ENERGY AND NUTRITIONAL VALUE OF VARIOUS PERENNIAL GRASSES AND THEIR MIXTURES ON SODDY-PODZOLIC SOILS OF THE UPPER VOLGA REGION
Abstract and keywords
Abstract (English):
As a result of many years of research on the energy and nutritional value of various perennial herbs and their mixtures on soddy-podzolic soil in the Upper Volga region, as well as the calculation of the possible gross milk yield when fed, it has been established that festulolium in a single-species sowing is superior to timothy grass both in control and on the background of mineral nutrition. On average, over five years, its green mass yield was 2.7 more, dry matter by 0.41 t/ha, fodder units and metabolic energy yield by 0.54 thousand/ha and 5.6 GJ/ha in control and 3.7, 0.58 t/ha, 0.75 thousand/ha, 7.3 GJ/ha, respectively, against the background with mineral fertilizers. The productivity of variable alfalfa was higher than that of red clover. In mixed crops, the most productive on both agricultural backgrounds was the grass mixture of alfalfa and festulolium, which surpassed the clover-festulolium mixture in the collection of fodder units by 2.48 thousand/ha, exchange energy — by 31.1 GJ/ha in control, by 2.68 thousand/ha and 12.3 GJ/ha, respectively, against the background of mineral nutrition. Mixtures of alfalfa and clover with festulolium are the most balanced in terms of sugar and protein. Their sugar-protein ratio was 1.63 and 1.04 in the control and 1.60 and 1.30 in the presence of mineral nutrition, and the provision of the feed unit with digestible protein corresponded to the zootechnical norm or was close to it. The highest yield of milk, both in terms of exchange energy and sugar, is provided by a mixture of alfalfa with festulolium — 10750 and 12050 liters in the control and 12287 and 13910 liters against the background of mineral nutrition, the smallest is timothy meadow in a single-species sowing.

Keywords:
perennial herbs, grass mixtures, festulolium, nutritional and energy value, milk yield, soddy-podzolic soil
Text
Text (PDF): Read Download

Введение. Молочное скотоводство наиболее эффективное и рентабельное направление в АПК Верхневолжского региона. Во многом результативность этой отрасли зависит от состояния кормовой базы. По различным данным, молочная продуктивность на 60% определяется полноценностью кормления, на 30% — генотипом или наследственностью. Необходимое условие полноценности кормов — это их высокое качество и хорошая поедаемость животными. Отечественный и мировой опыт показывает, что реализация генетического потенциала молочных коров на 50% зависит от обеспечения их обменной энергией, на 25% — протеином и на 25% — сахаром, минеральными веществами и витаминами [1; 2]. Адаптивные технологии кормопроизводства должны обеспечить высокий уровень энергетического, углеводного и протеинового питания животных. На сегодняшний день сахаропротеиновое отношение часто не выходит за пределы 0,4 : 1 (при норме не менее 0,8 : 1). В рационах стойлового периода дефицит сахара достигает 50%, что приводит к повышению расхода протеина на 10–15%, а то и до 30%, который значительно снижает экономическую эффективность молочного животноводства [3; 4]. В кормопроизводстве региона нерешенной остается проблема сбалансирования рационов не только по сахару, но и по протеину. Однако ассортимент культур, возделываемых для производства белкового корма, достаточно обширен — это и разные виды клевера, люцерна изменчивая, зернобобовые и другие культуры из семейства бобовых, но в этих культурах мало углеводов. Сельскохозяйственных культур, адаптированных к условиям Ивановской области, с высоким содержанием водорастворимых углеводов мало. Кроме кормовых корнеплодов, выращивание которых очень затратно, повышенное содержание водорастворимых углеводов наблюдается только у райграсов и фестулолиума [5].

