Способ возделывания многолетних кормовых трав

Изобретение относится к кормопроизводству в орошаемых зонах сельского хозяйства. Способ включает периодическое скашивание биомассы, полив и внесение минеральных удобрений весной в период начала отрастания трав и в подкормку после каждого укоса. После уборки предшественника проводят предпахотный полив нормами 300...400 м³/га, а затем мелиоративное рыхление на глубину 0,4...0,6 м. Вспашку на глубину 0,25...0,27 м ведут с оборотом пласта. Рыхление верхнего слоя осуществляют культиваторами на глубину 0,08...0,12 м. Планировщиками ведут выравнивание макрорельефа орошаемого поля. Специально оборудованными сеялками проводят черезрядный посев бобовых и мятликовых культур. Травосмеси могут быть составлены либо двумя, либо четырьмя культурами. В качестве бобовых культур высевают люцерну и клевер. В качестве мятликовых культур используют овсяницу луговую и ежу сборную. Нормы высева люцерны, клевера, овсяницы и ежи соответственно 4,8·10⁶, 5,4·10⁶, 5,5·10⁶ и 8,1·10⁶ штук всхожих семян на гектар. Глубину высева выдерживают в диапазонах 0,02...0,03 и 0,05...0,06 м. Режим минерального питания поддерживают фосфорно-калийными удобрениями с расчетными дозами под вспашку в запас на три-четыре года пользования травостоем. Азотные удобрения вносят дробно под укосы дифференцированными дозами. Запасы минерального питания после уборки предшественника и азотофиксирующих бактерий бобовых культур в бобово-мятликовом травостое обеспечивают устойчивую урожайность зеленой массы по укосам соответственно 8, 12, 10 т до 30 т/га. Азот до 60 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос, 40 кг д.в./га для обеспечения гарантированного урожая до 50 т/га зеленой массы. Азот до 80 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос 60 кг д.в./га для обеспечения урожайности травостоя до 70 т/га зеленой массы. Азот до 100 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос, 70 кг д.в./га для обеспечения гарантированного урожая травосмеси до 90 т/га зеленой массы. Режим орошения поддерживают в пределах 60...80% НВ. Урожайность 30 т/га зеленой массы травосмеси достигают при 60% НВ орошением поливной нормой 850 м³/га с минимальным межполивным периодом 25...30 суток с общей оросительной нормой 1700...2550 м³/га. Урожайность зеленой массы травосмеси до 50 т/га обеспечивают при пороге влажности 60...70% НВ при одном-двух поливах под укос нормой 650...850 м³/га с максимальным межполивным периодом 15...18 суток с общей оросительной нормой 2550...3250 м³/га. Урожайность зеленой массы травосмеси до 70 т/га обеспечивают при пороге влажности 70...80% НВ при двух-трех поливах под укос, межполивной период 9...12 дней с общей оросительной нормой 3250...3600 м³/га. Урожайность зеленой массы травосмеси до 90 т/га обеспечивают при пороге влажности 80% НВ проведением под каждый укос 2...3 поливов нормой 450 м³/га, межполивной период 8...10 дней с общей оросительной нормой 3600...4050 м³/га. Сроки между уборкой зеленой массы и поливом в фазу отрастания сокращают до 2...3 суток. Агротехнические уходы проводят в виде боронования на посевах прошлых лет и после скашивания на зеленый корм, а осенью после последнего укоса - щелевание посевов второго и третьего года жизни растений на глубину 0,4...0,6 м. Освоение разработанной и проверенной в производственных условиях в период с 1998 по 2002 годы технологии возделывания бобово-мятликовых травосмесей позволит повысить эффективность использования орошаемых земель, увеличить производство экологически безопасных, качественных кормов, сохранить плодородие почвы, укрепить экономику хозяйств региона. 9 з.п. ф-лы, 12 ил., 52 табл.

 

Изобретение относится к кормопроизводству в орошаемых зонах сельского хозяйства.

Известен способ возделывания кормовых культур, включающий посев люцерны и злаковой культуры смежными, параллельно чередующимися полосами, в котором, с целью повышения продуктивности и сохранения стояния люцерников при одновременном наступлении фазы уборки последних и злаковой культуры, в качестве злаковой культуры используют сахарное сорго, а посев люцерны производят в виде ленты, края которой совмещены с рядами сорго, между которыми расположены пропашные полосы (SU, авторское свидетельство №1572444 А1, МПК⁵ А 01 С 7/00. Способ возделывания кормовых культур/Р.Давлатов, Д.Джумаев, Б.Сангинов, П.Халиков, В.М.Мазо, B.C.Анохин (СССР). - Заявка №4432676/30-15; Заявлено 06.04.1988; Опубл. 23.06.1990, Бюл. №23 // Открытия. Изобретения. - 1990. - №23).

Описанный способ не обеспечивает продуктивности высеваемых культур (сахарное сорго и люцерна) продуктивностью 70-90 т/га, несмотря на то, что сорго обладает отавной способностью.

Известен также способ возделывания сельскохозяйственных культур, включающий посев, обработку междурядий, уборку вдоль рядков, в котором, с целью повышения урожайности и качества продукции, высевают семена однолетних кормовых культур, сходных по технологии возделывания и различающихся по содержанию питательных веществ, параллельно чередующимися рядами в чистом виде; производят посев последовательно в каждый ряд следующих культур: силосная кукуруза, сахарное сорго, силосный подсолнечник, зерновая кукуруза, масличный подсолнечник, зерновое сорго; полев проводят с междурядьями 45-70 см (SU, авторское свидетельство № 1604194, МПК⁵ А 01 С 7/00. Способ возделывания сельскохозяйственных культур/В.М.Кононов, Л.Е.Дорофеев, И.А.Пименов, В.Н.Павленко (СССР). - Заявка №4460013/30-15; Заявлено 13.07.1988; Опубл. 07.11.1990, Бюл. №41 // Открытия. Изобретения. - 1990. - №41).

Несмотря на то что описанная кормовая смесь предусмотрена для дойного гурта крупного рогатого скота и реализуется в производстве в регионе Нижней Волги, она имеет малую и только разовую продуктивность, используемую в очень короткий период.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является способ возделывания многолетних кормовых трав, включающий периодическое скашивание биомассы, полив и внесение минеральных удобрений весной в период начала отрастания трав и в подкормку после каждого укоса, в котором, с целью повышения урожайности, внесение минеральных удобрений весной осуществляют через 35-37 дней после схода снега в доле 1/2 от общей нормы, в подкормки вносят оставшуюся часть от общей нормы удобрений равными дозами через 7-12 дней после каждого укоса за 1-2 дня до полива, а полив осуществляют поливными нормами 100-120 м³/га через каждые 3-4 дня при поддержании влажности почвы на уровне 75-80% от наименьшей влагоемкости (SU, авторское свидетельство №1753980 А1, МПК⁵ А 01 С 21/00. Способ возделывания многолетних кормовых трав /Э.Д.Адиньев, P.К.Хаджиев (СССР). - Заявка №4785886/15; Заявлено 23.01.1990; Опубл. 15.08.1992, Бюл. №30 // Открытия. Изобретения. - 1990. - №30).

К недостаткам данного способа, принятого в качестве наиближайшего аналога, относятся то, что режимы орошения и минерального питания не обеспечивают получение гарантированного урожая до 70...90 т/га и длительную сохранность растений при максимальной продуктивности.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эффективности возделывания многолетних трав на орошаемых землях в смешанных агрофитоценозах, обеспечивающих получение запланированных урожаев от 24...36 до 70...90 т/га зеленой массы.

Технический результат - продуктивное долголетие травостоев, сохранение и приумножение почвенного плодородия.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе возделывания многолетних кормовых трав, включающем периодическое скашивание биомассы, полив и внесение минеральных удобрений весной в период начала отрастания трав и в подкормку после каждого укоса, согласно изобретению после уборки предшественника проводят предпахотный полив нормами 300...400 м³/га, мелиоративное рыхление на глубину 0,4...0,6 м, вспашку с оборотом пласта, рыхление верхнего слоя на глубину 0,08...0,12 м и выравнивание рельефа, черезрядный посев бобовых и мятликовых двух или четырех культур, в качестве бобовых культур высевают люцерну нормой высева 4,8·10⁶ штук всхожих семян на гектар, в качестве мятликовых культур используют овсяницу луговую нормой высева 5,5·10⁶ штук/га и ежу сборную нормой высева 8,1·10⁶ штук/га соответственно на глубину посева 0,02...0,03 м бобовые и 0,05...0,06 м злаковые для получения 400...850 растений на квадратном метре в фазу полных всходов, 350...730 растений в фазу весеннего отрастания второго года жизни, 290...610 растений на квадратном метре в фазу весеннего отрастания третьего года жизни, а режим минерального питания поддерживают фосфорно-калийными удобрениями расчетными дозами под вспашку в запас на три-четыре года пользования травостоем, азотные удобрения вносят дробно под укосы дифференцированными дозами, режим орошения поддерживают в пределах 60...80% НВ, многокомпонентную смесь скашивают в фазу цветения бобовых и выметывания метелки мятликовых трав, последний укос осуществляют за 25...30 дней до перехода температуры воздуха через 0°С, высота скашивания 0,08...0,10 м в первом укосе, а в последнем - 0,14...0,16 м, а за растениями второго, третьего и четвертого года жизни ведут агротехнические уходы; запасы минерального питания после уборки предшественника и азотофиксирующих бактерий бобовых культур в бобово-мятликовом травостое обеспечивают урожайность зеленой массы по укосам соответственно 8, 12 и 10 т до 30 т/га; азот до 60 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос 40 кг д.в./га для обеспечения гарантированного урожая до 50 т/га зеленой массы; азот до 80 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос 60 кг д.в./га для обеспечения урожайности травосмеси до 70 т/га зеленой массы; азот до 100 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос 70 кг д.в./га для обеспечения гарантированного урожая травосмеси до 90 т/га зеленой массы; урожайность 30 т/га зеленой массы травосмеси достигают при 60% НВ орошением поливной нормой 850 м³/га с минимальным межполивным периодом 25...30 суток с общей оросительной нормой 1700...2550 м³/га; урожайность зеленой массы травосмеси до 50 т/га обеспечивают при пороге влажности 60...70% НВ при одном-двух поливах под укос нормой 650...850 м³/га с максимальным межполивным периодом 15...18 суток с общей оросительной нормой 2550...3250 м³/га; урожайность зеленой массы травосмеси до 70 т/га обеспечивают при пороге влажности 70...80% НВ при двух-трех поливах под укос, межполивной период 9...12 дней с общей оросительной нормой 3250...3600 м³/га; урожайность зеленой массы травосмеси до 90 т/га обеспечивают при пороге влажности 80% НВ проведением под каждый укос 2...3 поливов нормой 450 м³/га, межполивной период 8...10 дней с общей оросительной нормой 3600...4050 м³/га; сроки между уборкой зеленой массы и поливом в фазу отрастания сокращают до 2...3 суток; агротехнические уходы проводят в виде боронования на посевах прошлых лет и после скашивания на зеленый корм, а осенью после последнего укоса - щелевание посевов второго и третьего года жизни на глубину 0,4...0,6 м.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 графиками показана влагообеспеченность естественными осадками в период 1999-2002 гг.

На фиг.2 представлена графически теплообеспеченность вегетационного периода в годы проведения исследований (сумма t≥+5°С).

На фиг.3 изображено влияние режимов орошения и доз удобрений на плотность травостоя четырехкомпонентной смеси по годам пользования травостоя.

На фиг.4 приведена динамика плотности травостоев четырехкомпонентной смеси по годам пользования (черезрядный высев семян трав, вариант опыта 80% НВ).

На фиг.5 - динамика метеоданных и влажности почвы на посевах бобово-мятликовых смесей первого года пользования (1997 год).

На фиг.6 - то же, по данным 1998 года.

На фиг.7 - то же, по данным 1999 года.

На фиг.8 - то же, динамика метеоданных и влажности почвы на посевах бобово-мятликовых травосмесей второго года пользования (по данным 1998 г.).

На фиг.9 - то же, по данным 1999 г.

На фиг.10 - то же, по данным 2000 г.

На фиг.11 представлено накопление корневой массы бобово-мятликовыми смесями третьего года пользования.

На фиг.12 - влияние режимов орошения, доз удобрений и способов размещения компонентов на продуктивность бобово-мятликовых культур второго года пользования.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного способа, заключаются в следующем.

Способ возделывания многолетних кормовых трав включает периодическое (поукосное) скашивание биомассы, полив и внесение минеральных удобрений весной в период начала отрастания трав и в подкормку после каждого укоса. После уборки предшественника, максимально освобождающего орошаемое поле от сорной растительности, проводят предпахотный полив нормами 300...400 м³/га. Этой нормы достаточно для увеличения порога нижней влагоемкости в корнеобитаемом горизонте 0...0,4 м до 70...80%. Увеличение влажности в пахотном и подпахотном горизонтах достигают мелиоративным рыхлением на глубину 0,4...0,6 м. Это обеспечивает снижение плотности названных горизонтов с 1,6...1,8 т/м³ до 1,1...1,2 т/м³. Этим приемом в дальнейшем будут исключаться поверхностный сток и водная эрозия почвы из пахотного слоя при подаче оросительной воды поливными нормами 450...650 м³/га. Вспашку орошаемого поля со стерней и пожнивными остатками предшественника ведут отвально-лемешными плугами с оборотом пласта. Это позволит семена сорных растений и болезнетворные микроорганизмы заделать на глубину 0,25...0,27 м. Далее проводят рыхление верхнего слоя перпендикулярно направлению пахоты. Первую разделку обернутых пластов ведут тяжелыми дисковыми боронами БДТ-3,7 в агрегате с гусеничным трактором класса тяги 3 (ДТ-75, ВТ-100, Т-150). Окончательное рыхление верхнего слоя на глубину 0,06...0,12 м ведут культиваторами КПС-4,0. Планировку рельефа проводят планировщиком ВП-8. Черезрядный посев бобовых и мятликовых двух или четырех культур осуществляют в производственных условиях переоборудованными сеялками шириной захвата 3,6 м. В поисковых опытах сев вели сеялками СН-16 ПМ и СН-16 ПМЭ конструкции ГНУ ВНИИОЗ. В качестве бобовых культур используют люцерну нормой высева 4,8·10⁶ штук всхожих семян, а клевер луговой высевают нормой 5,4·10⁶ штук/га. В качестве мятликовых культур применяют овсяницу луговую нормой высева 5,5·10⁶ штук/га и ежу сборную нормой высева 8,1·10⁶ штук/га. Бобовые культуры высевают на глубину 0,02...0,03 м. Глубина заделки злаковых трав - 0,05...0,06 м. Это обеспечивает получение 400...850 растений на квадратном метре в фазу полных всходов. На второй год жизни растений в фазу весеннего отрастания остается в травостое 350...730 растений/м². Для обеспечения заданной продуктивности на третий год должно быть растений 290...610 штук/м².

Режим минерального питания поддерживают фосфорно-калийными удобрениями. Расчетные дозы минеральных удобрений вносят при вспашке в запас на три-четыре года жизни пользования травостоем. Азотные удобрения вносят дробно под укосы дифференцированными дозами. Запасы минерального питания после уборки предшественника и азотфиксирующих бактерий бобовых культур в бобово-мятликовом травостое обеспечивают урожайность зеленой массы по укосам соответственно 8, 12, 10 т до 30 т/га. Азот до 60 кг/га вносят поверхностно или с поливной водой с использованием известных конструкций гидроподкормщиков при максимальной дозе внесения под первый укос 40 кг д.в./га для обеспечения гарантированного урожая до 50 т/га зеленой массы.

