сотрудник
сотрудник
Россия
Лобня, г. Москва и Московская область, Россия
На основе полевого опыта установлена высокая агроэнергетическая эффективность усовершенствованных технологий, включающих два районированных сорта люцерны изменчивой (Луговая 67 и Пастбищная 88) в сочетании с агротехническими приемами (смена состава бобовых видов в предшествующий период и инокуляция семян люцерны комплементарными штаммами Sinorhizobium meliloti). В результате применения агроэнергетического метода оценки производства обменной энергии и совокупных антропогенных затрат в единых показателях по международной системе СИ (ГДж/га) установлена их окупаемость — в 8–11 раз. Это достигалось благодаря высокой доле природных факторов (88–91 % от общих затрат), дополнительному поступлению азота в продукционный процесс за счет усиления симбиотической фиксации (141–171 кг/га в год) и долголетнего использования — в течение семи лет. Продуктивность 1 га составила 62–64 ГДж/га ОЭ, сбор протеина — 956–1120 кг/га, экономия антропогенных затрат вследствие исключения применения азотных удобрений — 17–21 ГДж/га.
люцерно-злаковые сенокосы, совокупные антропогенные затраты, сбор обменной энергии, биологический азот, смена предшественника, инокуляция семян
Создание люцерно-злаковых травостоев не только в традиционных степной и лесостепной зонах, но и в лесной зоне стало возможным благодаря созданию новых сортов этого бобового вида. Так, в 1956 г. был районирован сорт люцерны Северная гибридная, созданный во ВНИИ кормов коллективом селекционеров под руководством доктора сельскохозяйственных наук А. М. Константиновой [1; 2]. Урожайность люцерно-злаковых травостоев с участием этого сорта при коренном улучшении суходольных лугов, занимающих более 80 % площади этих угодий в Нечерноземной зоне, достигает 38–54 ц/га воздушно-сухой массы в зависимости от уровня кислотности дерново-подзолистой почвы [3]. В дальнейшем работа селекционеров была направлена на создание более урожайных сортов люцерны для укосно-пастбищного использования и устойчивости ее на кислых почвах [4]. В современных условиях, благодаря применению нового метода сопряженной селекции в ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса», созданные сорта люцерны изменчивой Пастбищная 88 и Луговая 67, включенные в Государственный реестр (соответственно в 1996 и 2000 гг.), характеризуются более высоким потенциалом азотфиксирующей способности [5; 6; 7; 8]. В 2018 и 2020 гг. опубликованы результаты по экономической эффективности технологий луговых сенокосов при включении этих сортов в травосмеси на суходольных лугах [9; 10]. На основе обобщений результатов 7-летнего полевого опыта установлено, что при содержании в травостоях люцерны сортов Луговая 67 и Пастбищная 88 41–55 и 49–58 % от урожайности травостоев соответственно продуктивность 1 га улучшенных сенокосов составила 4980–6108 и 5513–6364 корм. ед., рентабельность производства достигала 115–140 % при низкой себестоимости корма — 4,1–4,9 руб./корм. ед. Такие высокие показатели по экономической оценке могут вызывать сомнение у руководителей хозяйств, поэтому они нуждаются в научных доказательствах. Это научное объяснение можно получить на основе сравнения роли невозобновляемых антропогенных затрат и возобновляемых природных факторов по методике, утвержденной РАСХН [11]. Полученные результаты по эффективности этих ресурсов в среднем за 7 лет использования люцерно-злаковых травостоев на луговых сенокосах приведены в этой статье.
Методика и условия проведения исследований по агроэнергетической эффективности усовершенствованных технологий для люцерно-злаковых сенокосов в среднем за 7 лет пользования проведены впервые в ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса». Экспериментальный участок относится к суходольному типу, преобладающему в Нечерноземной зоне. Почва дерново-подзолистая, среднесуглинистая, близкая к нейтральной (рНсол. — 5,8) благодаря известкованию в предыдущие годы, содержание подвижных форм калия и фосфора соответственно составило 118 мг/кг P2O5 и 74 мг/кг K2О, гумуса — 2,2 %. Опыт заложен методом обычных повторений с рендомизированным размещением вариантов. Обработка почвы включала осеннее дискование в два следа и вспашку, весеннюю культивацию, прикатывание кольчатым катком до посева и гладким катком после посева. Посев травосмеси проведен под покров райграса однолетнего Московский 74 (14 кг/га).