У многолетних райграсов отсутствуют долголетние адаптивные формы со стабильной по годам продуктивностью и высокой зимостойкостью. Возделывание однолетних райграсов экономически невыгодно. В отличие от райграсов фестулолиум (Festulolium) характеризуется хорошей зимостойкостью и адаптивностью, многолетностью, энергетической и протеиновой питательностью, стабильной урожайностью, а также высоким содержанием сахара. Многолетние травы в одновидовых посевах не в состоянии сбалансировать корма по двум основным питательным веществам — протеину и сахару. Для получения полноценных кормов их необходимо выращивать в смешанных посевах, о пользе которых хорошо известно и которые широко используются [6; 7; 8]. При правильном подборе компонентов по видовому и сортовому составу, с учетом критериев совместимости, они имеют существенные преимущества перед одновидовыми посевами по урожайности и качеству зеленой массы.

Фестулолиум для области культура относительно новая. В отличие от традиционных злаковых трав, таких как тимофеевка луговая, фестулолиум слабо изучен. Не изученными остаются вопросы формирования урожайности в одновидовых и смешанных посевах, питательная ценность кормовой массы. Очень важно иметь представление о выходе молока при его скармливании с учетом содержания в сухой массе обменной энергии, переваримого протеина и сахара.

Имеющиеся в литературе данные по изучению фестулолиума в аналогичных с Верхневолжским регионом почвенно-климатических условиях свидетельствуют об эффективности выращивания его как в одновидовых, так и смешанных посевах, о высокой кормовой ценности зеленой массы.

Так, в среднем за годы конкурсного испытания в ЦФО урожайность зеленой массы фестулолиума достигла 74,3 т/га, сухой массы 14 т/га, что выше, чем у овсяницы луговой соответственно на 35 и 27%. По валовому сбору протеина превышение составило 0,42 т/га, водорастворимых углеводов 1,12 т/га [9].

В результате химической оценки зеленой массы установлена высокая кормовая ценность фестулолиума. Содержание сырого протеина в фазу колошения составило 16,5%, сахаров 14,1%, сырой клетчатки 26,2%. В 1 кг сухого вещества корма содержится 10,3 МДж обменной энергии и 0,76 корм. ед., благодаря чему он успешно может быть использован для заготовки силоса и других кормов [10; 11; 12; 13].

В исследованиях ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса установлено, что среднесуточные приросты живой массы телок, получавших силос из фестулолиума, составляли 846,0 г, а из костреца и тимофеевки 767,8 г [9].

Фестулолиум хорошо растет как в одновидовом посеве, так и в составе травосмесей различного назначения. На Северо-Западе России ботанический состав травостоев с фестулолиумом характеризовался высоким его содержанием в одновидовом посеве, хорошей совместимостью с клевером луговым и снижением доли в травосмесях с люцерной изменчивой к четвертому году жизни [14].

В Псковской области наиболее продуктивными оказались травосмеси фестулолиума с лядвенцем рогатым и люцерной синегибридной. Урожайность зеленой массы за два укоса травосмесей с лядвенцем составила 40,8 т/га, с люцерной синегибридной — 46,0 т/га, что на 12,0–17,2 т/га выше урожайности фестулолиума в чистом виде [15].

Цель исследований изучить продуктивность и кормовую ценность фестулолиума в одновидовых и смешанных посевах на дерново-подзолистой почве, а также возможный валовой выход молока исходя из содержания в сухом веществе обменной энергии, переваримого протеина и сахара.

Материалы и методы исследований. Полевые опыты проводили на стационаре отдела кормопроизводства Ивановского НИИСХ – филиала ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ» на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, в пахотном слое которой содержание органического вещества составляло 1,9%, подвижного фосфора и обменного калия — 240 и 175 мг/кг почвы соответственно. Реакция почвенного раствора слабокислая (pHсол. 5,5).

Закладка травостоев проведена в 2015 г. Площадь делянки — 30 м2. Повторность трехкратная. Размещение вариантов опыта систематическое. Варианты трав изучали на двух фонах минерального питания: контроль (без удобрений) и N30Р60K90. Фосфорно-калийные удобрения вносили единожды перед закладкой опыта, азотные подкормки ежегодно в начале вегетации только под первый укос; известкование не проводили.

