employee
Lobnya, Moscow, Russian Federation
The agro-energy assessment showed the high efficiency of the creation and long-term three-mowing use of cereal grass stands. The collection of metabolizable energy on agrocenoses of different ripening was 58–69 GJ/ha on average over 27 years. In the structure of its production, the main part (60–66%) is provided by natural factors.
different-ripening cereal grass stands, three mowings, longevity, agro-energy efficiency, natural factors
Введение. Для повышения продовольственной безопасности России необходимо увеличивать производство мясной и молочной продукции [1; 2]. Успешное развитие животноводства этого направления зависит от полной обеспеченности животных качественными объемистыми кормами — сенажом, силосом, сеном. В связи с этим перед луговодством стоит задача перехода от экстенсивных к интенсивным технологиям использования травостоев [3; 4]. Это требует дополнительных ресурсных и энергетических затрат. Однако в условиях рыночной экономики и при постоянном повышении цен ограничены возможности вложения средств в луговое кормопроизводство. Поэтому следует разрабатывать и применять в производстве энерго- и ресурсосберегающие технологии. Решение проблемы энергосбережения, в частности, возможно за счет целенаправленного создания травостоев для длительного многоукосного использования лугов [5]. Агроценозы, сформированные на основе корневищных злаковых трав, не нуждаются в частом перезалужении благодаря реализации биологического потенциала долголетия этих видов. При этом в 3–5 раз и более сокращаются капитальные вложения на коренное улучшение [6; 7].
Комплексная оценка разрабатываемых энергосберегающих приемов и технологий должна завершаться определением их агроэнергетической эффективности и выявлением роли природных факторов при производстве обменной энергии на лугах. Это позволит наиболее обоснованно рекомендовать научные разработки в производство [8; 9].
Цель исследований — определение агроэнергетической эффективности затрат антропогенной энергии при создании и долголетнем использовании ранних и среднеспелых злаковых травостоев. Оценка энергетической эффективности технологии долголетнего многоукосного использования травостоев проведена на основе результатов полевого опыта, в котором подобраны перспективные виды трав и травосмеси для формирования разнопоспевающих агроценозов [10; 11].
Условия и методика исследований. Полевой опыт выполнен в ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» в 1993–2019 гг. Опытный участок относится к суходолу временно избыточного увлажнения с дерново-подзолистой среднесуглинистой почвой. В результате известкования в предшествующие годы рНсол перед залужением составил 5,7.
Подготовку почвы к посеву провели химико-механическим способом. Выродившийся травостой участка уничтожили гербицидом сплошного действия (раундап, 4 л/га). Последующая обработка почвы состояла из фрезерования в два следа и прикатывания до и после посева. Посев трав осуществили беспокровно летом 1993 г. Травостои создавали на основе наиболее долголетних корневищных злаков и рыхлокустового вида (ежа сборная). Для залужения использовали районированные сорта трав: лисохвост луговой Серебристый, ежу сборную ВИК 61, кострец безостый Моршанский 760 и двукисточник тростниковый Первенец. В травосмеси добавляли виды-уплотнители: мятлик луговой Йыгева 1 и тимофеевку луговую ВИК 9. Тип скороспелости травостоев, состав и нормы высева семян представлены в таблице 1.
В первый год провели одно скашивание агроценозов. Со второго года жизни трав, с целью получения качественной сырьевой массы для заготовки сенажа, разнопоспевающие травостои убирали три раза за сезон. В первом укосе скашивание агроценозов осуществляли в соответствии с типом скороспелости в начале фазы колошения доминанта травостоя. Последующие укосы убирали в той же последовательности при высоте трав 50 см и более. Ежегодная подкормка агроценозов удобрениями в среднем за 27 лет жизни трав составила N175P40K150. Аммиачную селитру и хлористый калий применяли дробно, равными частями под каждый укос, суперфосфат — один раз весной.