В изучаемых травосмесях оценивали роль двух сортов люцерны изменчивой — Луговая 67 и Пастбищная 88 (12 кг/га при 100%-ной посевной годности), тимофеевку луговую ВИК 9 (6 кг/га) и овсяницу луговую ВИК 5 (8 кг/га). Кроме того, в схеме опыта (табл. 1, 2, 3) предусмотрены также варианты со сменой предшественника — посев люцерно-злаковых травосмесей после клеверо-злаковых и лядвенце-злаковых травостоев, а также в сочетании с приемом предпосевной инокуляции семян люцерны изменчивой комплементарным штаммом Sinorhizobium meliloti СХМ1-412б.
1. Урожайность и продуктивность люцерно-злаковых травостоев на сенокосах в зависимости от разработанных новых технологий (в среднем за 7 лет)
|
Вариант, № пп |
Структура технологий |
Урожайность СВ, ц/га |
Продуктивность травостоя на 1 га |
Замена азота минеральных удобрений биологическим |
||||||
|
предшествующий травостой* |
травосмесь / доза удобрений, сорт люцерны |
ОЭ, ГДж |
СП, кг |
азот биологический, кг |
замена минеральных удобрений биологическим азотом, кг |
|||||
|
на 1 га |
на 1 кг семян люцерны |
|||||||||
|
1 |
1 |
Злаковая / фон Р50K110 (контроль 1) |
38,0 |
35,6 |
315 |
— |
— |
— |
— |
|
|
2 |
1 |
Злаковая / фон N110Р50K110 (контроль 2) |
97,5 |
90,4 |
856 |
— |
— |
— |
— |
|
|
3 |
4 |
Люцерно-злаковые / фон Р50K110 Луговая 67 |
73,2 |
67,5 |
720 |
65 |
82 |
574 |
48 |
|
|
4 |
2 |
Луговая 67 |
86,2 |
79,7 |
1288 |
155 |
196 |
1372 |
114 |
|
|
5 |
2 |
Луговая 67** |
90,7 |
82,8 |
1340 |
161 |
204 |
1428 |
119 |
|
|
6 |
4 |
Пастбищная 88 |
81,3 |
74,7 |
1038 |
116 |
134 |
938 |
78 |
|
|
7 |
2 |
Пастбищная 88 |
89,9 |
82,5 |
1244 |
149 |
189 |
1323 |
110 |
|
|
8 |
3 |
Пастбищная 88** |
93,5 |
86,0 |
1400 |
174 |
224 |
1568 |
131 |
|
|
|
НСР05 |
7,7 |
|
|||||||
*1 — злаковый, 2 — бобово-злаковый с клевером луговым, 3 — бобово-злаковый с лядвенцем рогатым, 4 — бобово-злаковый с люцерной изменчивой;
**инокуляция семян люцерны.
2. Совокупные затраты антропогенной энергии в технологиях на создание, уход и использование люцерно-злаковых сенокосов
|
Вариант, № пп |
Структура технологий |
Затрат в среднем за 7 лет, ГДж/га |
Соотношение затрат, % |
||||
|
предшествующий травостой* |
травосмесь / доза удобрений, сорт люцерны |
капитальные вложения |
текущие производственные затраты на уход |
совокупные затраты |
капитальные вложения |
текущие затраты |
|
|
1 |
1 |
Злаковая / фон Р50K110 (контроль 1) |
1,22 |
4,23 |
5,45 |
22 |
78 |
|
2 |
1 |
Злаковая / фон N110Р50K110 (контроль 2) |
1,22 |
14,63 |
15,85 |
8 |
92 |
|
3 |
4 |
Люцерно-злаковые / фон Р50K110 Луговая 67 |
1,50 |
4,31 |
5,81 |
26 |
74 |
|
4 |
2 |
Луговая 67 |
1,50 |
4,33 |
5,83 |
26 |
74 |
|
5 |
2 |
Луговая 67** |
1,50 |
4,34 |
5,84 |
26 |
74 |
|
6 |
4 |
Пастбищная 88 |
1,50 |
4,32 |
5,82 |
26 |
74 |
|
7 |
2 |
Пастбищная 88 |
1,50 |
4,34 |
5,84 |
26 |
74 |
|
8 |
3 |
Пастбищная 88** |
1,50 |
4,35 |
5,85 |
26 |
74 |
*1 — злаковый, 2 — бобово-злаковый с клевером луговым, 3 — бобово-злаковый с лядвенцем рогатым, 4 — бобово-злаковый с люцерной изменчивой;