При наличии соответствующей техники и устойчивой экономической базы хозяйства азот до 80 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос 60 кг д.в./га для обеспечения урожайности травосмеси до 70 т/га зеленой массы. Азот до 100 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос 70 кг д.в./га для обеспечения гарантированного урожая травосмеси до 90 т/га зеленой массы.

Режим орошения поддерживают в пределах 60...80% НВ. Урожайность 30 т/га зеленой массы травосмеси достигают при 60% НВ орошением поливной нормой 850 м³/га с минимальным межполивным периодом 25...30 суток с общей оросительной нормой 1700...2550 м³/га. Полив ведут дождевальными машинами ДДА-100 В, “Фрегат”, “Кубань-ЛК” и др. Урожайность зеленой массы травосмеси до 50 т/га обеспечивают при пороге влажности 60...70% НВ при одном-двух поливах под укос нормой 650...850 м³/га с максимальным межполивным периодом 15...18 суток с общей оросительной нормой 2550...3250 м³/га. Урожайность зеленой массы до 70 т/га в сочетании с минеральным питанием обеспечивают при пороге влажности 70...80% НВ при двух-трех поливах под укос. Межполивной период не должен превышать 9...12 дней. Общая оросительная норма - 3250...3600 м³/га.

Урожайность зеленой массы травосмеси до 90 т/га обеспечивают при пороге влажности 80% НВ проведением под каждый укос 2...3 поливов нормой 450 м³/га. Межполивной период - 8...10 дней. Общая оросительная норма - 3600...4050 м³/га. Потери урожая будут сведены до минимума, если сроки между уборкой зеленой массы и поливом в фазу отрастания сокращают до 2...3 суток.

Многокомпонентную смесь скашивают в фазу цветения бобовых и выметывания метелки мятликовых трав. Уборку ведут кормоуборочными комбайнами. Зеленую массу при скашивании измельчают на резку. Высота скашивания - 0,08...0,10 м в первом укосе. Последний укос осуществляют за 25...30 дней до перехода температуры воздуха через 0°С. В последнем укосе высоту среза устанавливают равной 0,14...0,16 м. За растениями второго, третьего и четвертого года жизни ведут агротехнические уходы. Уходы проводят в виде боронования на посевах прошлых лет и после каждого скашивания. Осенью после последнего укоса проводят щелевание посевов второго и третьего года жизни растений на глубину 0,4...0,6 м.

Рассмотрим более подробно отдельно элементы заявленной технологии. Результатами исследований по возделыванию многолетних бобово-мятликовых травосмесей, проведенных в Нижнем Поволжье, установлено, что актуальным является изучение особенностей формирования продуктивных и долговечных травостоев; определение оптимального сочетания регулируемых факторов для более полного использования агроклиматических ресурсов зоны; совершенствование видового состава и технологии возделывания многолетних травосмесей для получения запланированных урожаев высококачественных кормов при многоукосном использовании травостоев.

В связи с этим в полевых опытах, заложенных нами в 1997-2000 гг. на светло- каштановых почвах Волго-Донского междуречья, изучались следующие основные вопросы:

- определение особенностей формирования продуктивных смешанных агрофитоценозов из многолетних трав при разных сочетаниях водного и пищевого режимов почвы;

- обоснование режимов орошения, уровней минерального питания, возрастных особенностей для получения планируемых урожаев бобово-мятликовых травосмесей;

- определение динамики суммарного водопотребления, эффективности использования влаги на формирование урожая при разных уровнях продуктивности агрофитоценозов;

- оценка качества корма из бобово-мятликовых травосмесей по химическому и аминокислотному составу, протеиновой и энергетической питательности;

- экологическое, экономическое и энергетическое обоснование эффективности рациональных сочетаний режимов орошения, доз внесения удобрений, видовых и возрастных особенностей травосмесей, обеспечивающих получение разных уровней планируемой урожайности и сохранение плодородия почвы.

Решение поставленных задач осуществлялось в полевых четырехфакторных опытах.

Фактор А включал три варианта режимов орошения:

1. Поддержание предполивной влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 60% НВ;

2. Поддержание предполивной влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 70% НВ;

3. Поддержание предполивной влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 80% НВ.

По фактору В изучалось 4 варианта питания растений:

1. Контроль (без внесения удобрения) - получение в первый и третий годы по 4, во второй год пользования травостоем - 30 т/га зеленой массы;

2. NPK - 1, рассчитанный на получение 36 и 50 т/га;

3. NPK - 2, рассчитанный на получение 48 и 70 т/га;

4. NPK - 3, рассчитанный на получение в первый и третий годы по 60, во второй год пользования травостоем - 90 т/га зеленой массы.

Фактор С включал два варианта по видовому составу смесей:

1. Люцерна + овсяница;

2. Люцерна + клевер + ежа + овсяница.

По фактору D изучались два способа размещения трав в смесях:

1. Обычный - высев семян всех компонентов в один рядок;

2. Черезрядный - высев семян каждого компонента в индивидуальный рядок.

Исследования, подтверждающие основные существенные признаки заявленного изобретения, проводились на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья в опытно-производственном хозяйстве ГНУ ВНИИОЗ “Орошаемое” Городищенского района Волгоградской области в специализированном семипольном кормовом севообороте, где три поля занимали посевы многолетних трав.

Морфологическое обследование показало, что почвы опытного участка имеют профили, характерные для почвообразовательного процесса в зоне сухих степей.

Горизонт А (0...0,28 м) - пахотный, светло-коричневый, комковатый, пылеватый, уплотненный, тяжелосуглинистый, густо пронизан корнями. Содержание гумуса изменяется в пределах 1,42...1,70%, подвижного фосфора - 2,1...2,6 мг, обменного калия - 20,8...29,1 мг на 100 г почвы. Переход к горизонту B₁ заметный.

Горизонт B₁ (0,28...0,40 м) - светло-коричневый, с гумусообразующими рядками, глинистый, крупнокомковатый, уплотненный. Корнями пронизан средне, переход к горизонту В₂ постепенный.

Горизонт В₂ (0,40...0,70 м) - коричнево-бурый, равномерно окрашенный, тяжелосуглинистый, с пятнами белоглазки. Корней мало, в нижней части бурно вскипает от соляной кислоты, переход в горизонту С постепенный.

Горизонт С (0,70...2,0 м) - светло-бурый, среднесуглинистый, плотный, корни единичные, ярко выраженная белоглазка на глубине 0,70...0,90 м.

Описание почвенных разрезов позволяет отнести почвы опытных участков к светло-каштановым тяжелосуглинистым разностям. Характерной особенностью морфологии светло-каштановых почв является резко возрастающая плотность горизонта В₂, наличие карбонатных соединений в горизонтах В₂ и С, слабая дифференциация профиля.

Механический состав светло-каштановых почв по горизонтам крайне неоднороден. Это связано с накоплением коллоидных частиц в солонцеватом иллювиальном горизонте. Преобладают частицы размером 0,05...0,01 мм. Сумма частиц менее 0,01 мм колеблется от 34 до 49%, что характеризует их как средние и тяжелые суглинки.

Одним из основных агрофизических показателей при оценке сложения почв является плотность. Численные показатели ее закономерно возрастают с глубиной по профилю, достигая в горизонте С (0,7...1,0 м) 1,45...1,64 т/м³. Удельная масса или плотность твердой фазы почвы меняется в пределах 2,50...2,70 т/м³, общая порозность пахотного слоя составляет 48,0...48,9%, вниз по профилю уменьшается до 47,3...38,9%.

Светло-каштановые почвы имеют сравнительно невысокую влагоемкость (НВ), которая зависит от механического и химического состава, структуры и порозности почвогрунта, содержания гумуса. На опытном участке наибольшая влагоемкость по профилю уменьшается от 25,3...24,6% в слое почвы 0...0,2 м до 16,0...12,6% в слое 0,7...1,0 м. В активном слое 0,6 м наименьшая влагоемкость составляет 22,2, в слое почвы 1,0 м - 19,6% (таблица 1).

Грунтовые воды на опытном участке залегают на глубине 8...11 м и подпитывающего влияния на корнеобитаемый слой почвы не оказывают.

Реакция почвенного раствора изменяется от нейтральной в пахотном слое до слабощелочной в более глубоких горизонтах. Содержание гумуса и общего азота низкое и резко снижается по глубине почвенного профиля. Валовые запасы фосфора и калия распределяются по профилю более равномерно, с постепенным снижением от пахотного к более глубоким горизонтам почвы. Обеспеченность почв опытного участка согласно квалификации В.И.Филина (1984) минеральным азотом и подвижным фосфором низкая, обменным калием - повышенная (таблица 2).

Реализация возможностей урожайности многолетних трав тесно связана с метеорологическими факторами, такими как приход солнечной радиации, тепловой режим, влагообеспеченность посевов.

Территория Нижнего Поволжья, в пределах Волгоградской, Астраханской областей и Республики Калмыкия, располагает значительными радиационными (17,24...20,10·10⁹ кДж ФАР) и тепловыми ресурсами (сумма температур выше 5°С - 2700...3600°). Приход суммарной радиации в зоне проведения исследований носит довольно устойчивый характер и в среднем за вегетацию составляет 375 кДж/см², приход ФАР за вегетацию достигает достаточно высоких величин и не является фактором, лимитирующим продуктивность многолетних трав. Радиационные ресурсы в зоне проведения исследований можно рассматривать как важный, недостаточно используемый резерв повышения урожайности всех сельскохозяйственных культур на орошаемых землях.

В условиях Нижнего Поволжья годовая амплитуда экстремальных температур воздуха составляет 79°С. В отдельные дни летом температура может повышаться до +30...+40°С, а в холодные зимы опускаться до - 34...-41°С. По средним величинам температур характеристика температурного режима сводится к следующему: зима холодная (среднесуточная температура составляет -8,1°С), весна прохладная (среднесуточная температура +7,6°С), лето жаркое (среднесуточная температура +23,0°С) и осень теплая (среднесуточная температура +8,2°С). Самым холодным месяцем является январь (-9,6°С), а наиболее жарким - июль (+23,7°С).

Продолжительность безморозного периода по среднемноголетним данным равна 169 дней. Длительность дня в летние месяцы составляет 15...17 часов.

Дата устойчивого перехода среднесуточной температуры к отрицательным значениям - 15 ноября, установления снежного покрова - 14 декабря. Высота снежного покрова равна 0,1 м. Более чем в 50% зим устойчивого снежного покрова не бывает. Глубина промерзания почвы 0,6 м, продолжительность периода со снегом по среднемноголетним данным 96 дней.

Осадки в летний период имеют ливневый характер и оказывают малое влияние на увеличение почвенных запасов влаги, т.е. большая их часть, не успевая поглощаться поверхностью почвы, стекает в полей. Наименьшее количество осадков по среднемноголетним данным выпадает весной - 18,3%, зимой - 23,8%, а наибольшее количество приходится на лето - 30,9 и осень - 27,0%.

Влагообеспеченность территории зависит не только от количества выпадающих осадков, но и от того, сколько их уходит на непроизводительные расходы - сток, испарение. Среднегодовое количество осадков в подзонах каштановых и светло-каштановых почв составляет 280...350 мм с резкими колебаниями по годам. Испаряемость превышает в 2...3 раза годовую норму осадков.

В качестве показателя влагообеспеченности территории в настоящее время применяется гидротермический коэффициент (ГТК), который показывает степень недостаточности или избытка влаги относительно имеющихся тепловых ресурсов и представляет собой отношение суммы осадков за период со среднесуточной температурой выше 10°С к сумме температур за тот же период, уменьшенный в 10 раз.

При значениях ГТК, равных 0,5 и ниже, климат сухой, при ГТК 0,6...1,0 - засушливый и при ГТК 1,1...1,5 - влажный. Для Нижнего Поволжья значения ГТК исчисляются на уровне 0,6...1,0.

Таким образом, территория проведения исследований достаточно хорошо обеспечена тепловыми ресурсами для выращивания бобово-мятликовых травосмесей на корм. Главным, лимитирующим их продуктивность фактором является недостаточное количество выпадающих осадков, неравномерное распределение их по сезонам и месяцам, частая повторяемость засух и суховеев разной силы и продолжительности.

Погодные условия в годы проведения исследований различались между собой довольно заметно, а также отличались от среднемноголетних климатических показателей. Ниже дается краткая характеристика погодных условий в годы проведения исследований.

Вегетационный период 1997 года по количеству выпавших осадков 318,1 мм можно отнести к средневлажным. Наибольшее количество осадков выпало в июне - 99,1 мм, а апреле - 81,2, минимальное - 6,4 мм в августе. Самая высокая среднемесячная температура за вегетацию отмечена в июне - августе 22,0...22,5°С. Относительная влажность воздуха с 1 марта по 30 сентября колебалась от 47 до 75%. Сумма температур выше 5°С за период с апреля по октябрь составила 3649°С (таблица 3).

Вегетационный период 1998 года для роста и развития растений трав был неблагоприятным. Третья декада марта характеризовалась холодной, пасмурной погодой. Температура воздуха изменялась в среднем от -2,2 до +3,3°С, минимальная от +0,9 до -4,2°С, а на поверхности почвы от +0,2 до -7,0°С. В первой декаде апреля было также холодно, температура воздуха колебалась от +6,6 до -1,0°С, отмечались заморозки на почве. В этих условиях вегетация многолетних трав началась 7...10 апреля или на 9...12 дней позже среднемноголетних сроков.

Со второй декады мая пошло интенсивное нарастание тепла, среднедекадные температуры воздуха составили 15,2...19,5°С, максимальная температура поднималась до 23,3...32,0°С, а на поверхности почвы, при полном отсутствии осадков (за май выпало 3,7 мм), максимальная температура достигала 48,7...59,0°С. Метеоусловия июня, июля и августа отличались крайней степенью засушливости. Средние температуры воздуха изменялись от 22,9 до 25,8, максимальные - от 31,5 до 39,0, а на поверхности почвы от 50,7 до 65,7°С. Относительная влажность воздуха составляла 44...47%, минимальная опускалась до 15...25%.

В июне выпало всего 3,8 мм осадков, в июле - 15,9 мм, которые нельзя считать эффективными, так как выпадали они по разным дням от 0,3 до 5,0 мм. В августе выпало 47,5 мм осадков. Они носили ливневый характер (10.08. - 16,7; 16.08. - 12,7 мм) и также были малоэффективными для роста и развития травосмесей.

Сентябрь 1998 г. отличался умеренно жаркой погодой со среднедекадными температурами воздуха от 14,3 до 20,5°С, максимальные - от 24,9 до 30,9, а на поверхности почвы - от 44,0 до 47,5°С. Осадков выпало всего лишь 14,0 мм и их разовое количество изменялось от 0,7 до 5,8 мм.

В целом за вегетацию с апреля по октябрь 1998 г. сумма положительных температур составила 3855°С, что на 352°С выше среднемноголетних величин, количество выпавших осадков за период с апреля по октябрь 120,7 мм или на 90 мм меньше, чем среднемноголетнее значение, т.е. 56% от нормы (таблица 3).

1999 год по погодным условиям был крайне неблагоприятным для многолетних трав. Среднемесячная температура воздуха в апреле была 11,7°С, минимальная в первой декаде опускалась до - 5,5°С, относительная влажность воздуха 50%, осадков выпало лишь 9,6 мм при норме 22,0 мм.