Наблюдения, учеты и анализы проводились в соответствии с методиками, принятыми в луговодстве. Агроэнергетическая оценка технологии создания и долголетнего многоукосного использования травостоев для заготовки сенажа выполнена по принятой в луговодстве методике, утвержденной РАСХН [8; 9]. Оценивая энергетическую эффективность интенсивной укосной технологий, учитывали 20 % неизбежных технологических потерь урожайности, обменной энергии и сырого протеина при заготовке сенажа.
Результаты исследований. В таблице 1 показаны приведенные затраты (капитальные в сумме с текущими) антропогенной энергии при трехукосном режиме скашивания рекомендуемых агроценозов раннего и среднего звеньев сырьевого конвейера для заготовки сенажа.
1. Затраты антропогенной энергии на создание, уход и интенсивное использование разнопоспевающих травостоев (1993–2019 гг.)
|
Тип скороспелости, состав травостоя и норма высева семян (кг/га) |
Затраты антропогенной энергии, ГДж/га |
||||
|
капитальные в среднем за 27 лет |
текущие производственные |
приведенные |
|||
|
всего |
в т. ч. удобрения, % |
в т. ч. использование, % |
|||
|
Раннеспелые |
|
|
|
|
|
|
Лисохвост луговой (11) + ежа сборная (6) |
0,30 |
22,83 |
80 |
20 |
23,13 |
|
Ежа (12) + лисохвост (5) + мятлик луговой (4) |
0,31 |
22,85 |
80 |
20 |
23,16 |
|
Среднеспелые |
|
|
|
|
|
|
Кострец безостый (14) + тимофеевка луговая (4) |
0,31 |
23,09 |
79 |
21 |
23,40 |
|
Двукисточник тростниковый (10) |
0,27 |
23,24 |
78 |
22 |
23,51 |
Капитальные затраты антропогенной энергии в среднем за 27 лет жизни (л. ж.) трав составили 0,30–0,31 ГДж/га на ранних травостоях с лисохвостом луговым и ежой сборной и на среднеспелом агроценозе с кострецом безостым. Они были меньше — 0,27 ГДж/га — на среднем травостое с двукисточником тростниковым из-за низкой нормы высева семян (10 кг/га) этого вида. В структуре капитальных вложений на залужение основную долю (67–77 %) составляли затраты на подготовку почвы к посеву. В том числе на применение гербицида приходилось 10–12 %, а на фрезерование и прикатывание 57–65 %. Доля затрат на посевной материал, его подготовку и посев была наименьшей в варианте с двукисточником — 23 %. На остальных травостоях она составила 29–33 % и зависела от нормы высева семян.
В ежегодных производственных затратах (22,8–23,2 ГДж/га) основная часть, 78–80 %, приходилась на внесение удобрений (N175P40K150). Однако без подкормки злаковых агроценозов удобрениями (в первую очередь азотными) многоукосное использование и выращивание качественной сырьевой массы для приготовления объемистых кормов невозможно [12]. Доля текущих затрат на использование (кошение, ворошение, подбор, транспортировка массы и закладка сенажа) была 20–22 %, это в 3,7–4,0 раза меньше, чем затраты на внесение удобрений.
Среднегодовые приведенные (совокупные) энергетические затраты на создание и длительное трехукосное использование разнопоспевающих травостоев существенно не различались и составили 23,1–23,5 ГДж/га (табл. 1). В структуре приведенных затрат доля капитальных вложений (из расчета на 27 л. ж. трав) была всего 1 %.
Долголетние многоукосные агроценозы, при соблюдении рекомендуемой агротехники, обеспечили получение с одного гектара 58 ГДж обменной энергии (ОЭ) на ранних и 65–69 ГДж ОЭ на среднеспелых травостоях (с учетом 20 % технологических потерь) в среднем за 1993–2019 гг. (табл. 2). При этом качество травяного сырья составило на ранних агроценозах с лисохвостом луговым и ежой сборной 0,80–0,81 корм. ед. и 10,0 –10,1 МДж ОЭ, а на среднеспелых травостоях с кострецом безостым и двукисточником тростниковым 0,74–0,75 корм. ед. и 9,6–9,7 МДж ОЭ в 1 кг сухого вещества.
