0,9 3,2 4,8

3. Р^шРбоК«) 5,2 4,5 9,7 8,9 3,5 12,4 5,2 1,6 6,8 9,6

4. Известь - 3,5 т/га 4,3 1,2 5,5 3,7 1,6 5,3 2,2 1,2 3,4 4,7

5. РбоКии +нзвесть 4,3 1,3 5,6 4,8 1,9 6,7 2,5 0,8 3,3 5,2

6. !ЧшРбоКж,+ известь 5,8 4,0 9,8 8,3 3,5 11,8 6,1 1,6 7,7 9,8

НСРа5 »,6 1,0 1,3

Анализом ботанического состава злакового травостоя при внесении извести установлены существенные изменения, которые проявились в значительном внедрении в травостой бобовых видов из местной флоры (клеверов ползучего и гибридного) — от 3...15% — на второй год после внесения извести и до 22% — на третий год, а так же разнотравья 10... 14%. .

Таким образом, "влияние извести в большей степени проявилось в •изменении ботанического состава травостоя, нежели в повышении урожайности.

3.2. Эффективность применения минеральных азотных удобрений на злаковых травостоях. Ведущая роль в повышении продуктивности лугов принадлежит минеральным азотным удобрениям. Особенно высока эффективность азотных удобрений на злаковых травостоях, что обусловлено биологическими'особенностями злаков — большей их потребностью в

азоте и приповерхностным расположением мочковатой корневой системы.

Результатами многочисленных многолетних исследований по выявлению эффективности минерального азота на злаковых травостоях установлено, что применение минеральных азотных удобрений обеспечивает повышение урожайности в 1,5...2,8 раза по сравнению с фосфорно-калийным фоном, при общем уровне свыше 10 т/га сена (табл. 4.).

Таблица 4. Урожайность травостоя ежи сборной и овсяницы тростниковой при разном уровне азотного питания, т/га сена.

Использование Варианты опыта Годы В среднем за 4 года Прибавка,

1977 19781 19791 1980

1'етКт - фон 5,3 3,0 4,6 4,7 4,4 100

Двуукосное фон + N«1 8,8 6,3 7,8 9,0 8,0 182

фон + N,20 11,9 10,6 12,0 11,9 11,6 264

фон + N,«0 13,1 12,0 11,1 . 13,8 12,5 284

Рм|Кяо - фон 8,0 1,8 3,6 5,1 4Д 100

Трехукосное фон + N«0 10,1 5,1 5,9 5,5 6,6 . 140

фон+ N,20 12,3 6,6 8,5 8,2 8,9 189 фон + !ЧШ1 14,5 8,5 10,5 11,9 11,4_243

НСР„< 1,21 0,93 0,89 0,80

Расчетом прибавок урожая сена, полученных на 1 дг внесенного азота, выявлено: при трехукосном использовании эффективность всех доз азотного удобрения высокая, при двуукосном — она остается на высоком уровне только до N120, а при увеличении дозы до N180 —резко снижается.

Эффективность применяемых доз азотного удобрения во многом зависит и от динамики экологических факторов в течение вегетационного периода и по годам.

Установлена зависимость величины урожайности от тепло-влаго-обеспеченности и от дозы удобрения по укосам: г = 0,93 — 1 укос и г = 0,87 — II укос (табл. 5.), . ■•

Таблица 5. Зависимость урожайности злакового травостоя от температурного режима (£Т), количества осадков (£Ос) и дозы азотного удобрения (Д), (1984... 1988)_

Показатели Число Уравнение регрессии Коэффициенты

наблюдений корреляции (г) ле гсрминат!«(д)

1 укос без амта 216 у=Н.06-1,1 £Т+6,23£Ос 0,93 86,0

11 укос без азота 216 у=11,95-8,86 ГГ+6,62 Юс 0,91 84,0

1 укос с азотом 216 у=8,8-8,4 ГГ+1.5 £ Ос+3,3 Д 0 93 87,2

11 уксс с азотом 216 у=16,2-1.2 ГГ-М Юе+3,7 Л 0,9 7 76.6

Рассчитанные нами уравнения регрессии позволили спрогнозировать прибавки урожая и окупаемость азотных удобрений при использовании их в различных дозах в диапазоне от 10 до 90 кг/га. На основании графика прогноза (рис. 2.) установлено, что под первый укос достаточно вносить 50...70 кг минерального азота на гектар, а под второй — 40 кг, т.е. суммарная эффективная доза за сезон для получения запланированного уровня урожайности должна составлять 90... 110 кг/га.

—•—- Прибавка 1-й укос - - - * • - Прибавка 2-й укос ' Ф" икупашоепг 1-й укос . - * • Окупаемость 2-й укос

Рис. 2. Зависимость прибавки урожая и окупаемости 1 кг д.в. удобрений прибавкой урожая от дозы вносимого азота.

Выявлено, что внесение азотного удобрения оказывает существенное влияние не только на уровень урожайности злаковых травостоев, но и на отавность. Без применения азотного удобрения ни один из изучаемых травостоев, созданных посевом ежи сборной, костреца безостого и тимофеевки луговой, не сформировал полноценного третьего укоса, в то время как на удобряемых азотом вариантах,, особенно при повышенной его дозе (180 кг/га) третий укос успевают сформировать почти все рыхлоку-стовые злаки (ежа сборная и тимофеевка луговая). У костреца безостого, типичного корневищного растения, в летне-осенний период происходит мощное развитие плагиотропных подземных побегов, и затухает образование ортотропных надземных побегов, обеспечивающих нарастание

надземной фитомассы, что и обуславливает резкое снижение урожайности в третьем укосе.

Применяя дифференцированно дозы минерального азота в зависимости от интенсивности использования и ботанического состава травостоя, можно добиться значительного их долголетия.

3.3. Химический состав луговых злаковых растений при внесении минерального азота. Азотные минеральные удобрения являются важнейшим фактором повышения основных питательных веществ в луговых растениях.

В наших опытах с применением азотных удобрений содержание сырого протеина увеличивалось в соответствии с повышением доз азота: от 14,0% — на контроле, 15,8% — при Ыб« идо 18,6%—при внесении 180 кг азота при трехукосном использовании, и от 10,1% до 16,0% — при двуукосном использовании. Однако наименьшим содержанием сырого протеина характеризуются злаковые растения при позднем сроке скашивания, а именно при одноукосном использовании: даже внесение повышенной дозы азота — 180 кг/га не обеспечивает оптимального уровня этого показателя.

Особенно низкое содержание сырого протеина при поздних сроках скашивания установлено в растениях ежи сборной. Так, при 3-х укосном использовании, при скашивании первого урожая ежи в фазу выхода в трубку - начале колошения содержание сырого протеина на контроле составляло 14,3%) в сухом веществе, а при скашивании в более поздние сроки этот показатель резко снижается до 8,2% — в фазу начала цветения и до 5,3% — в фазу полного цветения. Такая же закономерность динамики сырого протеина отмечена и у других злаков. Поэтому несмотря на более низкие уровни урожайности злаковых травостоев при 3-х укосном их использовании, сбор сырого протеина с гектара одинаков и даже выше, по сравнению с одноукосным и двуукосным (табл. 6.).