В первой декаде мая было холодно, температура воздуха колебалась от +10,4 до -0,9°С, что вызвало задержку в прохождении фаз развития как у бобовых, так и у мятликовых трав. Но, начиная со второй декады мая, пошло быстрое нарастание температуры воздуха и она достигала +27,2°С. Относительная влажность воздуха была на 5% выше, чем в апреле. Дожди, выпавшие во второй декаде мая, позволили сформировать более плотный травостой. Всего за май выпало 24,9 мм осадков. Летние месяцы (июнь, июль, август) вегетационного периода характеризовались таким образом: максимальная температура воздуха достигала +38,0°С, средняя изменялась от 23,2 до 25,9°С. Относительная влажность воздуха была на уровне 45...50%. За летний период выпало 68,9 мм осадков, что составило 52% от осадков, выпавших за весь вегетационный период (с апреля по октябрь 1999 г.).

Метеоусловия сентября и октября отличались крайней засушливостью. Максимальная температура воздуха достигала +31,0°С, а средняя составила 13,8°С. Относительная влажность воздуха была на уровне 54...67%, выпало 5,4 мм осадков или 18% от нормы. Сумма положительных температур выше 5°С составила 3700°С, осадков за вегетацию выпало 126,8 мм или 60% от нормы среднеклиматического значения (фиг.1 и 2).

Вегетационный период 2000 года по влагообеспеченности можно отнести к средневлажным, так как с апреля по октябрь количество осадков составило 364 мм или в 1,7 раза выше среднемноголетнего значения. В апреле температура воздуха изменялась по декадам от 10,6 до 16,9°С, выпало 49,5 мм осадков, что способствовало дружному отрастанию многолетних трав, вегетация которых началась 1...3 апреля.

Май характеризовался частыми суховейными ветрами, малым количеством осадков (11,6 мм) и перепадами температур воздуха. В течение месяца тепло дважды сменялось похолоданием - в первой декаде до 4,3...5,4, во второй - до 6,5...8,8°С.

В третьей декаде июня в течение 6 дней температура воздуха не превышала 14...15°С. Среднемесячная температура июня была на 2...5°С ниже, чем в 1997 и 1999 гг. За июнь выпало 52,0 мм осадков.

Июль и август по температурному режиму были близки к среднеклиматическому показателю, и сумма активных температур в эти месяцы составила соответственно 750 и 713°С. По влагообеспеченности июль превысил среднемноголетние значения в 2,7, август - в 2,2 раза.

Сентябрь отличался прохладной погодой, в третьей декаде отмечались заморозки на почве. За месяц выпало 87,2 мм осадков или 290% от нормы. В октябре среднедекадные температуры воздуха изменялись от 4,6 до 10,7°С, во второй декаде в течение 6 дней отмечались заморозки на почве от -0,5 до -3,2°С, осадков за месяц выпало 7,4 мм или 28% от нормы (таблица 3, фиг.1 и 2).

Агротехника возделывания многолетних трав в опытах принималась согласно действующим зональным рекомендациям с дополнением их изучаемыми приемами. Опытные участки после уборки предшествующей культуры (озимые зерновые) обрабатывались дисковыми лущильниками с последующей отвальной вспашкой на глубину 0,22...0,25 м с проведением предпахотного полива нормой 350...400 м³/га. Под вспашку вносили фосфорные и калийные удобрения в запас на три года пользования травостоем.

Предпосевная обработка почвы включала боронование, внесение расчетных доз азота, культивацию и прикатывание почвы кольчатыми катками. Посев - летний, срок посева по годам изменялся от 7 до 17 августа.

В опытах использовали люцерну синегибридную сорт Надежда, клевер луговой ВИК 7, ежу сборную Торпеда, овсяницу луговую Пензенская 1.

Нормы высева бобовых принимались из расчета 60, мятликовых - 55% от нормы высева в чистом виде и рассчитывались в миллионах всхожих семян на гектар.

Пространственное размещение компонентов при обычном посеве трав достигалось сеялками точного высева СН-16ПМ, при черезрядном посеве - экспериментальной сеялкой СН-16 ПМЭ.

До ухода в зиму бобово-мятликовые смеси поливали 2...3 раза нормой 150...300 м³/га. На посевах смесей первого, второго и третьего года пользования в фазу весеннего отрастания и сразу после уборки первого и второго укосов вносили азотные удобрения расчетными дозами с дифференциацией их о уровням запланированной урожайности. Заданные режимы орошения с поддержанием предполивной влажности почвы не ниже 60, 70 и 80% НВ осуществляли вегетационными поливами расчетными нормами 850, 650 и 450 м³/га дождевальной машиной “Мини-Кубань” - ФШ.

Уборку трав на сено и зеленый корм проводили в фазу начала цветения бобовых и выметывания метелки у мятликовых трав. После уборки посевы трав бороновали тяжелыми боронами для улучшения аэрации верхнего слоя почвы.

Полевые многофакторные опыты закладывались в соответствии с требованиями “Методики полевого опыта в условиях орошения” (ВНИИОЗ, 1983), “Методических указаний по программированию урожаев на орошаемых землях Поволжья” (1984), “Методики полевого опыта” (Б.А.Доспехов, 1985), “Методических указаний по проведению опытов с кормовыми культурами” (ВИК, 1987, 1996).

Повторность опытов трехкратная, размещение делянок последовательное. Площадь делянки по фактору А (водный режим) - 880 м², В (пищевой режим) - 220, С (видовой состав) - 100, D (размещение компонентов) - 2640 м². Общая площадь опыта по одному году пользования 2,2, по трем годам пользования травостоем - 6,6 га.

Расчет доз удобрений на запланированный урожай проводили согласно “Методическим указаниям по программированию урожаев на орошаемых землях Поволжья” (1984) с учетом нормативного выноса элементов питания с 1 т продукции, коэффициентов возмещения их выноса с урожаем с симбиотической азотфиксацией бобовых трав. Вынос элементов питания 1 т сухой массы, по данным лаборатории многолетних трав ВНИИОЗ, принимался: по азоту 25 кг, фосфору 6 и калию 25 кг.

При расчете доз азотных удобрений учитывалась способность бобовых трав фиксировать азот. В бобово-мятликовом травостое за счет азотфиксации принималось погашение 1/3 дефицита азота, за счет удобрений - 2/3 (A.Sus., О.Schweighart, 1968; Н.Юркин, 1975) (таблица 4).

Азотные удобрения вносили дробно, дозами, рассчитанными на погашение дефицита азота, формируемого выносом с урожаем каждого укоса в зависимости от уровня планируемого урожая.

Исследованиями установлено, что бобово-мятликовые смеси в первом укосе формируют в среднем 45%, во втором - 35% и в третьем - 20% общего урожая. Поэтому распределение азотных удобрений в наших опытах производилось в зависимости от доли каждого укоса в урожае (таблица 5).

Для всесторонней оценки результатов на всех вариантах опытов проводились следующие наблюдения и исследования:

1. Фенологические - за ростом и развитием многолетних трав. У бобовых трав отмечали фазы полных всходов, первый настоящий лист, ветвление, весеннее отрастание, стеблевание, бутонизацию, начало цветения; у мятликовых трав - кущение, стеблевание, трубкование, выметывание метелки, а также начало и конец вегетации травосмесей.

2. Учет густоты стояния и изреживания травостоев проводили в фазу полных всходов, фазу весеннего отрастании и перед уходом в зиму путем подсчета побегов на динамических площадках каждой повторности всех вариантов.

3. Влажность почвы определяли послойно через 0,1 м до глубины 1,0 м с обязательным отбором почвенных образцов в начале и конце вегетации на глубину до 1,5 м термостатно-весовым методом. Повторность отбора проб трехкратная. Определение влажности почвы проводили по фазам вегетации растений, в межукосные периоды и после поливов на закрепленных площадках с интервалом в 7-10 дней, расчеты ее вели в процентах к абсолютно-сухой почве и в процентах к наименьшей влагоемкости (НВ) по общепринятым методикам.

4. Водно-физические свойства почвы определяли по методикам, изложенным в книге “Агрофизические методы исследования почв” (1966). Объемную массу определяли с помощью кольца Д.И. Колесникова, удельную плотность - пикнометрическим методом, наименьшую влагоемкость - по методике ЮжНИИГиМ, скважность и влажность завядания - расчетным путем.

5. Фактическую поливную норму рассчитывали по показаниям расходомера, установленного на дождевальной машине “Мини-Кубань” - ФШ и контролировали по слою выпавшего дождя, который регистрировался расставленными по ширине захвата машины дождемерами. Расчетные поливные нормы для каждого по водному режиму варианта опыта определяли по формуле:

M=100·H·β·(B₁-B),

где

М - поливная норма, м³/га;

H - глубина расчетного слоя, м;

β - плотность почвы в расчетном слое, т/м³;

B₁ - наименьшая влагоемкость, % массы сухой почвы;

В - влажность активного слоя почвы при допустимом пороге снижения, % массы сухой почвы.

6. Расчет суммарного водопотребления многолетних трав проводили методом водного баланса по формуле А.Н.Костякова (1960):

Е=М+10qP+(Wн-Wк),

где

Е - суммарное водопотребление за расчетный период, м³/га;

М - оросительная норма, м³/га;

q - коэффициент полезного использования осадков, q=0,7;

Р - сумма выпавших осадков за расчетный период, мм;

(W_H - W_K) - расход влаги корнеобитаемым слоем почвы, м³/га, определенный по разнице запасов почвенной влаги в начале (Wн) и конце (Wк) расчетных периодов.

Поступление влаги в зону аэрации из грунтовых вод во внимание не принималось, так как на опытном участке они расположены вне зоны капиллярного влияния на корнеобитаемый слой.

7. Коэффициент водопотребления многолетних смесей рассчитывали по формуле:

К=Е/У,

где

К - коэффициент водопотребления, м³/т;

Е - суммарное водопотребление, м³/га;

У - урожайность зеленой массы, т.

8. Накопление корневой массы учитывали ежегодно в конце вегетации методом отбора монолитов. Отмывку корней вели раздельно из пахотного и подпахотного слоев почвы на сите диаметром 1 мм.

9. Учет урожая многолетних трав проводили методом взвешивания массы с учетной площади каждой делянки. Процентный выход сена определяли по методу пробного снопа с последующим пересчетом на 16%-ную влажность.

10. Питательность бобово-мятликовых смесей определяли по показателям зоотехнической оценки кормов. Выход кормовых единиц, переваримого протеина и обменной энергии рассчитывали на основе данных полного химического анализа растений с учетом коэффициентов переваримости по М.Ф.Томмэ (1970) и Г.А.Романенко (1999). Аминокислотный состав растений определяли на аминокислотном анализаторе, содержание нитратов - ионселективным методом.

11. Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа на ЭВМ.

12. Энергетическую оценку разработанной технологии возделывания многолетних травосмесей давали по методикам Е.Н.Базарова, Е.В.Глинки (1983), А.А.Жученко, В.Н.Афанасьева (1988), экономическую эффективность определяли по методикам ВНИИОЗ (1983), ВИК (1987, 1996).

Нашими исследованиями по созданию долголетних культурных пастбищ установлено, что лучшие условия для получения дружных всходов многолетних трав в южных регионах России при орошении складываются при летних сроках посева. Поэтому посев бобово-мятликовых смесей в наших опытах проводился в первой декаде августа.

В период от посева до ухода в зиму на всех вариантах опыта нами поддерживался предполивной порог влажности почвы в слое 0,3 м на уровне 80% НВ, что создавало предпосылки для получения дружных всходов, их хорошего укоренения и улучшения условий перезимовки молодых растений трав.

При определении полноты всходов трав в наших опытах выяснилось, что она изменяется в зависимости от погодных условий периода посев-всходы, способа размещения компонентов при посеве и удобрений. Так, максимальная полнота всходов как у бобовых, так и у мятликовых трав отмечена в 1999 г., когда температура воздуха в среднем за первую и вторую декады августа не превышала 24,3°С, а количество осадков составило 14,2 мм. Полнота всходов люцерны и клевера в этих условиях изменялась от 58 до 62, ежи и овсяницы - от 46 до 57%. Минимальной полнотой всходов характеризовались посевы трав в 1997 г., (49...53 бобовые и 42...49% мятликовые), когда при оптимально невысоких температурах воздуха 18,8...22,5°С выпало всего лишь 6,4 мм осадков (таблица 6).

Вторая закономерность в изменении полноты всходов прослежена нами в зависимости от способа размещения компонентов при посеве. Многолетние бобовые и мятликовые травы, высеянные черезрядно в индивидуальные рядки превосходили обычный посев бобовых на 1,8...7,3, мятликовых - на 1,5...10,0%. При этом прослеживается достаточно заметная тенденция по некоторому увеличению полноты всходов с повышением расчетных доз фосфорно-калийных удобрений при обоих способах посева (таблица 7).

Следует отметить, что во все годы исследований, независимо от вариантов опыта, бобовые травы отличались более высокой полнотой всходов в сравнении с мятликовыми: люцерна - 52,0...57,0, клевер - 50,2...53,0, овсяница - 44,0...54,0, ежа - 43,5...48,5%.

Плотность травостоев бобово-мятликовых смесей определялась по количеству побегов на 1 м², т.к. побег является морфологически основной единицей структуры травостоя. С возрастом у многолетних трав трудно выделить отдельные растения, особенно в смешанных посевах. Подсчет количества побегов вели в фазу весеннего отрастания и осеннего кущения трав на посевах первого, второго и третьего года пользования.

При этом установлено, что интенсивность побегообразования бобовых и мятликовых растений в смесях в значительной степени определяется режимом орошения, дозами удобрений, размещением компонентов при посеве, а также возрастными и сезонными особенностями травостоев. Так, на посевах первого года пользования повышение предполивной влажности почвы с 60 до 70 и 80% НВ на фоне естественного плодородия почвы способствовало увеличению числа побегов бобовых с 430 до 510...530, мятликовых - с 630 до 670...710 шт./м². Внесение расчетных доз удобрений увеличивало интенсивность побегообразования трав по всем режимам орошения, а максимума плотность травостоя достигала в варианте с поддержанием влажности почвы не ниже 80% НВ, внесением Р_55...70К_75...95 в запас и N_130...160 дробно под укосы (фиг.3, таблицы 8 и 9).

На посевах второго года пользования улучшение условий влагообеспеченности способствовало повышению количества побегов у бобовых на 8,8...14,7, мятликовых - на 2,2...23,4%. Увеличение расчетных доз удобрений в варианте с предполивной влажностью почвы не ниже 60% НВ повышало интенсивность побегообразования бобовых на 22,2...48,5, мятликовых - на 16,6...43,8%. На режимах 70 и 80% эти показатели значительно выше и плотность таких травостоев в сравнении с неудобренным контролем достигает 440...675 бобовых и 1133...1580 побегов на 1 м² мятликовых. На посевах смесей третьего года пользования эта тенденция сохранялась и улучшение условий водного и пищевого режимов почвы сопровождалось повышением плотности травостоев (фиг.3, таблицы 8 и 9).

Следует отметить, что побегообразование бобовых и мятликовых трав в зависимости от возраста растений имело противоположный характер и, если люцерна и клевер максимальное количество побегов формировали весной первого года пользования, то овсяница и ежа - осенью и весной третьего годов пользования (фиг.4).

