Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов однолетних кормовых культур на Южном Урале

Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов однолетних кормовых культур на Южном Урале

A. А. Громов, д.с.-х.н., профессор,

B. Н. Неверов, к.с.-х.н, ОренбургскийГАУ

Один из резервов повышения продуктивности посевов однолетних кормовых культур — возделывание их с внесением удобрений в расчетных нормах на действительно возможную урожайность (ДВУ) по ресурсам влаги. Это позволяет существенно поднять урожайность сухой биомассы, питательную и энергетическую ценность корма. Набор культур в каждом хозяйстве должен быть достаточно разнообразен, чтобы можно было организовать конвейерное производство кормов.

Опыты с целью определения продуктивности и биоэнергетической эффективности агрофитоценозов однолетних кормовых культур при расчете норм удобрений на ДВУ и их влияние на плодородие почвы велись с 1987 по 2002 гг. Исследования проводились с наиболее распространенными и новыми кормовыми культурами на разных уровнях минерального питания, что дало возможность при комплексном подходе впервые на Южном Урале разработать оптимальные фо-тосинтетические параметры высокопродуктивных агрофитоценозов для эффективного использования климатических факторов.

Установлено, что оптимизация минерального питания на основе расчетных норм удобрений существенно повышает эффективность использования влаги посевами. Условия минерального питания и влагообеспеченности влияют на биохимический состав и качество урожая. Содержание сырого протеина у суданской травы на посевах с внесением удобрений на ДВУ возрастает с

11,69 до 12,83%, у кукурузы — с 8,40 до 10,1%. Улучшается аминокислотный состав белков за счет увеличения содержания незаменимых аминокислот, соответственно на 15,8 и 12,6%, содержание жира возрастает с 3,05 до 3,54% у суданской травы и с 2,7 до 3% — у кукурузы.

Высококачественный корм обеспечивает смесь суданской травы с горохом (норма высева 2,5 и 0,5 млн. всхожих семян на 1 га соответственно). Содержание сырого протеина в сухом веществе зеленой массы возрастает до 13,73—15,2%, увеличивается количество жира, кальция и фосфора на единицу сухого вещества.

Разработана технология возделывания ярового рапса для северной зоны области, при которой по выходу кормовых единиц он не уступает суданской траве и по переваримому протеину превосходит ее.

Содержание нитратов в растениях зависит от уровня азотного питания (г = 0,67—0,85), соотношения азота и фосфора во вносимых расчетных нормах удобрений, динамики нитратных форм азота в почве (г = 0,94), фазы развития растений, а также погодно-климатических условий года. Внесение микроэлементов позволяет снизить содержание нитратов у кукурузы в 1,5—1,65 раза, у суданской травы — в 1,21 — 1,65 раза.

В годы с хорошим естественным увлажнением расчет норм удобрений на ДВУ можно вести на 30 т/га зеленой массы, в средние годы величина ДВУ составляет 20—25 т/га, в сухие — не более 20 т/га, нормы высева должны быть: суданской травы — не менее 3 млн., кукурузы — 80 тыс., ярового рапса — 3,5 млн. всхожих семян на 1 га.

В настоящее время успех в развитии растениеводства часто определяется потенциалом сорта и уровнем технологии. В последние годы в сельское хозяйство области поступают новые высокоурожайные сорта суданской травы. Для изучения их биологических особенностей и оценки продуктивности были взяты 6 сортов, в том числе сорт местной селекции Бродская 2 (контроль). Из шести испытываемых сортов наиболее скороспелые — Самарянка, Кинельская 100 и Чиш-минская ранняя, у которых продолжительность периода от всходов до выметывания составляла в среднем за 1999—2002 гг. 40—41 день (табл. 1). Облиственность растений у всех сортов в момент уборки 1-го укоса была достаточно высокой и изменялась по сортам в пределах 36,0—37,8%. Наибольший биологический урожай зеленой массы формировали в среднем за 1999—2002 гг. сорта Кинельская 100 — 21, 6 т/га, Бродская 2 — 20,9 т/га и Волгоградская 77 — 20,8 т/га.

В среднем за 1999—2002 гг. наибольшая урожайность зеленой массы была у сорта Кинель-ская 100 (18,8 т/га), затем у контрольного сорта Бродская 2 (18,2 т/га), наименьшая — у сорта Самарянка (16,3 т/га).

Наиболее скороспелые сорта достоверно уступают по урожайности зеленой массы менее скороспелым, за исключением сорта Кинельская 100, который в годы с благоприятным увлажнением значительно повышал урожайность зеленой и сухой массы и сбор питательных веществ.

