Агробиологические особенности новых и традиционных кормовых культур, технологий их возделывания и приемы биологизации земледелия в северо-западном регионе

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последние 20 лет в результате крайне низкого уровня денежных средств, выделяемых на поддержание и развитие сельского хозяйства в Северо-Западном регионе резко уменьшилось количество вносимых в почву органических удобрений с 3,0 до 0,5–1,0 т/га пашни, а минеральных – с 80 кг/га действующего вещества до 12 кг/га. Площадь однолетних кормовых культур в хозяйствах региона уменьшилась с 26-28% до 1-3% от площади посева кормовых культур. Почти прекратились работы по мелиорации и известкованию почв. Используемая площадь пашни уменьшилась более чем на 40 000 га.

В этих условиях остро встал вопрос необходимости обеспечения животных кормами собственного производства при минимальном использовании покупных кормов. Однако корма, полученные из традиционно возделываемых в хозяйствах региона кормовых культур, не позволяли сбалансировать рационы животных по ряду питательных веществ, прежде всего по содержанию протеина и обменной энергии. Кроме того в стойловый период, продолжительность которого в регионе составляет 240-270 дней в кормах часто наблюдается недостаток углеводов, биологически активных соединений и ряда микроэлементов. Всё это служит причиной большого перерасхода кормов на единицу произведенной продукции.

Одним из важнейших направлений решения этих вопросов является расширение видового состава возделываемых кормовых культур путем включения в структуру посевных площадей новых для условий региона высокоурожайных и высокопитательных видов, обеспечивающих получение необходимого количества кормов при минимальных трудовых и материальных затратах на их производство.

В результате проведенных исследований были выявлены перспективные виды многолетних и однолетних культур. Для наиболее перспективных из них (козлятник восточный, люцерна изменчивая, кипрей узколистный, кукуруза) были разработаны технологии их возделывания в условиях СЗ региона в одновидовых посевах и в составе агрофитоценозов.

В ходе исследований были изучены ряд актуальных вопросов биологизации земледелия, такие как использование клевера лугового, райграса однолетнего, редьки масличной на кормовые цели и в качестве сидерального удобрения. Было создано комплексное микроудобрение для бобовых культур и изучена эффективность его использования в целях стимулирования процесса биологической азотфиксации.

Разработан новый технологический процесс проращивания зерна на кормовые цели с использованием нетрадиционных видов кормовых средств: слаборазложившегося верхового торфа, сапропеля и мха-сфагнума, обеспечивающий сокращение потерь питательных веществ в процессе проращивания в 1,5–2 раза, повышение качества пророщенного зерна и сокращение затрат на проращивание.

Необходимость решения этих и других вопросов стало основными причинами, определившими цель и задачи проведенных исследований.

Цель и задачи исследований. Цель исследований – совершенствование систем земледелия и кормопроизводства в Северо-Западном регионе в направлении увеличения производства, повышения питательности кормов, сохранения и повышения уровня плодородия почвы.

Для достижения поставленной цели в ходе исследований решались следующие задачи:

1. 
   Дать оценку новых для условий региона видов и сортов многолетних и однолетних кормовых культур по совокупности хозяйственно полезных признаков (урожайность зеленой массы и семян, скороспелость, питательность и др.)
   
2. 
   Разработать технологии возделывания перспективных видов культур применительно к почвенно-климатическим условиям региона (козлятник восточный, люцерна изменчивая, кипрей узколистный, кукуруза и другие).
   
3. 
   Разработать схемы конвейерного поступления высокопитательной зеленой массы для приготовления различных видов кормов и зеленой подкормки в течение всего периода вегетации.
   
4. 
   Разработать комплексное микроудобрение для обработки семян многолетних бобовых трав с целью усиления их биологической азотфиксации и повышения семенной продуктивности, изучить его эффективность при раздельном и совместном использовании с ризоторфином на козлятнике восточном.
   
5. 
   Установить наиболее перспективные для условий региона виды промежуточных культур с целью использования их зеленой массы на кормовые цели и в качестве сидерального удобрения. Определить в полевых опытах наиболее рациональные способы использования на сидерат клевера лугового.
   
6. 
   Разработать способ подготовки к скармливанию фуражного зерна, обеспечивающий сокращение потерь питательных веществ по сравнению с традиционным способом выращивания гидропонной зелени.
   