Таблица 6. Сбор сырого протеина с урожаем при разной интенсивности •_использования травостоев, т/га_

Варианты Ежа сборная Тимофеевка луговая Кострец безостый

опыта Одно- Дву- Трех- Одно- Дау- Трех- Одно- Д»у- Трех-

укосное укосное укосное укосное укосное укосное укосное укосное укосное

РмКии- фон 0,28 0,52 0,59 0,49 0,80 0,61 0,34 0,51 0,55

фон + Nso 0,46 0,80 0,85 0,80 1,07 1,00 0,90 0,85 1,05

фон + Nisu 0,74 1,46 1,18 1,01 1,42 1,51 0,69 1,32 1,19

Анализом динамики содержания нитратов в сене многолетних злаковых трав установлена тесная зависимость значительного повышения концентрации их с увеличением дозы азотного удобрения.

В годы исследований (1981, 1982 гг.) при внесении минерального азота в дозе 180 кг на гектар содержание нитратов повышалось в 3...6 раз по сравнению с дозой Neo и достигало уровня 1900...5270 мг/кг корма, что значительно превышало ПДК, т.е. > 1000 мг/кг корма. Особенно заметно это проявляется при одно- и двуукосном режиме скашивания. Это еще раз подтверждает необходимость дифференцированного подхода к выбору дозы азотного удобрения.

Содержание сырой клетчатки у злаков зависело как от дозы вносимого азота, так и от сроков уборки. Установлены значительные различия в содержании клетчатки у изучаемых видов в разные сроки проведения укоса — так, скашивание травостоя тимофеевки луговой в поздние сроки не обеспечивало такого высокого содержания сырой клетчатки в норме, какое имеет место у ежового и кострецового травостоев (31,2% — у тимофеевки луговой, 37,04% — у ежи сборной и 35,46% — у костреца безостого).

Азотные удобрения способствовали накоплению у злаков каротина, особенно в отавах; Максимальное количество каротина содержится в осенней отаве при трехкратном скашивании, что делает это сырье особо ценным для приготовления витаминной травяной муки: при внесении 180 кг на гектар ежа сборная накапливает 212 мг в 1 кг сухого вещества, тимофеевка луговая — 187,2; кострец безостый — 261,3 мг.

Применение азотного удобрения на злаковых травостоях в умеренных дозах обеспечивает не только повышение продуктивности, значительно улучшает питательность кормов, повышая содержание сырого протеина, сырой золы, каротина, снижения содержание сырой клетчатки, и что, самое главное, способствует поддержанию продуктивного долголетия травостоев. .

3.4. Эффект применения минерального азота на бобово-злаковых травостоях. Результатами многолетних исследований по изучению эффективности применения минерального азота в дозах 30, 60 и 90 кг на гектар определено, что на бобово-злаковых травостоях с высоким содержанием бобового компонента в первые три года эффективным оказалось лишь применение азота в дозах 30 и 60 кг на гектар. Внесение 90 кг азота не оказывало существенного влияния на увеличение урожайности бобо-

во-злакового травостоя. На четвертый год пользования урожайность травостоя увеличивалась при внесении всех изучаемых доз азотного удобрения, в том числе и от внесения 90 кг/га, особенно при трехукосном использовании, что связано с полным выпадением бобового компонента (клевера лугового) и переформированием бобово-злакового травостоя в чисто злаковый (табл. 7.). Наибольшую прибавку при обоих режимах использования бобово-злакового травостоя обеспечивает доза 60 кг иа гектар, до 123...63 кг сена на 1 кг внесенного азота, внесение 90 кг на гектар неэффективно.

Таблица 7. Урожайность бобово-злакового травостоя при внесении _азотного удобрения, т/га сена ._ •

Режим использования Вариант опыта Годы. Среднее за 4 года

1977 1978 1979 1980

РбнКво-фоН 11.6 7.9 9.3 '5.1 8.5

Двуукосное фон+Ызо 12.2 9.6 9.1 6.3 9.3

фон+Ыбо 13.0 13.3 10.2 7.9 11.1

фон+Ы<ю 13.3 11.0 10.2 8.4 10.7

РбоКво-фон 11.3 6.5 4.6 3.6 6.5

Трехукосное фон-Жзо 12.1 6.9 5.2 4.4 7.1

фон+Ыш 13.6 8.2 7.1 5.5 8.6

фон+1Ч») 13.4 9.0 7.3 7.1 9.2

НСР05 1,1 0,89 0,76 0,6

Аналогичная закономерность установлена в опыте, где вносили минеральный азот в дозах 45 и 90 кг на гектар. Эффективной оказалась доза 45 кг на гектар, обеспечившая существенную прибавку.

При выявлении наиболее рациональной схемы внесения минерального азота в дозе 60 кг на гектар на бобово-зпаковом травостое (внесение всей дозы 60 кг за один раз весной под первый укос; внесение всей дозы под второй укос; и дробно — по 30 кг под каждый укос) установлено, что наиболее рациональным является внесение минерального азота дробно, по 30 кг под укос на гектар, обеспечившим наибольшую урожайность — в среднем за 2 года — 12,7 т/га.

Таким образом, применение минерального азотного удобрения на бобово-злаковых травостоях выполняет поддерживающий эффект.в периоды низкой их азотфиксации.

3.5. Содержание бобового компонента при удобрении азотоМ. Анализом ботанического состава бобово-злакового травостоя установлено,

что он находится в прямой зависимости от дозы вносимого азотного удобрения, режима использования и года пользования травостоем. Большие изменения в соотношении ботанических групп происходят при • внесении минерального азота уже в первый год — доля бобового компонента в травостое при внесении азота снижается, причем с увеличением дозы азотного удобрения это снижение резко возрастает:- с 86% — на контроле при двуукосном использовании до 17% — при внесении 90 кг на гектар. В последующие годы внесение азотного удобрения способствует дальнейшему снижению бобового компонента в травостое, и на третий год при дозе 90 кг на гектар он вовсе исчезает из травостоя.

Наименьшее влияние на произрастание бобового компонента оказала доза азота 30 кг на гектар, при внесении которой содержание бобовых в травостое приближалось к уровню контрольного варианта. Доза азота 60 кг на гектар, хотя и обеспечила повышение урожайности бобово-злакового травостоя, повлекла за собою снижение бобовых в травостое в 2...3 раза, способствуя при этом сильному разрастанию злаков. Таким образом, внесение минерального азота на бобово-злаковых травостоях повышенными нормами с точки зрения сохранения бобового компонента в травостое является неоправданным приемом.

Для устранения негативного влияния минерального азота на произрастание бобового компонента в травостоях считаем целесообразным применение азотного удобрения только со второго - третьего годов пользования при условии снижения доли бобовых в травостое ниже 50% в первый год пользования; при содержании бобовых более 70% в травостое азотные удобрения вносить нецелесообразно.