Во все годы исследований отмечено превышение количеств побегов в четырехкомпонентной смеси в сравнении с двухкомпонентной и при черезрядном размещении трав в сравнении с обычным. В первом случае оно изменялось в пределах 1,8...16,0, во втором - 1,2...8,6% (таблицы 5 и 8).

Получение высококачественных кормов из смешанных посевов многолетних трав и сохранение их продуктивности возможно лишь при достаточно большом и долговременном присутствии в травостоях наиболее ценных и урожайных видов. Установлено, что для продуктивного долголетия и получения высококачественных кормов в травосмеси необходимо включать виды, относящиеся в трем биологическим группам: рыхлокустовые, верховые мятликовые, отличающиеся быстрыми темпами роста и средним долголетием; корневищные мятликовые с медленным начальным ростом, бобовые, обеспечивающие получение стабильных урожаев и кормов высокого качества.

Нами из верхних рыхлокустовых мятликовых в опыты включены овсяница луговая и ежа сборная, из бобовых - люцерна синегибридная и клевер луговой.

Овсяница луговая (Festuca pratensis L.) - многолетний рыхлокустовой мятлик верхового типа, мезофит. Образует куст с высокими стеблями (1,2...1,6 м), с большим количеством сильно облиственных вегетативных побегов и прикорневых листьев. Она относится к группе озимых многолетних трав, отзывчива на орошение, способна формировать 2...3 укоса. При интенсивном использовании и удобрении в травостое удерживается свыше 8 лет. Зимостойкая и теневыносливая культура, обязательный компонент всех сложных сенокосных травосмесей. Прекрасно поедается всеми видами скота, формирует до 10...12 т/га сена высокого качества.

Ежа сборная (Daktulis giomerata L.) - многолетний верховой рыхлокустовый мятлик, мезофит. Высокорослая культура (свыше 1,2 м), образует много стеблей, листья составляют от 50 до 85% урожая. Корневая система мощная, проникает на глубину до 1 м, но основная масса корней расположена в пахотном слое почвы. Засухоустойчива, но менее зимостойка, чем овсяница луговая. Отзывчива на орошение и удобрения, за вегетацию можно скашивать до 5...6 раз, формирует урожай зеленой массы на уровне 50...70 т/га. В травосмесях сохраняется шесть и более лет. В сене ежи сборной содержится свыше 10% протеина, благодаря чему она служит ценным кормом для всех видов животных.

Люцерна синегибридная (Medicago sativa L.) - многолетнее кустовое бобовое растение с ветвистыми стеблями высотой до 1,0... 1,5 м и мощной корневой системой. Зимостойка, засухоустойчива. Одна из ведущих высокобелковых кормовых культур в орошаемом земледелии. За 4...5 укосов формирует до 80...100 т/га зеленой массы. В 1 кг сухой массы содержится от 100 до 160 г переваримого протеина, 0,60...0,65 кормовых единиц, 9,5...10,0 МДж обменной энергии. Люцерна и травосмеси с ней занимают в России более 6 млн. га.

Клевер луговой (Trifolium pratensis L.) - многолетнее бобовое растение сенокосного типа высотой до 0,7...1,2 м, мезофит. Корневая система мощная стержне-мочковатая, культура зимостойкая, отзывчива на орошение, формирует урожаи на уровне люцерны. Один из лучших компонентов сенокосных и пастбищных травосмесей. Прекрасно поедается всеми видами животных. Хороший азотонакопитель, в почве составляет до 150...200 кг/га азота. Благодаря своим агротехническим, кормовым достоинствам получил широкое распространение в России, особенно в Нечерноземной зоне. Многолетними исследованиями ВНИИОЗ (1990-1996 гг.) установлена возможность успешного возделывания клевера лугового на орошаемых землях Нижнего Поволжья.

В наших опытах ботанический состав изучаемых смесей изменялся довольно значительно в зависимости от режима орошения, фона питания, возраста травостоев, укосов, размещения бобовых и мятликовых компонентов.

Самое высокое участие бобовых трав в травостое отмечалось по всем вариантам смесей на посевах первого года пользования - от 30,5 до 68,6%. В травостоях второго года пользования доля бобовых уменьшалась до 27,3...55,0%, третьего - до 24,3...50,0%. При этом ботанический состав смесей, в состав которых входили два бобовых компонента во все годы пользования травостоями характеризовался большей долей бобовых - на 1,5...14,0% выше в сравнении со смесями, в состав которых входили один бобовый и один мятликовый компонент.

На посевах всех лет жизни четко просматривается закономерность повышения доли бобовых в накоплении общей биомассы с улучшением условий влагообеспеченности и питания растений (таблица 10).

Так, в первый год пользования в первом укосе на режиме орошения 60% НВ доля бобовых составила 30,5...43,0%. При повышении предполивной влажности до 70% НВ содержание люцерны в биомассе двухкомпонентной смеси возрастало до 32,0...45,0%; 80% НВ - 33,0...47,0%. При внесении максимальной дозы удобрений (N₁₆₀P₇₀К₉₅) доля люцерны в смесях по режимам орошения возрастала до 43,3...47,0; 45,0...50,0; 47,0...52,0% соответственно (таблица 10).

Аналогичные изменения ботанического состава предложены нами и на посевах бобово-мятликовых смесей и третьего года пользования. При этом по всем вариантам опыта черезрядное размещение бобовых и мятликовых компонентов способствовало некоторому повышению доли бобовых в биомассе травостоев (таблица 11).

По всем изучаемым вариантам опыта отмечена закономерность увеличения доли бобовых в урожае от первого укоса к третьему с 30,5 до 68,6%, на посевах первого года пользования, с 27,3 до 55,0 - второго и с 24,3 до 50,0% на посевах третьего года пользования при обычном посеве. При черезрядном размещении компонентов смесей доля бобовых в урожае была выше на 10...25% (см. таблицы 10 и 11).

Рост и развитие растений проходят нормально только при достаточной насыщенности тканей водой. Из-за недостатка, а в некоторых случаях переизбытка, в растениях нарушается ход физиологических процессов, и продуктивность посевов снижается.

В настоящее время практически все имеющиеся посевы многолетних трав в рассматриваемой зоне на юго-востоке европейской части России поливаются дождеванием. Из-за высокой интенсивности дождя существующая техника дождевания не обеспечивает на средних и тяжелых почвах такой глубины промачивания (0,8...1,0 м). Поэтому возникла необходимость разработки энергосберегающих технологий возделывания бобово-мятликовых травосмесей и водного режима почвы при поливах дождеванием, позволяющих в разные по погодным условиям годы получать стабильно высокие урожаи при позитивном влиянии на плодородие почвы.

В наших опытах для поддержания влажности почвы в заданных пределах проводили вегетационные поливы, нормы и кратность которых определялись по снижению ее в активном слое до предполивного уровня. Так, при назначении поливов по предполивному порогу влажности 60% НВ в разные годы (1997-2000 гг.) потребовалось проведение на посевах первого года пользования 2...3 поливов нормой 850 м³/га. Чтобы не допустить снижение влажности почвы ниже 70% НВ, число поливов увеличивается до 3...5, а поливная норма уменьшилась до 650 м³/га. На режиме орошения 80% НВ давали 6...8 поливов с нормой 450 м³/га. На посевах второго года пользования с формированием наиболее высокой продуктивности смесей число поливов на режиме 60% НВ увеличивали до 3, 70% НВ - до 5 и 80% НВ - до 8, на посевах третьего года пользования число поливов изменялось соответственно от 1 до 3, 3...5 и 6...8 (таблица 12, фиг.5-10).

Количество и сроки поливов определялись в зависимости от состояния почвы и погодных условий (таблицы 13, 14, 15). Чем суше почва и воздух, тем чаще приходилось поливать смеси. Так, за вегетацию трав в 1999 г. выпало всего 120 мм осадков, средняя дневная температура воздуха в июле - августе составила 22...26°С, максимальная поднималась до 35...38°С, относительная влажность воздуха опускалась до 17...20%. В этих условиях на посевах смесей в варианте с режимом орошения 60% НВ пришлось провести 3 полива, 70% - 5 и 80% НВ - 8 поливов (фиг.5 и 9). В условиях 2000 г., когда за вегетацию сумма осадков составила 364 мм, при менее напряженном температурном режиме и более высоких показателях относительной влажности воздуха, поддержание предполивной влажности почвы не ниже 60% НВ достигалось проведением 1...2, 70% - 3...4 и 80% НВ - 6...7 поливов (таблицы 13, 14, 15 и фиг.10).

Таким образом, поливной режим многолетних бобово-мятликовых смесей в разные годы складывается по-разному. Это свидетельствует о том, что назначение определенного числа поливов на посевах трав в условиях меняющегося по годам распределения осадков и температурного режима может быть рекомендовано только с учетом складывающихся погодных условий и уровня предполивной влажности почвы. В одноименных вариантах поливного режима почвы в разные годы его можно обеспечить различным числом поливов. В то же время следует отметить, что в вариантах водного режима с более высоким предполивным порогом влажности почвы число вегетационных поливов увеличивается на 1...3.

Выращивание многолетних трав благотворно влияет не только на повышение продуктивности и качество надземной массы, но и на накопление органических веществ, после разложения которых повышается плодородие почвы и улучшаются ее свойства.

Наблюдается интенсивное накопление корневой массы многолетними бобово-мятликовыми агрофитоценозами в полуметровом слое почвы. Запас корней определяли в конце каждого вегетационного периода. Отмывку корней проводили по методике Н.З.Станкова (1964) в пахотном и подпахотном слоях почвы.

В наших опытах хорошо прослеживается зависимость накопления корней трав от возраста травостоя, фона питания и водного режима почвы. На количество корневых остатков также, в некоторой степени, влияли состав смеси и способ посева.

Анализируя динамику накопления органики, следует отметить, что количество корневых остатков на посевах смесей возрастало от первого года пользования к третьему. За вегетацию первого года пользования смеси оставляли в почве от 3,50 до 8,02 т/га сухой массы корней. Во второй год травостои формировали самые высокие урожаи надземной массы и количество корней также возрастало до 6,25...11,05 т/га. Наибольшую массу сухих корней при трехлетнем выращивании бобово-мятликовые смеси накапливали в полуметровом слое почвы к концу вегетации третьего года - 8,25...13,95 т/га сухой массы (таблица 16).

Повышение предполивного порога увлажнения положительно влияло на накопление органики. При улучшении условий влагообеспеченности растения формировали более мощную корневую систему, эффективнее использовали удобрения, и как следствие этого, отмечался прирост корневой массы. Посевы первого года пользования на режиме орошения 60% НВ на фоне естественного плодородия почвы оставляли после себя 3,50...3,62 т/га сухих корней, на режиме орошения 70% НВ - 4,12...4,25 т/га, а при повышении предполивного порога увлажнения до 80% НВ - 4,80...5,02 т/га. Во второй и третий годы пользования тенденция сохранялась. К концу вегетации третьего года пользования смеси накапливали в зависимости от условий влагообеспеченности от 8,52 до 10,48 т/га корневых остатков.

Улучшение пищевого режима почвы при внесении удобрений увеличивало урожайность смесей, и травостои оставляли после себя большее количество органики. Так, например, в вариантах с предполивной влажностью 80% НВ, при внесении NPK-1, количество остатков к концу вегетации первого года, в сравнении с контролем, возрастало на 22...23%.

Оптимизация условий водного и пищевого режимов почвы повышала эффективность применения удобрений и значительно увеличивала прирост корневой массы. В вариантах с режимом орошения 60% НВ и внесении NPK-1 к концу третьего года смеси накапливали 8,60...8,95 т/га корней, а при поддержании предполивной влажности не ниже 80% НВ - 11,30...11,55 т/га, т.е. на 29...31% больше (таблица 17, фиг.11).

Полученные результаты дают возможность сделать вывод, что четырехкомпонентная смесь из двух бобовых и двух мятликовых трав накапливала корней больше, чем двухкомпонентная. Преимущество это по годам пользования травостоем изменялось от 0,12...0,28 до 0,22...0,55 т/га сухих корней.

Нами изучался химический состав корневых остатков смесей, выращенных при различных фонах минерального питания и поддержании оптимального режима орошения 80% НВ. При этом выяснилось, что содержание азота в накопленной массе с увеличением расчетных доз удобрений повышалось по обеим изучаемым смесям с 0,81...1,01% на контроле (без удобрений) до 1,02...1,30% на вариантах с расчетными дозами удобрений (таблица 18).

Количество фосфора и калия в органике бобово-мятликовых смесей с улучшением пищевого режима почвы также повышалось. Так, корни растений в варианте без внесения удобрений содержали 0,47...0,50% фосфора и 0,80...0,90% калия, а при внесении максимальной дозы удобрений содержание фосфора возрастало до 0,49...0,54%, калия - до 0,97...1,07%.

Удобренные посевы оставляли после себя больше корневых остатков, а следовательно, и элементов питания под ними накапливалось больше. Так, если смесь из люцерны и овсяницы при трехлетнем возделывании на фоне естественного плодородия почвы оставляла после себя 83 кг азота, 48 кг фосфора и 82 кг калия на 1 га, то при внесении NPK-3 количество накапливаемого азота возрастало в 1,84, фосфора - в 1,42 и калия - в 1,65 раза.

В корневых остатках смеси из люцерны, клевера, ежи и овсяницы содержание NPK было несколько выше, чем по смеси люцерны с овсяницей.

Введение второго бобового компонента увеличивало содержание азота в корневой массе по вариантам опыта на 14...24%; 4-х компонентная смесь при режиме орошения 80% НВ и внесении NPK-3 оставляла в почве 181 кг азота, 75 кг фосфора и 149 кг калия, тогда как 2-х компонентная в тех же условиях накапливала 153 кг азота, 68 кг фосфора и 135 кг калия.

Обобщая полученные данные можно заключить, что изучаемые смеси при трехлетнем возделывании при оптимизации условий способны оставлять в почве 83...181 кг/га азота, 48...75 кг/га фосфора и 82...149 кг/га калия. Если сравнить накопленные питательные вещества со стандартными туками, то можно сказать, что с органическими остатками смесей в почву поступает 237...517 кг/га аммиачной селитры, 96...150 кг/га двойного суперфосфата, 182...331 кг/га калийной соли.

Уровень продуктивности многолетних трав в сложных агрофитоценозах зависит от многих факторов и определяется экологическими условиями обитания, возрастом травостоя, правильным подбором видов, оптимизацией условий водного и пищевого режимов почвы, системой ухода и использования травостоев.

Одним из важных факторов, влияющих на рост и развитие растений, являются складывающиеся термические условия для произрастания культур. В наших исследованиях продолжительность межукосных периодов считалась от отрастания (весной при переходе температуры воздуха через +5°С) до укосной спелости смешанных травостоев, которая определялась фазой цветения бобовых и совпадала с выколашиванием мятликовых трав. Количество дней от отрастания до укосной спелости изменялось в незначительных пределах.

Наиболее продолжительным формированием травостоя отличался первый укос - от 60 до 75 дней. В среднем за годы проведения исследований уборка в первом укосе проводилась через 64 дня после весеннего отрастания при сумме положительных температур 950°С.

Укосная спелость во втором укосе наступала через 34...43 дня, в третьем через 46...51 день при сумме положительных температур соответственно 943 и 1000°С. На формирование урожая в третьем укосе посевы затрачивали на 11...12 дней больше в сравнении со вторым. Это связано как с биологическими особенностями многолетних трав, так и со снижением среднесуточных температур воздуха в конце лета (таблица 19).