Многолетние травы сеяли беспокровно, рядовым способом, в сроки посева ранних яровых культур. Полная норма высева клевера лугового сорта Дымковский и люцерны изменчивой сорта Вега 87 составила 8,0 млн/га всхожих семян, тимофеевки луговой сорта ВИК 9 10, фестулолиума сорта ВИК 90 6,0 млн/га всхожих семян. Норма высева компонентов в бобово-злаковых травосмесях составляла 50% от полной нормы высева трав в одновидовых посевах. Подробная схема опытов представлена в таблице 1. Многолетние травы в течение вегетации скашивали два раза. Первый укос бобовых и смешанных посевов проводили в фазу бутонизации бобовых трав, злаковых — в фазу колошения – начала цветения. Второй — примерно за 35 дней до наступления устойчивых заморозков, по мере формирования укосной спелости. В исследованиях использовали методики Б.А. Доспехова (1985) и ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1987). Зоотехнический анализ проб проводили по ГОСТ 31675-2012, 13496.4-93, 13496.15-97, 26226-95, 27978-88, 51038-97. Содержание переваримого протеина определяли с учетом коэффициента переваримости сырого протеина, кормовые единицы расчетным путем.

Погодные условия в годы проведения исследований складывались по-разному: 2015 г. оказался очень контрастным от значительного избытка влаги в конце июня и начале июля, до ее недостатка в первой–второй декадах июня и в августе, 2016 г. в целом был благоприятным, 2017 прохладным и дождливым, 2018 характеризовался повышенным температурным режимом на фоне недостаточного количества осадков, за исключением июля и сентября, а в 2019 г. первый укос формировался при высокой среднесуточной температуре мая и июня, на 3,3 и 1,8 оС выше среднемноголетней, и нехватке осадков в мае, на 20,2 мм меньше среднемноголетней, а второй в условиях нехватки тепла и избытка осадков, особенно в июле. 2020 г. оказался оптимальным по температуре на фоне недостаточного количества осадков, за исключением мая.

Результаты исследований и их обсуждение. Сравнительное изучение фестулолиума и тимофеевки показало, что он превосходит тимофеевку по всем показателям продуктивности и энергетической ценности на обоих агрофонах (табл. 1).

 

1. Продуктивность и энергетическая ценность многолетних трав (2016–2020 гг.)

 

Агрофон

Травы

Урожайность, т/га

Сбор с 1 га

ОЭ, МДж в 1 кг СВ

зеленой

массы

сухого

вещества

корм. ед., тыс./га

OЭ, ГДж/га

Без удобрений

(контроль)

Тимофеевка луговая

15,9

2,47

1,85

23,5

9,53

Фестулолиум

18,6

2,88

2,39

29,1

10,1

Клевер луговой

27,3

4,27

4,06

46,1

10,8

Люцерна изменчивая

54,4

8,73

7,16

82,4

9,44

Клевер + тимофеевка

29,0

4,80

4,37

50,9

10,6

Клевер + фестулолиум

32,2

5,18

4,76

54,9

10,6

Люцерна + тимофеевка

51,5

8,23

6,42

78,1

9,49

Люцерна + фестулолиум

54,4

8,73

7,24

86,0

9,85

N30P60K90

Тимофеевка луговая

24,5

3,79

2,96

37,3

9,85

Фестулолиум

28,2

4,37

3,71

44,6

10,2

Клевер луговой

34,7

5,39

5,12

59,3

11,0

Люцерна изменчивая

56,9

9,14

7,78

90,6

9,91

Клевер + тимофеевка

36,7

5,71

5,20

60,5

10,6

Клевер + фестулолиум

39,3

6,08

5,59

64,4

10,6

Люцерна + тимофеевка

60,6

9,40

7,61

92,9

9,88

Люцерна + фестулолиум

60,8

9,73

8,27

98,3

10,1

               

 

В среднем за пять лет урожайность зеленой массы его была больше на 2,7, сухого вещества — на 0,41 т/га, сборы кормовых единиц и ОЭ — на 0,54 тыс./га и 5,6 ГДж/га на контроле и 3,7, 0,58 т/га, 0,75 тыс./га, 7,3 ГДж/га соответственно на фоне с минеральными удобрениями. В сухом веществе обменной энергии накапливалось больше.