2. Агроэнергетическая оценка эффективности создания и использования разнопоспевающих трехукосных агроценозов в среднем за 27 лет
|
Тип и состав агроценоза |
Сбор ОЭ, ГДж/га |
Затраты антропогенной энергии, ГДж/га |
Природные факторы в структуре производства ОЭ с 1 га |
АК, % |
Удельные затраты, МДж |
||
|
ГДж* |
доля, % |
на 1 ГДж ОЭ |
на 1 кг СП |
||||
|
Раннеспелые |
|
|
|
|
|
|
|
|
Лисохвост луговой + ежа сборная |
58,00 |
23,13 |
34,87 |
60 |
251 |
399 |
25,3 |
|
Ежа + лисохвост + мятлик луговой |
58,40 |
23,16 |
35,24 |
60 |
252 |
397 |
25,0 |
|
Среднеспелые |
|
|
|
|
|
|
|
|
Кострец безостый + тимофеевка |
64,96 |
23,40 |
41,56 |
64 |
278 |
360 |
26,3 |
|
Двукисточник тростниковый |
69,20 |
23,51 |
45,69 |
66 |
294 |
340 |
23,9 |
*Природные факторы — это разница сбора ОЭ и приведенных энергозатрат.
Благодаря высокой продуктивности перспективных травостоев агроэнергетический коэффициент (АК) окупаемости затрат антропогенной энергии за счет сбора обменной энергии на раннеспелых агроценозах был 251–252 %, на среднеспелых — 278–294 % (табл. 2). Удельные затраты энергии на производство 1 ГДж ОЭ соответственно составили 397–399 и 340–360 МДж, а на 1 кг сырого протеина (СП) — 25,0–25,3 и 23,9–26,3 МДж.
В продукционном процессе луговые агроэкосистемы используют как антропогенные (приведенные) затраты, так и природные факторы (табл. 2). При трехукосном использовании травостоев возобновляемые природные факторы обеспечили получение с 1 га в среднем за 27 л. ж. трав 35 ГДж на ранних и 42–46 ГДж обменной энергии на среднеспелых агроценозах. Это составило соответственно 60 и 64–66 % в структуре производства обменной энергии и в 1,5–1,9 раза превышало приведенные затраты антропогенной энергии.
В исследованиях, проведенных во ВНИИ кормов в последние годы, установлено, что мобилизация природных факторов на сеяных лугах возрастает за счет разных приемов создания и использования травостоев: обработки почвы, интенсификации технологий и др. [13; 14]. В нашем опыте высокая доля природных факторов в структуре производства обменной энергии — результат долголетнего использования самовозобновляющихся агроценозов с доминированием корневищных видов злаков и применения подкормки минеральными удобрениями.
Заключение. Агроэнергетическая оценка создания целенаправленно сформированных разнопоспевающих злаковых травостоев показала высокую эффективность их долголетнего трехукосного использования для заготовки качественного сенажа. При сборе с 1 га 58–69 ГДж обменной энергии приведенные затраты антропогенной энергии окупаются в 2,5–2,9 раза. При 27-летнем использовании рекомендуемых ранних и среднеспелых агроценозов производство обменной энергии на 60–66 % осуществлялось за счет мобилизации природных факторов. Благодаря продуктивному долголетию самовозобновляющихся корневищных видов злаков (лисохвоста лугового, костреца безостого и двукисточника тростникового) экономятся капитальные энергетические вложения в результате исключения трех–четырех повторных залужений.
1. Altuhov A. I. Vozmozhnye riski i ugrozy nacional'noy prodovol'stvennoy bezopasnosti i nezavisimosti // APK: ekonomika i upravlenie. - 2016. - № 5. - S. 4-15.
2. Shpakov A. S., Bychkov G. N. Specializaciya lesnoy zony na proizvodstve molochno-myasnoy produkcii i ee sredoobrazuyuschaya rol' v agroekosistemah // Prodovol'stvennaya bezopasnost' sel'skogo hozyaystva Rossii v XXI veke. Zhuchenkovskie chteniya II : sb. nauch. tr., vyp. 11 (59) / FGBNU «VNII kormov im. V. R. Vil'yamsa». - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2016. - S. 69-77.
