Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Краткая характеристика природно-климатических условий Средней Лены (на примере Кобяйского улуса) 6
1.2. Краткая характеристика сенокосов и пастбищ Центральной Якутии 11
1.3. Химический состав, питательная ценность кормовых трав и сена Центральной Якутии 29
Глава 2. Место, объекты и методика исследований 44
Глава 3. Результаты исследований
3.1. Культуртехническое состояние кормовых угодий и кормопроизводства 56
3.2. Хозяйственная типология сенокосов и пастбищ по основным доминантам 58
3.3. Систематический анализ кормовых трав 65
3.4. Агрохимическая характеристика почв 74
3.5. Химический состав и питательная ценность кормовых трав по типам лугов 86
3.6. Химический состав и питательная ценность сена 95
3.7. Продуктивность лугов 100
3.8. Макро-микроэлементы в кормовых травах и сене 103
Заключение 122
Выводы 127
Рекомендации производству 128
Список использованной литературы 129
Приложения 143
- Краткая характеристика природно-климатических условий Средней Лены (на примере Кобяйского улуса)
- Химический состав, питательная ценность кормовых трав и сена Центральной Якутии
- Хозяйственная типология сенокосов и пастбищ по основным доминантам
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В бассейне Средней Лены Кобяйский улус является крупным животноводческим улусом, на территории которого естественные сенокосы занимают 39264 га, пастбища - 19590 га (без оленьих пастбищ). Значительная часть кормовых угодий сосредоточена на левобережье реки Лены, они представлены различными группами и типами лугов, имеющей различные эколого-биохимические особенности, обусловленные местными природно-климатическими условиями, в первую очередь, степенью увлажненности почв.
Первые незначительные сведения о растительном покрове бассейна Средней Лены на территории Кобяйского улуса были опубликованы в работах Р.К. Маака, Г. Л. Майделя (1935). Более обширные исследования по почвенному и растительному покрову бассейна Средней Лены были выполнены: Н.Н. Смирновым (1958), Я.Л. Глембоцким (1959), В.А. Шелудяковой (1959), Т.Ф. Галактионовой (1960), А.А. Пермяковой (1962), геоботанические обследования кормовых угодий были проведены сотрудниками лаборатории геоботанники ЯГУ под руководством К.Е. Кононова (Кононов, 1979, 1981, 1982; Кононов, Гоголева, 1981; Кононов, Гоголева и др., 1979, 1981, 1989; Гоголева, 1981, 2003; Гоголева, Миронова, Бурцева, 1989; Гоголева, Кононов и др., 1987, 1989; Павлов, 1965; Павлов, Скрябин, 1970, 1971).
Однако в их работах эколого-биохимические особенности накопления питательных веществ в кормовых травах этих обширных территорий сенокосов и пастбищ были недостаточно освещены. Кроме того, со времен проведения этих исследований минуло более 30 лет. За этот период произошли коренные изменения в форме хозяйствования, кормопроизводства, в использовании лугов и пастбищ, в состоянии окружающей среды.
В связи с этим проблемы увеличения производства и повышения качества кормов, вопросы рационального использования лугов и пастбищ стали актуальными, что потребовало выполнить исследования по эколого-биохимическим особенностям накопления питательных веществ в естественных кормовых травах бассейна Средней Лены на территории Кобяйского улуса.
Цель и задачи исследования. Целью работы является выявление эколого-биохимических особенностей накопления питательных веществ в кормовых травах, сене естественных сенокосов и пастбищ бассейна Средней Лены на примере Кобяйского улуса.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи: провести хозяйственную типологию сенокосов и пастбищ исследуемого района; исследовать химический состав, питательную ценность кормовых трав и сена в различных типах сенокосов и пастбищ; исследовать содержание макро-микроэлементов в кормовых травах, сене различных типов сенокосов и пастбищ;
Защищаемое положение. Эколого-биохимические особенности накопления питательных веществ в кормовых травах зависят от видового состава, а также от типов и степени увлажненности естественных сенокосов и пастбищ бассейна Средней Лены.