Люцерна изменчивая оказалась намного продуктивнее, чем клевер луговой, что во многом было связано с характером формирования урожайности и ее долговечностью. Максимальная продуктивность клевера зафиксирована в 1-й и 2-й год пользования (г.п.), на третий год он начал выпадать из травостоя, тогда как у люцерны продуктивное долголетие длилось все 5 лет, начиная со второго года пользования. Даже на фоне без удобрений люцерна формирует высокие урожаи зеленой массы (54,4 т/га), сухого вещества (8,73 т/га), кормовых единиц (7,16 тыс./га) и ОЭ (82,4 ГДж/га). Минеральные удобрения не столь значительно увеличили продуктивность люцерны, как клевера. Под их действием урожайность зеленой массы люцерны увеличилась на 2,5 т/га, СВ — на 0,41 т/га, сборы кормовых единиц — на 0,62 тыс./га и ОЭ — на 8,2 ГДж/га, тогда как у клевера показатели возросли соответственно на 7,4, 1,12, 1,06 и 13,2 единицы. Концентрация же обменной энергии в сухом веществе у клевера была выше.

В смешанных посевах наибольшую продуктивность на обоих агрофонах обеспечила травосмесь люцерны и фестулолиума, которая значительно превосходила клеверо-фестулолиумную смесь. Разница в сборах кормовых единиц составила 2,48 тыс./га, ОЭ 31,1 ГДж/га на контроле, на фоне минерального питания соответственно 2,68 и 12,3. Следовательно, на слабокислых дерново-подзолистых почвах предпочтение необходимо отдавать люцерне изменчивой и ее смесям с фестулолиумом, как более продуктивным и долговечным.

Помимо продуктивности, большой интерес представляет изучение питательной ценности различных трав и травосмесей. От полноценности кормов в решающей степени зависит продуктивность молочного скотоводства. Очень важным критерием полноценности является соотношение в зеленой массе протеина и сахара, то есть сахаропротеиновое соотношение (СПС). В кормах может содержаться много протеина и мало сахара, и наоборот, что приводит к непроизводительному их расходу. В изученных нами вариантах наиболее сбалансированную массу обеспечивают смеси люцерны и клевера с фестулолиумом. СПС этих смесей составило 1,63 и 1,04 на контроле и 1,60 и 1,30 на фоне минерального питания (табл. 2).

 

2. Питательная ценность различных многолетних трав (2016–2020 гг.)

 

Агрофон

Травы

Сбор, кг с 1 га

СПС

ПП на

1 корм. ед.,

г

сырой

протеин

переваримый

протеин

сахар

Без удобрений

(контроль)

Тимофеевка луговая

232

155

220

1,42

83,8

Фестулолиум

256

171

544

3,18

72,8

Клевер луговой

726

484

307

0,63

119

Люцерна изменчивая

1694

1130

533

0,47

158

Клевер + тимофеевка

749

500

360

0,72

114

Клевер + фестулолиум

761

508

528

1,04

107

Люцерна + тимофеевка

1160

774

625

0,81

121

Люцерна + фестулолиум

1109

740

1205

1,63

102

N30P60K90

Тимофеевка луговая

398

265

406

1,53

89,5

Фестулолиум

419

279

826

2,96

117

Клевер луговой

792

528

346

0,66

119

Люцерна изменчивая

1810

1207

594

0,49

155

Клевер + тимофеевка

879

586

485

0,83

113

Клевер + фестулолиум

863

576

748

1,30

103

Люцерна + тимофеевка

1410

940

818

0,87

124

Люцерна + фестулолиум

1304

870

1391

1,60

105

 

 

 

Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином в этих же вариантах соответствовала зоотехнической норме или была близкой к ней. Люцерно-тимофеечные смеси на обоих агрофонах и клеверо-тимофеечная смесь на фоне минерального питания, хотя и уступали выше названным травосмесям, но нижнюю границу нормы все же достигали, т. е. были полноценными по питательности. Как и ожидалось, наиболее высокие сборы протеина обеспечили многолетние бобовые травы, прежде всего, люцерна (1694 и 1810 кг/га СП на контроле и фоне минерального питания) и клевер (726 и 792 кг/га соответственно), а также травосмеси с их участием. Максимальный выход сырого протеина отмечен в вариантах люцерны с фестулолиумом и люцерны с тимофеевкой — 1109 и 1160 кг/га на контроле и 1304 и 1410 кг/га на фоне минерального питания.

