Смешанные посевы кормовых культур

Обновлено: 05.10.2024

Отечественная технология земледелия строится на монокультурах, а в природе не бывает отдельно растущих злаковых или бобовых — все растет в симбиозе. Отдельные практики и ученые предрекают, что интерес к применению бинарных и смешанных посевов культур будет увеличиваться пропорционально росту проблем с плодородием почв, удорожанием ресурсов и усилением погодных аномалий. В этой области сегодня создано достаточно практических наработок и мнений.

Снижение плодородия пашни и постоянное повышение цен на минеральные удобрения наводят на мысль об альтернативных способах накопления органики в почве, использовании низкозатратных технологий в кормопроизводстве. При интенсивном животноводстве, которое выбрала наша страна в качестве главной отрасли сельского хозяйства, корма должны составлять до 75% продукции земледелия. Для повышения качества объемистых кормов (сена, силоса и сенажа) необходима структурная перестройка отрасли, усиление развития полевого и лугового кормопроизводства путем внедрения новых технологий. Одной из таких технологий является смешанный посев.

Немного истории

Идея смешанных посевов не новая. Она родилась в 60-х годах ХХ столетия и получила широкое распространение в 70-80-е годы. Тогда появилась и самая знаменитая кормовая смесь — вико-овсяная, доля которой в структуре посева однолетних трав сегодня составляет около 40%.

Сегодня смешанный и бинарный посевы возвращаются, аграрии все чаще отказываются от ежегодной вспашки, активно внедряют ресурсосберегающую технологию в земледелии (Кутузова, 1973; Гродзинский, 1991; Такунов, 1996; Жученко, 2000; Кононов, 2005; Купцов, 2006; Новиков, Баринов, 2008; Зеленский, 2014).

Сторонники данного направления считают, что основная роль в повышении продуктивности культур должна отводиться не технократическим, а естественным процессам, максимально адаптированным к конкретным ландшафтам.

Технология смешанного посева — это совместное выращивание на одном поле двух (бинарный) и более культур. По сравнению с одновидовыми посевами он достаточно эффективно решает проблемы повышения урожайности и устойчивости растений к стрессам. В смешанном посеве растения взаимодействуют друг с другом, полнее используют почвенное плодородие, поскольку корневая система различных культур развивается в разных горизонтах почвы и солнечную энергию надземная масса растений формирует в разных ярусах.

Наиболее удачные разработки по смешанным посевам культур были получены в Центральной Азии, где бытовала монокультура хлопчатника в условиях ограниченных посевных площадей. При этом животноводство должно было развиваться. Тогда разработали смеси не с 2, а с 6-7 компонентами. Одна из стандартных смесей для получения высоких надоев молока включала 50 кг овса, 50 кг ячменя, 50 кг тритикале, 20 кг гороха кормового (вики) и 1,5 кг рапса или перко (нетрадиционная кормовая культура). В Азии мало земли, но климат позволяет получать несколько урожаев в год. Поэтому там высевали кормовые смеси в сентябре, а в апреле зеленую массу скашивали. За счет такой технологии имели высококалорийный корм, после чего проводили вспашку и высевали хлопчатник.

При этом в Европе для решения проблем полноценного сбалансированного питания животных было выбрано направление на искусственные комбикорма.

Совмещение культур - это система земледелия, при которой разные культуры выращиваются одновременно на одной и той же площади земли. Какую выгоду можно извлечь из этой агропрактики, рассказывает эксперт

«Как сельскохозяйственная практика, совмещение культур способствует стабильности урожайности, потому что не все культуры в смешанной системе возделывания, вероятно, будут одинаково затронуты изменениями погодных условий.

Культуры с разными привычками роста также могут различаться по своим экологическим требованиям, и в некоторых случаях они могут использовать свет, питательные вещества и воду более полно, чем монокультуры.

Например, при совместном посеве сои с кукурузой в смеси будет больше сырого протеина (10-11% для посева кукуруза-соя против 8% для монокультуры кукурузы).

Также совмещенные посадки будут давать более высокие значения лизина и метионина (219%), чем монокультура кукурузы. Повышенное производство качественного протеина и незаменимых аминокислот имеет особое значение для питания всех классов сельскохозяйственных животных, включая жвачных.