Следует отметить, что сумма температур, необходимая для достижения укосной спелости трав во втором и третьем укосах, несмотря на некоторые различия погодных условий вегетации 1997-2000 гг., оказалась примерно одинаковой и составила 970±30°С.

В отличие от люцерны, клевера и других бобовых трав, которые образуют в среднем 4 укоса при затратах тепла 750...770±30°С, смешанные посевы за счет депрессии мятликовых во второй половине вегетации и термических условий зоны способны давать лишь три полноценных укоса с большими, чем у бобовых трав, межукосными периодами.

Анализируя полученные в исследованиях данные, удалось проследить следующие закономерности в формировании урожаев многолетних бобово-мятликовых смесей:

- возрастные изменения, обуславливающие получение разных уровней урожайности по годам пользования травостоями;

- зависимость формирования биомассы от уровней увлажнения и расчетных доз удобрений;

- повышение продуктивности за счет введения в смеси второго бобового компонента - клевера лугового и размещения семян трав в отдельные параллельно-чередующиеся рядки.

Смеси многолетних трав имеют максимально высокую урожайность при летнем сроке посева на втором году пользования. В наших исследованиях эти данные получили подтверждение. Урожайность посевов изучаемых смесей второго года пользования изменялась от 27,5...30,5 до 92,0...95,2 т/га зеленой массы в зависимости от фона питания и режима орошения. Если эту продуктивность принять за единицу, то травостои первого и третьего годов пользования формировали урожайность, равную 0,7...0,8 от нее (таблицы 20, 21, 22 и 23).

Нами отмечена прямая зависимость увеличения продуктивности травостоев от улучшения условий водного и пищевого режимов почвы. Так, смесь из люцерны и овсяницы на посевах первого года за 3 укоса формировала в варианте с поддержанием 60%-ного порога увлажнения на естественном фоне плодородия 17,1 т/га зеленой массы, внесение N₁₀₀P₄₀K₅₅ делало возможным получение 28,7 т/га, a N₁₆₀P₇₀K₉₅ - 49,2 т/га зеленой массы.

На режиме орошения 70% НВ в варианте без удобрений урожайность 2-х компонентной смеси составляла в среднем по годам исследований 19,0 т/га, а при внесении расчетных доз удобрений она возрастала до 34,0...52,0 т/га зеленой массы. При повышении предполивного порога влажности почвы до 80% НВ эти изменения еще выше - с 21,5 до 37,5...62,5 т/га зеленой массы.

На посевах второго года пользования повышение влажности почвы с 60 до 70...80% НВ в вариантах без внесения удобрений способствовало повышению урожайности соответственно на 6,1 и 10,9% (фиг.12). Внесение расчетных доз удобрений позволяло получать урожайность на режиме орошения 60% НВ от 40,5 до 74,7 т/га 70% НВ - 48,0...75,0, 80% НВ - 51,4...82,2 т/га зеленой массы. Аналогичная закономерность прослеживается и на посевах третьего года пользования (таблица 20).

Сочетание в смеси двух бобовых компонентов с двумя мятликовыми обеспечивало устойчивую тенденцию по повышению урожайности в сравнении со смесью из одного бобового и одного мятликового компонента. Преимущество смеси из люцерны с клевером, ежой и овсяницей перед смесью из люцерны и овсяницы изменялось в зависимости от фонда питания, условий влагообеспеченности и способа посева в пределах от 1,6...2,0 до 10,8...25,0%.

Посев семян трав в индивидуальные рядки на всех режимах увлажнения и внесения удобрений способствовал повышению продуктивности обеих изучаемых смесей на 1,0...16,8% (таблицы 20, 21, 22, 23).

Анализ распространения фактической урожайности смесей по укосам свидетельствует о том, что 44...46% годового урожая приходится на первый, 33...35 на второй и 20...22% на третий укос.

Установленные закономерности изменения продуктивности бобово-мятликовых смесей в зависимости от возраста посевов, суммы активных температур, распределения биомассы по укосам дают возможность точнее устанавливать уровни планируемой урожайности, сроки уборки и графики поступления зеленой массы для нужд животноводства.

С целью упорядочения многообразия полученных урожайных данных, нами проведен анализ с выборкой фактической урожайности, соответствующей запланированной для посевов бобово-мятликовых смесей разных лет пользования. Это позволило установить возможность получения заданных уровней урожайности первого, второго и третьего годов пользования при различных сочетаниях режимов увлажнения, уровней минерального питания, видового состава и способа размещения компонентов.

Оценку отклонений фактической урожайности от запланированной проводили по методике Б.А.Доспехова (1985). Он считает варьирование незначительным, если оно не превышает 10%, средним от 10 до 20 и значительным выше 30%.

При определении сочетания основных факторов нами установлено, что смеси первого года пользования урожайность 24 т/га зеленой массы формируют при всех режимах орошения на фоне естественного плодородия почвы, но при этом получение наиболее близкой к программе урожайности на режиме орошения 60% НВ возможно лишь при черезрядном посеве четырехкомпонентной смеси, на режиме 70% НВ - при обычном посеве этой же смеси, а на режиме 80% НВ - при обычном посеве двухкомпонентной смеси.

Урожайность на уровне 36 т/га зеленой массы получена на режиме орошения 60% НВ при внесении расчетной дозы N₁₃₀P₅₅K₇₅, а на режимах 70 и 80% НВ - при внесении меньшей дозы - N₁₀₀P₄₅K₅₅. Для получения 48 т/га изучаемым бобово-мятликовым смесям первого года пользования при поддержании 60%-ного порога увлажнения потребовалось внесение N₁₆₀P₇₀K₉₅, 70 и 80% НВ - N₁₃₀P₅₅K₇₅. Максимально высокую урожайность на уровне 60 т/га зеленой массы на режиме 70% НВ формировала только 4-х компонентная смесь из люцерны, клевера, ежи и овсяницы, а на режиме 80% НВ - и 2-х компонентная из люцерны и овсяницы при внесении N₁₆₀P₇₀K₉₅ (таблицы 24 и 21).

На посевах смесей второго года пользования минимальная запланированная урожайность 30 т/га зеленой массы также получена на фоне естественного плодородия почвы, но на режиме 60% НВ она сформирована лишь на черезрядном посеве 4-х компонетной смеси, а при улучшении условий влагообеспеченности почвы на режимах 70 и 80% НВ - на обычном посеве 2-х компонентной смеси из люцерны и овсяницы.

Программируемая урожайность 50 т/га получена также по всем режимам орошения на посевах обеих изучаемых смесей как при обычном, так и при черезрядном размещении компонентов, но при внесении на режиме 60% НВ N₁₈₅P₈₀К₁₁₀, а 70 и 80% НВ - N₁₃₀Р₅₅К₇₅.

Урожайность на уровне 70 т/га зеленой массы была сформирована как 2-х компонентной, так и 4-х компонентной смесью на всех режимах орошения, но на режиме орошения 60% НВ она обеспечивалась внесением максимальной дозы N₂₀₀P₁₀₀К₁₄₀ (таблицы 22 и 25).

Проведение поливов при влажности в активном слое почвы на уровне 70 и 80% НВ увеличивало эффективность использования удобрений растениями и для получения 70 т/га зеленой массы потребовалось внести N₁₈₅P₈₀К₁₁₀. Следует отметить, что способ посева при таком сочетании регулируемых факторов не оказывал существенного влияния на уровень урожайности.

Максимальная урожайность на уровне 90 т/га с незначительными отклонениями получена в вариантах с проведением поливов при иссушении активного слоя почвы до 70% НВ на фоне внесения N₂₄₀P₁₀₀К₁₄₀ и посеве компонентов смесей через ряд. На режиме орошения 80% НВ такие показатели продуктивности получены и при обычном способе посева.

На посевах третьего года пользования получены аналогичные закономерности формирования урожайности бобово-мятликовых смесей, максимально высокие запланированные урожаи на уровне 48 и 60 т/га зеленой массы получены в вариантах с поддержанием всех изучаемых режимов орошения. Наименьшие отклонения от программы отмечены в вариантах посева четырехкомпонентной смеси люцерны с клевером, ежой и овсяницей при размещении семян каждого компонента в отдельные рядки (таблицы 26 и 23).

Полученные данные по рациональному сочетанию водного и пищевого режимов почвы, видовых и возрастных особенностей многолетних бобовых и мятликовых трав дадут возможность при различном ресурсном обеспечении выбирать приемлемый уровень урожайности, обеспечивающий высокую эффективность возделывания бобово-мятликовых смесей в зоне, районе, хозяйстве.

Большое значение влаги в жизни растительных сообществ определяется тем, что их биомасса на 60...90% представлена водой. Оптимизация условий водообеспеченности растений способствует интенсификации процессов фотосинтеза, дыхания, обмена веществ, накопления надземной и подземной масс. Поэтому определение закономерностей изменения водопотребления растений при формировании различной продуктивности является одним из основных исходных показателей при разработке оптимальных режимов орошения сельскохозяйственных культур. В наших исследованиях суммарное водопотребление бобово-мятликовых травосмесей изменялось в зависимости от режима орошения, уровня формируемого урожая, возраста травостоев и метеоусловий вегетационного периода.

Самое высокое водопотребление смесей складывалось во все годы исследований в варианте с наиболее высокой урожайностью, которая обеспечивалась поддержанием предполивной влажности почвы на уровне 80% НВ. Суммарное водопотребление в этом варианте на посевах первого года пользования изменялось в пределах 4897...5017 м³/га. Смеси второго года пользования при поддержании предполивной влажности 80% НВ на формирование трех укосов расходовали 5458...5604 м³/га. В третий год пользования, в связи с естественным старением травостоя и снижением продуктивности, уменьшалась потребность смесей в воде и суммарное водопотребление составило 5151...5258 м³/га.

В варианте с предполивной влажностью 70% НВ общий расход воды, по сравнению с режимом орошения 80% НВ, уменьшался и составил на посевах первого года пользования 4581...4687 м³/га; второго года - 5112...5274 и в третий год пользования - 4760...4862 м³/га (таблицы 27, 28, 29).

Снижение предполивной влажности до 60% НВ сопровождалось получением самой малой урожайности и уменьшением водопотребления по годам пользования травостоем до 4121...4224, 4562...4721 и 4188...4283 м³/га соответственно. По всем годам исследований прослеживается закономерность увеличения суммарного водопотребления в вариантах с внесением удобрений в сравнении с контролем. В наших опытах на долю оросительной воды в варианте с поддержанием предполивного порога влажности почвы 60% НВ в среднем за годы исследований приходилось от 40,3 до 55,0%, 70% - 53,7...61,9, 80% НВ - 60,0...66,5% (таблицы 27, 28, 29).

При этом структура приходных статей суммарного водопотребления изменялась достаточно заметно в зависимости от условий естественной влагообеспеченности. Так, например, доля осадков в водопотреблении трав первого года пользования во влажном 1997 г. составила на режиме 60% НВ 44,0, 70% НВ - 43,2 и 80% НВ - 42,0, а доля оросительной нормы соответственно 38,8, 49,0 и 55,0%. В засушливом 1999 г. доля оросительной воды в варианте 60% НВ увеличилась до 65,7%, а доля осадков снизилась до 18,9%, в варианте с поддержанием предполивной влажности 70% НВ соответственно 72,0 и 16,3, а в варианте 80% НВ - 76,6 и 15,6%.

На посевах второго года пользования в 1999 г. в суммарном водопотреблении смесей на режиме 60% НВ оросительная вода составила 57,2, а осадки 16,5%, а во влажном 2000 г. - 36,3 и 39,4%. Аналогичные изменения отмечены и в вариантах с предполивным порогом влажности почвы 70 и 80% НВ (таблицы 30-33).

Во все годы исследований самым низким использованием запасов почвенной влаги характеризовался вариант с поддержанием предполивной влажности почвы не ниже 80% НВ - 3,0...20,8 - в первый, 10,2...26,1 - во второй и 12,3...16,8 5 в третий год пользования. Со снижением предполивного порога увлажнения до 70% НВ использование запасов почвенной влаги увеличивалось до 5,8...24,5%.

В варианте режима орошения 60% НВ использование запасов почвенной влаги было самым высоким и на посевах первого года оно изменялось от 15,4 до 25,5, второго - 18,0...26,3 и третьего - 18,7...39,6% (таблица 33).

Суммарное водопотребление смешанных посевов многолетних трав изменяется по укосам и в значительной степени определяется продуктивностью каждого из них. В наших опытах это положение подтвердилось и наибольшие значения этого показателя, независимо от года пользования травостоем и предполивной влажности почвы, получены в первом укосе. Так, при поддержании жесткого режима орошения 60% НВ суммарное водопотребление посевов бобово-мятликовых смесей в первом укосе изменялось от 1550 до 1720 м³/га, во втором - от 1420 до 1700 и в третьем укосе - от 1200 до 1675 м³/га. Если проанализировать величину суммарного водопотребления на самых продуктивных посевах второго года пользования, то можно отметить, что с повышением предполивного порога влажности почвы с 60 до 70...80% НВ оно увеличивалось в первом укосе с 1720 до 1910...2000 м³/га или на 11,0...16,3%.

Продуктивность посевов во втором укосе снизилась, и суммарный расход влаги уменьшился до 1550...1850 м³/га. В третьем укосе формируется лишь 20...23% биомассы от суммарной продуктивности и суммарное водопотребление посевов второго года пользования составило 1370...1675 м³/га (таблица 34).

При изучении водопотребления смешанных посевов многолетних трав, как и любых других культур, особый интерес представляет определение среднесуточного суммарного расхода воды за отдельные промежутки времени вегетационного периода (укосы). Динамика среднесуточного водопотребления более полно характеризует закономерности изменения потребности растений в воде и позволяет обосновать регламент поливов при управлении водным режимом почвы с целью получения разных уровней планируемой урожайности агрофитоценозов.

Приведенные в таблице 35 результаты исследований свидетельствуют о том, что увеличение предполивной влажности активного слоя почвы сопровождается ростом среднесуточных расходов воды и достигает своего максимума в варианте 80% НВ. Снижение предполивной влажности почвы до 60% НВ способствует уменьшению среднесуточного расхода воды растениями. Объясняется это тем, что при одних и тех же погодных условиях среднесуточные расходы влаги полем изменяются в зависимости от наличия в корнеобитаемом слое продуктивной почвенной влаги. Максимальное среднесуточное водопотребление в среднем за годы исследований для смесей первого года пользования достигло 48,5 м³/га во втором укосе, который проводился в третьей декаде июля, в варианте с поддержанием влажности почвы не ниже 80% НВ. Снижение предполивного порога влажности почвы до 70% НВ способствовало уменьшению среднесуточного расхода воды до 46,5, а в варианте с назначением поливов при влажности почвы 60% НВ оно составило 42,0 м³/га.

На посевах смесей второго года пользования наибольший среднесуточный расход влаги также наблюдался во втором укосе и был выше, чем на посевах первого года. Численные его значения по вариантам режимов орошения изменялись таким образом: 80% НВ - 53,4, 70 - 50,5, 60 - 45,5 м³/га в сутки. Аналогичная картина наблюдалась и на посевах третьего года пользования, только среднесуточные расходы влаги полем в сравнении с посевами второго года пользования уменьшились до 26,5...34,0 м³/га (таблица 35).

Анализируя полученные данные, можно отметить, что по всем годам пользования формирование второго укоса отличалось наибольшим среднесуточным водопотреблением, что объясняется напряженными гидротермическими условиями при максимальных значениях среднесуточной температуры воздуха и незначительном выпадении естественных осадков.