Значительный интерес как научный, так и производственный представляют расчеты выхода молока исходя из энергетической, протеиновой и углеводной питательности трав и их смесей (табл. 3).

 

3. Расчет выхода молока в зависимости от калорийности и питательности

различных многолетних трав (2016–2020 гг.)

 

Агрофон

Травы

Выход молока (л), по:

Ранжир

ОЭ

С

ПП

ОЭ

С

ПП

Без удобрений

(контроль)

Тимофеевка луговая

2938

2200

1550

8

8

8

Фестулолиум

3638

5440

1710

7

3

7

Клевер луговой

5763

3070

4840

6

7

6

Люцерна изменчивая

10300

5330

11300

2

4

1

Клевер + тимофеевка

6363

3600

5000

5

6

5

Клевер + фестулолиум

6862

5280

5080

4

5

4

Люцерна + тимофеевка

9762

6250

7740

3

2

2

Люцерна + фестулолиум

10750

12050

7400

1

1

3

N30P60K90

Тимофеевка луговая

4662

4060

2650

8

7

8

Фестулолиум

5575

8260

2790

7

2

7

Клевер луговой

6263

3460

5280

6

8

6

Люцерна изменчивая

11325

5940

12070

3

5

1

Клевер + тимофеевка

7563

4850

5860

5

6

4

Клевер + фестулолиум

8050

7480

5760

4

4

5

Люцерна + тимофеевка

11613

8180

9400

2

3

2

Люцерна + фестулолиум

12287

13910

8700

1

1

3

 

Наибольший выход молока по обменной энергии и сахару обеспечивает травосмесь люцерны с фестулолиумом — 10750 и 12050 л на контроле и 12287 и 13910 л на фоне минерального питания, наименьший — тимофеевка луговая в одновидовом посеве. По протеину ожидаемо максимальную молокоотдачу на обоих агрофонах дает люцерна изменчивая — 11300 л на контроле и 12070 л на фоне минерального питания. Если же применить к многолетним травам закон минимума, судя об их способности удовлетворять потребности в основных питательных веществах по выходу молока, и руководствоваться положением, что максимальный выход молочной продукции ограничивается тем веществом, которое находится в минимуме, то лучшей травосмесью, безусловно, является люцерна + фестулолиум, а затем люцерна + тимофеевка. Хорошие результаты обеспечивают также смеси клевера с фестулолиумом на обоих агрофонах.

Заключение. Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что в одновидовых посевах фестулолиум по продуктивности и энергетической ценности превосходит тимофеевку, люцерна изменчивая продуктивнее, чем клевер луговой, что связано с характером формирования урожайности и ее долговечностью. Под действием минеральных удобрений интенсивнее возрастает урожайность клевера, чем люцерны; концентрация обменной энергии в сухом веществе выше у клевера. На обоих агрофонах травосмесь люцерны и фестулолиума обеспечивает максимальную продуктивность, превосходя клеверо-фестулолиумную смесь по сборам кормовых единиц на 2,48 тыс./га, ОЭ на 31,1 ГДж/га на контроле, на 2,68 тыс./га и 12,3 ГДж/га соответственно на фоне минерального питания.

Наиболее полноценную по питательности и сбалансированную по СПС массу обеспечивают смеси люцерны и клевера с фестулолиумом, в которых это соотношение составило 1,63 и 1,04 соответственно на контроле и 1,60 и 1,30 на фоне минерального питания. Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином в этих же вариантах соответствовала зоотехнической норме или была близкой к ней.

Наибольший выход молока по обменной энергии и сахару обеспечивает травосмесь люцерны с фестулолиумом: 10750 и 12050 л на контроле и 12287 и 13910 л на фоне минерального питания, наименьший — тимофеевка луговая в одновидовом посеве.

References

1. Polnocennoe kormlenie molochnogo skota - osnova realizacii geneticheskogo potenciala produktivnosti / V.I. Volgin, L.V. Romanenko, P.N. Prohorenko, Z.L. Fedorova, E.A. Korochkina. - M. : RAN, 2018. - 260 s.

