К.с.-х.н. Иванова Н.Н., к.с.-х.н. Павлючик Е.Н.,

Амбросимова Н.Н., Пантелеева Т.Н., Епифанова Н.А.

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт

мелиорированных земель», г.Тверь, Россия

Формирование продуктивности пастбищных агрофитоценозов, сконструированных на основе райграса пастбищного и фестулолиума,

в условиях осушаемых почв Верхневолжья

За последнее время в связи с реорганизацией всей системы АПК произошло резкое увеличение площади пашни (до 40-41,5 млн. га), выбывшей из активного сельскохозяйственного использования. Основной способ сохранения таких площадей в структуре сельскохозяйственных угодий – освоение их под пастбища и сенокосы.

Полное удовлетворение животных в подножном корме при выпасе на сеяных пастбищах исключает необходимость скашивания и доставки зеленых кормов, что резко снижает энергетические, трудовые и материальные затраты на производство животноводческой продукции и существенно уменьшать себестоимость производимого молока и мяса. В хозяйствах гумидной зоны с хорошо организованными сеяными пастбищами за пастбищный период (142-145 дней) получают до 55-60% годового надоя молока и 60-65% мяса говядины. При соблюдении технологии создания сеяных пастбищ, надлежащем уходе за ними, применении оптимальной системы удобрений, правильной эксплуатации сеяные пастбища являются наиболее продуктивными видами сельскохозяйственных угодий.

С целью повышения продуктивности трав и увеличения выхода сбалансированных кормов, при одновременном сохранении почвенного плодородия, конструирование оптимальных видовых составов высокопродуктивных сеяных пастбищных травостоев, адаптированные к условиям осушаемых почв имеет актуальное значение. Поиск путей повышения продуктивности, устойчивого долголетия, экологической безопасности, энергосбережения, средообразующей роли и эффективности производства высокопитательных зеленых кормов на осушаемых землях определил задачи наших исследований.

Все запланированные наблюдения, учеты и измерения выполнялись с соблюдением требований методик полевого опыта, принятых в луговодстве и земледелии, а именно: «Программа и методика проведения научных исследований по луговодству» (Кутузова А.А., Тебердиев Д.М., Кулаков В.А., Привалова К.Н. и др., 2000); «Методика опытов на сенокосах и пастбищах» (Конюшков Н.С., Работнов Т.А., Цаценкин И.А., 1961); «Методика опытов на сенокосах и пастбищах» (Игловиков В.Г., Конюшков Н.С., Мельничук В.П., Минина И.П., Якушев Д.В., 1971). Обработка экспериментальных данных велась согласно методике Б.А. Доспехова.

Опыт проводится на опытном агоэкологическом полигоне ВНИИМЗ, на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, осушаемой закрытым гончарным дренажем. Глубина залегания дрен 0,8-1,0м, расстояние между дренами 20-22метра. Расположение вариантов поперек к расположению дрен, рендомизированное. Размер делянки 172,8м², учетная площадь – 98м². Повторение опыта трёхкратное.

По результатам агрохимического состава почвы опытный участок считается вполне благоприятным и соответствует оптимальным условиям для роста и развития изучаемых пастбищных трав: содержание Р₂О₅ – 131-160мг/кг, К₂О – 130-157мг/кг почвы. По реакции почвенного раствора почва характеризуется как близкая к нейтральной рНсол. 5,7-6,1, содержание гумуса 2,57-3,13%.

Использование травостоев осуществлялось по принципу среднего загона (фаза кущения-начала выхода в трубку злаковых трав и ветвления бобовых), за сезон проведено 3 цикла имитации стравливания травостоя метод скашивания.

Состав травосмесей с использованием современных видов пастбищных трав конструировался по параметрам: совместимости агроэлогических требований, биоморфометрических показателей – конкурентной способности, ритма роста и развития, долголетия, облиственности, отавности, побегообразования, отношения к способам и интенсивности отчуждения, агрономического и зоотехнического значения.

Сорта трав подобраны с учетом их потенциальной продуктивности и устойчивого долголетия в условиях осушаемых почв, а именно: райграс пастбищный (Loliurn perenne) ВИК66, фестулолиум (x Festulolium F. Aschers. et Graebn) ВИК90, люцерна изменчивая (Medicago varia) Находка, лядвенец рогатый (Lotus cornilatus) Солнышко, клевер ползучий (Trifolium repens) ВИК70, овсяница красная (Festuca rubra) Сигма, клевер луговой (Trifolium pratense) ВИК7, тимофеевка луговая (Phleum pratens) ВИК9, овсяница луговая (Festuca pratensis) Сахаровская.