4. СИСТЕМА РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕЯНЫХ УКОСНЫХ ТРАВОСТОЕВ ДОЛГОЛЕТНЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

4.1. Сенокосооборот - основа рациональной системы использования лугов. Скашивание трав в течение нескольких лет примерно в одной и той же фазе развития приводит к резкому снижению урожая в последующие годы, что объясняется нарушением малого жизненного цикла растений, ослаблением корневой системы, снижением накопления пластических веществ и др. Особенно негативным является ежегодное проведение укосов в ранние сроки, что в значительной мере ослабляет вегетативное возобновление луговых растений.

7.0

Для разработки рациональной системы использования травостоев с целью поддержания их продуктивного долголетия нами была проведена серия опытов с чередованием по годам разной интенсивности использования, позволивших решить данную проблему.

Так, если при ежегодном трехукосном использовании на протяжении четырех лет наблюдалось сильное изреживание травостоя, количество побегов в этом варианте уже со второго года интенсивного использования резко снижалось (с 1760 — в 1 год, до 1060 — на четвертый год), то при умеренном (двуукосном) режиме использования этого не наблюдается. На вариантах с чередованием по годам режима использования наблюдается четкая зависимость этого показателя от числа укосов в предыдущем году, оно вариабельно по годам.

При умеренном режиме использования в травостое доминируют сеяные виды: в 1 год — клевер луговой (63%), во И год — тимофеевка луговая (47%), а в третий и четвертый год (после внесения минерального азота) — овсяница тростниковая (54...78%), в то время, как в варианте ежегодного трехукосного использования происходит внедрение несеяных видов, содержание которых на третий год достигало 39%. В вариантах с чередованием числа укосов по годам, хотя и наблюдалось внедрение несеяных видов в травостой, но оно не было таким мощным, как при трехукосном использовании (не более 18...21%).

Основываясь на результатах исследований по влиянию многократного скашивания на структуру сеяных агрофитоценозов, можно сделать ошибочный вывод о неперспективности многоукосного использования лугов. Однако многоукосное использование является одним из главных путей решения проблемы качества заготавливаемых кормов, так как обеспечивает повышение содержания и сборов сырого протеина, аминокислот, витаминов и др. питательных веществ.

Введение элемента сенокосооборота, чередование 3-х и 2-х укосного использования по годам, в наших исследованиях обеспечило и значительное повышение урожайности по сравнению с ежегодным 3-х укосным (на 1,8... 1,5т/га сена).

Несмотря на то, что уровень урожайности при чередовании числа укосов по годам несколько ниже, чем при ежегодном 2-х укосном (на 1.8...2,1 т/га сена), но по выходу полноценного корма эти варианты почти равны.

Такая система сенокосооборота с введением только одного элемента (чередование по годам 2-х и 3-х кратного скашивания) является обоснованной только при условии оптимального обеспечения минеральными удобрениями.

5. АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОЛГОЛЕТНИХ УКОСНЫХ ТРАВОСТОЕВ

5.1. Энергетическая оценка злаковых травостоев укосного пользования. Для получения кормов высокого качества необходимо обеспечить растительное сырье высокой энергетической питательностью. Нами установлено, что на злаковых травостоях при внесении минерального азота можно получить не только высокую урожайность, но и содержание обменной энергии в. урожае. Максимальное количество энергии в урожае обеспечивает внесение минерального азота в дозе 180 кг на гектар при двуукосном использовании на всех изучаемых злаковых травостоях, от 105,3 до 127 ГДж/га (табл. 8.). Наивысший показатель обменной энергии в урожае с гектара при двуукосном использовании и внесении 180 кг азота обеспечили травостои костреца безостого и тимофеевки луговой (127,5 и 120,1 ГДж), а при трехукосном использовании травостои тимофеевки луговой и ежи сборной (103,3 и 84,4 ГДж), травостой костреца безостого при трехкратном скашивании снизил этот показатель обменной энергии почти в половину по сравнению с двуукосным — 74,7 и 127,5 ГДж.

На концентрацию обменной энергии в сухом веществе злаковых трав оказали существенное влияние как вносимые дозы азотной подкормки, но в еще-большей степени срок скашивания. Так, даже на фосфорно-калийном фоне, без применения минерального азота, раннее проведение укоса обеспечивает в травах высокую концентрацию обменной энергии — 9,0...9,2 МДж в I кг сухой массы, в то время как при поздних скашиваниях этот показатель составляет — 8,0...8,2 МДж. Концентрация обменной энергии 6...8 МДж/кг сухого вещества травяных кормов является низкой (Григорьев, Волков и др., 1989).

При одноукосном использовании даже внесение минерального азота не обеспечивает уровня необходимой концентрации обменной энергии в злаковых травостоях, наивысшим оно было у тимофеевки луговой при внесении 180 кг/га — 9,1 МДж/кг, у остальных злаков оно было значительно ниже.

Самый высокий показатель содержания обменной энергии в урожае обеспечивает доза минерального азота 180 кг/га вносимая дробно: по 60 кг под укос, при трехукосном использовании — до 10,0... 10.1 МДж/кг у тимофеевки луговой и костреца безостого. Отсюда, несмотря на более низкий уровень урожайности при трехукосном использовании, сбор ЭКЕ с гектара или равен, или превышает этот уровень при одноукосном использовании у ежи сборной и тимофеевки луговой.

Таблица 8. Содержание обменной энергии в урожае злаковых травостоев в зависимости от доз азотных удобрений и числа укосов

Одноукосное Двуукосное Трехукосное

Доза использование использование использование

азота Урожайность. оэ, Урожайность, ОЭ, Е Урожайность, ОЭ, Е

т/га ГДж/га т/га ГДж/га т/га ГДж/га

I укос II укос I укос 11 укос I укос II укос III укос I укос 11 укос III укос

Ежа сборная

0 5,3 42,4 5,0 1,0 42,5 8,6 51,1 2,4 2,2 0,2 22,3 12,1 1,8 43,2

90 8,0 65,6 6,2 1,6 56,4 13,0 70,0 2,9 3,4 0,6 28,1 30,0 5,6 63,7

180 9,2 79,7 8,4 2,5 82,3 23,0 105,3 3,2 4,7 1,1 32,3 41,4 10,7 84,4

Кострец безостый

0 7,4 59,2 6,4 1,5 52,5 13,2 65,7 2,9 1,7 0,4 26,7 15,1 4,0 45,8

90 9,0 81,0 9,3 2,7 77,2 24,0 101,2 3,7 2,9 0,9 35,5 26,4 9,0 70,9

180 8,8 76,6 10,7 3,7 94,2 33,3 127,5 4,4 2,8 0,3 44,9 26,6 3,2 74,7

Тимофеевка луговая

0 10,4 85,3 7,9 1,2 72,7 11,0 83,8 3,9 2,3 0,6 35,9 20,0 6,0 61,9

90 И,7 99,5 9,3 2,2 82,8 20,7 103,5 5,0 3,6 0,6 45,5 32,4 6,0 83,9

180 10,5 95,6 9,9 3,4 88,1 33,0 120,1 5,6 3,8 0,8 55,4 36,5 8,7 103,3

VU

При ранних сроках скашивания, в условиях 3-х кратного отчуждения надземной массы, злаковые травостои обеспечивают вполне питательный корм, даже без применения азотного удобрения: содержание переваримого протеина в 1 ЭКЕ составляет свыше 80 г, в то время как при поздних сроках этот показатель не превышает 53,8...58,6.