7. 
   Провести опыты по изучению силосуемости новых кормовых культур, определить условия, обеспечивающие получение силоса высокого качества.
   
8. 
   Провести полевые опыты по оценке продуктивности севооборотов с выводными полями козлятника восточного и маральего корня.
   
9. 
   Дать агроэнергетическую и экономическую оценку разработанных зональных технологий и агротехнических приемов возделывания новых для условий региона видов кормовых культур и приемов биологизации земледелия.
   

Научная новизна результатов исследований заключается в том, что впервые в условиях Северо-Западного региона определены по комплексу признаков наиболее перспективные для условий региона виды новых многолетних и однолетних кормовых культур, разработаны зональные технологии возделывания козлятника восточного и люцерны изменчивой в одновидовых и смешанных посевах. Разработана технология возделывания кипрея узколистного в условиях культуры (патент на изобретение №2286047 от 27 июля 2004 г.) и проведена ее производственная проверка.

Изучены агробиологические особенности и отнесены к числу перспективных для возделывания в условиях региона виды – сильфия пронзённолистная, топинамбур, маралий корень, гибридный кормовой щавель, горец Вейриха, а также однолетние нетрадиционные для региона виды – кукуруза, кормовые бобы, амарант, райграс однолетний, редька масличная, яровой рапс, сурепица.

Разработаны приемы возделывания кукурузы в одновидовых и смешанных посевах, изучено влияние кукурузного силоса в чистом виде и в смеси с кормовыми бобами на молочную продуктивность коров.

Разработан микроэлементный комплекс, включающий пять микроэлементов Mo, B, Co, Cu, Zn для предпосевной обработки семян бобовых трав с целью усиления процесса биологической азотфиксации, изучена его эффективность при раздельном и совместном использовании с ризоторфином.

Определены наиболее перспективные для условий региона виды промежуточных культур, которые могут быть использованы на кормовые цели и в качестве сидерального удобрения, изучено влияние минимализации обработки почвы перед посевом промежуточных культур на их урожайность.

Разработан способ подготовки к скармливанию фуражного зерна, в котором впервые вместо растворов минеральных солей при проращивании зерна в качестве источников питательных веществ для проростоков были использованы субстраты, включающие нетрадиционные виды кормов – верховой торф, сапропель, мох сфагнум, обладающие фунгицидным и бактерицидным действием и позволяющие сократить потери питательных веществ в процессе проращивания зерна. Научная новизна разработки подтверждена авторским свидетельством на изобретение №18368911 от 13.10.1992г. и тремя патентами на изобретение №2230459 от 26.06.2004г., №2230460 от 20.06.2007г. и №2230461 от 26.06.2004г.

Практическая значимость полученных результатов исследований. Она заключается в том, что в ходе исследований были определены новые для условий региона виды высокоурожайных, высокопитательных и малозатратных кормовых культур, позволяющих сбалансировать рационы животных по питательным веществам, прежде всего по протеину, обеспечивающих дальнейший рост их продуктивности.

Усовершенствованы технологии возделывания применительно к условиям региона видов новых наиболее перспективных кормовых культур, таких как козлятник восточный, люцерна изменчивая, кипрей узколистный, кукуруза в одновидовых и смешанных посевах.

Изучена эффективность севооборотов с включением в них новых видов кормовых культур. Разработана модель бесперебойного обеспечения животных зелеными кормами в условиях Северо-Западного региона в течение всего периода вегетации с использованием традиционных и новых кормовых культур.

Для воспроизводства почвенного плодородия рекомендовано увеличение площадей посева бобовых трав и расширение их видового состава. Увеличение посевных площадей промежуточных подсевных и поукосных культур, а также клевера лугового для использования их в качестве сидерального удобрения.

Разработано и прошло производственную проверку комплексное микроудобрение для улучшения процесса биологической азотфиксации бобовыми видами трав.

В целях сокращения потерь питательных веществ, повышения качества готовой продукции разработан и рекомендован производству новый способ проращивания зерна с использованием субстратов из верхового торфа, сапропеля и мха-сфагнума.

Реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований использованы при разработке концепции восстановления и развития кормопроизводства Северо-Западного региона. Были подготовлены, утверждены и разосланы во все республики и области региона рекомендации по технологиям возделывания козлятника восточного, люцерны изменчивой, кипрея узколистного, кукурузы в смеси с кормовыми бобами, а также рекомендации по совершенствованию системы кормопроизводства хозяйства. Усовершенствованные системы кормопроизводства внедрены в ряде хозяйств региона, по 12 из них в приложениях №67-78 представлены акты внедрения и производственной проверки.

Особенно существенные положительные сдвиги в направлении совершенствования системы полевого кормопроизводства наблюдаются в хозяйствах Вологодской области. Здесь существенно изменилась структура посевных площадей кормовых культур. Так доля раннеспелых видов трав возросла в области с 10,6% в 2003г. до 25,3% в 2010 г, среднеспелых с 12 до 26%, а площадь посева позднеспелых видов уменьшилась с 77,4 до 48,7%. В хозяйствах области наблюдается ежегодное увеличение площадей под козлятником восточным, площадь которого в 2003 г. составила 3 815 га, а в 2010 г. достигла 13 000 га. Площадь посева бобовых трав и бобово-злаковых травосмесей увеличилась за последние 5 лет по области на 25 000 га.

В результате улучшения организации системы кормопроизводства и других факторов, влияющих на молочную продуктивность, среднегодовой надой молока от одной коровы увеличился по области с 2 975 кг в 2000г до 4 895 кг в 2011г. Вологодская область является основным молокопроизводящим регионом в Северо-Западной зоне.

Результаты исследований широко используются автором при проведении занятий со студентами и на курсах повышения квалификации руководителей и специалистов хозяйств региона.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. 
   Результаты оценки новых видов многолетних и однолетних кормовых культур по комплексу признаков (урожайность, скороспелость, химический состав, ботанический состав, устойчивость к заморозкам и др.) в условиях Северо-Западного региона.
   
2. 
   Разработка и научное обоснование зональных технологий возделывания козлятника восточного, люцерны изменчивой, кипрея узколистного, кукурузы. Их продуктивность в одновидовых посевах и в составе травосмесей.
   
3. 
   Силосуемость зеленой массы новых кормовых культур и разработка способов, обеспечивающих повышение качества силоса из наиболее перспективных видов — козлятника восточного, люцерны изменчивой, кипрея узколистного, маральего корня, кукурузы.
   
4. 
   Влияние на продуктивность различных видов бобовых трав подпокровного, беспокровного способа посева и обработки семян ризоторфином.
   
5. 
   Организация зеленого и сырьевого конвейера на основе ранне-, средне- и позднеспелых видов новых кормовых культур и сортов клевера лугового разных сроков созревания.
   
6. 
   Продуктивность севооборотов с традиционными и новыми видами кормовых культур.
   
7. 
   Влияние микроудобрений на процесс биологической азотфиксации бобовыми культурами.
   
8. 
   Разработка наиболее рациональных способов использования клевера лугового на корм и сидерат, определение наиболее перспективных видов промежуточных культур, и других приемов биологизации земледелия.
   
9. 
   Новый способ подготовки фуражного зерна к скармливанию, обеспечивающий сокращение потерь питательных веществ, повышение качества и питательности пророщенного зерна, уменьшение затрат на процесс проращивания.
   

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях секции «Полевое кормопроизводство» Россельхозакадемии (Волгоград, 1991), (Москва, 1993), (Суздаль, 1994); на научных сессиях Россельхозакадемии (Киров, 1995), (Архангельск, 1999); на заседаниях Президиума Северо-Западного научного центра Россельхозакадемии (июль 1997, ноябрь 1997); на совместном заседании секций полевого кормопроизводства и технологий заготовки хранения и использования кормов Россельхозакадемии (Москва, 1999); на Совете директоров учебно-опытных и учебно-производственных хозяйств образовательных учреждений России (2001).

Результаты исследований докладывались и вошли в сборники материалов шести международных научно-практических конференций проходивших в городах: Вологда (2006 г., 2009 г., 2010 г.), Волгоград (2010 г.), Курск (2010 г.), Калининград (2010 г.). А также ежегодно докладывались в период с 1991 по 2004 г. на заседаниях Ученого Совета Северо-Западного НИИ молочного и лугопастбищного хозяйства, а в дальнейшем на научно-практических конференциях факультета агрономии и лесного хозяйства Вологодской государственной молочнохозяйственной академии им.
Н.В. Верещагина.