Хотя считается, что жвачные животные менее чувствительны к качеству протеина и способны преодолевать диетический дефицит незаменимых аминокислот, таких как лизин и метионин, путем синтеза этих кислот в рубце, наука в некоторой степени опровергает это расхожее мнение.

Данные по высокопродуктивным животным, особенно, молочным коровам, показывают, что оптимальная продуктивность не может быть достигнута путем кормления низкокачественными белковыми рационами. Это особенно актуально для районов с дефицитом белка, таких как многие тропические и субтропические регионы.

Что касается содержания минералов, урожай кукуруза плюс соя содержит больше кальция (0,7-0,8% против 0,2% только для кукурузы). Уровень фосфора кукурузо-соевого силоса немного выше, чем только кукурузного силоса, но более высокий уровень кальция обеспечивает соотношение Ca: P 2: 1, что является желательным для лактирующих коров. Посев сои вместе с кукурузой на силос, таким образом, улучшит содержание протеина и минералов и потребует меньше минеральных добавок для удовлетворения потребностей дойных коров, что обеспечит экономическое преимущество в программе кормления.

В большинстве систем совместного посева различий в потреблении корма не отмечалось, за исключением силоса в зависимости от сорта сельскохозяйственных культур и применяемой обработки перед силосованием.

В одном исследовании потребление силоса (кг сухого вещества в день) дойными коровами составляло 9,2 с силосом из трав и было снижено до 7,1, когда силос из травы был заменен силосом из гороха и ячменя. Низкое потребление в последнем случае объясняется ферментационными характеристиками культур гороха и ячменя и образованием чрезмерных количеств молочной кислоты и аммиака, которые отрицательно влияют на потребление силоса. Увеличение содержания сухого вещества в силосном сырье за счет уменьшения соотношения гороха и злаков будет полезным с точки зрения качества.

В исследовании совместных посевов трав и люцерны на силос для молочного скота, сухое вещество и усвояемость белков были улучшены по сравнению с одним силосом люцерны. Улучшение усвояемости в этом случае стало результатом следующих причин.

1. Эффективное разложение происходит благодаря оптимальному соотношению энергии к белку и повышенному микробному профилю за счет использования нескольких субстратов.

2. Ткани собранного материала из совместного посева разрушаются в большей степени, чем ткани стеблей сельскохозяйственных культур, полученных в результате единственного посева, когда эти ткани подвергаются воздействию микробов рубца.

3. Одревесневшая кольцевая структура стеблей люцерны является основным фактором, снижающим их способность к разложению. При одновременном разложении люцерны и трав может быть разрушено больше тканей и, как следствие, усвояемость выше.

Ученые сообщают, что кормление силосом гороха и пшеницы вместо травяного силоса снижает потребность в концентрате для дойных коров на 60% без отрицательного воздействия на надои или качество молока.

Таким образом, совместные посевы гороха и пшеницы являются способом экономии затрат для молочных фермеров.

Одно исследование также продемонстрировало важность использования в совместных посевах сортов гороха с короткой, а не с длинной соломой. Использование гороха с более короткой соломой сводит к минимуму затенение сопутствующих культур. Это, в свою очередь, обеспечивает большую способность растений-компаньонов восстанавливать свои питательные вещества посредством фотосинтеза и, следовательно, давать на выходе более полезный корм.

Поскольку растения-компаньоны в совместных посадках часто конкурируют за ресурсы окружающей среды, важно предусмотреть доминирование в зависимости от вида, высоты растения, взаимодействия между ними при различных условиях выращивания и конкретных потребностей в питательных веществах / воде на разных этапах развития.

Сведение к минимуму конкуренции должно быть основной целью управления такими системами. Правильный выбор сорта, подходящее пространственное расположение и адекватное водоснабжение - все это помогает смягчить последствия конкуренции и получить максимальную пользу от этих источников корма для домашнего скота.