5.2. Энергетическая оценка бобово-злаковых и бобовых травостоев. Результаты исследований по оценке основных видов бобовых трав показали, что наибольшее количество обменной энергии — 155.4 ГДж с гектара обеспечивает посев клевера лугового I года пользования, что значительно превышает количество обменной энергии злаковых травостоев. На И-й и Ш-й годы пользования количество обменной энергии с травостоев клевера лугового резко снижаются и составляют 24...33 ГДж/га.

Козлятник восточный и люцерна посевная обеспечивают высокий выход обменной энергии на протяжении всех трех лет пользования — 103... 116 ГДж с гектара, что эквивалентно энергетической продуктивности злакового травостоя при двух- и трехукосном использовании и внесении минерального азота в дозе 180 кг/га. Определение энергопротеинового отношения у бобовых показало, что максимальным оно было у клевера лугового — 138 г, но только в I год пользования, у люцерны посевной и козлятника восточного этот показатель несколько ниже (95...83 г), но он сохраняется стабильным в течение всех лет.

5.3. Агроэпергетическая оценка приемов создания и использования злаковых и бобовых укосных травостоев. Сравнительная оценка окупаемости энергии, затраченной на получение урожая злаковых и бобовых травостоев рассчитывалась согласно разработанным методикам (Базаров и др., 1983; Новоселов и др.,-1991).

Оценка применения разных доз азотного удобрения на злаковом травостое-показала, что при двуукосном использовании наиболее выгодным является применение азота в дозе 120 кг/га, а при трехукосном 180 кг/га коэффициент энергетической эффективности в этом случае наивысши й 3,1 и 2,4 (табл. 8.).

С увеличением дозы азотного удобрения (с 60 до 180 кг) доля энергозатрат на злаковых травостоях возрастает до 90% от энергии, затраченной на все минеральные удобрения. Поэтому создание бобовых травостоев обеспечивает главное условие ресурсосберегающих технологий — экономию энергии на единицу продукции.

Расчет биоэнергетического коэффициента эффективности показал, что у бобовых травостоев этот показатель значительно выше и составляет от 5,2 до 7,6 а на удобряемых злаковых — не превышает 3,9. Значи-

тельно ниже и затраты совокупной энергии на 1 т сухой массы на бобовых травостоях — 1,9...1,3 ГДж против 2,3...3,0 ГДж на злаковых (табл. 9.).

В современных условиях ограниченного ресурсообеспечения и резкого удорожания минеральных азотных удобрений, создание бобовых и злаково-бобовых травостоев должно стать приоритетным направлением кормопроизводства региона.

Таблица 9. Агроэнергетическая оценка бобовых травостоев укосного пользования

Показатели Клевер Козлятник Люцерна

луговой восточный посевная

1. Урожайность, т/га 7,2 11,6 10,9

2. Валовая энергия урожая,

ГДж/га 129,7* 207,9 199,9

3. Обменная энергия урожая,

ГДж/га 71,2 109,0 110,1

4. Затраты совокупной энергии,

ГДж/га 13,8 14,7 14,5

5. БКЭ (биоэнергетический

коэффициент эффективности) 5,2 7,4 7,6

6. Энергоемкость, ГДж/т 1,9 1,3 1,3

6. РОЛЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В ПОВЫШЕНИИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ

6.1. Влияние срока пользования многолетних трав на структурное состояние почвы. В.Р. Вильяме (1940) придавал очень большое значение структурному состоянию почв.

Путем отбора образцов почвы из слоя 0...30 см под многолегнимн травами разного срока их использования нами выявлено влияние их на формирование структурного состояния дерново-подзолистых почв. По суммарному содержанию макроагрегатов в течение всех пяти лет структурное состояние в слое 0...30 см было отличным, количество агрегатов размером 0,25... 10 мм во все годы возделывания многолетних трав было более 80%.

Важным показателем структуры почвы является ее водопрочность, способность структурных отдельностей сохранять форму и сложение, не расклеиваться в воде до пылеватых частиц.

Установлено, что увеличение срока возделывания многолетних трав способствует существенному накоплению водопрочных агрегатов во всех частях пахотного слоя. Если в первый год пользования бобово-злаковым ■ травостоем содержание водопрочных агрегатов в слое 0...I0 см было низким и составляло 42,8%, то за четыре последующих года возделывания многолетних трав количество водопрочных агрегатов увеличилось до 68,8%, т.е. на 27%, ежедневный прирост достигал почти 7%.

Результаты определения плотности почвы в зависимости от возраста травостоев свидетельствуют также о позитивной роли длительного использования многолетних трав.

6.2. Накопление биологического азота многолетними бобовыми травами. Расчет биологического азота многолетними бобовыми травами проводили по методике путем сравнения бобового, злаково-бобового и злакового травостоя (Вавилов, Посыпанов, 1978).

Установлено, что в первый год пользования наиболее высокой сим-биотической активностью обладают малолетние бобовые: клевер луговой и клевер гибридный, где накопление биологического азота на единицу площади составило 323...266 кг.

В травостоях козлятника восточного и люцерны посевной, отличающихся длительным онтогенезом, накопление биологического азота увеличивается с годами, соответственно 265 и 235 кг у люцерны посевной и 196...226 и 201 кг — у козлятника восточного.

Оценка симбиотической активности бобовых видов указывает на их положительную роль в повышении почвенного плодородия.

ВЫВОДЫ

Создание укосных травостоев долголетнего пользования на Северо-Западе РФ на современном этапе является одной из ведущих проблем обеспечения животных всеми видами травяных кормов. Многолетние исследования (1976... 1996 гг.) позволили подойти к решению указанной проблем г - ю следующим направлениям:

1. Подбор видов трав определенной экологии, соответствующей условиям местообитания, является одним из главных путей продления продуктивного долголетия сеяных травостоев (до 6.. .7 и более лет).

2. Включение в травосмеси видов, различающихся по экологии, способствует в разные по погодным условиям годы выполнять им компенсаторную роль, замещая друг друга, и позволяет получать на протяжении длительного срока высокие и устойчивые урожаи — свыше 10 т/га сена.

Для получения раннего корма добавление к еже сборной в двухком-понентные травосмеси таких сопутствующих видов как овсяница луговая и овсяница тростниковая обеспечивает на протяжении длительного срока пользования высокую урожайность — свыше 10 т/га сена, при устойчиво высоком содержании доминирующего вида (ежи сборной) в травостое — свыше 50%. Для получения кормов в более поздние сроки наиболее удачным является включение к преобладающему виду тимофеевке луговой в качестве сопутствующего компонента овсяницы луговой, что позволяет получать стабильно высокую урожайность по годам пользования (11,6, 10,2, 10,2, 11,6 т/га сена) при явном господстве в травостое тимофеевки луговой.

