Введение. В создании устойчивой кормовой базы для животноводства значительная роль принадлежит луговому кормопроизводству. В современных условиях при постоянном росте цен на материально-технические и трудовые ресурсы актуальным направлением в исследованиях по луговодству является разработка энерго- и ресурсосберегающих агротехнических приемов и технологий [1; 2]. Долголетние многоукосные разнопоспевающие агроценозы, созданные на основе корневищных видов злаков, обеспечивают продуктивное долголетие лугов и получение качественного травяного сырья для заготовки энергонасыщенных и питательных объемистых кормов — сенажа и силоса [3; 4]. При длительном интенсивном использовании травостоев без перезалужения в несколько раз снижаются капитальные затраты на создание агроценозов, уменьшается себестоимость кормов и повышается энергетическая эффективность укосной технологии [5–7].В настоящее время в ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» научные разработки завершаются их энергетическим и экономическим анализом для обоснования путей сокращения расхода ресурсов и энергии при производстве кормов на сенокосах и пастбищах [6; 8]. Агроэнергетическая оценка приемов и технологий позволяет определить затраты антропогенной энергии (живого и овеществленного труда) в единых показателях (джоулях) в соответствии с международной системой СИ [9; 10]. При этом выявляется эффективность затрат антропогенной энергии и роль природных факторов в продукционном процессе [11].Природные факторы, участвующие в формировании урожайности травостоев и производстве энергии агроэкосистемами, очень разнообразны — это видовой и возрастной состав популяции луговых трав, энергия солнца, потенциальное и активное плодородие почвы, запас влаги в почве, погодные условия и др. [12]. В исследованиях ВНИИ кормов установлено, что в разрабатываемых энерго- и ресурсосберегающих технологиях на лугах снижение антропогенных затрат энергии в значительной мере происходит за счет мобилизации природных факторов [13–15].Цель исследований — выявить энергетическую эффективность создания и долголетнего интенсивного использования укосной технологии, а также роль антропогенных затрат и природных факторов в продукционном процессе разнопоспевающих злаковых травостоев.Условия, материалы и методы. Экспериментальные данные получены на основе полевого опыта, проведенного в 1994–2019 гг. во ВНИИ кормов. В опыте изучались ранние и среднеспелые одновидовые посевы наиболее долголетних злаковых трав и травосмеси с их доминированием 12–37-го годов пользования (г.п.) при трехукосном режиме скашивания. Площадь делянки — 40 м2, размещение вариантов систематическое со смещением по повторностям. Опытный участок относится к суходольному типу луга с временно избыточным увлажнением, почва дерново-подзолистая среднесуглинистая. При подготовке почвы к посеву в 1982 г. внесли 3 т/га известковой муки. На 12 г.п. в слое почвы 0–20 см содержалось 1,8% гумуса, 109 мг/кг подвижного фосфора, 44 мг/кг обменного калия, рНсол — 5,7.Травы районированных сортов высеяли весной 1982 г. под покров горохо-овсяной смеси. Для залужения использовали корневищные злаки — лисохвост луговой (Alopecurus pratensis L.) сорт Серебристый, кострец безостый (Bromopsis inermis Leyss.) Моршанский 760, двукисточник тростниковый (Phalaroides arundinacea L.) Первенец и рыхлокустовую ежу сборную (Dactylis glomerata L.) ВИК 61. В качестве видов-уплотнителей в травосмеси включали короткокорневищный мятлик луговой (Poa pratensis L.) Йыгева 1 и рыхлокустовые злаки — тимофеевку луговую (Phleum pratense L.) ВИК 9 и овсяницу тростниковую (Festuca arundinacea Schreb.) Балтика. Тип скороспелости агроценозов, виды трав, состав травосмесей и нормы высева семян (кг/га) при 100%-ной посевной годности даны в таблице 1. В 1983–1993 гг. опыт проводили при орошении. В 1994–2019 гг. по организационно-экономическим причинам исследования продолжили при естественном увлажнении. 