Формирование третьего укоса приходится на август и сентябрь, и среднесуточное водопотребление снижается в варианте 80% НВ до 31,0...37,0, 70% - 29,0...34,0, 60% НВ - до 25,0...30,8 м³/га в сутки. Самое низкое среднесуточное водопотребление во всех вариантах опытов по годам исследований отмечено в первом укосе, образование которого происходит в течение максимального отрезка времени (60...75 дней против 34...47 дней во втором и третьем укосах) при постепенном нарастании тепла, сравнительно невысоких среднесуточных температурах и меньших дефицитах влажности воздуха.

Эффективность режима орошения сельскохозяйственных культур определяется не только величиной полученного урожая, на и затратами воды на его формирование, то есть коэффициентом водопотребления. Этот показатель изменяется под влиянием водообеспеченности расчетного слоя почвы, погодных условий вегетационного периода, агротехники культуры, способов и техники полива. Значительное влияние на величину коэффициента водопотребления оказывает уровень получаемого урожая.

Различная водообеспеченность активного слоя почвы в вариантах наших опытов с поддержанием разных предполивных порогов увлажнения почвы способствовала получению разных уровней урожайности бобово-мятликовых смесей. Соответственно этому на формирование 1 т зеленой массы в течение вегетации потреблялось неодинаковое количество воды. Поддержание 60%-ного порога увлажнения без внесения удобрений на посевах второго года пользования обеспечило получение 27,5...28,8 т/га зеленой массы и коэффициент водопотребления в этом случае составлял 178...182 м³/т (таблица 36).

Повышение предполивной влажности до 70% НВ на контроле способствовало увеличению урожайности смесей до 29,2...30,8 т/га зеленой массы и снижению коэффициентов водопотребления до 166...175 м³/т. На режиме орошения 80% НВ в вариантах без удобрений коэффициент водопотребления составил 158...166 м³/т.

Внесение удобрений оказывало значительное влияние на эффективность использования воды посевами. Так, при поддержании предполивного порога увлажнения 60% НВ внесение N₁₃₀Р₆₀К₈₀ на посевах второго года пользования в сравнении с контролем снижало расход воды на единицу продукции до 96...105 м³/т. При внесении N₂₄₀P₁₀₀K₁₄₀ коэффициент водопотребления на этом режиме орошения снижался до 62...70 м³/т.

Улучшение условий влагообеспеченности за счет повышения предполивного порога увлажнения до 70% НВ и внесение расчетных доз удобрений способствовало получению от 48...50 до 68...85 т/га зеленой массы и снижению коэффициентов водопотребления бобово-мятликовых смесей с 90...95 до 60...73 м³/т.

Наиболее эффективно влагу на формирование урожая расходовали посевы второго года пользования при поддержании 80%-ного порога увлажнения и внесении N₂₄₀P₁₀₀К₁₄₀. Коэффициент водопотребления при этом был минимальным - 57...61 м³/т.

Преимущество посева трав в индивидуальные рядки в сравнении с обычным посевом составляло по вариантам опыта 2...6% (таблица 36).

Следует отметить что более экономным расходованием воды на построение урожаев отличались черезрядные посевы четырехкомпонентной смеси из люцерны, клевера, ежи и овсяницы. Например, на посевах второго года пользования она на формирование 1 т зеленой массы расходовала в зависимости от сочетания режимов орошения и расчетных доз удобрений на 1,5...6,8% меньше воды, чем двухкомпонентная смесь из люцерны и овсяницы.

Одним из главных преимуществ выращивания бобовых и мятликовых трав в смешанных агрофитоценозах является получение кормов, сбалансированных по основным питательным веществам. Для оценки питательности корма изучаемых смесей нами проводились анализы химического состава растений по укосам на посевах второго года пользования.

Установлено, что содержание азота, фосфора и калия (NPK) в биомассе бобово-мятликовых смесей в значительной степени определяется условиями влагообеспеченности и питания растений. Повышение предполивного порога увлажнения с 60 до 80% НВ приводило к достаточно заметному увеличению содержания азота с 1,60...1,65 до 1,71...1,82%. Количество фосфора в биомассе смеси также возрастало с 0,50...0,53 до 0,51...0,55, а калия - с 2,60...2,65 до 2,75...2,90%.

Внесение азотных удобрений в подкормки (130, 185 и 240 кг/га) на оптимальном фосфорно-калийном фоне способствовало повышению содержания азота на 0,05...0,24%, фосфора - 0,05-0,22 и калия - на 0,05...0,50% (таблицы 37, 38, 39).

Количество протеина в биомассе смесей заметно возрастало с улучшением условий жизнедеятельности растений. На естественном фоне плодородия почвы оно в варианте с поддержанием 60%-ной предполивной влажности почвы составило 10,00...10,30, от 70% - 10,68...10,94, а 80% НВ - 11,12...11,37%. Внесение расчетных доз удобрений способствовало повышению содержания протеина на 0,44...1,50%.

Содержание клетчатки в растениях имело обратную зависимость и с увеличением количества протеина снижалось. Максимально высоким этот показатель был в варианте с поддержанием жесткого режима орошения (60% НВ) без внесения удобрений - 26,80...27,22%.

Следует особо отметить, что по всем показателям химического состава и содержанию основных питательных веществ биомасса 4-х компонентной смеси из люцерны, клевера, ежи и овсяницы превосходила 2-х компонентную смесь из люцерны и овсяницы (таблицы 38, 39).

Рассматривая динамику основных питательных веществ, определяющих кормовую ценность смесей, следует отметить, что их содержание изменяется не только в зависимости от режима орошения и доз удобрений, но и по укосам. Так, количество сырого протеина в биомассе четырехкомпонентной смеси в варианте с поддержанием 60%-ного порога увлажнения в первом укосе составило 8,75, во втором укосе оно возрастало до 10,48, в третьем до 11,70%.

С улучшением влагообеспеченности растений на режимах 70 и 80% НВ содержание сырого протеина увеличивалось в первом укосе до 9,40...9,82%, во втором - до 11,02...11,55 и в третьем - до 12,40...12,74%.

Внесение расчетных доз удобрений способствовало повышению содержания протеина на 2,0...17,0%. Содержание жира с улучшением условий возделывания также увеличивалось и максимальным было в третьем укосе в варианте с внесением расчетных доз удобрений - 3,14...3,19%.

Содержание клетчатки от первого укоса к третьему снижалось с 25,70...29,05 до 21,82...25,05%. Минимальное количество клетчатки (21,82...26,00%) было отмечено в биомассе четырехкомпонентной смеси на режиме 80% НВ при внесении расчетных доз удобрений (таблица 40).

Отношения минеральных элементов кальция и фосфора, кальция и магния являются важными показателями сбалансированности рационов. Оптимальным отношением кальция и фосфора считается 1,5...3 к 1 (A.M.Никитин, 1990), оптимальным отношением кальция к магнию, по данным М.Ф.Томмэ и др. (1970), является 3...5 к 1. В наших опытах отношения кальция к фосфору и магнию к биомассе изучаемых смесей отвечали зоотехническим требованиям по всем вариантам опыта и изменялись в пределах 2,5...2,8 : 1 и 4,0...4,6 : 1 (таблицы 38, 39).

Основой рационального и экономного расходования протеина при кормлении сельскохозяйственных животных является балансирование рационов по аминокислотам. Обеспечение рационов незаменимыми аминокислотами позволяет установить специфические нарушения обмена веществ, вызываемые недостатком отдельных аминокислот и максимально выявить генетически обусловленную продуктивность организмов. А.С.Новоселова (1986), Г.А.Романенко, А.И.Тютюнников (1999), Г.Д.Харьков (2001) и другие исследователи считают, что улучшить биологическую ценность протеина кормовых растений можно внесением удобрений и микроэлементов. В ходе наших исследований это положение подтвердилось и, если общая сумма аминокислот в биомассе 4-х компонентной смеси из люцерны, клевера, ежи и овсяницы второго года пользования в варианте без удобрений составила 63,51 г, то при внесении возрастающих расчетных доз NPK - 66,39...70,26 г/кг (таблица 41).

Незаменимые аминокислоты имеют огромное значение в процессах роста, развития и наращивания продуктивности всех видов скота и птицы. Они не синтезируются в организме животных и поступают только из кормов. В наших опытах количество незаменимых аминокислот (лизин, треонин, валин, метионин, лейцин, изолейцин, фенилаланин) увеличивалось на удобренных вариантах в сравнении с контролем на 4,5...9,6%, а максимальное их содержание при поддержании оптимального предполивного порога увлажнения 80% НВ отмечено в биомассе четырехкомпонентной смеси из люцерны, клевера, ежи и овсяницы при внесении N₂₄₀P₁₀₀K₁₄₀ - 28,82 г/кг.

При этом количество накапливаемых смесями незаменимых аминокислот увеличивалось от первого укоса к третьему. В биомассе люцерны с овсяницей сумма незаменимых аминокислот в варианте без удобрений изменялась от первого укоса к третьему с 23,90 до 26,36 г/кг. В четырехкомпонентной смеси содержание незаменимых аминокислот возрастало соответственно с 24,85 до 28,40 г/кг сухой биомассы. Внесение удобрений обеспечило прибавку по 2-х компонентной смеси - 1,55...1,69, по четырехкомпонентной - 1,80...2,17 г/кг. Содержание критической аминокислоты лизина на удобренных вариантах было на 0,30...0,62 г/кг выше, чем на контроле (таблица 42).

Важным показателем экологической безопасности корма является содержание нитратов. Распространено мнение, что единственной причиной содержания большого количества нитратов в растениях является внесение высоких доз азотных удобрений. Но накопление неиспользованных в биосинтезе нитратов до уровней, представляющих опасность, зависит и от многих других факторов - это биологические особенности растений, свойства почвы, сроки посева и уборки, погодные условия, освещенность и др.

Из-за недостатка тепла, в дождливые и пасмурные периоды вегетации в растениях повышается концентрация нитратов. В молодых растениях нитратов больше, поэтому раннее скашивание и скармливание таких кормов может вызвать тимпанию у животных. Допустимой дозой содержания нитратов в пересчете на нитратный азот принято считать 0,07% от сухого вещества рациона. Общий уровень допустимого количества нитратного азота в кормах колеблется в значительных пределах - от 0,04 до 4,5%. Это объясняется тем, что нитраты не оказывают отравляющего действия, токсичны нитраты, образующиеся в процессе восстановления в организме животных. В зависимости от сбалансированности рациона по легкогидролизуемым углеводам, макро- и микроэлементам, витаминам этот процесс может протекать или полностью без образования нитратов, или только частично, и тогда даже при небольшом содержании нитратов в организме образуются токсичные дозы нитритов.

В наших опытах при внесении сбалансированных расчетных доз азотных удобрений в подкормки на фосфорно-калийном фоне накопление нитратов в биомассе смесей изменялось по укосам и зависело от погодных условий, режимов орошения, доз внесения удобрений.

Максимальное количество нитратов смеси накапливали в третьем укосе, содержание их изменялось от 335 до 928 мг/кг, накопление нитратов в первом укосе колебалось в среднем по годам исследований от 313 до 690 мг/кг. При этом содержание нитратов во всех укосах и вариантах опыта в 1997 г. было в 1,5...2,5 раза выше, чем в 1998 г. (таблица 43).

Связано это с условиями влаго- и теплообеспеченности периода формирования биомассы. Май 1997 г. характеризовался прохладной, пасмурной погодой с выпадением 47 мм осадков. В связи с этим содержание нитратов в первом укосе, проведенном в начале июня, составило 590-708 мг/кг. В июне, июле и августе 1997 г. выпало 143 мм осадков при среднемесячных температурах 20...22°С и накопление нитратов в третьем укосе увеличилось до 694...928 мг/кг.

Вегетационный период 1998 года по агроклиматическим показателям значительно отличался от предыдущего. В мае 1998 г. выпало лишь 3,7 мм осадков, температура воздуха достигла 26...28°С. Накопление нитратов при этом в первом укосе не превышало 258...400 мг, в июне, июле и августе количество осадков составило 47,5 мм, температура воздуха превышала 25...30°С. В этих условиях содержание нитратов в биомассе травосмесей в третьем укосе равнялось 358...475 мг/кг, т.е. в 1,94...1,95 раза меньше, чем в 1997 году (таблица 43).

Следует отметить, что улучшение условий влагообеспеченности посевов во все годы исследований способствовало лучшему усвоению питательных веществ из почвы и удобрений и приводило к снижению накопления нитратов. Так, если на режиме 60% НВ в первом укосе количество нитратов в биомассе смесей на контроле (без удобрений) изменялось от 258 до 626 мг/кг, то на режиме 80% НВ оно составляло 299...575 мг/кг. Внесение самой высокой расчетной дозы азота на фосфорно-калийном фоне повышало содержание нитратов в первом укосе на режиме 60% НВ на 15,1...46,2%, на режимах 70 и 80% НВ соответственно - на 12,0...20,0% и на 10,8...18,2%.

Аналогичная закономерность по изменению накопления нитратов отмечена и в третьем укосе. Заметной разницы в содержании нитратов по изучаемым смесям отмечено не было, но тенденция по небольшому увеличению их количества в четырехкомпонентной смеси прослежена по всем вариантам опыта.

Оценка питательной ценности корма из многолетних бобово-мятликовых смесей давалась нами по содержанию кормовых единиц, переваримого протеина и обменной энергии. Содержание кормовых единиц рассчитывали по переваримости основных питательных веществ: протеина, жира, клетчатки и БЭВ. В расчетах применялись коэффициенты переваримости: по протеину - 72%, по жиру - 50%, по клетчатке и БЭВ соответственно 52 и 68%.

Анализируя полученные данные, следует отметить, что на содержание кормовых единиц в сухой биомассе смесей влияли изменения пищевого режима и условий влагообеспеченности посевов. Так, при внесении расчетной дозы удобрений (N₁₃₀Р₆₀К₈₀) содержание кормовых единиц в 1 кг биомассы смесей второго года пользования возрастало в сравнении с контролем на 1,85%. Внесение более высоких доз удобрений приводило к увеличению этого показателя на 5,60...7,40%.

Аналогичная тенденция прослеживается при улучшении условий влагообеспеченности посевов. Повышение предполивного порога увлажнения с 60% до 70...80% НВ способствовало увеличению содержания кормовых единиц в 1 кг сухой биомассы на 3,80...5,76% (таблица 44).

Содержание переваримого протеина в смесях также возрастало по мере улучшения пищевого режима и повышения предполивного порога влажности почвы. Например, на фоне естественного плодородия почвы при режиме 80% НВ в килограмме сухой массы смеси люцерны с овсяницей содержалось 80 г протеина, а на удобренных вариантах его количество возрастало до 83...90 г, т.е. на 3,7...12,5%. Увеличение предполивного порога увлажнения почвы с 60 % до 70 и 80% НВ приводило к повышению содержания протеина на 5,6...11,1%.

Следует отметить, что смесь, состоящая из двух бобовых и двух мятликовых трав по всем вариантам опыта имела некоторое преимущество перед двухкомпонентной смесью.

Содержание обменной энергии в корме - важный показатель его питательности, так как по нему принято судить о максимальном количестве усвояемой энергии, которое может быть получено из корма без учета продуктивности животных.