Одним из важных условий в формировании урожая кормовых культур является водообеспечение посевов. Оптимальным для роста и развития многолетних трав считается выпадение 300-400мм осадков за вегетационный период. УГВ в среднем за вегетацию должен находиться: на супесчаных почвах на глубине 40-60см, суглинистых 55-65см; на пастбищах – не ближе 50-70см от поверхности почвы легкого и 70-90см тяжелого гранулометрического состава. Многолетние травы хорошо развиваются при влажности почвы 70-85% ППВ и 20-30% аэрации.

Оптимальная влажность почвы для пастбищных злаков находится в пределах 75-85%, для бобовых трав – 60-70% ППВ. При пастбищном использовании грунтовые воды должны залегать: на супесчаных почвах на глубине 0,5-0,7м, на суглинистых почвах – 0,7-0,9м. В течение вегетационного периода Уровень почвенно-грунтовых вод УГВ не должен быть одинаковым и зависит от фазы развития растений, возраста травостоя и его хозяйственного использования. Так в первый месяц вегетации на сеяных травостоях пастбищного использования оптимальный УГВ 0,65-0,70м, в последующие периоды оптимальная глубина УГВ 0,70-0,80м от поверхности почвы.

Водный режим нашего опытного участка определялся, главным образом, тремя факторами: а) двухчленностью почвенных пород; б) количеством выпавших осадков; в) действием дренажа.

В условиях вегетационного периода 2014 года влагообеспеченность травостоев обуславливалась количеством выпавших осадков. В ранне-весенний период влагообеспеченность фитоценозов находилась на уровне 93,2-92,1% от ППВ, и была на 35-30% выше среднемноголетних показателей.

Значительное повышение среднесуточной температуры и отсутствие осадков длительное время способствовало понижению почвенной влажности в июне до 63,6-56,7% от ППВ. июле – 52,0-45,1%ППВ, августе до 39,2-34,1% от ППВ. Это способствовало резкому замедлению роста и развития пастбищных трав во втором и особенно в формировании 3-го срока созревания. Выпавшие кратковременные дожди в августе возобновили вегетацию трав 3-го цикла отчуждения, который сформировался только 17 сентября. В периоды выпадения осадков переувлажнялся в основном верхний (0-30см) слой почвы, а в засушливый – наблюдался недостаток влаги по всему почвенному профилю. Установлено: количество выпавших осадков и их распределение в течение вегетационного периода в большей степени влияет на рост и развитие пастбищных трав, чем среднесуточная температура воздуха.

Характерными особенностями динамики влажности изучаемой почвы следует считать то, что максимальные величины её приходятся на верхний 0-30см слой, этот же слой отличается и наибольшим размахом изменчивости данного параметра в течении вегетационного периода.

Основным периодом работы дренажа была весна, поскольку в этом промежутке отводилось наибольшее количество избыточной воды. Летом стока не было или был кратковременным, поскольку избыточная влага испарялась и использовалась растениями. Когда осадки были близки к норме (среднемноголетней), большая часть их приходилась на пополнение истощенных летней жарой влагозапасов почвы, сток тоже был небольшим. Более интенсивно дренаж работал во время выпадения большого количества осадков.

Уровень почвенно-грунтовых вод (УПГВ) является основным показателем характеристики состояния осушаемых почв. Для многолетних трав при пастбищном использовании нормы осушения за период вегетации должны составлять 0,7-0,9м от поверхности почвы. Наблюдения за уровнем грунтовых вод показали, что он напрямую зависит от количества выпавших осадков.

Высокая среднесуточная температура и отсутствие осадков длительное время способствовали понижению УПГВ до 1,7м и ниже.

Проведенные нами наблюдения за ростом и развитием пастбищных травостоев установили, что начало отрастания пастбищных травостоев 3-го г.ж.. весной отмечено 5 мая. Быстрота отрастания с колебаниями 2-3 дней зависела от видовых особенностей трав и обеспеченности почвы влагой. Из бобовых видов первым начал вегетировать лядвенец рогатый, а из злаковых – овсяница луговая. Овсяница луговая, райграс пастбищный, фестулолиум вступили в фазу начала кущения раньше, чем тимофеевка луговая. Овсяница красная начала куститься на 3 дня позже других злаковых трав.