Научная новизна. Впервые получены данные по химическому составу и питательной ценности, содержанию макро-микроэлементов в кормовых травах различных типов сенокосов и пастбищ в бассейне Средней Лены на территории Кобяйского улуса.
Практическая значимость работы. Результаты выполненных исследований будут научной и практической основой в рациональном использовании естественных лугов и пастбищ, улучшения рациона питания сельскохозяйственных животных в хозяйствах бассейна Средней Лены.
Апробация работы. Результаты исследований, включенные в диссертацию, доложены на научно-практических конференциях, посвященной 45-летию ЯНИИСХ СО РАСХН и 85-летию со дня рождения доктора ветеринарных наук, профессора, заслуженного вет. врача ЯАССР, директора ЯНИИСХ (1960-1988) М.Г. Сафронова, Якутск, 26-27 декабря 2001 г., Республиканской научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора М.Ф. Габышева, Якутск 21-22 ноября 2002 г. Публикации: По материалам диссертации опубликовано 6 работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, изложена на 166 страницах компьютерного текста, включает 33 таблицы, иллюстрирована 20 рисунками, список литературы включает 139 источников, в том числе 3 иностранных, содержит 3 приложения.
Краткая характеристика природно-климатических условий Средней Лены (на примере Кобяйского улуса)
Территория Кобяйского улуса составляет 107.8 тыс. км и расположена в Центральной и северо-восточной части Республики Саха (Якутия), в основном на левобережье реки Лены, выше впадения в нее реки Вилюя. Расстояние от центра улуса до г. Якутска составляет наземным путем 524 км, воздушным 240 км, водным — 330 км. Вдоль правого побережья расположены горные хребты — отроги Верхоянского хребта. На юго-востоке вдоль левого побережья расположена обширная низменность с многочисленными озерами. Значительная часть территории лежит в пределах бассейна р. Вилюя, граничит с Вилюйским, Горным, Намским, Усть-Алданским, Томпонским, Верхоянским, Эвено-Бытантайским, Жиганским улусами (рис.1).
Наибольшее значение для растений и животных имеют теплообеспеченность, осадки и ветер, которые определяют условия произрастания и качество пастбищных растений, условия пастьбы животных и зимней тебеневки лошадей (Абрамов и др., 1986), поэтому мы дали краткую характеристику теплообеспеченности, осадков, снежного покрова, ветра.
Теплообеспеченность. Распределение температуры воздуха в течение года тесно связано с атмосферным давлением и ветром. На формирование термического режима и распределение температурных характеристик большое влияние оказывает сложный рельеф территории улуса. Многолетние средние январские температуры воздуха по данным гидрометеослужбы п. Сангар, п. Батамай, составляют -36,9; -37,4С.
Средняя июльская температура равна 18,2; 15,5С. Средняя годовая температура 9,2... -11,2С.
Продолжительность периода с температурой выше +10С на преобладающей части территории составляет 80-90 дней. Сумма активных температур за этот период составляет Ю00...-1400С (табл. 1). В восточной части Кобяйского улуса сумма активных температур равна 200-800С, продолжительность периода — менее 70 дней.
Вегетационный период длится 115-120 дней. Продолжительность безморозного периода — около 100 дней. Заморозки возможны во все сезоны. Температура воздуха в ночные часы может понижаться в июне до 5С , в июле — до 0С, в августе — до -3...-5С. Зарегистрирована самая низкая температура воздуха - 56,1 С, высокая— + 31,4С.
Осадки. Количество выпавших осадков и их распределение тесно связано с географическим положением и атмосферными процессами.
В течение года выпадает 210-280 мм осадков, из которых свыше 80% приходится на теплый период. Предел колебания минимального и максимального количества осадков в среднем составляет 170-450 мм (табл. 1).
Для влагообеспеченности зон, кроме осадков, большую роль играют внутренние водные ресурсы улуса — реки, многочисленные озера-старицы, озера правильного типа, наледи, подземные льды и воды, скованные многолетней мерзлотой. На луговых участках вокруг озер и в поймах рек создаются благоприятные условия для развития кормовых трав (Петровская, 1967).