Рассматривая полученные данные, следует отметить, что энергетическая питательность смесей возрастала с включением в них второго бобового компонента - клевера лугового, и при улучшении условий водного и пищевого режимов почвы она составила по смеси люцерна + клевер + ежа + овсяница 9,02...9,42, а по смеси люцерна + овсяница - 9,01...9,34 МДж/кг (таблица 44).

Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином при средней продуктивности молочного стада по зоотехнически обоснованным нормам составляет 100-110 г, молодняка КРС на откорме - 115-120, овец - 110-130, птицы - 135-145 г. С повышением продуктивности содержание переваримого протеина в кормовой единице должно возрастать (А.А.Кутузова, 1984).

В наших исследованиях на 1 кормовую единицу в биомассе изучаемых смесей приходилось по вариантам опыта от 138 до 160 г переваримого протеина, что соответствует нормам кормления высокопродуктивных коров голштино-фризской породы с надоями 5...6 тыс. литров молока (таблица 45).

Оптимальное соотношение энергии и протеина в рационах КРС должно составлять 8,5...10 г переваримого протеина на 1 МДж обменной энергии (А.А.Кутузова, 1984). Соотношение протеина и обменной энергии, близкое к оптимальному, получено в вариантах с поддержанием 70 и 80%-ного порога увлажнения и внесением расчетных доз удобрений - 8,77...9,87 г/МДж.

Таким образом, изучаемые смеси обеспечивают высокое содержание в корме кормовых единиц, переваримого протеина, обменной энергии и служит ценным энергетическим кормом для животных.

Выход питательных веществ с 1 га посевов по вариантам опыта изменялся: от 3,5...3,6 до 13,3...13,5 тыс. кормовых единиц, от 0,49...0,52 до 2,07...2,17 т переваримого протеина и от 60...62 до 215...221 ГДж обменной энергии. Наивысшей продуктивностью характеризовались агрофитоценозы из двух бобовых и двух мятликовых компонентов при поддержании 80%-ного порога увлажнения и внесении увеличивающихся расчетных доз азота (со 130 до 240 кг/га) на фосфорно-калийном фоне. На этих вариантах смесь люцерны с клевером, ежой и овсяницей обеспечила выход 7,5...13,5 тыс. кормовых единиц, 1,15...2,17 т переваримого протеина и 126...221 ГДж обменной энергии с гектара посевов второго года пользования (таблица 46).

Основанием для разработки технологии возделывания запланированных урожаев смесей из многолетних бобовых и мятликовых трав являлись данные наших полевых многофакторных опытов и обобщение результатов исследований, проведенных в Нижнем Поволжье.

Отличие разработанной нами технологии, изложенной в материалах данной заявки, и известных от раннее рекомендованных заключается в следующем:

расчет доз удобрений на запланированные уровни урожайности бобово-мятликовых смесей, обеспечивающих высокую сходимость расчетных данных и фактических результатов;

внесение азотных удобрений, рассчитанных нами на вынос с урожаем каждого укоса - 45, 34 и 21% годовой дозы;

в качестве второго бобового компонента предложена новая для региона Нижней Волги культура - клевер луговой;

использование современных, высокоурожайных, адаптированных к условиям орошения сортов трав интенсивного типа (люцерна синегибридная Надежда, клевер луговой ВИК 7, ежа сборная Торпеда, овсяница луговая Пензенская 1);

сочетания управляемых урожаеобразующих факторов, способствующих получению 24...60 в первый и третий, 30...90 т/га зеленой массы во второй год пользования при рациональном использовании оросительной воды и минеральных удобрений, не оказывающих негативного воздействия на качество получаемой продукции. Для каждого из этих уровней урожайности в технологии обоснованы соответствующие сочетания управляемых урожаеобразующих факторов, способствующих получению планируемой продуктивности с максимальным экономическим эффектом.

Схематично технология возделывания бобово-мятликовых смесей для получения заданных уровней урожайности представлена в таблице 47.

Разработанная нами технология возделывания многолетних бобово-мятликовых смесей проходит производственную проверку в опытно-производственных хозяйствах ГНУ Всероссийский НИИ орошаемого земледелия. В ОПХ “Орошаемое” на площади 80 га в августе 1998 г. посеяна смесь из люцерны, клевера, костреца, ежи и овсяницы. Полив осуществляется широкозахватной дождевальной машиной “Кубань” - ЛШ. В 1999 г. урожайность смесей за 3 укоса составила 13,5 т/га сена высокого качества. В 2000 и 2001 гг. эти посевы использовали комбинированно, чередуя выпас молочного стада 210 голов с укосами. На отдельных загонах урожайность зеленой массы составила за вегетацию 42,5...55,0 т, сена - 10,5...12,0 т/га. Следует подчеркнуть, что все лето стадо голштино-фризских коров выпасалось на этом поле. Надой на одну фуражную корову в 1999 г. составил 5742, в 2000 г. - 5552, в 2001 г. - 5800 кг молока.

В ОПХ “Россия” ГНУ ВНИИОЗ Николаевского района Волгоградской области под дождевальными машинами “Фрегат” в 1998 - 1999 гг. посеяна смесь люцерны с овсяницей на площади 772 га. Урожайность сена в 1999-2001 гг. на этих полях изменялась от 7,5 до 12,5, зеленой массы - от 40 до 60 т/га. В 2001 г. из 4000 т заготовленного по хозяйству сена около 2000 т заготовлено с этих площадей.

Экологические условия ведения сельского хозяйства в Нижнем Поволжье во многом определяются расположением региона в острозасушливой зоне европейской части России. Доказано, что устойчивое сельскохозяйственное производство в природно-климатических с суммой осадков менее 400 мм невозможно без орошения. Однако неумеренное применение орошения, несогласованное с потребностью агроценозов в воде на получение определенного уровня урожая, приводит к повышению подачи воды на поля, подъему грунтовых вод, засолению и заболачиванию, потере плодородия орошаемых земель.

Выращивание смесей из многолетних бобовых и мятликовых трав на орошаемых землях наиболее полно отвечает не только требованиям производства продукции, сбалансированной по основным питательным веществам, но и защите окружающей среды. При трехлетнем возделывании смесей при разных уровнях обеспеченности влагой и удобрениями в полуметровом слое почвы остается 8,25...13,95 т/га сухих корней, с которыми в почву поступает 63...181 кг азота, 48...75 кг фосфора, 82...149 кг/га калия.

С последовательным увеличением накопления корневой массы смесей увеличивалось количество водопрочных агрегатов как в пахотном, так и в подпахотном слоях почвы. Увеличение количества агрономически ценных частиц после трехлетнего пребывания смесей на поле изменялось от 20,6...24,2% в варианте без удобрений до 21,7...25,3% на удобренных посевах (таблица 48).

Кроме отмеченных преимуществ совместных посевов бобовых и мятликовых трав, следует подчеркнуть, что мятликовые в силу анатомического строения способны снабжать корни кислородом путем свободной диффузии по воздушным полостям стеблей, вследствие чего смешанные посевы не так сильно страдают от уплотнения почвы. Одновидовые посевы как мятликовых, так и бобовых трав накапливают корней меньше, чем их смеси.

Одним из основных показателей экологической безопасности кормов является содержание в них нитратов. Содержание нитратов в растениях изменяется во времени иначе, чем содержание других агрохимических токсикантов. Количество пестицидов под действием детоксикации необратимо снижается, тогда как динамика нитратов сложна и их количество в растениях может меняться даже в течение суток. При низкой интенсивности света (утром и вечером) обычно легко поступающий в растения азот плохо усваивается или остается в них в виде полупродуктов, свободных аминокислот и нитратов.

В наших опытах накопление нитратов в биомассе бобово-мятликовых смесей зависело от метеоусловий вегетации, укоса и доз удобрений. При этом в первом укосе их количество в 1998 г. не превышало ПДК, а в 1997 г. превосходило его на 8...23%, в третьем укосе соответственно на 31...57%. Заметной разницы в накоплении нитратов в биомассе изучаемых смесей замечено не было.

В последние годы особое значение при оценке качества кормов придается содержанию в них тяжелых металлов. Определение накопления цинка, меди, кадмия и свинца в наших опытах показало, что их содержание в биомассе смесей имело тенденцию к некоторому снижению при улучшении условий водного и пищевого режимов почвы. В целом содержание цинка находилось в пределах 13,8...15,0 мг при ПДК 30 мг, меди - 9,5...11,2 или 31...37% от ПДК, содержание кадмия и свинца было ниже на порядок установленных для них ПДК (таблица 49).

В условиях затяжного экономического кризиса наиболее приемлемым методом анализа кормопроизводства является агроэкономическая оценка производства кормов, где используется универсальный энергетический показатель - отношение аккумулированной в продукции к затраченной на ее получение энергии. Это дает возможность в любых экономических ситуациях наиболее точно учесть и единообразно выразить не только прямые затраты энергии на технологию, но и энергию, воплощенную в средства производства и в произведенной продукции.

Проведенный на этой основе анализ позволяет оценить эффективность технологии возделывания кормовых культур с точки зрения расхода важнейшего вида ресурсов - энергии и определить пути ее экономии.

Затраты совокупной энергии на выращивание многолетних бобово-мятликовых травосмесей и наших опытах определяли на основании технологических карт, типовых норм выработки, затрат горючего, энергетических эквивалентов использования сельскохозяйственной техники, минеральных удобрений, трудовых ресурсов.

Оценку биоэнергетической эффективности вели по уравнению:

Кэ=Еп/Е,

где

Eп - энергия, аккумулированная в урожае, МДж/га;

Е - совокупная энергия, затраченная на производство урожая, МДж/га.

Возделывание многолетних бобовых и мятликовых трав в смешанных агроценозах отличалось стабильно высокой эффективностью. Даже при поддержании жесткого режима орошения без внесения удобрений коэффициент энергетической эффективности составил 2,74...2,76. Улучшение условий влагообеспеченности повышало его до 2,85...2,95, а внесение удобрений до 3,10...4,10.

Наиболее выигрышное соотношение аккумулированной энергии к затраченной отмечено при возделывании четырехкомпонентной смеси и внесении расчетных доз удобрений - 3,43...4,10 (таблица 50).

Коэффициенты энергетической эффективности возделывания смесей при размещении семян бобовых и мятликовых компонентов в отдельные рядки были на 3,5...7,5% выше, чем при обычном посеве.

Оценивая в целом затраты совокупной энергии на возделывание многолетних бобово-мятликовых смесей и их структуру, следует отметить, что 69...79% ее приходится на оборотные средства, 19...27% - на основные и 2...4% - на трудовые ресурсы.

В энергии на основные средства 97-98% приходится на уборку и транспортировку урожая, проведение поливов. Основную долю затрат энергии на оборотные средства составляют расходы на топливо и удобрения (84-92%) (таблица 51).

Для расчетов экономической эффективности возделывания запланированных урожаев бобово-мятликовых смесей были определены производственные расходы на гектар посева. Все затраты, в том числе стоимость удобрений и работ, связанных с их внесением, подсчитывались по каждому варианту по технологической карте. При этом затраты по вариантам разнились лишь по числу поливов, дозам удобрений и транспортировке урожая. Стоимость валовой продукции оценивалась нами по стоимости 1 т кормовых единиц или стоимости 1 т зерна овса - 1500 руб. Нормы выработки, тарифные ставки брались из справочных данных, все расчеты проведены в сопоставимых ценах 1998 г.

Результаты сравнения эффективности условий влагообеспеченности посевов смесей показали, что возрастание затрат с повышением предполивной влажности почвы окупается получаемым урожаем. Так, на посевах 4-х компонентной смеси второго года пользования себестоимость 1 т зеленой массы в варианте с порогом увлажнения 60% НВ составила 119,6 руб., 70% - 117,2 и 80% НВ - 114,4 руб. Внесение дозы удобрений, рассчитанной на получение 90 т/га зеленой массы в варианте 60% НВ снижало рентабельность до 63,5 против 64,1% по контролю, на режимах 70% и 80% НВ себестоимость продукции с внесением этой дозы уменьшалось, а рентабельность ее получения повышалась с 71,4...75,5 до 77,9...87,0% (таблица 52).

Таким образом, возделывание многолетних бобовых и мятликовых трав в смешанных посевах с использованием разработанных нами основных элементов технологии, способствует улучшению вводно-физических свойств и получению экологически безопасных кормов.

Биоэнергетическая и экономическая оценки подтверждают высокую эффективность возделывания на орошаемых землях смешанных агрофитоценозов, обеспечивающую двух - четырехкратное превышение накопления энергии в урожае над затратами на его получение. В связи с этим рекомендуемая нами технология обоснованно может считаться экологически безопасной, энергетически мало затратной и экономически эффективной, вполне приемлемой для широкого освоения на орошаемых землях Нижнего Поволжья.

Описанная совокупность существенных отличительных признаков в заявленном объекте и представленные сведения о реализации предложенного способа позволяют сделать следующие выводы.

1. В агроклиматических условиях Волго-Донского междуречья смешанные агрофитоценозы из многолетних бобовых и мятликовых трав на орошаемых землях способны формировать за вегетацию три полноценных укоса с урожайностью от 17...53 до 68...95 т/га зеленой массы. На образование первого укоса в среднем затрачивается 64 дня при сумме температур 950°С, второго и третьего укосов - от 34 до 43 дней при сумме температур 970±30°С.

2. Лучшие условия для создания продуктивных и долговечных травостоев складывались на посевах четырехкомпонентной смеси из люцерны, клевера, ежи и овсяницы при размещении семян трав в индивидуальные рядки. Повышение влагообеспеченности растений и улучшение пищевого режима почвы способствовало увеличению интенсивности побегообразования мятликовых трав на 7,4...23,4%, бобовых на 13,6...26,1%. Максимально высокое число побегов люцерна и клевер образовали весной первого года пользования - от 408 до 843 штук/м². К концу вегетации первого года их количество снижалось до 350...730, второго - 290...610, третьего - до 210...490 штук/м². Интенсивность побегообразования мятликовых с возрастом увеличивалась с 616...1530 побегов весной первого года до 860....1516 осенью второго и 905...1710 штук/м² третьего года пользования.

3. Самое высокое участие бобовых в смешанных агрофитоценозах отмечалось на посевах первого года пользования - от 30,5 до 61,0%. В травостоях второго года пользования доля бобовых в урожае снижалась до 27,3...55,0, третьего - до 24,3...50,0%. При оптимизации условий водного и пищевого режимов почвы доля бобовых увеличивалась и максимального значения достигла в травостое смеси люцерны с клевером, ежой и овсяницей в варианте 80% НВ и при внесении расчетных доз удобрений при черезрядном посеве: в первый год - 49,5...61,0; второй - 44,0...55,0; третий год - 37,8...50,0%.

4. Суммарное водопотребление бобово-мятликовых смесей изменялось в зависимости от уровня урожайности, режима орошения, возраста травостоя и погодных условий вегетации. Самым высоким потреблением влаги отличались наиболее продуктивные посевы второго года пользования на режиме 80% НВ. Для получения 75...95 т/га зеленой массы смеси расходовали 5,4...5,6 тысяч м³/га воды. С понижением предполивного порога влажности почвы до 70% НВ продуктивность смесей уменьшалась до 65...80 т/га, а суммарное водопотребление - до 5,1...5,3 тысяч м³/га. В варианте с предполивной влажностью почвы 60% НВ суммарный расход влаги на формирование 40...60 т/га зеленой массы составил 4,5...4,7 м³/га. Доля оросительной нормы в суммарном водопотреблении изменялась от 49,0 до 65,9%, использование запасов почвенной влаги со снижением предполивной влажности повышалось с 10,1...14,5 до 22,8...30,2%.