3. Kutuzova A. A. Aktual'nye napravleniya issledovaniy po razrabotke effektivnyh tehnologiy prigotovleniya vysokokachestvennyh ob'emistyh kormov // Adaptivnoe kormoproizvodstvo. - 2010. - № 1. - S. 20-25 (URL: http://www. adaptagro.ru/).
4. Osnovnye napravleniya razvitiya lugovogo kormoproizvodstva v Rossii / A. A. Kutuzova, D. M. Teberdiev, K. N. Privalova [i dr.] // Dostizheniya nauki i tehniki APK. - 2018. - T. 32, № 2. - S. 17-20.
5. Konstruirovanie celevyh fitocenozov dlya pastbisch i senokosov na osnove novyh sortov trav i kormovyh kul'tur, rayonirovannyh po prirodno-ekonomicheskim regionam RF / A. A. Kutuzova [i dr.] // Programma i metodika provedeniya nauchnyh issledovaniy po lugovodstvu na 2011-2015 gg. / GNU VNII kormov im. V. R. Vil'yamsa. - M. : FGU RCSK, 2011. - S. 44-48.
6. Zhezmer N. V. Biologicheskie osobennosti kornevischnyh zlakov pri dolgoletnem intensivnom ispol'zovanii agrofitocenozov // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr. / GNU «VNII kormov im. V. R. Vil'yamsa». - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2011. - S. 68-76.
7. Teberdiev D. M., Rodionova A. V. Agroenergeticheskaya i ekonomicheskaya effektivnost' sozdaniya dolgoletnih senokosov // Kormoproizvodstvo. - 2011. - № 10. - S. 12-14.
8. Metodicheskoe posobie po agroenergeticheskoy ocenke tehnologiy i sistem vedeniya kormoproizvodstva / B. P. Mihaylichenko [i dr.]. - M. : Rossel'hozakademiya, 2000. - 52 s.
9. Metodika ocenki potokov energii v lugovyh agroekosistemah / A. A. Kutuzova [i dr.]. - 3-e izd., pererab. i dop. - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2015. - 32 s.
10. Zhezmer N. V. Rannespelye zlakovye dolgoletnie agrocenozy dlya ukosnogo konveyera na lugah // Prodovol'stvennaya bezopasnost' sel'skogo hozyaystva Rossii v XXI veke. Zhuchenkovskie chteniya II : sb. nauch. tr., vyp. 11 (59) / FGBNU «VNII kormov im. V. R. Vil'yamsa». - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2016. - S. 96-101.
11. Zhezmer N. V., Lysikov A. V. Srednespelye zlakovye dolgoletnie agrocenozy dlya ukosnogo konveyera na lugah Nechernozemnoy zony RF // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr., vyp. 15 (63) / FGBNU «VNII kormov im. V. R. Vil'yamsa». - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2017. - S. 69-75.
12. Rekomendacii po sozdaniyu i intensivnomu ukosnomu ispol'zovaniyu lugovyh travostoev v lesnoy zone evropeyskoy chasti SSSR / N. M. Ahlamova [i dr.]. - M. : Kolos, 1982. - 48 s.
13. Kutuzova A. A., Altunin D. A., Stepanischev I. V. Agroenergeticheskaya i ekonomicheskaya ocenki effektivnosti tehnologicheskih sistem osvoeniya vybyvshey iz oborota pashni pod pastbischa // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr., vyp. 7 (55) / FGBNU «VNII kormov im. V. R. Vil'yamsa». - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2015. - S. 47-53.
14. Kutuzova A. A., Teberdiev D. M., Rodionova A. V. Effektivnost' antropogennyh zatrat i prirodnyh faktorov na dolgoletnem senokose // Kormoproizvodstvo. - 2016. - № 10. - S. 8-12.