1. Продуктивность разнопоспевающих агроценозов и качество травяного сырья в среднем за 1994–2019 гг. Тип и состав агрофитоценоза, норма высева семян (кг/га)УрожайностьСВ, ц/гаСодержание сеяных видов, %Произведено на 1 гаСодержаниеОЭ, ГДжСП, кгМДж ОЭ в 1 кг СВПП, г/корм. ед.Раннеспелый      Лисохвост луговой (16)68,66569112910,1142Ежа сборная (18)69,05170108910,1133Лисохвост (11) + ежа (6)71,47472114810,1138Ежа (12) + тимофеевка луговая (4) + мятлик луговой (4)70,97471110810,1133Среднеспелый      Кострец безостый (20)83,7708211159,7116Кострец (14) + тимофеевка (4)85,6728411499,8116Двукисточник тростниковый (10) 87,5658411889,6122Двукисточник (7) + овсяница тростниковая (6)91,2688812609,6125НСР056,1       Для получения травяной массы, обеспечивающей заготовку качественного сенажа, агроценозы со второго года жизни (1983 г.) косили в системе сырьевого конвейера три раза за сезон. Первый укос убирали в начале фазы колошения доминирующего в травостое вида. Второй и третий укосы скашивали при высоте трав более 50 см. В среднем за 1994–2019 гг. доза удобрений за сезон составила N180P40K155. Аммиачную селитру и хлористый калий вносили дробно — равными частями под каждый укос. Подкормку травостоев суперфосфатом проводили весной. Дозы фосфора и калия периодически изменяли в зависимости от содержания в почве Р2О5 и K2О.Учеты, наблюдения, анализы и расчеты проводили в соответствии с методиками исследований, принятыми в луговодстве. Агроэнергетическая оценка укосной технологии проведена по разработанной во ВНИИ кормов методике, утвержденной РАСХН [9–11]. Расчеты капитальных (единовременных) вложений на создание агроценозов и текущих (ежегодных) производственных затрат на уход и использование травостоев сделаны на основе типовых технологических карт с учетом энергетических эквивалентов на материально-технические и трудовые ресурсы.Результаты исследований и их обсуждение. Полученные данные показали, что при долголетнем трехукосном использовании выявлено преимущество целенаправленно сформированных смешанных агроценозов по сравнению с одновидовыми посевами трав. У травосмесей установлены более высокие и выровненные по годам урожайность и содержание сеяных видов (табл. 1). Смешанные травостои за счет компенсационного эффекта меньше реагируют на ухудшение погодных условий и более устойчивы к внедрению в агроценоз дикорастущих видов. На основе комплексной оценки экспериментальных данных для создания раннего травостоя укосного конвейера перспективной оказалась двухкомпонентная травосмесь из лисохвоста лугового (11 кг/га семян) и ежи сборной (6 кг/га). В среднем за 12–37 г.п. с 1 га получено 71 ц/га сухого вещества (СВ), 72 ГДж обменной энергии (ОЭ) и 1148 кг сырого протеина (СП) при содержании 10,1 МДж ОЭ в 1 кг СВ и 138 г/корм. ед. переваримого протеина (ПП). Для организации среднего звена сырьевого конвейера высокую продуктивность долголетних агроценозов обеспечило залужение травосмесями из костреца безостого (14 кг/га) с тимофеевкой луговой (4) и из двукисточника тростникового (7) с овсяницей тростниковой (6 кг/га). В среднем за 26 лет продуктивность 1 га соответственно составила 86 и 91 ц СВ, 84 и 88 ГДж обменной энергии, 1149 и 1260 кг сырого протеина при содержании 9,8 и 9,6 МДж ОЭ в 1 кг СВ, 116 и 125 г/корм. ед. переваримого протеина (табл. 2).Агроэнергетическая оценка технологии создания и длительного трехукосного использования разнопоспевающих злаковых травостоев сделана с учетом 20% неизбежных технологических потерь (при заготовке сенажа) произведенных на 1 га урожайности СВ, обменной энергии и сырого протеина (табл. 2 и 3). 