5. Среднесуточный расход воды посевами смесей разных лет пользования в среднем за период вегетации изменялся в зависимости от водного режима почвы в пределах от 29,6...33,6 м³/га (вариант 60% НВ) до 36,2...40,2 м³/га в сутки (вариант 80% НВ). Максимальное среднесуточное водопотребление отмечено на посевах второго года пользования во втором укосе, который формировался при самых напряженных гидротермических условиях - 45,5...53,4 м³/га. Среднесуточное водопотребление посевов смесей в первом и третьем укосах составило по вариантам опыта 28,2...37,0 м³/га.

6. Самым продуктивным использованием влаги на построение урожая характеризовались посевы четырехкомпонентной смеси второго года пользования. Коэффициент водопотребления в варианте с поддержанием 60%-ного порога увлажнения без удобрений составил 176...178, при внесении удобрений - 62...105 м³/т, 70 и 80% НВ - 158...172 и 57...90 м³ на тонну зеленой массы.

7. Наибольшее количество корневой массы в полуметровом слое почвы накапливали посевы изучаемых смесей к концу вегетации третьего года пользования - 8,26...13,95 т/га. Повышение предполивного порога увлажнения обеспечивало увеличение накопления корней на 0,82...2,04, а внесение расчетных доз удобрений - на 1,00...3,47 т/га. Изучаемые смеси после трехлетнего возделывания составили в полуметровом слое почвы 83...181 кг азота, 48...75 фосфора и 82...149 кг/га калия.

8. Максимальным накоплением биомассы бобово-мятликовые смеси отличались на посевах второго года - 28,5...95,2 т, урожайность травостоев первого и третьего годов пользования составляла 70...80% от нее. Посевы четырехкомпонентной смеси из люцерны, клевера, ежи и овсяницы превышали по урожайности двухкомпонентную смесь из люцерны и овсяницы на 2,0...25,0%, высев семян каждого компонента в отдельные рядки обеспечивал прибавку урожая от 1,0 до 16,8 в сравнении с обычным посевом.

9. Получение минимальной запланированной урожайности 24 т в первый и третий, 30 т/га во второй год пользования (78 т/га) обеспечивается поддержанием предполивной влажности почвы не ниже 60% НВ на фоне естественного плодородия почвы на посевах четырехкомпонентной смеси из люцерны, клевера, ежи и овсяницы при черезрядном размещении трав. Такую же урожайность формирует двухкомпонентная смесь из люцерны и овсяницы, но при повышении предполивной влажности почвы до 70 и 80% НВ.

Суммарная за 3 года пользования урожайность 122...166 т/га зеленой массы (36...50...36; 48...70...48) может быть получена при всех режимах орошения, но в варианте с 60%-ным порогом увлажнения необходимо внести в запас P_140...190К_190...230 с поукосными подкормками азотом от 80...45 до 40...20 кг/га. Наименьшие отклонения от программируемой урожайности обеспечивают черезрядные посевы четырехкомпонентной смеси в вариантах 70 и 80% НВ.

Максимальный общий сбор зеленой массы за три года пользования 210 т/га (60...90...60) получен в вариантах с проведением поливов при влажности почвы 70% НВ на фоне внесения Р₂₄₀К₃₂₀, поукосных подкормках азотом от 100 до 25 кг/га и посеве трав в индивидуальные рядки. На режиме орошения 80% НВ такая урожайность получена по обеим смесям и при обычном способе посева.

10. Оптимизация условий возделывания бобово-мятликовых смесей положительно влияла на повышение качества корма. Содержание протеина в сухой биомассе увеличивалась с 10,00% в варианте с поддержанием 60%-ного порога увлажнения почвы до 10,68...11,12 - 70 и 80% НВ. Внесение увеличивающихся расчетных доз удобрений последовательно повышало этот показатель до 11,56...12,62%. Содержание протеина увеличивалось от первого укоса к третьему с 8,75...11,50 до 11,70...13,93%, а клетчатки уменьшалось с 25,70...29,05 до 24,10...21,82%. Содержание жира повышалось к концу вегетации и максимальным было в третьем укосе в вариантах с внесением удобрений - 3,13...3,19%.

11. Содержание незаменимых аминокислот в биомассе смеси люцерны с овсяницей в вариантах без удобрений возрастало с 23,90 в первом до 26,36 г в третьем укосе, а в биомассе люцерны с клевером, ежой и овсяницей - с 24,85 до 28,49 г/кг. Внесение удобрений способствовало увеличению содержания незаменимых аминокислот на 6,4...7,6%, в том числе критической аминокислоты лизина - на 6,5...15,5%.

Максимальным накоплением нитратов изучаемые смеси отличались в последнем, третьем, укосе в варианте с внесением высокой дозы азота - 240 кг/га за вегетацию под три укоса. При этом на режиме 70 и 80% НВ нитратов в биомассе смесей содержалось в 1,2...1,3 раза меньше, чем на режиме 60% НВ.

12. В килограмме сухой биомассы двухкомпонентной смеси содержание кормовых единиц с улучшением условий влагообеспеченности и пищевого режима повышалось с 0,52 до 0,55...0,58, переваримого протеина с 72 до 76...90 г, обменной энергии с 8,80 до 8,90...9,34 МДж. По четырехкомпонентной смеси эти показатели выше на 1,3...3,3%.

Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином изменялась от 138...142 г в варианте без удобрений при поддержании 60%-ного порога увлажнения до 148...160 г в варианте 80% НВ и внесении расчетных доз удобрений. Близкое к оптимальному соотношение протеина и энергии в корме 9,78...8,78 г/МДж отмечено в биомассе смеси люцерны с клевером, ежой и овсяницей на варианте 80% НВ и внесении на фосфорно-калийном фоне 185...240 кг/га азота под три укоса.

13. Энергетическая оценка возделывания бобово-мятликовых смесей свидетельствует о высокой его эффективности на орошаемых землях. В варианте с поддержанием 60%-ного порога увлажнения на фоне естественного плодородия почвы Кэ составил 2,74, 70% - 2,85, 80% НВ - 2,95. Внесение расчетных доз удобрений повышало энергетическую эффективность до 3,10...3,37 на режиме 60%, 3,20...3,55 - 70% и 3,33...4,10 на режиме 80% НВ. Наиболее выигрышное соотношение аккумулированной в урожае энергии к затраченной на его выращивание отмечено по четырехкомпонентной смеси в варианте с размещением семян трав в отдельные рядки.

14. Определение экономической эффективности возделывания смесей показала, что возрастание затрат с повышением предполивной влажности почвы окупается урожаем. Рентабельность в варианте с порогом увлажнения 60% НВ составила 64,1%, 70% - 71,4 и 80% НВ - 75,5%. Внесение самой высокой дозы удобрений, рассчитанной на получение 90 т/га зеленой массы, на режиме 60% НВ неэффективно, на режимах 70 и 80% НВ внесение всех расчетных доз удобрений выгодно, рентабельность составила 77,9...87,0%.

В сложившихся экономических условиях хозяйствования для крупных и мелких товаропроизводителей могут быть сформулированы следующие предложения:

1. Для создания продуктивных травостоев бобово-мятликовых смесей интенсивного сенокосного использования на орошаемых землях рекомендуются посевы двух- и четырехкомпонентных смесей из люцерны синегибридной, клевера лугового, овсяницы луговой, ежи сборной. Травы следует высевать в летние сроки (первая декада августа) беспокровно при соотношении 60% бобовых и 55% мятликовых от нормы высева в одновидовых посевах.

2. Для получения в сумме за три года пользования 78 т/га зеленой массы (24 в первый и третий, 30 т во второй) рационально возделывание смеси люцерны с клевером, ежой и овсяницей при естественном плодородии почвы и поддержании предполивного порога влажности 60% НВ с проведением 2...3 поливов за вегетацию, оросительная норма 1700...2550 м³/га.

Получение суммарной урожайности в пределах 122...266 т/га зеленой массы (36...48 - в первый и третий, 50...70 во второй) возможно при возделывании как четырехкомпонентной, так и двухкомпонентной смеси с поддержанием 70 и 80%-ной предполивной влажности почвы и внесении в запас на 3 года пользования травостоем Р_140...190К_190...230 и поукосной подкормки азотом от 80 до 20...40 кг/га. Число поливов за вегетацию изменяется от 2...3 до 5...7, оросительная норма 2550...3150 м³/га.

Освоение разработанной технологии возделывания бобово-мятликовых травосмесей позволит повысить эффективность пользования орошаемых земель, увеличить производство экологически безопасных, качественных кормов, сохранить плодородие почвы, укрепить экономику хозяйств региона.

Таблица 12
Предполивная влажность активного слоя почвы на посевах бобово-мятликовых смесей по годам пользования
Номер полива	Первый год пользования	Второй год пользования	Третий год пользования
	1997	1998	1999	1998	1999	2000	1999	2000
60% НВ
1	62,2	62,3	61,5	62,0	62,0	61,5	62,2	58,5
2	61,0	58,8	62,2	60,4	59,0	58,5	58,8	-
3	-	62,0	60,0	63,2	61,0	-	62,0	-
70% НВ
1	72,4	71,8	72,0	71,5	72,2	72,2	71,5	72,0
2	72,0	72,2	70,8	72,0	72,0	69,0	70,0	70,0
3	71,5	70,0	69,5	72,0	71,0	70,0	68,8	69,0
4	-	68,8	70,0	70,0	69,0	70,8	70,0	-
5	-	69,5	71,2	68,8	69,0	-	69,5	-
80% НВ
1	82,3	82,2	80,0	81,5	83,0	83,5	81,8	82,2
2	82,0	80,0	82,2	82,2	80,8	81,0	80,8	80,5
3	81,5	78,8	79,5	80,0	78,7	82,8	78,7	81,0
4	79,8	79,0	78,5	80,8	81,0	80,8	79,0	82,0
5	82,2	81,5	82,0	79,5	78,5	79,8	81,5	78,8
6	80,0	82,2	80,0	78,8	80,0	80,0	82,0	79,0
7	-	80,5	81,0	80,5	82,2	82,0	82,0	-
8	-	79,5	82,0	82,0	82,0	-	80,8	-

Таблица 13
Фактический поливной режим бобово-мятликовых смесей в варианте с 60%-ным порогом увлажнения
Номер полива	Первый год пользования	Второй год пользования	Третий год пользования
	1997	1998	1999	1998	1999	2000	1999	2000
1
2								-
3	-					-		-

Таблица 14
Фактический поливной режим бобово-мятликовых смесей в варианте с 70%-ным порогом увлажнения
Номер полива	Первый год пользования	Второй год пользования	Третий год пользования
	1997	1998	1999	1998	1999	2000	1999	2000
1
2
3
4	-							-
5	-					-

Таблица 15
Фактический поливной режим бобово-мятликовых смесей в варианте с 80%-ным порогом увлажнения
Номер	Первый год пользования	Второй год пользования	Третий год пользования
полива	1997	1998	1999	1998	1999	2000	1999	2000
1
2
3
4
5
6
7	-							-
8	-					-		-

Таблица 19
Продолжительность межукосных периодов (1) и сумма активных температур воздуха (2) за период от отрастания до укосной спелости бобово-мятликовых смесей (дней и °С)
Годы	Первый укос	Второй укос	Третий укос	В сумме за три укоса
	1	2	1	2	1	2	1	2
Первый год пользования
1997	75	1045	37	820	49	850	161	2715
1998	60	1016	40	1001	51	935	151	2953
1999	64	1008	34	952	46	983	144	2943
Среднее	66	1023	34	924	48	922	152	2870
Второй год пользования
1998	60	1016	34	1002	51	935	151	2953
1999	64	1008	34	952	46	983	144	2943
2000	62	802	43	934	48	1135	153	2871
Среднее	63	942	39	962	47	1017	149	2921
Третий год пользования
1999	64	1008	34	952	46	983	144	2943
2000	62	802	43	934	48	1135	153	2871
Среднее	63	905	38	943	47	1059	148	2907

1. Способ возделывания многолетних кормовых трав, включающий периодическое скашивание биомассы, полив и внесение минеральных удобрений весной в период начала отрастания трав и в подкормку после каждого укоса, отличающийся тем, что после уборки предшественника проводят предпахотный полив нормами 300...400 м³/га, мелиоративное рыхление на глубину 0,4...0,6 м, вспашку с оборотом пласта, рыхление верхнего слоя на глубину 0,06...0,12 м и выравнивание рельефа, черезрядный посев бобовых и мятликовых двух или четырех культур, в качестве бобовых культур высевают люцерну нормой высева 4,8·10⁶ штук всхожих семян и клевер луговой нормой высева 5,4·10⁶ штук всхожих семян на гектар, в качестве мятликовых культур используют овсяницу нормой высева 5,5·10⁶ штук/га и ежу сборную нормой высева 8,1·10⁶ штук/га, соответственно, на глубину посева 0,02...0,03 м бобовые и 0,05...0,06 м злаковые для получения 400...850 растений на квадратном метре в фазу полных всходов, 350...730 растений в фазу весеннего отрастания второго года жизни, 290...610 растений на квадратном метре в фазу весеннего отрастания третьего года жизни, а режим минерального питания поддерживают фосфорно-калийными удобрениями, расчетными дозами под вспашку в запас на три-четыре года пользования травостоем, азотные удобрения вносят дробно под укосы дифференцированными дозами, режим орошения поддерживают в пределах 60...80% НВ, многокомпонентную смесь скашивают в фазу цветения бобовых и выметывания метелки мятликовых трав, последний укос осуществляют за 25...30 дней до перехода температуры воздуха через 0°С, высота скашивания 0,08...0,10 м в первом укосе, а в последнем - 0,14...0,16 м, а за растениями второго, третьего, четвертого года жизни ведут агротехнические уходы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что азот до 60 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос 40 кг д.в./га для обеспечения гарантированного урожая до 50 т/га зеленой массы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что азот до 80 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос 60 кг д.в./га для обеспечения урожайности травосмеси до 70 т/га зеленой массы.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что азот до 100 кг/га вносят за вегетацию при максимальной дозе внесения под первый укос 70 кг д.в./га для обеспечения гарантированного урожая травосмеси до 90 т/га зеленой массы.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что урожайность 30 т/га зеленой массы травосмеси достигают при 60% НВ орошением поливной нормой 850 м³/га с минимальным межполивным периодом 25...30 суток с общей оросительной нормой 1700...2550 м³/га.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что урожайность зеленой массы травосмеси до 50 т/га обеспечивают при пороге влажности 60...70% НВ при одном-двух поливах под укос нормой 650...850 м³/га с максимальным межполивным периодом 15...18 суток с общей оросительной нормой 2550...3250 м³/га.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что урожайность зеленой массы травосмеси до 70 т/га обеспечивают при пороге влажности 70...80% НВ при двух-трех поливах под укос, межполивной период 9...12 дней с общей оросительной нормой 3250...3600 м³/га.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что урожайность зеленой массы травосмеси до 90 т/га обеспечивают при пороге влажности 80% НВ проведением под каждый укос 2...3 поливов нормой 450 м³/га, межполивной период 8...10 дней с общей оросительной нормой 3600...4050 м³/га.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что сроки между уборкой зеленой массы и поливом в фазу отрастания сокращают до 2...3 суток.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что агротехнические уходы проводят в виде боронования на посевах прошлых лет и после скашивания на зеленый корм, а осенью после последнего укоса-щелевание посевов второго и третьего года жизни растений на глубину 0,4...0,6 м.