3. Отдавая преимущество травосмесям, опытные исследования по изучению одновидовых посевов (ежи сборной, костреца безостого, дву-кисточника тростникового, тимофеевки луговой) позволяют рекомендовать их в качестве доминантов при создании злаковых травостоев в системе зеленого травяного конвейера. Ежа сборная, как в чистом виде, так и в травосмесях может быть рекомендована для создания раннеспелых травостоев, овс.яница тростниковая и двукисточник тростниковый для — среднеспелых, тимофеевка луговая и кострец безостый составляют основу позднеспелых травостоев.

4. Основным приемом повышения белковости кормов является введение в травосмеси бобовых компонентов: для краткосрочного использования — клевера лугового и клевера гибридного, для долголетнего — люцерны посевной.

Изучение биологических и экологических свойств нетрадиционных видов бобовых (козлятника восточного и астрагала эспарцетового) позволяют использовать их для создания травостоев долголетнего пользования).

5. В условиях резко ограниченного ресурсообеспечения и в особенности минеральными азотными удобрениями особую значимость приобретает создание долголетних бобовых и злаково-бобовых агрофитоцено-зов, обеспечивающих высокий уровень урожайности без применения дорогостоящего минерального азота, свыше 10 т/га сухой фитомассы.

Введение в бобово-злаковые травосмеси корневищного злака костреца безостого не оказывает угнетающего влияния на стержнекорневые бобовые виды и воспрепятствует внедрению в травостои инвазионных видов (малоценных злаков).

6. При создании укосных травостоев длительного срока пользования явное преимущество имеет весенний беспокровный посев трав и летний пожнивной (после уборки однолетних на зеленый корм). Вполне обосно-

ванным оказалось снижение нормы высева трав до 160%, вместо 180%, рекомендованной производству, что составляет экономию семян на гектар до 5...6 кг, дальнейшее снижение нормы высева способствует силь-' ному разрастанию в сеяном фитоценозе аборигенных видов.

7. Одним из главных факторов поддержания высокой устойчивой урожайности луговых фитоценозов со злаками являются минеральные азотные удобрения, эффект которых в значительной степени зависит от интенсивности использования травостоев: так, при двукратном скашивании применение 120 кг/га азота обеспечивает урожайность 10,0... 11,6 т/га сена, а внесение 180 кг/га — 12,5 т/га; при проведении трех укосов за сезон доза азота 120 кг обеспечивает 8,0...9,0 т/га, доза 180 кг— 10,1... 11,4 т/га сена. При этом экономически эффективным при двуукосном использовании является применение азота в дозах не свыше 120 кг/га, а при трехукосном до 180 кг/га.

8. Эффективность применения минерального азота на бобово-злаковых травостоях зависит от содержания бобового компонента: при абсолютном доминировании луговых бобовых растений в фитоценозах увеличения их продуктивности и долголетия при применении азотных удобрений не происходит; даже однократное внесении азота на бобово-злаковых травостоях всегда влечет снижение доли бобовых в фитоценозе. Применение минерального азотного удобрения в первый год пользования на бобово-злаковых травостоях является экономически неоправданным приемом, вызывающим резкое снижение бобовых в травостое без существенного увеличения урожайности; следует приступать к подкормкам их минеральным азотом только со 2 года пользования.

9. Известковые удобрения, выполняющие на лугах такие функции, как улучшение водно-физических свойств почв, особенно тяжелосуглинистых дерново-подзолистых, снижение их кислотности и обеспечение элементами питания растений (Са2+), особенно необходимы при создании бобовых и злаково-бобовых травостоев, что и находит отражение в изменении ботанического состава и способствует сохранению в травостоях бобовых как сеяных, так и несеяных видов.

10. Внесение азотных удобрений способствует улучшению качества травяных кормов, при их применении повышается содержание сырого протеина, его аминокислотный состав, содержание зольных элементов, каротина и др.

В условиях ограниченного ресурсообеспечения. благодаря симбио-тической фиксации азота бобовыми, обеспечивается высокое содержание обменной энергии в 1 кг сухой массы корма — от 9,5до 9,7 МДж.

Сборы обменной энергии с 1 га злаковых травостоев при двукратном скашивании и внесении азота минеральных удобрений достигает 13000 ЭКЕ.

11. Сенокосооборот, включающий чередование сроков скашивания травостоев и кратности их использования по годам, обеспечивает стабилизацию урожайности и длительность их использования, не снижая качественного состава кормов, за счет дополнительного внесения минеральных азотных удобрений при трехкратном скашивании.

12. Длительность использования луговых травостоев не ухудшает, в противовес существующему мнению, качественные показатели структуры почвы: содержание агрегатов размером 0,25... 10 мм в течение всех пяти лет пользования травостоем было > 80%, с увеличением продолжительности использования сеяных травостоев количество водопрочных агрегатов увеличивается с 42,8 до 51,2% к третьему году пользования и до 69,8% к пятому году пользования.

Таким образом, длительное использование укосных травостоев обеспечивает не только повышение качества кормов, но и оказывает позитивное влияние на почвенное плодородие, в чем и выражается агротехническое значение луговой растительности.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Учитывая преимущества всех перечисленных приемов, основой кормовой базы для молочного животноводства на Северо-Западе России должны стать высокопродуктивные сеяные луговые травостои долголетнего использования.

2. При создании травостоев сенокосного пользования в целях увеличения сбора растительного белка с единицы площади необходимо увеличить площади бобовых и злаково-бобовых травостоев: для краткосрочного использования — клеверо-тимофеечно-луговоовсяницевые и клеве-ро-тимофеечно-тростниковоовсяницевые, для долголетнего — люцерно-кострецовые. При отсутствии семян бобовых следует создавать злаковые травостои на основе одновидовых посевов и травосмесей, с учетом их экологии, соответствующей условиям местообитания.

3. Чтобы обеспечить продуктивное долголетие злаковых травостоев необходимо вносить минеральные азотные удобрения на фоне фосфорно-калийных в дозах не превышающих 120 кг/га При двуукосном использовании и до 180 кг/га — при трехукосном, что обеспечит получение не менее 10 т/га сена.

4. Введение сенокосооборота с включением чередования сроков и разного числа укосов по годам и дополнительное внесение минеральных удобрений позволит улучшить качественный состав травостоев, их продуктивное долголетие и сохранить почвенное плодородие.

Опубликованные работы по теме диссертации (основные)

1. Эффективность минерального удобрений и ТМАУ при орошении культурного пастбища в условиях Ленинградской области //Тезисы докл. Межреспубл. науч.-техн. конф.—Л., 1972.—с. 57...58.

2. Эффективность азотного удобрения при поливе культурного пастбища в "условиях совхоза "Лужский" Ленинградской области //Сб. науч. тр. ЛСХИ. Создание и использование культурных пастбищ и сенокосов. — Л., 1973, —с. 25...29.

3. Эффективность азотных удобрений на фоне действия и последействия ТМАУ при орошении культурного пастбища в совхозе "Лужский" Ленинградской области //Сб. науч. тр. ЛСХИ. Создание и использование культурных пастбищ и сенокосов. — Л., 1973. — с. 53...56.