На территории улуса, где зима длится от 6 до 8 месяцев, в течение года до 20-25% осадков выпадает в твердом виде. Установление устойчивого снежного покрова в среднем происходит 4 октября. Высота снежного покрова за зиму от 16 до 65 см.
Химический состав, питательная ценность кормовых трав и сена Центральной Якутии
Эколого-биохимические особенности кормовых трав, их питательная ценность и химический состав были изучены многими учеными: М.Ф. Габышевым, А.К. Казанским (1957), А.Д. Егоровым (1953, 1955, 1960, 1965) В.Н. Андреевым (1974), П.М. Говоровым, Е.Е. Торговкиной, Т.Т. Курилюк (1970), В.Я. Потаповым (1967), В.А. Шелудяковой (1959), Н.Н. Сазоновым (1965), С.З. Скрябиным (1965), А.Ф. Абрамовым (2000) и другими.
В Якутии первые более или менее значительные работы в этом направлении, в частности по изучению витаминного состава кормов и кормовых растений, появились в печати только в 1954 г. - «Витамин С и каротин в растительности Якутии» (Егоров, 1954). В 1955 г. опубликована работа кандидата сельскохозяйственных наук Л.Г. Еловской «Химический состав некоторых кормовых растений Якутии в связи с почвенными условиями», была изучена зависимость химического состава трав от условий почвенного питания. Н.Н. Смирнов в работе «Влияние сроков сенокошения и способов сушки на урожай и питательность сена пойменных лугов реки Лены» (1956), приводит несколько итоговых анализов, характеризующих химический состав сена на опытных участках по данным 1946-1949 гг. Более подробный материал по изучению химического состава кормовых трав Якутии изложен проф. М.Г. Габышевым и А.В. Казанским в монографии «Кормовые травы Якутии», опубликованной в 1957 г. А.А. Макаров (1989) и В.П. Самарин (1966) исследовали лекарственные растения и ядовитые вещества в растительности Якутии. Изучением химического состава силоса и кормовых растений занимался А.В. Сергеев (1964). Углеводы и лигнин исследовали в кормовых травах центральных (Амгинский улус и окрестности Якутска) и северо-восточных (Янский и Среднеколымский) улусов республики.
Кроме упомянутых выше работ, имеющих определенное научное и практическое значение, некоторыми исследователями проводились отдельные химические анализы попутно с геоботанической инвентаризацией кормовых угодий в северных улусах Якутии: В.Б. Сочава (1933) по кормовым травам из арктической тундры, В.А. Шелудякова (1948) по кормовым травам из Булуна.
Природные условия и растительность Центрально-Якутской равнины, составляющей весь Центрально-Якутской район, изучены наиболее детально. Более широкие исследования по изучению химического состава кормовых растений Якутии были проведены проф. А.Д. Егоровым, выполненных лабораторией биохимии растений института биологии Якутского филиала Сибирского отделения АН СССР за период с 1952 по 1958 годы (1959, 1963, 1965).
Обобщенные данные результатов исследований по изучению химического состава, кормовых трав, а также других видов кормов, заготовляемых в республике, приведены в монографии (Абрамова, 2000).
По литературным данным установлено, что отдельные группы кормовых трав (бобовые, злаки), произрастающие в Центральной Якутии, в ранних фазах вегетации отличаются более повышенным уровнем протеина и белка и низким содержанием клетчатки, по сравнению с растениями некоторых других регионов России с менее континентальным климатом (Западная Сибирь, Дальний Восток и др.). Установлено также, что в Центральной Якутии в относительно влажные годы кормовые травы, произрастающие на таежно-озерно-аласных ландшафтах (древняя аллювиальная равнина), отличаются более высоким содержанием протеина и белка, чем такие же травы, произрастающие в пойме реки Лены. Засуха в условиях резкой континентальности климата Якутии оказывает отрицательное влияние на химический состав кормовых трав. Вредное действие засухи сильнее всего сказывается на лугово-степной растительности (аласов и суходолов). При засухе резко снижается белковый и витаминный состав трав (каротин и аскорбиновая кислота).