В среднем за 4 года наибольший урожай абсолютно сухой биомассы накопил сорт Кинельская 100 — 4,41 т/га; на втором месте контрольный сорт Бродская 2 — 4,00 т/га; практически такой же результат по сбору сухого вещества у сорта Волгоградская 77 — 3,98 т/га.

После первого года оценки сортов по продуктивности был заложен трехфакторный опыт для изучения основных элементов технологии сорта — Бродская 2 (контроль) и двух перспективных сортов — Кинельская 100 и Волгоградская 77, технология возделывания которых в области практически не изучалась (фактор А). Фактор В — расчетные нормы удобрений на получение 20,0, 25,0 и 30,0 т/га зеленой массы, в качестве контроля использовался вариант без удобрений. Сорта высевались с нормами высева 1,5;

2,0; 2,5; 3,0; 3,5 и 4,0 млн. всхожих семян на 1 га (фактор С).

В засушливом 2001 г. на фоне без удобрений наиболее продуктивным оказался сорт Волгоградская 77, а на расчетных фонах питания — сорт Бродская 2.

В благоприятном по увлажнению 2002 г. как на фоне без удобрений, так и с использованием удобрений сорт Кинельская 100 смог полнее реализовать свой потенциал и оказался более продуктивным.

Анализ результатов исследований позволил установить общие закономерности по влиянию норм высева на фоне расчетных норм удобрений на фотосинтетическую деятельность и продуктивность изучаемых сортов суданской травы. Опыты показали, что как снижение, так и завышение нормы высева против оптимальной ведет к снижению КПФ ФАР. Использование расчетных норм удобрений на получение 25 и 30 т/га зеленой массы повышает коэффициент использования солнечной энергии на формирование урожая у изучаемых сортов на 26,3—52,3%, по сравнению с вариантами без удобрений.

Расчетные и фактические средние параметры фотосинтетических показателей за годы исследований оказались близкими по своим значениям, хотя по годам отдельные из них значительно колебались. Полученные данные позволили разработать модели фотосинтетических параметров агрофитоценозов суданской травы различной продуктивности, применительно к исследуемым сортам (табл. 2).

Оптимальная густота стояния растений — одно из важнейших условий, определяющих продуктивность посева.

Густота растений суданской травы при планировании урожайности должна быть в условиях богары центральной зоны Оренбургской области в пределах 215—225 шт. на м2, что обеспечивается при норме высева 3 млн. всхожих семян на 1 га и сохранности растений не ниже 70%. В 2000 и 2002 гг. планируемая в опытах урожайность зеленой и сухой фитомассы была достигнута.

Выращивание высокоурожайных районированных и перспективных сортов позволяет использовать от 1,0 до 1,5% приходящей ФАР, что

1. Биологические особенности различных сортов суданской травы, среднее за 1999—2002 гг.

Сорта Высота растений, см Продол. периода до 1-го укоса, дн. Облиственность, % Биологический урожай зеленой массы, т/га Фактическая урожайность зеленой массы, т/га

1. Бродская 2 130,2 44 37,8 20,9 18,2

2. Чишминская ранняя 125,5 41 36,7 19,4 16,9

3. Юбилейная 20 126,2 44 36,2 19,6 17,0

4. Кинельская 100 135,0 41 37,1 21,6 18,8

5. Самарянка 119,2 40 36,0 18,7 16,3

6. Волгоградская 77 129,2 43 36,5 20,8 18,1

2. Модель фотосинтетических параметров высокопродуктивных агрофитоценозов суданской

для условий сухой степи можно считать хорошим показателем.

С увеличением норм высева с 1,5 до 3,0 млн. всхожих семян на 1 га наблюдается рост урожайности зеленой и сухой массы и сбора питательных веществ. Дальнейшее загущение до 3,5—4,0 млн. всхожих семян на 1 га ведет к снижению продуктивности посевов. Исключение составил 2002 г., когда на посевах без удобрений сбор питательных веществ при нормах высева 3,0 и 3,5 млн. всхожих семян на 1 га был практически одинаковым. Расчетные нормы удобрений оказали положительное влияние на продуктивность посевов суданской травы. Посевы с расчетным уровнем урожайности на получение 30 т/га зеленой массы повысили сбор кормовых единиц по сравнению с контролем (без удобрений) у сорта Бродская 2 на 53,3%, Кинельская 100 — на 34,9 и Волгоградская 77 — на 34,5%. Максимальный сбор кормовых единиц и переваримого протеина обеспечил сорт Кинельская 100 — 5,02 и 0,478 т/га, что на 9,1 и 7,3%, соответственно, выше контрольного сорта Брод-

ская 2. Сорт Волгоградская 77 уступил контролю на 2,6 и 3,9%.

