In the Federal Williams Research Center of Forage Production and Agroecology in 1947 the study of the effectiveness of mineral and organic fertilizers was started. For 74 years of using the herbage without re-sowing, the features of succession variability have been revealed. There was a reformation of the seeded legume-grass herbage into two types: low grass-legume-motley grass against the background of the use of one- and two-component mineral fertilizers and manure (regressive succession) and grass-motley grass with the application of complete mineral fertilizer with high doses of nitrogen (progressive succession). On the herbage of the first type, the predominant species is the introduced species — red fescue (43.8–75.4%), on the herbage of the second type — high grasses (meadow foxtail, cocksfoot, awnless brome). The reformation of the herbage did not lead to a decrease in yield. Over the past 28 years (average for 1993–2020), the yield of herbage with regressive succession exceeded the control (3.3 t/ha dry matter) by 1.1–1.9 times, with progressive succession by 1.9–2.6 times. The annual consumption of nitrogen by grasses in the control was 54 kg, P2O5 — 14 kg, K2O — 46 kg. The application of one- and two-component mineral fertilizer and manure increases the consumption of nitrogen by 1.1–2.4 times, phos-phorus — by 1.3–3.1 times, potassium — by 1.3–3.6 times, the application of complete mineral fertilizer, respectively, in 2.3–3.5, 2.9–3.9 and 2.4–3.9 times. The quality of the received feed for the content of crude protein, crude fiber and crude ash on both types of herbage met the requirements of standard for the first and second class. The content of mineral elements also met the zootechnical standards.
hayfield, fertilizer, botanical composition, productivity, feed quality
Введение. Одним из факторов интенсификации животноводства является обеспечение животных высококачественными кормами с высокой энергетической и протеиновой питательностью и содержанием минеральных элементов. Значительную роль в создании устойчивой кормовой базы играет луговое кормопроизводство. В результате проведения многолетних исследований (Ротамстедская опытная станция в Великобритании — более 150 лет пользования травостоем, ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильям-са» — 74–85 лет пользования) доказано, что создание долголетних высокоурожайных сенокосных агрофитоценозов позволяет в течение длительного времени получать корм высокого качества при низких затратах за счет экономии материальных и технических средств на перезалужение, сохранения высокой урожайности и качества получаемого корма при внесении удобрений и сохранения ценного видового состава травостоя. Применение интенсивных технологий является ключевым фактором повышения продуктивности и качества корма долголетних сенокосов, определяемого химическим составом и соотношением в нем питательных веществ [1–7].
Материалы и методы. С целью определения эффективности различных систем и технологий создания и использования сенокосов в ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» с 1947 г. проводится долголетний полевой опыт. Исследования проводятся на типичном суходольном лугу временно избыточного увлажнения с дерново-подзолистой среднесуглинистой почвой. Травостой создан в 1946 г. путем посева сложной травосмеси. В ее состав входили клевер луговой Trifolium pratense L. (норма высева — 3 кг/га), клевер ползучий Trifolium repens L. (2 кг/га), тимофеевка луговая Phleum pratense L. (4 кг/га), овсяница луговая Festuca pratensis Huds. (10 кг/га), лисохвост луговой Alopecurus pratensis L. (3 кг/га), кострец безостый Bromus inermis Leyss. (3 кг/га), мятлик луговой Poa pratensis L. (2 кг/га). Перед посевом трав в слое почвы 0–20 см содержалось 2,03% гумуса, 70 мг/кг обменного калия, 50 мг/кг подвижного фосфора, рНсол. 4,3. Перед закладкой опыта было внесено 4,5 т/га извести. В качестве удобрений применяются аммиачная селитра, суперфосфат, хлористый калий и полуперепревший навоз КРС. Азотные удобрения в зависимости от технологии вносились единоразово весной или дробно под укос, калийные и фосфорные — весной. Отчуждение надземной массы проводилось в фазу цветения преобладающего вида (лисохвоста лугового) и в первой декаде сентября. Ботанический состав долголетнего травостоя определяли методом весового анализа, биохимический состав получаемого корма — в лаборатории массовых анализов ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса». На основе балансового метода проведено сравнение потребления элементов питания (азот, фосфор, калий) и поступления их за счет подкормок травостоя минеральными и органическими удобрениями. Статистическую обработку данных по урожайности проводили методом дисперсионного анализа [8].