4. Эффективность поверхностного внесения ТМАУ на сенокосах Ленинградской области II Сб. науч. тр. ЛСХИ. Луговое кормопроизводство и классификация кормовых растений.— Л. - Пушкин, 1978.— с. 17...21.

5. Выявление оптимального режима использования сенокосных травостоев в системе сенокосооборота II Сб. науч. тр. ЛСХИ. Биология и агротехника полевых и лугопастбищных культур. —Л., 1979. — с. 86...89.

6. Сравнительная оценка разных травостоев при интенсивном использовании в системе кормового севооборота // Сб. науч. тр. ЛСХИ. Совершенствование агротехники сельскохозяйственных культур в интенсивном земледелии Нечерноземной зоне РСФСР. — Л., 1990. — 53...56.

7. Эффективность минерального азота на бобово-злаковых травостоях при интенсивном использовании II Сб. науч. тр. ЛСХИ. Повышение продуктивности сенЬкосов и пастбищ на Северо-Западе Нечерноземной зоны РСФСР.—Л. - Пушкин, 1981,—с. 21...27.

8. Эффективность минерального азота на разных типах луговых травостоев при интенсивном использовании // Сб. науч. тр. молодых ученых. Рекомендации по кормопроизводству. Тула, 1983. — с. 37...38.

9. Влияние срока первого скашивания на урожайность и химический состав злаковых травостоев II Сб. науч. тр. СЗНИИСХ. Производство и

использование кормов на Северо-Западе РСФСР, Л., 1983. —с. 76...81 (в соавторстве).

10. Кормовая ценность злаковых трав при разных сроках скашивания и азотном удобрении // Сб. науч. тр. ЛСХИ. Интенсивное кормопроизводство на Северо-Западе Нечерноземной зоны. — Л., 1984. — с. 74...82 (в соавторстве).

11. Кострец безостый в кормовых севооборотах // Сб. науч. тр. ЛСХИ. Интенсификация кормопроизводства на Северо-Западе РСФСР.

— Л., 1986. — с. 65...68 (в соавторстве).

12. Азот как фактор создания высокопродуктивных злаковых травостоев II Сб. науч. тр. ЛСХИ. Интенсификация кормопроизводства на Северо-Западе РСФСР, —Л., 1987, с. 69...72.

13. Повышение качества кормов при интенсивном использовании злаковых травостоев //Тезисы докл. зон. конференции. — Горький, 1988.

14. Интенсификация производства травяных кормов для стойлового периода в Ленинградской области // Сб. науч. тр. ЛСХЙ. Интенсификация лугового кормопроизводства на Северо-Западе РСФСР. — Л., 1990.

15. Создание укосных травостоев и приемы ухода за ними //Рекомендации по лугопастбищному хозяйству Ленинградской области.

— Л., 1989.—с.77 (в соавторстве).

16. Тимофеевка луговая в кормовых севооборотах //Тезисы докл. Регионального совещания по кормопроизводству ВИР. —Л. — с.

17. Создание долголетних бобово-злаковых травостоев путем подбора видов и сортов бобовых компонентов // Сб. науч. тр. ЛГАУ. Проблемы кормопроизводства и пути их решения.:—Л., 1991. — с. ¿У - ^

18. Организация лугопастбищного хозяйства //рекомендации по организации и ведению крестьянских хозяйств. —. Л.: ЛГАУ, 1991. — с. 24... 29.

19. Создание долголетних укосных травостоев с козлятником восточным //Тезисы докл. симпозиума по новым кормовым культурам. — Сыктывкар, 1993. — с.

20. Создание устойчивых укосных травостоев на Северо-Западе РФ //Тезисы докл. конференции ВСХА. — Великие Луки, 1994. — с.

21. Расчет потребности хозяйства в семенных и семеноводческих посевах многолетних трав //Методические указания к лаб. пр. занятиями. — С-Пб, 1994.— 16 с. (в соавторстве).

22. Создание долголетних сенокосных травостоев на Северо-Западе России //"К 100-летию научного луговодства России: современные про-

блемы и перспективы лугового кормопроизводства. — Новгород, 1995.

— с. 60...62.

23. Некоторые вопросы агротехники выращивания астрагала эспар-' цетового В Ленинградской области //Тезисы докл. проф.-преп. конф. — Кострома, 1996. •— с. 63.

24. Опыт создания культурных лугов на польдерах Калининградской области //Тезисы докл. межд. конф. по луговодству. — Новгород. 1996.

— с. 68...69 (в соавторстве).

25. Создание долголетних бобово-злаковых агрофитоценозов в Ленинградской области //Актуальные проблемы науки в АПК. — Кострома, 1997. — с. 67...68 (в соавторстве).

26. Создание долголетних укосных травостоев на Северо-Западе России. //Тезисы докл. науч. пр. конф. по лугопастбищному хозяйству. — Вологда, 1998, — с. 22...23.

27. Подбор видов трав и травосмесей для создание бобово-злаковых агрофитоценозов на Северо-Западе РФ. //Сб. науч. трудов СПГАУ. Проблемы кормопроизводства и пути их решения. — Санкт-Петерург, 1998.

— с. П...16.

28. Нормы высева семян трав для создания долголетних сенокосов // Сб. науч..трудов СПГАУ. Проблемы кормопроизводства и пути их решения. — Санкт-Петерург, 1998. — с. 32... 38.

29. Основные направления развития лугового кормопроизводства на Северо-Западе //Рекомендации по стабилизации и развитию кормопроизводства на Северо-Западе РФ. — С-Пб, 1998. — 88 с. (в соавторстве).

30.'Сравнительная оценка бобовых видов при создании долголетних укосных травостоев //Тезисы докл. Межд. науч. совещ.: "Бобовые культуры в современном сельском хозяйстве. — Новгород, 1998. — с.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Донских, Нина Александровна, Санкт-Петербург-Пушкин

оидиум ВАК Ро

5

а

§

>0

н 8

С

а

1 *

I

(О

V

а

V)

; (решение от присудил ученую степень

19ЖУ г.. № Цуг^',

—„................-.......... -.....-. ,... ,, нау..