**инокуляция семян люцерны.
3. Агроэнергетическая оценка эффективности совокупных антропогенных затрат и природных факторов при создании и использовании укосных травостоев
|
Вариант, № пп |
Структура технологий |
Сбор |
Совокупные затраты энергии, ГДж/га |
Природные факторы в структуре производства |
Окупаемость затрат АК, % |
Удельные затраты, МДж |
Экономия антропогенных затрат, ГДж/га*** |
|||||
|
предшествующий травостой* |
травосмесь / доза удобрений, сорт люцерны |
ОЭ, ГДж/га |
СП, кг/га |
ГДж/га |
% |
на 1 ГДж ОЭ |
на 1 ц СП |
на производство туков |
с учетом их применения |
|||
|
1 |
1 |
Злаковая / фон Р50K110 (контроль 1) |
26,7 |
236 |
5,45 |
21,25 |
88 |
490 |
204 |
2,3 |
— |
— |
|
2 |
1 |
Злаковая / фон N110Р50K110 (контроль 2) |
67,8 |
643 |
15,85 |
51,95 |
77 |
428 |
234 |
2,5 |
— |
— |
|
3 |
4 |
Люцерно-злаковые / фон Р50K110 Луговая 67 |
50,6 |
540 |
5,81 |
44,79 |
88 |
871 |
115 |
1,1 |
7,1 |
7,8 |
|
4 |
2 |
Луговая 67 |
59,8 |
962 |
5,83 |
53,97 |
90 |
1026 |
97 |
1,0 |
17,0 |
18,7 |
|
5 |
2 |
Луговая 67** |
62,1 |
1008 |
5,24 |
56,26 |
90 |
1063 |
94 |
0,6 |
17,7 |
19,5 |
|
6 |
4 |
Пастбищная 88 |
56,0 |
779 |
5,82 |
50,18 |
90 |
962 |
104 |
0,7 |
11,6 |
12,8 |
|
7 |
2 |
Пастбищная 88 |
61,9 |
931 |
5,84 |
56,06 |
90 |
1060 |
94 |
0,6 |
16,4 |
18,0 |
|
8 |
3 |
Пастбищная 88** |
64,5 |
1053 |
5,85 |
58,69 |
91 |
1103 |
91 |
0,6 |
19,4 |
21,3 |
*1 — злаковый, 2 — бобово-злаковый с клевером луговым, 3 — бобово-злаковый с лядвенцем рогатым, 4 — бобово-злаковый с люцерной изменчивой;
**инокуляция семян люцерны;
***экономия антропогенных затрат в результате замены минерального азотного удобрения биологическим источником.
Использование травостоев двуукосное (первый укос в фазе бутонизации — начала цветения бобовых). Удобрения вносили в два приема — весной и после первого укоса в равных дозах. Дозы удобрений в среднем за 7 лет на бобово-злаковых травостоях составили Р50K110; для оценки влияния роли люцерны на продуктивность травостоев в схему опыта включены два варианта со злаковыми травостоями — на фоне Р50K110 (контроль 1) и на фоне N110Р50K110 (контроль 2).
Все учеты и наблюдения проводили по принятым в луговодстве методикам. Комплексную агроэнергетическую оценку технологий создания и использования травостоев проводили согласно «Методическому пособию по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем ведения кормопроизводства» [11].
Метеорологические условия в годы исследований в основном были благоприятными для трав; ГТК (по Г. Т. Селянинову) составил 1,21–1,84, только в 2002 г. ГТК снизился до 0,45.