2. Molochnaya produktivnost' korov v zavisimosti ot usloviy kormleniya / O.E. Privalo, K.I. Privalo, L.G. Mamonova, A.A. Moskalev // Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii. - 2010. - № 3. - S. 71-73.

3. Baymishev X.B., Yakimenko L.A. Zavisimost' molochnoy produktivnosti pervotelok ot urovnya ih kormleniya // Agrarnaya nauka. - 2009. - № 2. - S. 31-32.

4. Mohov B.P., Shabalina E.P. Struktura rashoda obmennoy energii i vliyanie osnovnogo obmena na molochnuyu produktivnost' // Vestnik Ul'yanovskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii. - 2015. - № 2 (30). - S. 78-84.

5. Esedullaev S.T. Fotosinteticheskaya deyatel'nost' smeshannyh posevov trav, ih produktivnost' i vliyanie na plodorodie dernovo-podzolistoy pochvy v usloviyah Verhnevolzh'ya [Elektronnyy resurs] // Adaptivnoe kormoproizvodstvo. - 2021. - № 1. - S. 34-45. (URL: http://www.adaptagro.ru).

6. Bobylev V.S. Faktory, vliyayuschie na podbor komponentov travosmesi mnogoletnih trav // Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii. - 2012. - № 9.- S. 41-42.

7. Kramarenko M.V. Vliyanie dinamiki soderzhaniya bobovyh trav v urozhaynoy masse na produktivnost' mnogoletnih bobovo-zlakovyh travosmesey dlitel'nogo ispol'zovaniya // Izvestiya Orenburgskogo GAU. - 2015. - 3 (53). - S. 61-62.

8. D'yachenko V.V., Dronov A.V., D'yachenko O.V. Vysokourozhaynye bobovo-myatlikovye travosmesi dlya agroklimaticheskih usloviy yugo-zapadnoy chasti Central'nogo regiona // Zemledelie. - 2016. - № 7. - S. 31-35.

9. Vozdelyvanie i ispol'zovanie novoy kormovoy kul'tury - festuloliuma - na korm i semena : metodicheskoe posobie / N.I. Perepravo, V.M. Kosolapov, V.E. Ryabova [i dr.]. - M. : Izd-vo RGAU-MSHA, 2012. - 28 s.

10. Fokin I.V. Izmenenie himicheskogo sostava festuloliuma VIK 90 v processe vegetacii na torfyanikah severo-vostoka Rossii // Kormoproizvodstvo. - 2012. - № 2. - S.18-19.

11. Osobennosti rosta i razvitiya festuloliuma v raznye gody zhizni v usloviyah Central'nogo Chernozem'ya / D.I. Schedrina, V.N. Obrazcov, O.V. Dmitrieva, V.V. Kondratov // Agrarnyy vestnik Urala. - 2011. - № 3 (82). - S. 15-17.

12. Lukin G.L. Otdalennaya gibridizaciya v selekcii mnogoletnih zlakovyh trav // Vestnik KrasGAU. - 2007. - № 2. - S. 86-94.

13. Ocenka produktivnosti i pitatel'nosti korma razlichnyh vidov mnogoletnih zlakovyh trav pri senokosnom ispol'zovanii / A.S. Meerovskiy, V.M. Makarov, L.S. Rutkovskaya, S.V. Gavrikov // Melioraciya. - 2014. - № 1 (71). - S. 100-104.

14. Mash'yanov M.A., Ganicheva V.V. Zavisimost' urozhaynosti travostoev ot vklyuchennyh v nih vidov lugovyh rasteniy v pochvenno-klimaticheskih usloviyah Vologodskoy oblasti // Molochnohozyaystvennyy vestnik. - 2012. - № 1 (5). - S. 21-27.

15. Shaykova T.V., Baeva V.S., Rogozina N.S. Bobovo-zlakovye travosmesi s uchastiem festuloliuma // Izvestiya Velikolukskoy GSHA. - 2016. - № 4. - S. 25-28.

Login or Create
* Forgot password?