Опыт включен в реестр Географической сети опытов с удобрениями, является достоянием отечественной сельскохозяйственной науки. Имеется аттестат РАСХН длительного опыта № 145 от 1 января 2009 года.
Результаты исследований и их обсуждение. Ботанический состав исходного сеяного травостоя в зависимости от видов и доз применяемых удобрений с течением времени подвергался существенным изменениям. В результате при внесении одно- и двухкомпонентных минеральных подкормок и навоза сформировался низовой злаково-бобово-разнотравный тип травостоя (регрессивная сукцессия), при систематическом внесении полного минерального удобрения — злаково-разнотравный (прогрессивная сукцессия) (рис. 1). На 75-й год жизни при прогрессивной сукцессии в травостое преобладали верховые злаки (50,1–98,4%), при регрессивной — низовые 54,7–91,2% (рис. 2). При регрессивной сукцессии доминантом является овсяница красная — 43,8–75,4%, из верховых видов доминантом остается лисохвост луговой при внесении N90K90 и N60P45K90 — 41,8 и 48,7% соответственно. При внесении фосфорных, калийных и органических удобрений участие бобовых в травостое составляет 13,4–29,6%. При прогрессивной сукцессии доминантами являются лисохвост луговой (36,0–64,5%), ежа сборная (44,5–49,1%) и кострец безостый (71,5%).
Урожайность долголетних травостоев в среднем за последние 28 лет пользования на контрольном варианте составляет 3,3 т/га, при регрессивной сукцессии урожайность возрастает в 1,1–1,9 раза (табл. 1).
При прогрессивной сукцессии на фоне N90PK урожайность составляет 6,3 т/га (в 1,9 раз выше контроля), с увеличением дозы азота до 120 кг действующего вещества (д. в.) на 1 га она увеличивается в 2,1–2,3 раза, до 180 кг д.в./га — в 2,5–2,6 раза, при внесении органо-минерального удобрения — в 1,9–2,2 раза.
Рис. 1. Сформировавшиеся на 74-й год пользования типы травостоев
Рис. 2. Ботанический состав долголетних травостоев (74-й год пользования)
Вынос минеральных веществ без вне-сения удобрений (контроль) при формировании урожайности за счет естественного плодородия почвы составляет 54 кг азота, 14 кг P2O5, 46 кг K2O. При регрессивной сукцессии сбор азота увеличивается в 1,1–2,4 раза, фосфора — в 1,3–3,1 раза, калия — в 1,3–3,6 раза. При внесении полного минерального удобрения сбор азота увеличился в 2,3–3,5 раза, фосфора — в 2,9–3,9 раза, калия — в 2,4–3,9 раза по сравнению с контролем. При внесении комплексного органо-минерального удобрения сбор азота в 2,6–2,7 раза выше контроля, в 1,6–1,8 ра-за выше, чем при внесении навоза, сбор фосфора в 3,6–3,8 и 2,0–2,2 раза, сбор калия в 3,5 и 2,1–2,4 раза соответственно. Коэффициент использования удобрений при регрессивной сукцессии составил: для азотных 30–58%, для фосфорных 24–40%, для калийных 61–86%, при прогрессивной сукцессии соответственно 40–67%, 47–56% и 92–109%.
1. Вынос минеральных веществ с урожаем трав
в среднем за последние 28 лет пользования (1993–2020 гг.)