Результаты исследований. Полученные результаты по урожайности (СВ, ц/га), продуктивности травостоев и сбору с учетом технологических потерь при заготовке сена (25 % от урожайности) обменной энергии (ГДж/га), сырого протеина (общего азота, кг/га) обобщены в таблицах 1 и 3. Участие люцерны двух изучаемых сортов повысило урожайность травостоев при применении ранее разработанной (базовой) технологии по сравнению с контролем 1 на 93 и 114 % в среднем за 7 лет соответственно при включении сортов Луговая 67 и Пастбищная 88. Установленное преимущество по урожайности травостоев с участием второго сорта по сравнению с первым, прибавка статистически доказана. Включение в технологию приемов смены предшественника повысило урожайность травостоев на 18 и 11 %, а при сочетании этого приема с предпосевной инокуляцией — на 24 и 15 % к базовой технологии, по сравнению с контролем 1 — на 139 и 146 %, а по производству сырого протеина — на 326–345 %. На этом фоне агротехники продуктивность травостоев по содержанию обменной энергии с 1 га была близкой (82,8 и 86,0 ГДж/га). По содержанию азота в урожае установлено преимущество сорта Пастбищная 88 — прибавка составила 17 % по сравнению с участием первого сорта. С учетом полученного коэффициента использования азота злаковыми травостоями определен уровень замены их биологическим азотом из минеральных удобрений за счет накопления азота в урожайности люцерно-злаковых травостоев при применении усовершенствованных технологий. В среднем за 7 лет бобово-злаковые травостои (по содержанию азота в урожае) равноценны 204–224 кг/га действующего вещества минеральных азотных удобрений. В сумме за 7 лет пользования дополнительное накопление биологического азота в надземной массе составило 1427 и 1568 кг/га при сочетании двух приемов (смена предшественника и инокуляция семян). В связи с тем, что в составе высеянных травосмесей было израсходовано 12 кг семян люцерны, эффект накопления биологического азота в расчете на 1 кг семян в сумме за 7 лет составил 94 кг для сорта Луговая 67 и 102 кг для сорта Пастбищная 88, что с учетом замены действия минеральных азотных удобрений соответствует 119 и 131 кг действующего вещества минеральных азотных туков (аммиачная селитра).
В таблице 2 представлены совокупные затраты антропогенной энергии (ГДж/га в среднем за 7 лет), включающие все основные звенья восьми технологий — капитальные вложения, текущие производственные затраты на уход за травостоями (подкормка удобрениями) и использование (заготовка сена). Доля текущих затрат на фоне применения Р50K110 составляет 74 %, при дополнительном внесении азотных удобрений в дозе N110 этот показатель увеличивается до 92 %. В структуре капитальных вложений основные затраты приходятся на подготовку почвы к посеву и залужение. Однако при необходимости включения приема известкование кислых почв капитальные вложения повышаются в 2–3 раза, что можно реализовать при дотации хозяйств. Поэтому для сокращения капитальных вложений первоочередными объектами при создании бобово-злаковых травостоев являются площади со слабокислой и близкой к нейтральной реакции почвы за счет последствия известкования в предыдущие годы.
Эффективность антропогенных затрат на технологии создания люцерно-злаковых сенокосов определяли по сбору корма с учетом технологических потерь на ворошение, сгребание в валки при рулонной заготовке сена (табл. 3). Сбор обменной энергии в сене люцерно-злакового состава на фоне Р50K110 в среднем за 7 лет был выше на 133 % при участии сорта Луговая 67 и на 142 % при участии сорта Пастбищная 88, соответственно сбор сырого протеина — в 4,3–4,4 раза больше, чем на злаковом травостое на аналогичном фоне Р50K110. На основе балансового метода определена доля природных факторов. Следует особо подчеркнуть, что под влиянием технологий и отдельных приемов, входящих в их структуру, роль природных факторов возрастает с 21,25 ГДж/га (100 %) на злаковом сенокосе при дополнительной подкормке азотными удобрениями на 144 %, на люцерно-злаковых травостоях с участием сорта Луговая 67 — 154 % и с участием сорта Пастбищная 88 — на 165 %. Поэтому агроэнергетические коэффициенты (АК) окупаемости затрат сбором обменной энергии для усовершенствованных технологий люцерно-злаковых сенокосов (в соответствии с сортами — 1063 и 1102 %) превосходят показатели злакового травостоя (438 %) на фоне N110Р50K110 в 2,5–2,6 раза. Удельные затраты антропогенной энергии на производство 1 ГДж обменной энергии на бобово-злаковых травостоях были ниже (91–94 ГДж/1 ГДж ОЭ), чем на злаковых травостоях. Кроме того, достигается большая экономия совокупных антропогенных затрат благодаря исключению применения азотных удобрений в хозяйствах — 17,0–21,0 ГДж/га (в том числе на производство аммиачной селитры — 15,4–19,1 ГДж/га).
Заключение. Приведенные в статье результаты по агроэнергетической оценке усовершенствованных технологий создания и использования люцерно-злаковых травостоев на лугах лесной зоны благодаря применению современного эколого-энергетического метода позволяют понять причины высокой экономической эффективности за счет мобилизации природных факторов. В настоящее время сдерживающими причинами применения подобных новых разработок в производственных условиях является недостаточная обеспеченность семенами районированных сортов многолетних бобовых трав потребности луговодства, а также соответствующими препаратами клубеньковых бактерий. Это потребует не только восстановления системы семеноводства и агрохимической службы в стране, но и создания новой структуры для обеспечения комплементарными микробиологическими препаратами клубеньковых бактерий в соответствии с районированными сортами в каждом регионе. Для определения выбора первоочередных объектов с учетом экологической характеристики улучшаемой площади, а также с целью применения ресурсосберегающих технологий при улучшении природных сенокосов следует восстановить службу оценки качества земельных ресурсов не только для пахотных земель, в том числе выбывшей из оборота пашни (вынужденная залежь), но и для природных кормовых угодий.
1. Константинова А. М. Новый районированный сорт люцерна Северная гибридная // Бюл. научно-технической информации. - 1956. - № 1. - С. 32-34.
2. Тарковский М. И. Продвижение культуры люцерны на север в Нечерноземную зону // Бюл. научно-технической информации. - 1956. - № 1. - С. 35-36.
3. Кутузова А. А., Ермакова К. А. Люцерна на культурных пастбищах // Луга и пастбища. - 1971. - № 6. - С. 31-32.
4. Писковацкий Ю. М., Ненароков Ю. М. Создание пастбищных сортов люцерны для Нечерноземной зоны // Кормопроизводство : сб. науч. тр., вып. 14. - М., 1976. - С. 59-63.
5. Писковацкий Ю. М, Степанова Г. В. Биологические аспекты фитоценотической селекции люцерны для условий Нечерноземной зоны // Кормопроизводство России : сб. науч. тр. к 75-летию ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. - М., 1997. - С. 318-325.
6. Писковацкий Ю. М., Степанова Г. В. Особенности селекции люцерны для многовидовых агрофитоценозов Нечерноземной зоны России // Бобовые культуры в современном сельском хозяйстве : сб. науч. тр. Междунар. совещ. - Новгород, 1998. - С. 49-51.
7. Писковацкий Ю. М., Ненароков Ю. М., Степанова Г. В. Новые сорта люцерны - важный источник получения высокобелковых кормов // Резервы увеличения производства растительного белка : сб. науч. тр., вып. 45 / ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. - М., 1990. - С. 168-171.
8. Писковацкий Ю. М., Соложенцева Л. Ф. Селекция люцерны на устойчивость к кислым почвам // Продовольственная безопасность сельскохозяйственной России в XXI веке. Жученковские чтения II : сб. науч. трудов, выпуск 11 (59). - М. : ООО «Угрешская типография», 2016. - С 172-179.
9. Экономическая эффективность систем и усовершенствованных технологий производства объемистых кормов на сенокосах / А. А. Кутузова [и др.] // Достижения науки и техники АПК. - 2019. - Т. 33, № 6. - С. 44-50.
10. Экономическая эффективность усовершенствованных технологий создания и использования сеяных сенокосов / А. А. Кутузова [и др.] // Кормопроизводство. - 2020. - № 3. - С. 3-8.
11. Михайличенко Б. П., Шпаков А. С., Кутузова А. А. Методическое пособие по агроэнергетической оценке технологий и систем ведения кормопроизводства. - М. : Россельхозакадемия - ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. - М., 2000. - 53 с.