Обеспеченность одной кормовой единицы пе-реваримым протеином по сортам изменялась в пределах 91,8—94,3 г на посевах без удобрений и 95,3—97,0 г на посевах с расчетным уровнем урожайности. В сухом веществе суданской травы в среднем содержалось 10,1 мДж/кг обменной энергии.

Общая калорийность урожая агрофитоценоза изменяется в соответствии с накопленным урожаем, величина которого определяется в значительной мере уровнем агротехники. Расчетные нормы удобрений на получение 25—30 т/га массы суданской травы увеличивали выход энергии с 1 га по сравнению с контролем у сорта Бродская 2 на 51,7 и 44,0%, у сорта Кинельская 100 — на 30,8 и 33,0 и у сорта Волгоградская 77 — на 25,7 и 32,9%. Коэффициент использования ФАР посевами возрастал соответственно до 1,24—1,31,

1,39-1,42 и 1,20-1,27%.

На посевах с расчетным уровнем урожайности на получение 30,0 т/га зеленой массы соответственно по сортам было накоплено 147,4, 161,5 и 143,9 ГДж/га. С урожаем отчуждалось по сортам практически одинаковое количество аккумулированной фитомассой энергии — 75,5-76,6%. Остальная часть с пожнивными и корневыми остатками поступала в почву (табл. 3).

Расчеты показали, что на посевах суданской травы без удобрений основное количество затрат антропогенной энергии приходится на долю топлива, машин и оборудования, а также семян. При внесении расчетных норм удобрений технологическая энергоемкость агрофитоценозов суданской травы возрастала в 1,5—2,2 раза. При этом доля топлива, машин и оборудования снижалась, а доля удобрений возрастала до 53%.

Сортовые особенности суданской травы на структуру затрат совокупной энергии влияния практически не оказали. Оптимизация норм высева не сопровождалась значительным изменением суммарных энергозатрат при возделывании суданской травы. При возрастании норм высева

травы

Показатели Параметры агроценозов различной продуктивности

Урожайность зеленой массы, т/га 18,0—20,0 20,0—25,0 25,0—30,0

Урожайность абс. сухой массы, т/га 4,0—4,5 4,5—5,5 5,5—6,5

Норма высева, млн. шт/га 3,0 3,0 3,0

Густота стояния растений, шт/м2 215—225 215—225 215—225

Густота стеблестоя, шт/м2 450—500 450—500 450—500

Максим площадь листьев, тыс. м2/га 28,0—32,0 32,0—35,0 35,0—38,0

ФП, млн. м^дн/га 0,800—0,850 0,850—0,950 0,950—1,100

ЧПФ, г/м2 в сутки 5,0—7,0 5,0—7,0 5,0—7,0

КПД ФАР, % 0,8—1,0 1,0—1,2 1,2—1,5

3. Накопление энергии посевами суданской травы, в среднем за 2000—2002 гг.

Сорта Планируемая урожайность, т/га Накоплено фитомассой всего, ГДж/га В том числе Отчуждение с поля всего, ГДж/га Постепление в почву, ГДж/га

надземной массой корнями с пожнивными остатками с корнями всего

Бродская 2 Без удобрений-контроль 98,9 81,8 17,1 74,4 7,4 17,1 24,5

30,0 147,4 123,8 23,6 112,6 4,2 23,6 34,8

Кинельская 100 Без удобрений-контроль 120,2 100,6 19,6 92,1 8,5 19,6 28,1

30,0 191,5 135,3 26,3 122,7 12,5 26,3 38,8

Волгоградская 77 Без удобрений-контроль 107,9 90,8 17,1 82,5 8,2 17,1 25,3

30,0 143,9 120,7 23,2 109,7 11,0 13,2 34,2

с 2 до 4 млн. всхожих семян на 1 га энергетические затраты возросли на 4,3%. Доля семян в структуре энергетических затрат увеличилась при этом с 2,7 до 5%.

Необходимо отметить, что в среднем за 2000— 2002 гг. энергетическая эффективность возделывания суданской травы в центральной зоне Оренбургской области оказалось высокой, на что указывают величины энергетического коэффициента, которые на фонах без удобрений составляли

11.86—14,64 и на расчетном фоне на 30,0 т/га —

7.86—8,79 в зависимости от сорта. Энергетически более эффективным оказалось возделывание сорта Кинельская 100.

Выращивание суданской травы на зеленую массу и сено в условиях степной зоны Оренбургского Предуралья является экономически выгодным и рентабельным производством. Лучший показатель уровня рентабельности получен на посевах без удобрений, который составил по сорту Бродская 2 — 83,2, сорту Кинельская 100 — 103,5 и сорту Волгоградская 77—101,4%. При внесении удобрений наибольший уровень рентабельности получен на фоне, рассчитанном на 25 т/га зеленой массы, соответственно по сортам — 80,0; 89,3 и 64,5%.