Отчуждение зеленой массы первого цикла проведено 31 мая и совпало с фазой кущения-ветвления основных трав. Высота травостоев к моменту 1-го цикла отчуждения, в зависимости от видового состава, составляла 13-20см.

Формирование второго цикла отчуждения травостоев протекало менее интенсивно и длилось 33-35 дней. Травостои 2-го срока отчуждения имели высоту 14-18см. Из-за продолжительного отсутствия осадков и высокой температуры урожайность 3-его цикла отчуждения формировалась заметно медленнее и только 17-го сентября травостои были готовы к уборке. Высота растений этого цикла была на 3-5см ниже высоты растений 1-го срока отчуждения. По высоте травостои на основе фестулолиума, в среднем за вегетацию, на 2-4см превышали райграсовые.

Наблюдения в опыте показали, что увеличение стеблей в высоту происходит в начале вегетации постепенно от прорастания до фазы бутонизации бобовых и выметывания злаков. Среднесуточные приросты у райграса пастбищного в этот период составляет 1,5-2,5см; у фестулолиума – 1,9-2,7см; овсяницы красной – 0,9-1,7см; клевера ползучего – 0,9-1,2см; лядвенца рогатого – 1,9-2,7см; люцерны изменчивой – 2,3-3,1см. Максимальный среднесуточный прирост приходится на более ранний период роста трав от кушения до выметывания злаков и ветвление бобовых. Интенсивность ростовых процессов растений в смесях зависит не столько от влияния компонентов, сколько от погодных условий.

Важным показателем сохранности смешанного травостоя является его видовой состав. Ботанический состав изучаемых травостоев заметно изменялся в зависимости от количества компонентов в ценозе и цикла отчуждения.

Выявлено: в среднем за сезон наиболее ценные по ботаническому составу травостои сформировались при посеве трехкомпонентных травосмесей из райграса, клевера ползучего с лядвенцем рогатым и люцерной изменчивой, а также трехкомпонентной травосмеси из фестулолиума, клевера ползучего и лядвенца рогатого, характеризующиеся оптимальным соотношением злаковых и бобовых видов при низкой засоренности разнотравьем (рис. 1).

Достаточно объективным критерием продуктивного долголетия пастбищных трав, является их фитоценотическая активность. Изучение индекса ценотической активности позволяет определять поведение отдельных видов трав в составе краткосрочных, многолетних и долголетних типов сеяных травостоев на протяжении длительного периода их произрастания.

Наиболее фитоценотически активные виды трав пригодны для организации многокомпонентных бобово-злаковых агрофитоценозов. Виды фитоценотически активных трав стабильно продолжительно поддерживают высокое количественное участие вида в многокомпонентном ценозе, проявляя, таким образом, свои виалентные (конкурентоспособные) свойства.

Положительная реакция вида в чистом посеве на тот или иной прием ухода за травостоем становится в смешанном посеве отрицательной в случае значительного содержания в нем ценотически более активного компонента.

Из всех факторов, которые влияют на фитоценотическую активность пастбищных трав являются их биологические особенности.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что многолетние травы при пастбищном использовании характеризуются различной фитоценотической активностью. Райграс пастбищный (ценотический индекс-1,87) и фестулолиум (ценотический индекс 2,35) более ценотически активными оказались в тройных травосмесях в сочетании с лядвенцем рогатым Солнышко. Фестулолиум в составе изучаемых травостоев (индекс ценотической активности 1,21) оказался более конкурентоспособен в сравнении с аналогичными райграсовыми травосмесями (индекс ценотической активности 1,01). Овсяница красная по своей фитоценотической активности (индекс которой за 3 укоса составил 2,56-2,63) значительно превосходила другие виды трав. Фестулолиум и райграс понижали свою ценотическую активность в травостое с овсяницей красной. Клевер ползучий повышал свою фитоценотическую активность в 3-м цикле отрастания. Если в 1-м сроке отрастания его средний индекс ценотической активности равнялся 0,96, то при 3-м сроке отчуждения он составил 1,02. Более ценотически активным клевер ползучий был в травостоях на основе райграса пастбищного.

Таким образом: основные виды изучаемых пастбищных травосмесей – райграс пастбищный и фестулолиум – наиболее фитоценотически активными были в трехкомпонентных агрофитоценозах с дополнительным 2-м бобовым видом: лядвенцем рогатым Солнышко и люцерной изменчивой Находка.