Начальникуправления ВЙ>К России

-у

3

Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

На правах рукописи

Донских Нина Александровна

Научное обоснование приемов создания долголетних укосных травостоев на Северо-Западе России

Специальности: 06.01.04 - агрохимия;

06.01.12 - кормопроизводство и луговодство

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор В.С. Шарашова

Санкт-Петербург—Пушкин, 1998

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................5

1. ПРОБЛЕМА СОЗДАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ СКАШИВАЕМЫХ ТРАВОСТОЕВ....................10

1.1. История травосеяния в России........................................................10

1.2. Актуальные вопросы создания укосных травостоев.......................12

1.2.1. Теория травосмесей и чистых посевов в луговодстве.............................................................................13

1.2.2. Агротехнические приемы создания сеяных

лугов........................................................................................20

1.2.3. Актуальные вопросы применения удобрений

на лугах...................................................................................25

1.2.4. К решению проблемы рационального

использования сенокосов........................................................28

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ СЕВЕРО-ЗАПАДА РФ............................................................................31

2.1. Географическое положение и землепользование.............................31

2.2. Климатические условия Северо-Запада РФ.....................................33

2.3. Почвы Северо-Запада.......................................................................41

2.4. Направления исследований, схемы опытов и

методика наблюдений.......................................................................45

3. ПОДБОР ВИДОВ ТРАВ И ТРАВОСМЕСЕЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ УКОСНЫХ

ТРАВОСТОЕВ ДОЛГОЛЕТНЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ...........................54

3.1. Подбор видов для составления злаковых

травосмесей......................................................................................55

3.2. Изучение одновидовых посевов злаков

для использования их как доминанты травостоев...........................69

3.3. Подбор видов трав и травосмесей для создания бобово-злаковых, бобовых и злаково-бобовых агрофитоценозов..............................................................................84

3.4. Качество травяных кормов в зависимости

от состава травостоя.......................................................................119

4. АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ СОЗДАНИЯ ДОЛГОЛЕТНИХ ЛУГОВЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ.....................126

4.1. Сроки и способы посева трав.........................................................126

4.2. Нормы высева семян трав для создания

долголетних сенокосов...................................................................134

5. УДОБРЕНИЯ КАК ФАКТОР ПОДДЕРЖАНИЯ УСТОЙЧИВОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ЛУГОВЫХ ТРАВОСТОЕВ.....................................................................................143

5.1. Значение применения извести на лугах.........................................144

5.2. Эффективность применения азота минеральных

удобрений на злаковых травостоях...............................................150

5.3. Темпы роста, отавность и продуктивность

травостоев при внесении минерального азота..............................152

5.4. Химический состав луговых растений при

внесении минерального азота........................................................165

5.5. Специфика применения минерального азота

на бобово-злаковых травостоях....................................................178

5.5.1. Эффект азотного удобрения на бобово-

злаковых травостоях............................................................179

5.5.2. Содержание бобового компонента при

удобрении азотом..................................................................182

6. СИСТЕМА РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕЯНЫХ УКОСНЫХ ТРАВОСТОЕВ ДОЛГОЛЕТНЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ..................................................................................185

6.1. Сенокосооборот — основа рациональной системы

использования лугов.......................................................................185

6.2. Использование сеяных агрофитоценозов в системе

зеленого и сырьевого конвейеров....................................................189

7. АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИЕМОВ СОЗДАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЛАКОВЫХ

И БОБОВЫХ ТРАВОСТОЕВ................................................................193

7.1. Энергетическая'злаковых травостоев укосного

пользования......................................................................................195

7.2. Энергетическая оценка бобово-злаковых и

бобовых травостоев.........................................................................201

7.3. Агроэнергетическая оценка приемов создания

злаковых и бобовых укосных травостоев.......................................202

8. ВЛИЯНИЕ ЛУЕОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ............................206

8.1. Структурный состав почвы в зависимости от

срока пользования сеяными травостоями......................................206

8.2. Накопление биологического азота различными

видами многолетних бобовых трав................................................214

ВЫВОДЫ..................................................................................................216

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ..................................................219

ЛИТЕРАТУРА..........................................................................................220

ПРИЛОЖЕНИЕ.......................................................................................248

ВВЕДЕНИЕ

Проблема обеспечения кормами сельскохозяйственных животных на современном этапе настолько остра и насущна, что от решения ее в значительной степени зависит возможность обеспечения населения продуктами питания отечественного производства. Сложная социально-экономическая ситуация и связанное с этим ухудшение материально-технического обеспечения усилили негативные процессы в кормопроизводстве, а потому объемы заготовки кормов за последние годы значительно снизились.

За последние годы обеспеченность скота кормами в среднем по России в расчете на условную голову не превышает 2500...2700 к. ед., тогда как в странах ЕЭС этот показатель составляет 3600, а в США — 4500 к. ед. Общий недостаток растительных кормов высокого качества не позволяет сбалансировать рационы по важнейшим показателям, прежде всего по содержанию в них энергии и протеина. Вследствие этого потенциал молочной продуктивности крупного рогатого скота используется только на 60...70% (Игловиков, 1993).

Существенным и далеко еще не использованным резервом в этом плане являются луговые угодья, доля которых в общем кормовом балансе России по сложившейся с 60-х годов ситуации составляет 30%, остальные 70% — составляют корма, возделываемые на пашне. Однако самые дешевые корма во всем мире получают на лугах, площадь которых на земном шаре достигает почти 3 млрд. гектаров, что составляет две трети всех сельскохозяйственных угодий (Мак-Клауд, 1977).

Луга представляют крупный элемент ландшафта, имеющий важное хозяйственное значение, которое ярко продемонстрировано в древнем выражении: "Луговая территория — мать пашни . . ." (Клапп, 1961), что указывает на большую зависимость от состояния лугового кормопроизводства не только уровня развития животноводства, но и полеводства.

Велика роль природных лугов в кормопроизводстве России, где площадь их составляет около 80 млн. га. Однако состояние этих угодий крайне неудовлетворительное, урожайность очень низка, не превышает 1 т сена с гектара.

Для Северо-Запада России, отличающегося довольно высоким удельным весом природных сенокосов и пастбищ (до 50% площади сельскохозяйственных угодий) и специализирующегося на производстве животноводческой продукции, создание высокопродуктивных сеяных луговых травостоев приобретает исключительно большое значение, тем более, что природные условия Северо-Запада РФ в наибольшей степени соответствуют возделыванию луговых многолетних трав для производства высококачественных кормов в системе зеленых и сырьевых конвейеров.

В прошлом десятилетии актуальным для лугового кормопроизводства являлась интенсификация его на основе применения повышенных норм минеральных азотных удобрений и многоукосного использования травостоев.

В настоящее время, в условиях крайне ограниченного ресурсообес-печения, в том числе и минеральными азотными удобрениями, решение кормовой проблемы невозможно без повышения научно-технического уровня полевого и лугового кормопроизводства.

Идея введения травяного клина двух- трехлетнего срока использования, выдвинутая В.Р.Вильямсом, имела в свое время большое значение и сыграла положительную роль, однако перепахивать сеяные луговые травостои через такой короткий период совершенно нерентабельно. Новый подход должен строиться на создании постоянных и переменных лугов более длительного пользования, о чем убедительно свидетельствуют результаты долголетнего луга на Ротамстедской станции (> 150 лет) в Англии (Ларин, 1990).

Обоснованное ориентирование хозяйств Северо-Запада России на путь широкого использования природных ресурсов региона позволит выполнить важнейшие современные задачи поступательного развития животноводства на прочной и экономичной кормовой базе.

Необходимо, наряду с повышением урожайности агрофитоценозов, изыскать пути улучшения питательной ценности производимых кормов. Актуальным является и решение экологических аспектов производства кормов и, в первую очередь, сохранение и повышение почвенного плодородия и чистоты водных ресурсов.

Все это требует поиска нестандартных решений, совершенствования технологий создания луговых травостоев на ресурсосберегающей основе.