Полевые опыты проведены в 2011–2014 годах на опытном поле Новозыбковской сельскохозяйственной опытной станции – филиала ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В. Р. Вильямса. Цель работы — поиск способов повышения питательности грубых кормов и обоснование выбора компонентов для смешанных посевов, характеризующихся более высокой ёмкостью катионного обмена корневой системы, а также раскрытие механизма формирования урожайности. Опыты проведены на дерново-подзолистых песчаных почвах с одновидовыми и смешанными посевами кормовых трав. Одновидовые посевы состояли из овса посевного (Avena sativa L.), райграса однолетнего (Lolium multiflorum Lаm.), суданской травы (Sorghum sudanense Pers.), проса посевного (Panicum miliaceum L.). Смешанные посевы состояли из этих же культур с добавлением люпина жёлтого (Lupinus luteus L.) из семейства Бобовые (Fabaceae). Норма высева семян одновидовых и смешанных посевов кормовых культур была приблизительно равной. Нами установлено, что добавление бобового компонента в смеси кормовых культур приводило к усилению напряжённости электростатических полей вокруг корневых систем растений, ускорению движения почвенной влаги к зоне всасывания корневых волосков, повышению доступности влаги и элементов питания, урожайности посева. Отмечено, что увеличение доступности азота корневым системам бобовых культур, обусловленное фиксацией азота клубеньковыми бактериями жёлтого люпина, не компенсируется необходимым количеством калия для осуществления процесса синтеза сырого протеина, при этом происходит использование магния для создания безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ). Результаты опытов открывают широкие возможности для решения практических задач выбора необходимого компонента к планируемому посеву кормовых культур, расчёта дозы калийного удобрения, от решения которых зависит урожайность и качество кормов.

Ключевые слова: дерново-подзолистая песчаная почва, кормовые культуры, одновидовые и смешанные посевы, напряжённость электростатического поля корневой системы, доступность влаги и элементов питания, урожайность.

В работах (Белоус и др., 2012; Харкевич и др., 2012) рассмотрено влияние видовых различий мятликовых трав на урожайность одновидовых посевов. В работе (Пакшина, Белоус, 2018) выполнена сравнительная оценка урожайности одновидовых и смешанных посевов кормовых культур. Одновидовые посевы состояли из овсяницы луговой, двукисточника тростникового и лисохвоста лугового, которые были также компонентами смешанных посевов. Нормы высева семян в одновидовых и смешанных посевах были равными.

Природной средой обитания введённых в культуру трав были травянистые леса, луга и болота. Овсяница луговая имеет мочковатую корневую систему, двукисточник тростниковидный и лисохвост луговой — ползучие корневища (Маевский, 1954). Ёмкость катионного обмена (ЕКО) корней овсяницы луговой, двукисточника тростникового и лисохвоста лугового соответственно составляет 30,4, 30,8, 22,6 мг-экв на 100 г воздушно-сухих корней (Drake, 1964; Drake, Vengris, Colby, 1951; Vengris, Drake, 1955; Willams, Coleman, 1950).

Известно, что напряжённость электростатического поля капиллярно-пористых систем зависит от величины ЕКО (Воюцкий, 1975). В работе (Пакшина, Белоус, 2018) было показано, что при достатке и избытке влаги смешанные посевы формируют более высокую урожайность, чем одновидовые. При недостатке влаги и повышенном радиационном балансе смешанные посевы в большей степени, чем одновидовые, снижают поглощение солнечной радиации, а также урожайность (Пакшина, Белоус, 2018). Введение в смешанные посевы культур с более низкой ЕКО корней, чем у остальных, понизило напряжённость электростатического поля всей корневой системы, скорость потоков влаги к зоне корневых волосков, доступность влаги и элементов питания, а также урожайность в сравнении с одновидовыми посевами.

Цель работы — поиск способов повышения питательности грубых кормов и обоснование выбора компонентов для смешанных посевов, характеризующихся более высокой ёмкостью катионного обмена корневой системы, раскрытие механизма формирования урожайности.

Методика исследований. Полевые опыты проведены в 2011–2014 годах на опытном поле Новозыбковской сельскохозяйственной опытной станции – филиала ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В. Р. Вильямса.