|
Вариант |
Урожайность сухого вещества, т/га |
Вынос из почвы, кг/га |
Коэффициент использования удобрений, % |
||||
|
N |
P2O5 |
K2O |
N |
P2O5 |
K2O |
||
|
Регрессивная сукцессия |
|||||||
|
Без удобрений |
3,3 |
54 |
14 |
46 |
— |
— |
— |
|
K90 |
4,2 |
76 |
18 |
101 |
— |
— |
61 |
|
Р45 |
3,5 |
60 |
25 |
48 |
— |
24 |
— |
|
N120 |
5,0 |
117 |
23 |
58 |
52 |
— |
— |
|
10 т/га навоза (1 раз в 4 года) |
4,4 |
79 |
23 |
66 |
— |
— |
— |
|
20 т/га навоза (1 раз в 4 года) |
5,0 |
92 |
27 |
76 |
— |
— |
— |
|
Р45K90 |
4,9 |
90 |
34 |
114 |
— |
36 |
73 |
|
N90K90 |
5,8 |
112 |
25 |
141 |
40 |
— |
— |
|
N120K90 |
6,0 |
128 |
25 |
137 |
43 |
— |
86 |
|
N80+40K120 |
6,3 |
123 |
30 |
167 |
— |
— |
— |
|
N120P45 |
5,4 |
129 |
41 |
60 |
58 |
40 |
— |
|
N60P45K90 |
5,9 |
108 |
44 |
135 |
30 |
— |
— |
|
Прогрессивная сукцессия |
|||||||
|
N90P45K90 |
6,3 |
126 |
44 |
146 |
40/60 |
— |
— |
|
N45P30K60 + N45P30K60 |
6,5 |
122 |
48 |
160 |
— |
— |
— |
|
N120P30K60 |
6,8 |
139 |
41 |
112 |
— |
— |
— |
|
N120P45K90 |
7,2 |
146 |
48 |
145 |
47/63 |
51 |
94 |
|
N80+40P45K90 |
7,1 |
139 |
46 |
143 |
41/52 |
47 |
92 |
|
N80+40P45K90 + Са |
7,5 |
148 |
50 |
152 |
48/67 |
56 |
109 |
|
N80+40P60K120 |
7,0 |
138 |
46 |
181 |
— |
— |
— |
|
N120+60P45K90 |
8,2 |
181 |
48 |
151 |
50/61 |
— |
— |
|
N120+60P60K120 |
8,5 |
187 |
55 |
177 |
— |
— |
— |
|
10 т/га навоза (1 раз в 4 года) и N90P45K90 |
6,4 |
143 |
50 |
161 |
— |
— |
— |
|
20 т/га навоза (1 раз в 4 года) и N90P45K90 |
7,4 |
144 |
53 |
159 |
— |
— |
— |
|
НСР05 |
0,8 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
Качество корма долголетнего сенокоса оценивали в соответствии с ГОСТ Р 55452–2013 «Сено и сенаж. Технические условия». В зависимости от типа травостоя получаемый корм относится к одной из двух указанных в ГОСТ категорий: сеяные злаковые травы или травы естественных угодий.
При регрессивной сукцессии в вариантах без удобрений и при внесении навоза, P45, K90, P45K90, N90K90 и N60P45K90 по содержанию сырого протеина (10,37–12,19%) сено соответствовало второму классу качества, при увеличении дозы азота в составе одно- и двухкомпонентных подкормок до 120 кг д.в./га качество корма повысилось до первого класса (12,12–15,06% СП) (табл. 2).
2. Качество корма долголетнего агрофитоценоза
в среднем за последние 28 лет пользования (1993–2020 гг.)
|
Вариант |
Содержание в сухом веществе, % |
|||||
|
сырой протеин |
сырая клетчатка |
сырая зола |
фосфор |
калий |
кальций* |
|
|
Регрессивная сукцессия |
||||||
|
Без удобрений |
10,37 |
25,58 |
6,58 |
0,20 |
1,17 |
0,60 |
|
K90 |
11,25 |
27,30 |
7,87 |
0,18 |
1,98 |
0,68 |
|
Р45 |
10,69 |
25,43 |
7,27 |
0,32 |
1,13 |
0,69 |
|
N120 |
14,56 |
26,22 |
5,88 |
0,19 |
0,95 |
0,56 |
|
10 т/га навоза (1 раз в 4 года) |
11,25 |
25,84 |
6,32 |
0,23 |
1,26 |
0,64 |
|
20 т/га навоза (1 раз в 4 года) |
11,56 |
26,10 |
6,60 |
0,25 |
1,26 |
0,68 |
|
Р45K90 |
11,44 |
27,94 |
7,32 |
0,31 |
1,93 |
0,61 |
|
N90K90 |
12,19 |
26,49 |
6,78 |
0,20 |
2,04 |
0,52 |
|
N120K90 |
13,38 |
26,90 |
7,05 |
0,18 |
1,93 |
0,63 |
|
N80+40K120 |
12,12 |
27,14 |
6,92 |
0,21 |
2,21 |
0,46 |
|
N120P45 |
15,06 |
26,34 |
5,63 |
0,32 |
0,94 |
0,54 |
|
N60P45K90 |
11,50 |
27,72 |
7,01 |
0,32 |
1,90 |
0,57 |
|
Прогрессивная сукцессия |
||||||
|
N90P45K90 |
12,56 |
28,57 |
6,76 |
0,30 |
1,93 |
0,48 |
|
N45P30K60+ N45P30K60 |
11,75 |
29,23 |
7,23 |
0,32 |
2,04 |
0,53 |
|
N120P30K60 |
12,81 |
27,45 |
5,80 |
0,27 |
1,37 |
0,48 |
|
N120P45K90 |
12,75 |
28,95 |
6,19 |
0,30 |
1,68 |
0,46 |
|
N80+40P45K90 |
12,25 |
27,03 |
6,03 |
0,28 |
1,68 |
0,48 |
|
N80+40P45K90 + Са |
12,38 |
27,45 |
6,09 |
0,30 |
1,69 |
0,57 |
|
N80+40P60K120 |
12,25 |
27,96 |
6,95 |
0,29 |
2,13 |
0,51 |
|
N120+60P45K90 |
13,81 |
29,11 |
6,08 |
0,26 |
1,53 |
0,47 |
|
N120+60P60K120 |
13,75 |
27,14 |
6,19 |
0,28 |
1,73 |
0,47 |
|
10 т/га навоза (1 раз в 4 года) и N90P45K90 |
12,00 |
28,73 |
6,97 |
0,32 |
1,79 |
0,57 |
|
20 т/га навоза (1 раз в 4 года) и N90P45K90 |
12,19 |
25,57 |
6,22 |
0,28 |
1,19 |
0,52 |
*Данные по содержанию кальция представлены за 1993–2006 гг.
Содержание сырой клетчатки в корме во всех вариантах соответствовало требованиям для сена первого класса. При прогрессивной сукцессии в вариантах с внесением полного минерального удобрения с дозой азота 90–120 кг д.в./га содержание сырого протеина (11,75–12,81%) соответствовало второму классу качества, при увеличении дозы азота до 180 кг д.в./га — первому классу (13,75–13,81%). Содержание сырой клетчатки при внесении полного минерального удобрения с дозой азота 90–180 кг д.в./га увеличивается (25,57–29,23%), полученный корм преимущественно соответствует требованиям первого класса. Содержание сырой золы (5,6–7,9%) в регрессивной и прогрессивной сукцессиях соответствовало требованиям первого класса качества.
Важным показателем качества корма является содержание минеральных элементов в кормах [9]. При регрессивной сукцессии содержание фосфора в корме без внесения фосфорных удобрений и при внесении навоза составляет 0,18–0,25%, при внесении P45, P45K90, N120P45 и N60P45K90 возрастает до 0,31–0,32%, что приближается к нижней границе оптимального содержания фосфора в кормах (0,35%). В прогрессивной сукцессии при внесении полного минерального и органо-минерального удобрения содержание фосфора увеличивается до 0,26–0,32%. Содержание калия также возрастает при внесении одно- и двухкомпонентной подкормки, включающей данный элемент, и полного минерального удобрения. Содержание кальция в корме соответствует зоотехническим нормам.
Концентрация обменной энергии при регрессивной (9,48–9,94 МДж в 1 кг сухого вещества) и прогрессивной сукцессии (9,45–9,77 МДж в 1 кг сухого вещества) и содержание кормовых единиц соответственно 0,72–0,79 и 0,71–0,76 в 1 кг сухого вещества отвечает требованиям для объемистых кормов высокого качества. Это позволяет снизить расход концентратов в зимний стойловый период при включении в рацион сена.
Заключение. При долголетнем использовании сенокосного фитоценоза без перезалужения при внесении различных доз минеральных удобрений, навоза и их сочетания произошло его переформирование в два типа травостоя: низовой злаково-бобово-разнотравный (регрессивная сукцессия) и злаково-разнотрав-ный (прогрессивная сукцессия). Из сеяных видов злаковых в травостое сохранился лисохвост луговой — до 64,5%, кострец безостый — до 71,5% и мятлик луговой — до 6,1%, преобладающим внед- рившимся видом является овсяница красная — до 75,4%. Ежегодное потребление азота, фосфора и калия возрастает с внесением повышенных доз минеральных удобрений на обоих типах травостоя. Переформирование долголетнего сенокоса в низовой тип травостоя не привело к снижению урожайности (3,5–6,3 т/га сухого вещества), урожайность травостоев верхового типа составляет 6,3–8,5 т/га, что в 1,9–2,6 раза выше контрольного варианта. По содержанию сырого протеина, сырой клетчатки и сырой золы получаемый на обоих типах травостоя корм соответствовал требованиям ГОСТ к высококлассному сену, по содержанию минеральных элементов — зоотехническим нормам.
1. Kosolapov V.M. Vladimir Kosolapov: «Kormoproizvodstvo - eto osnova ustoychivogo razvi-tiya vysokoproduktivnogo zhivotnovodstva» // Agrarnaya nauka. - 2019. - № 2. - S. 25-26.
2. Spravochnik po kormoproizvodstvu. - 5-e izd., pererab. i dop. / pod red. V.M. Kosolapova, I.A. Trofimova. - M. : Rossel'hozakademiya, 2014. - 717 s.
3. Zhezmer N.V. Potreblenie travami pitatel'nyh veschestv i kachestvo travyanogo syr'ya dolgolet-nih rannespelyh mnogoukosnyh zlakovyh agrocenozov // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr. - 2018. - Vyp. 17 (65). - S. 94-100.
4. Kutuzova A.A., Privalova K.N. Perspektivy razvitiya lugovogo kormoproizvodstva Rossii // Peredovye dostizheniya nauki v molochnoy otrasli : sb. nauch. tr. po rezul'tatam raboty Vseros-siyskoy nauchno-prakticheskoy konferencii «Peredovye dostizheniya nauki v molochnoy otras-li» v ramkah III molochnogo foruma «Vologda - molochnaya stolica Rossii» (Vologda, 25 oktyabrya 2019 goda). - Vologda, 2019. - S. 156-163.
5. Rabotnov T.A. Vliyanie dolgoletnego vneseniya udobreniy na lugovoy fitocenoz // Byulleten' Moskovskogo obschestva ispytateley prirody (otdel biologicheskiy). - 1982. - T. 87, vyp. 4. - S. 78-90.
6. Kutuzova A.A., Zotov A.A., Teberdiev D.M., Privalova K.N. Razrabotat' energosberegayuschie mnogovariantnye tehnologii sozdaniya seyanyh senokosov i pastbisch, adaptivnyh po tipam ugodiy i zonam, obespechivayuschie povyshenie produktivnosti pri uskorenii okupaemosti kapital'nyh vlozheniy // Programma i metodika provedeniya nauchnyh issledovaniy po lugovodstvu (po Mezhvedomstvennoy koordinacionnoy programme NIR Rossel'hozakademii na 2011-2015 gg.) / pod red. A.A. Kutuzovoy, K.N. Privalovoy. - M. : FGOU RCSK, 2011. - S. 29-43.
7. Kutuzova A.A., Provornaya E.E., Cybenko N.S. Vliyanie vidov i sortov bobovyh trav na kachestvo pastbischnogo korma // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr. - 2018. - Vyp. 17 (65). - S. 74-82.
8. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta. - M. : Agropromizdat, 1985. - 351 s.
9. Kosolapov V.M., Chuykov V.A., Hudyakova H.K., Kosolapova V.G. Mineral'nye elementy v kor-mah i metody ih analiza : monografiya. - M. : Ugresha T, 2019. - 272 s.