Цели и задачи исследований. Цель исследований — научное обоснование приемов создания укосных травостоев долголетнего пользования и разработка мероприятий поддержания их продуктивного долголетия на основе ресурсосберегающих технологий. В условиях стремительного роста цен на удобрения требуется всестороннее обоснование целесообразности использования и уточнение применяемых доз азотных удобрений на скашиваемых злаковых и бобово-злаковых травостоях.

В задачи исследований входило:

— подобрать виды трав и травосмеси для создания высокопродуктивных злаковых травостоев длительного пользования;

— обосновать возможность создания долголетних бобовых и бобо-во-злаковых травостоев путем использования наряду с широко распространенными нетрадиционных видов бобовых трав;

— определить наиболее оптимальный срок и способ посева трав;

— уточнить норму высева трав;

— установить пути поддержания продуктивного долголетия луговых агрофитоценозов за счет применения удобрений;

— разработать рациональную систему скашивания травостоев при длительном сроке пользования;

— изучить динамику содержания питательных веществ в растениях в зависимости от применяемых агротехнических приемов с целью качественной оценки кормов;

— дать сравнительную оценку энергетической эффективности создания долголетних злаковых и бобовых укосных травостоев;

— определить влияние луговой растительности на основные показатели почвенного плодородия.

Научная новизна исследований состоит в комплексной оценке приемов создания долголетних укосных травостоев, при этом:

— разработан принципиально новый подход к составлению травосмесей на экологическом принципе, что обеспечивает создаваемым укосным травостоям устойчивую высокую продуктивность на протяжении длительного срока;

— определено преимущество травосмесей при создании долголетних скашиваемых травостоев;

— установлены эффективные дозы минерального азотного удобрения для поддержания продуктивного долголетия злаковых и бобово-злаковых травостоев;

— разработаны способы чередования по годам использования сроков скашивания травостоев;

— определена агроэнергетическая эффективность долголетних злаковых и бобово-злаковых травостоев.

На защиту выносятся следующие основные положения:

— научное обоснование приемов создания высокопродуктивных укосных травостоев длительного пользования на основе подбора видов трав в травосмеси.

— оценка сроков и способов посева трав, нормы высева долголетних укосных травостоев;

— эффективность доз азотного удобрения на злаковых и бобово-злаковых травостоях как основного фактора поддержания их продуктивного долголетия и получения качественного корма.

Практическая значимость работы и реализация исследований. Результаты многолетних исследований раскрывают возможности создания высокопродуктивных укосных травостоев долголетнего пользования. На основании комплексной оценки выявлены злаки и бобовые, перспективные для создания долголетних укосных травостоев на Северо-Западе РФ. Предлагаемые приемы рационального использования укосных травостоев позволяют в каждом хозяйстве региона создавать сырьевые конвейеры на основе сочетания травосмесей и одновидовых посевов многолетних злаков и бобовых, обеспечивающих производство кормов высокого качества; увеличить содержание переваримого протеина и обменной энергии, что снизит расход концентрированных кормов на производство животноводческой продукции.

Внедрение рекомендаций в производство осуществлялось на основе выполнения договоров о творческом содружестве и хоздоговоров с учхозом "Пушкинское", хозяйствами Ленинградской, Новгородской, Ярославской, Калининградской областей, Коми АССР. Общая площадь лугов, на которых проводилась работа, составляет более 4000 га.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы апробированы и получили положительную оценку на совещании молодых ученых в г. Туле (1983), на научно-практической конференции в г. Челябинске (1987), на Всесоюзном совещании в г. Нижнем Новгороде (1988), на конференциях профессорско-преподавательского состава СПГАУ (Пушкин, 1980, 1985, 1994), на VIII Симпозиуме по новым кормовым растениям в г. Сыктывкаре (1995), на Международном совещании по луговодству в г. Новгороде (1995) на научно-практической конференции по лугопастбищному хозяйству в г. Вологда (1998).

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы для разработки следующих рекомендаций: "Развитие сельского хозяйства Ленинградской области на 2000 г." (в соавторстве); "Пути создания кормовой базы для фермерских хозяйств" (1992) (в соавторстве) и др.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано самостоятельно или в соавторстве 45 научных работ.

Личный вклад автора. Автору диссертации принадлежит: постановка проблемы, разработка программы исследований, составление схем опытов, их закладка и проведение, обобщение и теоретическое обоснование результатов исследований.

На некоторых этапах в совместных исследованиях принимали участие сотрудники ВНИИПТИМ, кафедры агрохимии и общего земледелия СПГАУ.

Во всех случаях использования совместных результатов авторство участников отмечено особо.

В процессе планирования, выполнения и обсуждения результатов автор получал советы от: академика В.Н. Ефимова, доктора б. н., профессора B.C. Шарашовой, докторов наук И.П. Дроздова, И.П. Лепковича, И.П. Гаврилюк, И.Н. Донских, Ф.Ф. Ганусевич, А.Л. Кокориной и других ученых и специалистов научных учреждений.

Автор выражает искреннюю благодарность ректорату СПГАУ за предоставленную возможность завершения диссертационной работы.

1. ПРОБЛЕМА СОЗДАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ СКАШИВАЕМЫХ ТРАВОСТОЕВ

1.1. История травосеяния в России

В XVII-XIX вв. в центральных губерниях России скотоводство составляло основу крестьянского хозяйства. Развитию скотоводства способствовало наличие естественных сенокосов и пастбищ. История, народный опыт их использования весьма поучительны и не потеряли своей актуальности и в наши дни, т.к. сенокосно-пастбищное хозяйство велось весьма экологично, "в согласии с природой" (Шилов, Уразов, 1984).

В связи с развитием промышленности наблюдалось уничтожение лесов, что привело к иссушению и эрозии почвы, снижению уровня грунтовых вод, сокращению числа озер и болот, обмелению и пересыханию рек, усилению континентальности климата, изменению состава почвенного и растительного покрова, животного мира.

В течение последних 150 лет отмечается постепенное снижение урожайности угодий, уменьшение площади заливных лугов вследствие обмеления рек, пойм. С ростом антропогенной нагрузки появляются первые примеры пастбищной дигрессии кормовых угодий.

Недостаток кормов, получаемых с природных кормовых угодий, стал частично покрываться за счет полевого травосеяния, начало которому было положено в первой половине XIX в. (Ларин, 1956, 1969, 1973; Шилов, Уразов, 1984).

Как известно, первые сведения в России о посевах трав в севооборотах относятся к концу XIII века (Болотов, 1771; Комов, 1788). Возрастающая численность населения городов, рост спроса на продукты животноводства, повышение цен на них в условиях развивающегося капиталистического производства заставили искать источники дешевых кормов (Ларин, 1956; Минина, 1972). Поэтому в начале XX в. было обращено внимание на улучшение лугов и освоение болот. Начиная с 30-х годов основным направлением в луговодстве было создание кормовых (луговых) севооборотов. Основоположником этого направления являлся В.Р. Вильяме. В зависимости от типа местообитания со свойственными

ему водно-воздушным и пищевым режи