В условиях Якутии фазы развития кормовых трав естественных сенокосов сильно колеблются в зависимости от погодных условий, типов лугов, увлажненности почв, а также зональных особенностей.
По усредненным данным, фаза цветения трав на суходольных лугах начинается с 1 по 10 июля и продолжается до середины июля, а на низинных аласных и пойменных лугах, а также в северных улусах она начинается с 20 июля и продолжается до 5 августа. Созревание семян на первых типах лугов наблюдается с 15 до 25 июля, на лугах второго типа — с 1 до 15 августа, засыхание трав на суходольных лугах начинается с 25 июля до 1 августа, а на низинных — с середины августа. Из этого видно, что сено, богатое белковыми веществами, можно заготовить из луговых трав до середины августа. Кроме того, при заготовке сена позднее 20 августа снижается урожай из-за потери массы по мере старения трав на корню по сравнению с июлем и началом августа (Абрамов, 2000).
Сено хорошего качества природных сенокосов имеет высокую энергетическую, протеиновую ценность. Но за последние годы сено 1 класса в республике заготавливается только на 40-50% от общего объема заготовки в основном связано с нарушением технологии заготовки, технологии стогования (Абрамов и др., 1993).
Как известно, луговые травы отличаются высоким содержанием протеина (Абрамов и др., 1993). Так, кормовые травы в фазу цветения содержат до 15,97% сырого протеина, осоковые травы — 15,4%, разнотравье в фазу колошения — 15,36%.
Сахаро-протеинрвое отношение должно быть 0,8-1,2:1. Снижение Сахаров вызывает большие потери протеина, снижение продуктивности; у коровы холмогорской породы с удоем 2-4 кг, затраты колеблются с 1 до 1,4 корм. ед. на производство 1 кг молока.
Проводя изучение питательного состава кормовых трав и сена, кроме того, определяют клетчатку, жир и безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ), так как степень питательности также определяется содержанием этих веществ в кормах.
По данным А.Ф. Абрамова (2000), лугово-пастбищные летние травы в Центральной Якутии. содержат в 1 кг воздушно-сухого вещества в среднем 31,24±1,04% сырой клетчатки, 2,06±0.23% сырого жира, 43,05±1,12% БЭВ.
Так, по его данным низкое содержание клетчатки отмечалось у разнотравья (22,22±1,73%), среднее — у осок (26,61±1,79%), наибольшее — у злаков (30,70±1,03%). Несмотря на низкое кормовое значение клетчатки, в определенных количествах она необходима, так как способствует усвоению организмом других питательных веществ. Переваримость клетчатки увеличивается под действием щелочей.
Жиры, как и углеводы и белки, — ценные вещества для образования жира в теле животного, и, кроме того, они дают энергии, по сравнению с углеводами, в 2 раза больше. Изучение по группам растений выявило, что летом наибольшее накопление жира имеет место у разнотравья (2,94±0.29), чем у злаков и осок. У злаковых растений летом наблюдалось наибольшее различие в содержании жира по типам пастбищ: минимум на суходольных (2,37%), максимум — на остепненных (2,65%). У осоково-вейниковых содержание жира колебалось от 2,36 до 2,63%. При этом наибольший его уровень летом отмечается у осок на заболоченном мятликово-осоковом и суходольном лугу, а наименьший — на летних остепненных пастбищах. У разнотравья больше жира накапливалось на суходольных и остепененных пастбищах, в меньшей степени — на заболоченных (Егоров, 1959, 1960; Егоров и др., 1962).
Высокое содержание БЭВ летних растений установлено у разнотравья 53,90±1,73%.
Одним из признаков, характеризующих кормовое достоинство растений, является содержание углеводов. Из углеводов важное значение имеют крахмал и сахара. Углеводы, как и белки, играют важную роль во всем сложном цикле обмена веществ растений и животных. Состав и формы этих веществ весьма разнообразны, особенно в растительном мире.
Содержание углеводов в кормовых травах находится в сложной зависимости от влияния разнообразных факторов внешней среды (климат, почва и др.). Наряду с этим, накопление различных форм углеводов и изменение их определяется видовыми и индивидуальными особенностями растений (Абрамов и др., 1986, 1993).