Почва опытного участка дерново-подзолистая песчаная, подстилаемая с глубины 1,2 м мощными водноледниковыми песками. Мощность гумусового слоя составляет 18–20 см. Содержание органического вещества (по Тюрину) — 2,14–2,5%; pH_KCl — 6,7–6,9; сумма поглощённых оснований — 7,2–9,3 мг-экв на 100 г почвы; гидролитическая кислотность — 0,59–0,73 мг-экв на 100 г почвы; степень насыщенности основаниями — 92–93%; содержание подвижного фосфора — 357–380 мг/кг; обменного калия — 69–110 мг/кг почвы (по Кирсанову). Обеспеченность почвы фосфором очень высокая, калием — средняя. Почва не нуждается в известковании. Содержание гумуса высокое для дерново-подзолистой песчаной почвы. Учитывая высокую окультуренность почвы и среднюю обеспеченность калием, в опыт включили следующие варианты: контроль, К₁₈₀, К₂₁₀. В качестве калийного удобрения использовали хлористый калий с содержанием К₂О 56%.

В качестве объектов исследования использовали одновидовые и смешанные посевы кормовых культур. Одновидовые посевы состояли из следующих культур: овса посевного (Avena sativa L.), райграса однолетнего (Lolium multiflorum Lаm.), суданской травы (Sorghum sudanense Pers.), проса посевного (Panicum miliaceum L.). Ёмкость катионного обмена корней этих кормовых культур составляет соответственно 22,8; 22,5; 13,5; 12,2 мг-экв на 100 г воздушно-сухой массы (Drake, 1964; Drake, Vengris, Colby, 1951; Vengris, Drake, 1955; Willams, Coleman, 1950).

Учитывая результаты полевого опыта, изложенные в работе (Пакшина, Белоус, 2018), компонентом для смешанного посева необходимо было выбрать культуру, имеющую значительно большую ЕКО корневой системы, чем одновидовые посевы кормовых культуры. К таким культурам относятся: горох посевной, люпин жёлтый, люпин синий, клевер луговой, люцерна посевная. ЕКО корней этих культур составляет соответственно 49,6; 47,7; 53,3; 47,5; 48,0 мг-экв на 100 г воздушно-сухой массы (Drake, 1964; Drake, Vengris, Colby, 1951; Vengris, Drake, 1955; Willams, Coleman, 1950). Для составления смешанных посевов был выбран люпин жёлтый, учитывая, что природной средой его обитания являются лёгкие почвы нижнего пояса горных систем, наиболее близкие к почвам и условиям возделывания введённого в культуру вида.

Использовались следующие сорта культур: люпин жёлтый Престиж, овёс посевной Скакун, суданская трава Кинельская 100, райграс однолетний Изорский, просо посевное Квартет. Норма высева семян составляла соответственно 1,2; 5,0; 2,0; 8,0; 5,0 млн шт./га. Опыт был развёрнут в звене севооборота со следующим чередованием культур: озимая рожь, картофель, одновидовые и бобово-злаковые посевы. Посев проводили сеялкой CH-10 в первой декаде мая.

Химический анализ отобранных после уборки урожая растительных образцов корма после высушивании при постоянной температуре 105 ○ С проводили в центральной учебно-научной испытательной лаборатории БГАУ общепринятыми методами. Озоление проводили методом сжигания по Гинзбургу. Содержание калия определяли на пламенном фотометре (ГОСТ 30504-97), фосфора — на фотоэлектроколориметре (ГОСТ 26657-97). Содержание азота в растительных образцах определяли по ГОСТ Р 51417-99, при пересчёте на сырой протеин использовали коэффициент 6,25.

Полученные экспериментальные данные обрабатывались статистическими методами дисперсионного и корреляционного анализов с использованием стандартного компьютерного программного обеспечения (Excel 7,0; Statistic 7,0; NC SS-2000).

Численные методы исследования включали следующие расчёты: транспирация рассчитывалась по формуле Пенмана (Пенман, 1972), испаряемость — по формуле Н. Н. Иванова (Иванов, 1954), удельная поверхность почвы — по методу, изложенному в работе (Пакшина, Сковородникова, 2010), ёмкость катионного обмена корней кормовых культур была взята из работ (Drake, 1964; Drake, Vengris, Colby, 1951; Vengris, Drake, 1955; Willams, Coleman, 1950).