2. Антропогенные затраты энергии на создание и использование на сенаж злаковых травостоев 13–38-го года жизни Тип скороспелости и состав травостояКапитальные вложения в среднем за 38 лет, ГДж/гаТекущие производственные затратыСовокупные затраты энергии, ГДж/гавсего, ГДж/гав том числе, %удобрениеиспользованиеРаннеспелый     Лисохвост луговой0,7923,55811924,34Ежа сборная 0,7923,56802024,35Лисохвост + ежа0,7923,61802024,40Ежа + тимофеевка луговая + мятлик луговой0,8023,60802024,40Среднеспелый     Кострец безостый 0,8123,88792124,69Кострец + тимофеевка0,8023,93792124,73Двукисточник тростниковый 0,7723,97792124,74Двукисточник + овсяница тростниковая0,7724,05792124,82 3. Энергетическая эффективность антропогенных затрат и роль природных факторов при долголетнем использовании на сенаж разнопоспевающих травостоев в среднем за 26 лет  Тип и составтравостояСбор ОЭ с учетом потерь, ГДж/гаАнтропогенные энерго-затраты, ГДж/гаПриродные факторы в структуре производства ОЭАК, %Удельные затраты на производство, МДжГДж/га*%1 ГДж ОЭ1 кг СПРаннеспелый       Лисохвост луговой 55,424,331,15622843926,9Ежа сборная 56,024,431,65623043628,0Лисохвост + ежа 57,724,433,35823642326,6Ежа + тимофеевка луговая + мятлик луговой57,024,432,65723442827,5Среднеспелый       Кострец безостый 65,224,740,56226437927,7Кострец + тимофеевка66,924,742,26327136926,9Двукисточник тростниковый67,124,742,46327236826,0Двукисточник + овсяница тростниковая 70,024,845,26528235424,6*Природные факторы определяли по разнице сбора ОЭ и совокупных затрат антропогенной энергии. В текущих производственных затратах (23,6–24,0 ГДж/га в среднем за 1994–2019 гг.) основная доля, 79–81%, приходилась на трехкратное применение удобрений (N180P40K155 за сезон). Ежегодные затраты на использование травостоев (кошение, ворошение, подбор подвяленной массы кормоуборочным комбайном ДОН-680М, ее транспортировка и закладка сенажа) составили 19–21%. Это в 3,7–4,2 раза меньше затрат на подкормку удобрениями. Однако высокое продуктивное долголетие интенсивных злаковых агроценозов и получение энергонасыщенного, полностью обеспеченного переваримым протеином травяного сырья для заготовки объемистых кормов, возможно только при внесении оптимальных доз минеральных удобрений [16].Среднегодовые совокупные затраты антропогенной энергии на создание, уход и использование раннеспелых травостоев составили 24,3–24,4 ГДж/га (табл. 2). На среднеспелых агроценозах этот показатель был несколько выше — 24,7–24,8 ГДж/га, что обусловлено более высокой урожайностью агроценозов с кострецом безостым и двукисточником тростниковым (табл. 1). В результате долголетнего (38 лет жизни) использования травостоев доля капитальных энергетических вложений в структуре среднегодовых совокупных затрат составила 3%.Агроэнергетическая оценка долголетнего трехукосного использования рекомендуемых производству разнопоспевающих злаковых травостоев показала достаточно высокую энергетическую эффективность интенсивной технологии (табл. 3). Установлено, что агроэнергетический коэффициент — АК (окупаемость антропогенных затрат сбором обменной энергии) был на раннеспелом двухвидовом агроценозе с доминированием лисохвоста лугового 236% при сборе обменной энергии 58 ГДж/га. На среднеспелых смешанных травостоях (с кострецом безостым и двукисточником тростниковым) в результате большого сбора обменной энергии с 1 га (67–70 ГДж) агроэнергетический коэффициент повысился до 271–282%. При этом удельные затраты антропогенной энергии на производство 1 ГДж обменной энергии соответственно составили 423 и 354–369 МДж, а на 1 кг сырого протеина — 26,6 и 24,6–26,9 МДж.Единовременные капитальные затраты энергии на создание 1 га разнопоспевающих агроценозов составили 29,4–30,7 ГДж. Среднегодовые затраты в расчете на 38 лет жизни (л.ж.) трав были 0,77–0,81 ГДж (табл. 2).Это значительно ниже, чем при обычном краткосрочном использовании лугов — 4,90–5,12 ГДж/га в среднем за 6 лет. Большая часть энергетических затрат (49–51%) в структуре капитальных вложений приходилась на проведение известкования. Антропогенные затраты энергии на обработку почвы были 22–23%, а на семена трав и покровной культуры составили 26–29%. Методика оценки агроэнергетической эффективности приемов и технологий в луговом кормопроизводстве позволяет выявить значение природных факторов в структуре производства обменной энергии травостоями [11; 14]. Так, при соблюдении рекомендуемой агротехники на перспективных многоукосных агроценозах 12–37-го г.п. за счет природных факторов с 1 га получено 33 ГДж обменной энергии на раннеспелом и 42–45 ГДж на среднеспелых смешанных травостоях (табл. 3). Это соответственно составило 58 и 63–65% в структуре производства обменной энергии и в 1,4–1,8 раза превышало антропогенные затраты энергии на создание агроценозов, уход и использование. Следовательно, в продукционном процессе долголетних трехукосных луговых агроэкосистем ведущая роль принадлежит возобновляемым природным факторам.В исследованиях, проведенных во ВНИИ кормов, установлено, что при разработке энергосберегающих сенокосных и пастбищных технологий необходимо увеличивать использование природных факторов. Выявлено, что за счет обработки почвы, подбора трав для залужения и интенсификации других приемов происходит мобилизация природных факторов [13–15]. Это способствует повышению продуктивности травостоев и позволяет снизить затраты антропогенной энергии на лугах. В наших исследованиях высокая доля природных факторов в структуре производства обменной энергии объясняется продуктивным долголетием самовозобновляющихся корневищных видов (до 38 г.ж.) при внесении за сезон N180P40K155 и скашиванием злаковых травостоев в оптимальные сроки.Заключение. На основе комплексной оценки (включающей агроэнергетическую) данных долголетних исследований разработана энергосберегающая технология создания разнопоспевающих злаковых травостоев и их длительного (до 38-го года жизни трав) трехукосного использования для заготовки объемистых кормов. Рекомендуемые травосмеси: ранняя из лисохвоста лугового с ежой сборной и среднеспелые с доминированием костреца безостого или двукисточника тростникового обеспечивают получение энергонасыщенного и питательного травяного сырья (для сенажа) с содержанием 9,6–10,1 МДж ОЭ в 1 кг СВ и 116–138 г переваримого протеина в расчете на 1 корм. ед. При сборе с 1 га в среднем за 12–37-й годы пользования на раннем травостое 58 ГДж обменной энергии, а на среднеспелых агроценозах 67–70 ГДж среднегодовые совокупные антропогенные энергозатраты на создание и использование окупаются соответственно в 2,4 и 2,7–2,8 раза. Установлено, что в продукционном процессе разнопоспевающих травостоев ведущая роль принадлежит возобновляемым природным факторам. При соблюдении рекомендуемой агротехники (в том числе внесение N180PK) в структуре производства обменной энергии 58–65% приходится на природные факторы.Продуктивное долголетие целенаправленно сформированных злаковых самовозобновляющихся травостоев для раннего и среднего звеньев укосного конвейера позволяет исключить 4–6 повторных залужений. В результате экономится 117–182 ГДж/га капитальных энергетический затрат и 52–108 кг/га семян многолетних трав на коренное улучшение. При этом появляется возможность увеличения площадей сеяных луговых угодий и улучшения организации заготовки кормов с повышением их качества благодаря скашиванию травостоев в более ранние и оптимальные сроки в системе укосного конвейера.