Хозяйственная типология сенокосов и пастбищ по основным доминантам
Из таблицы 5 видно, что основная часть земель приходится на земли запаса — 22981 га, четвертая часть земель находится в пользовании граждан — 9215 га. Остальная часть принадлежит различным кооперативам, акционерным обществам, государственным предприятиям, крестьянским (фермерским хозяйствам) организациям и учреждениям, а также населенным пунктам.
Из общей площади кормовых угодий, сенокосы занимают -66,68 %, из них большая часть заболочена - 44,86 %, остальные заливные и суходольные, соответственно составляет 27,7 %, 27,4 %. На долю пастбищ приходится 33,31 %, их них суходольных -55,61 %, заболоченных - 44,38 %.
В урочище Турбаахы имеется 10,7 тыс. га сенокосных угодий, 7,5 тыс. га из которых можно было использовать в том виде, в каком они находятся. Между притоками Лены — реками Ситта и Кэнкэмэ — в урочище Ситта было насчитано 20,9 тыс. га сенокосных угодий, из которых 12,0 тыс. га было оценено сенокосопригодными.
Производство кормов. Кобяйский улус в 1990 году заготовлял 20847 тонн сена, а в настоящее время — только 17000-17200 тонн сена (табл.6).
Сенокосы и пастбища представлены различными группами и типами лугов, обусловленными местными природно-географическими особенностями.
Используя данные исследователей предшественников: Н.Н. Смирнова (1958), Я.Л. Глембоцкого (1959), В.А. Шелудяковой (1959), Т.Ф. Галактионовой (1960) и А.А. Пермяковой (1962), И.А. Цаценкина (1974), С.К. Черепанова (1981), К.Е. Кононова (1965, 1971, 1977, 1982), К.Е. Кононова П.А. Гоголевой (1981, 1989), К.Е. Кононова, П.А. Гоголевой и др. (1979, 1981, 1989), П.А.Гоголевой (1978, 1981), П.А. Гоголевой, СИ. Мироновой, Е.И. Бурцевой (1989), П.А. Гоголевой, К.Е. Кононова и др. (1987), П.Д. Павлова (1965), П.Д. Павлова, С.З. Скрябина (1970, 1971), СИ. Мироновой (1981а, 19816), а также по материалам собственных исследований, мы провели хозяйственную типологию обследованных сенокосов и пастбищ, на основе флористической классификации, путем хозяйственной оценки синтаксонов и объединения тех из них, которые обладают хозяйственной общностью.
Типологический состав лугов представлен в таблице 7. Класс Л - 2. Низинные и западинные луга.
Подкласс Л - 2 в. Разнотравно-злаковые влажные и сырые луга на мерзлотных дерново-луговых и лугово-болотных почвах. Они расположены на нижних поясах аласов, низинах и долинах таежных речек, представлены одним типом избыточно и умеренно увлажненных лугов: осоково-вейниковые Л-2в2.
Осоково-вейниковые луга Л - 2 в2
Эти луга встречены на приозерных аласных участках «Кэмпэрэчи» местности Тея, участок 10, № 70-72 (приложение 2). Основной состав травостоя этих лугов: осока ситниковая (Carex juncella), которая произрастает вместе с вейником Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorffii), встречается бекмания восточная (Beckmannia syzigachne), из разнотравья кровохлебка лекарственная (Sanguisorba officinalis), василистник простой (Thalictrum simplex). Проективное покрытие травостоя 50-60 %, высота до 80-100 см, используются как сенокосы, урожайность составляет 19,87 ц/га.
Подкласс Л - 2д. Разнотравно-злаковые солончаковатые луга на мерзлотных луговых на солончаковатых почвах, на средних поясах аласов, представлены одним типом ячменных умеренно увлажненных лугов: ячменные Л - 2д1. Ячменные Л - 2 д 1
На аласных лугах бывшего совхоза «Мукучинский» встречаются ячменные луга, занимающие 50-60% площади всего луга, участок 7, № 61-63 (приложение 2). Травостой состоит из мятлика лугового (Роа pratensis), костра безостого.