Для расчёта удельной поверхности корней, числа Пекле (Ре), параметра биовыноса использовались следующие формулы:

Параметр биовыноса λ_б выражается следующей формулой:

где σ_к, σ_п — поверхностная плотность отрицательных зарядов корневой системы и почвы, Кл/м 2 ; z₁, z₂ — соответственно валентности аниона и катиона соли; Pe — число Пекле, T — абсолютная температура почвы (Пакшина, Петухов, 1976).

Коэффициент λ_б в формуле (1) характеризует интенсивность поглощения иона из почвы корнями в варианте по сравнению с контролем.

Результаты исследований. Для выявления механизма влияния бобового компонента на урожайность кормовых культур использовали средние значения показателей фитоклиматических условий в весенне-летний период вегетации, урожайности, транспирации, доступности влаги и элементов питания для посевов кормовых культур за период 2011–2014 годов.

Объект исследования – полевые опыты по изучению продуктивности одновидовых и смешанных посевов сорговых культур на силос и зеленый корм. Целью работы является разработка технологии выращивания высоких запрограммированных урожаев одновидовых и смешанных посевов сорговых культур на силос и зеленый корм на выщелоченных черноземах Закамья. В результате проведенных исследований установлено, что сорговые культуры в условиях Закамья Республики Татарстан обладают достаточно высокой продуктивностью. Урожай зеленой массы в одновидовых посевах достигает 400-500 ц/га, в смеси с кукурузой 400-600 ц/га. Урожаи, близкие к расчетным, получены при программировании на 400 ц/га зеленой массы в одновидовых посевах кукурузы, сорго и подсолнечника, а также в смешанных посевах кукурузы и сорго, кукурузы и подсолнечника, сорго и сои, в тройных смесях кукуруза+сорго+подсолнечник, в сложных смесях с учетом вики и овса.

1. Алабушев А.В. Сорго (селекция, семеноводство, технология, экономика) / А.В. Алабушев [и др.]. - Ростов-на-Дону : Книга, 2003. – 368 с.

4. Баранова В.В. Эффективность высокопродуктивных многокомпонентных смесей с бобовыми / В.В. Баранова, М.Т. Логуа, В.А. Малаев // Кормопроизводство. – 2003. - № 6. – С. 16-19.

5. Биленко П.Я. Сорго в одновидовых и смешанных посевах / П.Я. Биленко, Н.Я. Шевников // Кормопроизводство. – 1985. - № 12. – С. 30-31.

6. Борина Л.П. Опыт возделывания смешанных посевов сорго с соей и сорго с кукурузой / Л.П. Борина, Н.Г. Березкин // Информационный листок Краснодарского МГЦНТИ и П. - № 476-89. – 4 с.

7. Бузницкий А.Г. Выращивание кукурузы с соей и подсолнечником на силос / А.Г. Бузницкий, А.С. Кузменко. – М. : Колос, 1973.

8. Нафиков М.М. Сахарное сорго в Татарстане. – Казань : Казанский государственный университет, 1994. – 163 с.

10. Нафиков М.М. Изучение сахарного сорго в сравнении с другими силосными культурами // Кормопроизводство. – 2010. - № 4. – С. 22-24.

Поэтому в связи с непростыми почвенно-климатическими условиями ученые и практики на протяжении ряда лет ищут для стабилизации производства продукции растениеводства наиболее засухоустойчивые культуры в целях получения высоких урожаев, сбалансированных элементами питания 6.

Продуктивность сахарного сорго в одновидовых и смешанных посевах изучалась по сравнению с традиционными силосными культурами - кукурузой и подсолнечником, а также смесями этих культур с другими кормовыми культурами на трех фонах питания - без удобрений, N100P60K100 и N120P90K120.

На неудобренном фоне не было достоверной разницы между урожаями зеленой массы кукурузы, с одной стороны, и сахарного сорго, подсолнечника, а также ряда смесей кормовых культур. Разница, близкая к достоверной, отмечена по одновидовым посевам сои и тройной смеси (подсолнечника с викой/овсом). Тенденция к повышению урожая отмечалась по смешанным посевам кукурузы с сахарным сорго и тройной смеси, включающей, кроме вышеназванных культур, еще и подсолнечник (табл. 1).