Урожайность – основной показатель хозяйственной ценности любой культуры. Особенности формирования агрофитоценозов различными видами и сортами пастбищных трав оказывали влияние на их урожайность во всех циклах отрастания (рис. 2). В целом за сезон самый большой урожай зеленой массы обеспечил агрофитоценоз на основе райграса пастбищного в сочетании с люцерной изменчивой (23,9т/га).

Наиболее продуктивные травостои по зеленой массе (в поедаемом корме) на основе фестулолиума сформировались при посеве трехкомпонентных травосмесей, включающих фестулолиум в сочетании с лядвенцем рогатым (22,7т/га) и с люцерной изменчивой (22,9т/га). Агрофитоценозы с меньшим набором компонентов сформировали меньшую продуктивность. Так, фитоценоз райграса с клевером ползучим обеспечил урожайность зеленой массы 18,5-19,0т/га.

Наиболее высокой урожайностью по сухой массе отличались травостои, в состав которых входила овсяница красная, т.е. самовозобновляющиеся травостои. Они обеспечили получение с гектара 4,78-5,17тонн сухой массы. В целом за вегетационный период продуктивными были травостои со злаковым доминантом фестулолиумом: фестулолиум+клевер ползучий+люцерна (4,72т/га с.м.) и фестулолиум+ левер ползучий+ ядвенец рогатый (4,63т/га), фестулолиум+клевер ползучий (4,58т/га) и травостои со злаковым доминантом райграсом пастбищным: райграс пастбищный+клевер ползучий+люцерна изменчивая(4,44т/га с.м.). Остальные изучаемые травостои сформировали меньшую продуктивность сухой массы, в сравнении с ранее рекомендованной травосмесью. По сбору кормовых единиц в исследуемых травостоях сложилась похожая тенденция.

Применение удобрений является одним из главных факторов повышения продуктивности пастбищных агрофитоценозов и влияния на окружающую среду. В последние годы постоянно совершенствуются технологии приготовления компостов, направленные на значительное сокращение сроков компостирования, на дальнейшее повышение содержания в удобрении питательных веществ и полезной микрофлоры, на получении компостов с заданными удобрительными и технологическими свойствами и без всхожих семян сорняков. Одна из новых технологий ускоренного (за 6-7 суток) производства высококачественного экологически чистого компоста разработана во ВНИИМЗ. Производство этого удобрения – компоста многоцелевого назначения (КМН) осуществляют в специальных камерах биоферментатора. В одной тонне КМН содержится 25-30кг азота, 15-20кг фосфора, 10-15кг калия и все необходимые культурным растениям микроэлементы. В процессе при изготовлении КМН гибнут патогенны и теряется всхожесть семян сорной растительности. По качественным показателям КМН полностью удовлетворяет требованиям технических условий его применения (ТУ-9841-003-00668732-2011). Кроме этого, наличие в составе КМН кальция способствует снижению кислотности почв.

При внесении КМН имеет место высокая окупаемость затрат: при внесении вдвое меньших доз этого удобрения урожай возделываемых культур не уступает, а часто и превышает урожай с использованием традиционных органических удобрений, дозы которых по содержанию элементов питания растений эквивалентны дозам КМН. Высокая эффективность КМН обусловлена его повышенной микробиологической активностью, позволяющей на протяжении нескольких лет после внесения удобрений мобилизовать из трудно растворимых химических соединений, содержащихся в почвогрунтах, повышенное количество доступных растениям элементов питания.

Внесение компоста многоцелевого назначения (КМН) повлияло на формирование продуктивности пастбищных травостоев (табл. 1). Так, урожайность трехвидовых райграсовых травосмесей увеличилась на 1,4-3,6т/га, фестулолиумовых на 1,9-2,3т/га, бинарных райграсовых на 1,3-3,6 т/га и бинарных травостоев на основе фестулолиума на 1,7-3,2 т/га.

Таблица 1– Урожайность зеленой массы пастбищных агрофитоценозов

в зависимости от внесения КМН, т/га

Состав травостоя и нормы высева компонентов	Продуктивность зеленой массы, т/га		Прибавка от внесения КМН +
	без внесения КМН	с внесением КМН
1.Клевер луговой(5) + клевер ползучий(2)+тимофеевка(6)+овсяница луговая(6) (базовая травосмесь)	18,5	21,5	+3,0
2.Райграс пастбищный(9) + фестулолиум (9) (контроль)	18,2	20,3	+2,1
3.Райграс пастбищный(12)+ клевер ползучий(3)	18,5	22,1	+3,6
4.Райграс пастбищный(9)+ клевер ползучий(3)	17,7	20,3	+2,6
5.Райграс пастбищный(8) + клевер ползучий(3) + люцерна(6)	23,9	27,5	+3,6
6.Райграс пастбищный(8) + клевер ползучий(3)+ лядвенец рогатый(6)	21,4	22,8	+1,4
7.Райграс пастбищный(8)+ клевер ползучий(3) + тимофеевка(6) + люцерна (6)	17,7	20,7	+3,0
8.Райграс пастбищный(8) + клевер ползучий(3) + овсяница красная(3)	20,5	24,4	+3,9
9.Фестулолиум(12) + клевер ползучий(3)	22,8	26,0	+3,2
10.Фестулолиум(9) + клевер ползучий(3)	18,8	20,5	+1,7
11.Фестулолиум(8) + клевер ползучий(3) + люцерна изменчивая(6)	22,9	24,8	+1,9
12.Фестулолиум(8) + клевер ползучий(3) + лядвенец рогатый(6)	22,7	25,0	+2,3
13.Фестулолиум(8) + клевер ползучий(3) + тимофеевка(6) + люцерна(6)	21,3	24,0	+2,7
14.Фестулолиум(8) + клевер ползучий(3) + овсяница красная(3)	18,1	20,8	2,7
НСР05	5,47	1,68

Четырехвидовые агрофитоценозы на 2,7-3,0т/га повышали сбор зеленой массы. Зависимости величины прибавки урожайности зеленой массы от количества видов трав в фитоценозах не наблюдается. Т.к. прибавка от внесения КМН практически находится в одних пределах. Меньшую прибавку зеленой массы при внесения КМН сформировал ценоз райграса пастбищного и клевера ползучего с лядвенцем рогатым – 1,4т/га.

Однако в целом, травостои на основе райграса пастбищного обеспечили большую прибавку от внесения КМН, чем травостои с участием фестулолиума (3,02т/га против 2,42т/га). Установлено, сконструированные пастбищные агрофитоценозы положительно реагируют на внесение КМН только при достаточной почвенной и атмосферной влажности.

Таким образом, установлены оптимальные видовые составы травосмесей, сконструированные с участием райграса пастбищного и фестулолиума, для условий осушаемых земель гумидной зоны. Наибольшую продуктивность обеспечивают 3-х видовые травостои в сочетании с клевером ползучим Вик70 с включением дополнительных бобовых компонентов – лядвенца рогатого Солнышко и люцерны изменчивой Находка.

При этом наиболее перспективными являются трех и четырехкомпонентные агрофитоценозы, сконструированные на основе фестулолиума (гибрид овсяницы луговой и райграса итальянского) ВИК 90 в сочетании с: клевером ползучим ВИК70 и лядвенцем рогатым Солнышко; клевером ползучим ВИК70, тимофеевкой луговой ВИК9 и люцерной изменчивой Находка.

Такие пастбищные фитоценозы обладают высокой степенью адаптации к конкретным климатическим условиям, даже в сложных погодных условиях (2014г.) обеспечили продуктивность зеленой массы 21,5-23,9т/га.

Литература

1.Захаренко В. А. Тенденции роста бросовых земель, применение управления фитосанитарным состоянием агроэкосистем // Агроэкологическое состояние и перспективы использования земель России, выбывших из активного сельскохозяйственного оборота. -М.: Минсельхоз РФ, РАСХН. -2008. -С.97-110.

2.Каштанов А.Н., Сизов О.А. Проблемы восстановления угодий, выбывших из сельскохозяйственного использования //Экономика сельского хозяйства России. -2008. -№11. -С.174-183

3.Зотов А.А., Кобзин А.Г., Сабитов Г.А. Райграс пастбищный в луговом кормопроизводстве. –Тверь: ЧуДо. -2007. -180 с.

4.Ковалев Н.Г., Кобзин А.Г., и др. Оптимальные видовые составы кормовых агроценозов на основе новых сортов многолетних трав и технологии кормопроизводства, адаптированные к гидромелиоративному состоянию осушаемых угодий: Методические рекомендации. - Тверь: Тверской печатник. -2010. – 15с.

5. Тюлин В.А., Лазарев Н.Н., Иванова Н.Н., Вагунин Д.А. Многолетние бобовые травы в агроландшафтах Нечерноземья. Монография. -Тверь: Тверская ГСХА, 2014. – 234с.