Таблица 1 - Урожайность кормовых культур на неудобренном фоне (среднее за 2007-2009 гг.)

Сбор кормовых ед.

отклонение от контроля,

Среднее по вариантам

При анализе данных по сухому веществу и выходу кормовых единиц можно наблюдать другую картину. Здесь одновидовые посевы сахарного сорго и его смесь с соей дали достоверную прибавку в урожае. Весьма успешной оказалась смесь кукурузы с соей, которая дала 35,9 ц прибавки в урожае сухого вещества (повышение более чем в два раза). Близкую к достоверной прибавку давали смешанные посевы кукурузы сорго и одновидовые посевы сои, пятерная смесь в составе: кукуруза+подсолнечник+вика+овес+сорго (табл. 2).

Таблица 2 - Урожайность кормовых культур на фоне минеральных удобрений N100P60K100 (среднее за 2007-2009 гг.)

Сбор кормовых ед.

отклонение от контроля,

Среднее по вариантам

Подсолнечник и большинство его смесей оказались наименее урожайными и не имели никакого преимущества под чистыми одновидовыми посевами кукурузы.

На первом фоне минерального питания (N100P60K100), так же как и на неудобренном фоне, не наблюдалось повышение урожая зеленой массы по сравнению с одновидовыми посевами кукурузы, а на одновидовых посевах сои и смешанных посевах сорго с соей, подсолнечника с викой/овсом отмечалось снижение урожая зеленой массы (табл. 3).

Таблица 3 - Урожайность кормовых культур на фоне минеральных удобрений N120P90K120 (среднее за 2007-2009 гг.)

Сбор кормовых ед.

отклонение от контроля,

Среднее по вариантам

Сборы переваримого протеина с единицы площади изменялись как по зависимости от культур, так и по уровням минерального питания (табл. 4).

Таблица 4 - Сбор кормовых единиц, протеина и обеспеченность кормовой единицы протеином (среднее за 2007-2009 гг.)

Наименование культур и кормосмесей

Выход кормовых единиц,

Сбор протеина, кг/га

Выход кормовых единиц,

Среднее по вариантам

На неудобренном фоне разные кормовые культуры обеспечили выход протеина в среднем 430 кг с одного гектара, или 105 граммов на одну кормовую единицу. По первому уровню минерального питания сбор протеина повысился в среднем до 642 кг/га (на 49,3%), по второму уровню - до 932 кг/га (на 117%), при этом обеспеченность кормовой единицы в протеине несколько снизилась и в среднем составила 92-95 граммов. Следовательно, рост урожая под влиянием удобрений опережал процесс накопления протеина в растениях.

Наибольший выход протеина с гектара обеспечили смешанные массы сахарного сорго с соей (609. 1417 кг/га), одновидовые посевы сои (670. 1512 кг/га), смешанные посевы кукурузы с соей (700. 1472 кг/га). Это примерно в 1,5-2 раза больше, чем одновидовые и смешанные посевы других кормовых культур. Следовательно, соя является весьма желательным компонентом в деле увеличения выхода переваримого протеина с единицы площади.

Характерно, что в смесях с подсолнечником по неудобренному фону отмечается довольно высокая обеспеченность протеином, затем по первому уровню питания этот показатель заметно снижается и при переходе на второй уровень снова повышается. Следовательно, при переходе от неудобренного фона к первому уровню питания нарастание биомассы опережает накопление протеина в растениях и при дальнейшем повышении норм внесения удобрений происходит опережающее накопление протеина над нарастанием биомассы.

1. Таким образом, по влиянию на общую продуктивность растений (выражается в кормовых единицах), а также на выход протеина с единицы площади и обеспеченность кормовой единицы протеином второй уровень питания (N120P90K120) имеет преимущество над первым (N100P60K100).

2. Второй уровень питания имеет и экономическое преимущество над первым. При увеличении общего расхода питательных веществ всего на 70 кг/га (27%) продуктивность кормовых культур повысилась на 26,9 ц/га (37,7%), сбор переваримого протеина на 290 кг/га (45,2%), обеспеченность кормовой единицы в протеине при этом имела тенденцию к повышению.

Рецензенты:

Читайте также: