Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕН И Е п 4
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
ЭШ1ЕРИМШТАЛВ1АЯ ЧАСТЬ
Глава I МЕСТО, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕ
ДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 33
I, I Me сто проведения исследований 33
Цель и задачи исследований. Схема опыта .... 33
Методика исследований 35
Характеристика почвы опытного участка ...... 37
Метеорологические условия 40
Влажность почвы 49
Глава 2 ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И КРАТНОСТИ
СКАШИВАНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОСТРЕЦА БЕЗОСТОГО
Плотность травостоя 52
Высота травостоя 54
Накопление и распределение корневой маосы .. 56
Площадь листовой поверхности . 61
Динамика накопления сухой массы 65
2.6" Чистая продуктивность фотосинтеза 69
2.7 Ботанический состав травостоя 73
Глава 3 ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ И КРАТНОСТИ
СКАШИВАНИЯ ТРАВОСТОЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ КОСТРЕЦА БЕЗОСТОГО
Урожайность сухой массы 76
Сбор сырого протеина 80
Сбор незаменимых аминокислот 82
Структура урожая 84
Глава 4 ВЛИЯНИЕ МИНЕРАШЫХ УДОБРЕНИЙ И КРАТНОСТИ
СКАШИВАНИЯ ТРАВОСТОЯ КОСТРЕЦА БЕЗОСТОГО НА
СОСТАВ И КАЧЕСТВО ПОЛУЧАЕМОГО ЮРМА 93
Содержание органических веществ . 94
Содержание минеральных веществ III
Динамика биохимического состава костреца безостого в зависимости от фазы вегетация и минеральных удобрений 115
4.4 Переваримость сухой массы 119
Глава 5 ВЫНОС ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ ИЗ.ПОЧВЫ
С УРОЖАЕМ КОСТРЕЦА БЕЗОСТОГО 124
Глава 6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
МИНЕРАЛШХ УДОБРЕНИЙ ПРИ РАЗНОЙ КРАТНОСТИ
СКАШИВАНИЯ ТРАВОСТОЯ 128
ВЫВОДЫ 132
ПРЭДЯОШШ ПРОИЗВОДСТВУ 137
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 138
ПРИЛОЖЕНИЯ 164
Введение к работе
Дальнейший устойчивый рост производства продукции животноводства возможен только на основе укрепления кормовой базы, за счет широкого применения прогрессивных технологий возделывания, заготовки и хранения грубых и сочных кормов, коренного улучшения структуры и качества корма.
Кормовая база в различных регионах страны должна складываться исходя из конкретных почвенно-климатических условий. В Среднем Поволжье почвы представлены в основном обыкновенными и южными черноземами. Зона сравнительно обеспечена теплом, но дефицит влаги ощущается в течение всего периода вегетации сельскохозяйственных культур. Засухи, особенно весенне-летние, вызванные частыми суховеями и низкой относительной влажностью воздуха, отрицательно сказываются на росте и развитии естественного травостоя и возделываемых кормовых культур.
В настоящее время две трети всех видов растительных кормов, потребляемых в животноводстве региона, получают с пашни. При этом большие площади культур размещены на орошаемых землях. Однако продуктивность кормовых угодий на орошаемых участках остается не высокой.
Острой проблемой в хозяйствах зоны Среднего Поволжья, в отношении кормов и их качества остается дефицит протеина, особенно в стойловый период. В зимних рационах крупного рогатого скота, где основными компонентами являются силос, солома и концентраты, в расчете на I кормовую единицу приходится 60-70 г переваримого протеина, вместо 95-110 г по норме, За последние годы расход концентратов в Поволжье увеличился в 1,5 раза, при снижении сена в рационах кормления с 9 до 1%, В связи с этим, как считают В.П.Пресняков, В.С.Зарытовский, М.Н.Худенко (139),
5 при заготовке кормов в Среднем Поволжье очень важно значительно изменить соотношение в сторону большей заготовки сена и корнеплодов.
Одним из основных направлений кормопроизводства региона является его интенсификация. Она предполагает значительное увеличение продуктивности кормовых культур и улучшение качества получаемого корма за счет подбора культур интенсивного типа использования, применения научно обоснованных норм минеральных удобрений, создания благоприятных условий увлажнения в засушливые периоды. Необходимо создание таких условий роста и развития кормовых культур, которые позволяют наиболее полно использовать природные факторы (свет, тепло, солнечную радиацию и т.д.) в процессе формирования урожая. Поэтому, в настоящее время в регионе возникла необходимость проведения исследований по многолетним травам в одновидовых и смешанных ценозах, изучения их биологических особенностей в данных условиях, разработки интенсивных агроприемов их выращивания.
Из возделываемых в Среднем Поволжье при орошении многолетних трав ведущее место принадлежит люцерне посевной, кострецу безостому, овсянице луговой и еже сборной. Наиболее распространенным злаком является кострец безостый, который широко возделывается как в травосмесях, так и в чистом виде. Это ценная кормовая культура с большими потенциальными возможностями. Поэтому изучение приемов, способствующих формированию высоких урожаев и получению высококачественного корма костреца безостого, имеет большое научное и практическое значение.
В проведенных исследованиях впервые в условиях Среднего Поволжья рассмотрено влияние различной частоты скашивания травостоя на продуктивность костреца безостого при возрастающем уров-
не минерального питания и орошении. Изучено влияние данных факторов на основные биологические показатели костреца безостого: высоту, интенсивность побегообразования, накопление и распределение корневой системы, развитие ассимиляционной поверхности, продуктивность фотосинтеза, ботанический состав, структуру урожая. Кроме того, изучены питательность, переваримость получаемого корма и изменение этих показателей по фазам развития костреца безостого. Дана экономическая оценка изучаемым агроприемам.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Среди многолетних злаковых трав важное место принадлежит кострецу безостому, отличающемуся высокой урожайностью и хорошими кормовыми достоинствами. Он устойчив к зимним морозам и весенним заморозкам. Хорошо переносит продолжительные затопления и летние засухи. Способен вегетативно размножаться, часто вытесняя другие виды трав. Многие исследователи (10, 15, 16, 107, 189) относят кострец безостый к первоклассным луговым злакам.
К недостаткам костреца безостого, при возделывании его
на полевых землях, иногда относят способность его корневищ очень сильно разрастаться, накапливаться в почве я тем самым засорять полевые участки (109, 118). В результате длительных исследований Г.М.Косенко (83), Н.Г.Андреев (13) пришли к выводу, что глубокая (не менее 20-22 см) вспашка плугами с предплужниками не дает кострецу вновь оживляться, а если он изредка и появится, то это не представляет большой опасности: очередная глубокая вспашка окончательно выведет кострец с поля.
Благодаря пластичности вида, кострец безостый имеет широкий ареал распространения. Так, для условий Среднего Поволжья кострец безостый является незаменимой культурой в кормовых севооборотах (10, 12, 24, 58, 73, 97, 204). Одним из районов, отмечает Н.Г.Андреев (10), где впервые, в прошлом веке, стали практиковать широкое внедрение костреца безостого, являлся бывший Балашовский уезд (правобережье Саратовской области). А более или менее детальные опыты по изучению костреца безостого в
данном регионе начали ставить только с I9II года (200). Более ранние исследования носили описательный характер.
Основные работы по изучению костреца безостого в Поволжье были развернуты на Балашовской, Безенчукской, Бузулукской и
8 Краснокутской опытных станциях, а также на Петровском опытном поле (10). Исследовательская работа на Балашовской опытной станции сводилась в основном к выявлению урожайности костреца безостого в различном возрасте и установлению правильных агроприемов возделывания (86, 125). На Безенчукской и Бузулукской опытных станциях кострец безостый исследовался в роли предшественника зерновых культур, изучалась агротехника обработки кострецового пласта. Кроме того на Безенчукской (затем Средневолжской краевой) опытной станции рассматривалось влияние навозного удобрения на урожайность сена костреца безостого и. проведены вегетационные опыты с минеральными удобрениями (124). Селекционная работа с кострецом безостым проводилась на Краснокутской опытной станции (109). А на Петровском опытном поле изучалась урожайность костреца безостого и способы его посева (85).
Большая работа по изучению костреца безостого была проведена Н.Г.Андреевым вместе с сотрудниками Саратовского зооветеринарного института. Ими проведены экспериментальные исследования с целью наиболее полного изучения основных агробиологических особенностей костреца безостого, установления степени ценности этой культуры как кормового растения. Изучались такие показатели как засухоустойчивость, урожайность и качество корма, высота и сроки скашивания, сделаны выводы о сроках и способах посева, рассмотрено влияние костреца безостого на плодородие почвы (10).
В дальнейшем работа по изучению одновидовых посевов костреца безостого в условиях Среднего Поволжья несколько ослабла. Основное внимание исследователи стали уделять изучению различных травосмесей, в том числе и с участием костреца безостого. Так, на Поволжской селекционно-опытной станции ВНИИ кукурузы
9 проводились опыты по изучению продуктивности отдельных видов трав (эспарцета, люцерны, костреца безостого и житняка) и их травосмесей дал сенокосного использования (188). В чистом виде наиболее высокий урожай сена дал кострец безостый, а из травосмесей - эспарцет+кострец безостый. В 70-е годы на Балашовской опытной станции исследовалось влияние полного минерального удобрения при орошении на продуктивность пастбища, состоящего из костреца безостого (205). Наилучший результат получен при дробном внесении азота под каждое отчуждение травостоя.
Таким образом, в условиях естественного увлажнения достаточно хорошо были изучены биологические особенности костреца безостого, его кормовые достоинства и различные агроприемы возделывания.
Жаркая погода в летний период и недостаточное количество осадков способствовали развитию кормопроизводства на орошаемых участках. Кормовые культуры в настоящее время занимают примерно 1Ъ% орошаемых земель Поволжья. Только в Саратовской области их свыше полумиллиона гектаров. В целях эффективного использования орошаемых участков, на них в первую очередь должны возделывать-ся кормовые культуры интенсивного типа, хорошо реагирующие на орошение и наиболее продуктивные в данных условиях (92, 94, 149).
0 хорошей отзывчивости на орошение костреца безостого указывают исследования Ф.И.Филатова (205), В.И.Устинова, М.А, Макеева (196), А.Ф.Панова, Д.И.Щедриной, Н.М.Крестнякова (126) и др. В настоящее время рекомендуется возделывание костреца безостого в чистом виде или в травосмесях на орошаемых землях во всех районах Среднего Поволжья (146, 172). Однако до последнего времени исследований с данной культурой в условиях орошения проведено мало, хотя такая задача ставилась неоднократно (23,81,
10 215).
В настоящее время особое значение имеет изучение приемов интенсивного возделывания многолетних трав. Интенсификация луго-пастбищного хозяйства связана с применением под кормовые культуры высоких норм минеральных удобрений, орошением и многократным отчуждением травостоя в ранние фазы вегетации (14,27,41,141,249).
0 пригодности травостоя костреца безостого к интенсивному использованию в литературе имеются различные данные. Так, СИ. Дмитриева, В.Г.Йгловиков, Н.С.Коншков, В.М.Раменская (145), М.Ф,Концевая, А.П.Заяц (79), Н.Г.Андреев, В.А.Савицкая (16) отмечают, что кострец безостый весной трогается в рост рано, давая большое количество высокопитательной массы, и хорошо отрастает после скашивания и стравливания. Эти качества костреца безостого, в сочетании с хорошей отзывчивостью его на внесение удобрений, позволяют отнести его к культурам интенсивного типа использования.
Другие авторы, Н.М.Ахламова, М.Ф.Щербаков, Д.В.Якушев (22), Г.Д.Харьков, Х.К.Худякова, Ю.Н.Йванников (213), наблюдали угнетение костреца безостого уже при трехкратном отчуждении травостоя. Видимо исследования проведены авторами в различных условиях.
Интенсивность роста и развития травостоев в лесостепной и
степной зонах в первую очередь зависят от условий увлажнения, а при достаточном увлажнении - от системы удобрений и выбора оптимального срока отчуждения травостоя (96, 138). При этом целесообразно, как считают С.Я.Зафрен (61), И.П.Проскура (141), М.Н. Худенко (215), способы возделывания и сроки уборки зеленой массы многолетних трав определять исходя из получения наибольшего количества ценного корма с I га. По мнению других авторов (20, 127, 180), важнейшим показателем оптимального срока уборки многолетних злаковых трав является переваримость сухого вещества,
которая должна быть не ниже 65$.
Известно, что интенсивное использование травостоя оказывает большое влияние на урожайность, биологические показатели и продуктивное долголетие трав. В исследованиях Л.Ю.Каджюяиса (66), Э.Кяаппа (74), Н.И.Козловой, Н.В.Огнетовой, Т.В.Огнетовой (78), В.А.Оверчук (119) и других, увеличение числа укосов приводило к снижению урожайности многолетних трав, но качество корма существенно улучшалось. Поэтому, для правильного выбора режима использования травостоя очень важно знать динамику накопления травами сухой массы и питательных веществ в процессе развития растений.
А.А.Кутузова (89), Р.З.Петерсоне (131), У ЗгеинСу, & ]и&.%іі,к, В>Уоіо.&к (232) в своих работах отмечают, что многолетние злаковые травы максимальное количество питательных веществ в единице корма содержат в фазу выхода в трубку. По данным Н.Г.Андреева (13), наиболее интенсивное накопление сухой массы у костреца безостого идет от фазы выхода в трубку до полного цветения, а наибольшее количество питательных веществ он содержит в период образования метелки.
По мере старения костреца безостого, отмечают А.В.Гарист, В.М.Соколов, О.А.Пискунова (52), происходит снижение содержания в нем сырого протеина, сырого жира, сахара и возрастает доля сухого вещества, сырой клетчатки и лигнина. При этом на 1% повышения содержания клетчатки от фазы выхода в трубку до фазы цветения, содержание сырого протеина снижалось в среднем на 1,2$. За эти же сроки переваримость сухой массы у костреца безостого снизилась о 75,3$ в фазу выхода в трубку до 54,0$ в фазу цветения. Особенно заметным снижение переваримости было после прохождения фазы выметывания.
Изучая влияние различных факторов на переваримость костреца безостого А.Н.Киселев (71), В.А.Рузгас (150) установили, что первостепенное влияние на данный показатель оказывает фаза развития растений; с возрастом растений переваримость сухой массы резко снижается. Аналогичные результаты получены Ш.Г.Гаджие-вым (39), В.В.Поповым, С.Д.Мироновой (135) и у других многолетних трав.
Снижение питательной ценности травяного корма, по мнению многих авторов (28, 62, 158), происходите одной стороны, в результате снижения в структуре урожая удельного веса листьев и увеличения стеблей; с другой стороны, с изменением химического состава самих органов растений. Изменение химического состава травостоя отмечает M.L. lUzi (237), может значительно варьировать в зависимости от климатических условий и агротехнических факторов. Генетически обусловленное варьирование значительно
меньше.
В результате исследований Н.Г.Андреев (9), И.П,Проскура
(141), А.Ф.Степанов 175), В. А.Тюльдюков (192) рекомендуют убирать на сено злаковые травы, в том числе и кострец безостый, в фазу трубкование - начало выметывания. Другие авторы (25, 95, 164) указывают на целесообразность начала уборки злаковых трав в фазу колошения и завершать не позднее начала цветения. По мнению третьих (72), злаковые травы лучше скашивать в начале цветения. Что касается использования биомассы костреца безостого, как сырья для получения белковых концентратов из зеленых листьев, то ее можно убирать, начиная с шестнадцатого дня отрастания, как отмечают В.М.З&деев, И.М.Воронова, Т.В.Кривохижи-на (197).
Таким образом, большинство исследователей отдают предпоч-
ІЗ тение ранним срокам уборки трав, потому что при этом появляется возможность увеличения количества укосов за вегетационный период. Кроме того, отмечают К.Х.Аннук (18), В.П.Спасов (170), В.А. Тюльдюков (192), трава последующих укосов имеет более высокое содержание питательных и минеральных веществ, чем первого укоса, однако переваримость ее несколько ниже.
Многие исследователи указывают, что высокая эффективность многоукосного использования трав возможна лишь в условиях достаточного питания растений, так как при этом усиливается вынос элементов питания из почвы урожаем трав (106, 156, 157, 168,206). По данным С.П.Смелова (168), злаковые травы в фазе кущения, до начала вытягивания стеблей поглощают от 50 до 80% азота и до 30-40% всего фосфора, который требуется растению для завершения полного цикла развития, включая образование семян. В период интенсивного роста растений, отмечает И.В.Маслов (III), решающее значение приобретает азотное питание. Далее автор указывает, что на долю подвижных азотных соединений (/V03 и /1/Н^), которыми растения преимущественно питаются, приходится не более 1-2% общего азота в почве. Поэтому даже в богатых органическим веществом черноземах количество доступного азота редко бывает достаточным для получения хорошего урожая.
Наиболее эффективным средством в получении высоких и стабильных урожаев злаковых трав при интенсивном их использовании, является применение минеральных удобрений, в первую очередь, азотных (132, 241, 244). Высокую эффективность азотного удобрения при многоукосном использовании травостоев В.П.Прокошев, Г.А. Романов (140) объясняют тем, что злаковые травостои интенсивно растут весь вегетационный период, круговорот азота идет быстрее. По мнению Д.В.Алексеевой (5), Е.Г.Дизенгоф (82), основным пока-
14 зателем эффективности использования удобрений на сенокосах и пастбищах является баланс питательных веществ, внесенных в почву с удобрением нанесенных с урожаем. Более сильное действие удобрений на урожай будет в том случав, когда растения лучше обеспечены всеми остальными условиями, необходимыми для их нормального роста и развития (47). Обеспечение влагой, отсутствие сорняков, своевременное проведение мероприятий по уходу за растениями значительно повышает и эффективность удобрений.
По сравнению со злаками, возделываемыми в поле, луговые злаковые травы поглощают в 2-3 раза больше азота. Коэффициент использования азота из удобрений у трав равен 50-92$, фосфора 18-50$, калия - 58-100$ (3, 130, 246). Коэффициенты колеблются в широких интервалах в зависимости от типов почв, запасов в них подвижных форм питательных веществ, дозы удобрений, режима использования травостоя, влажности почвы и климатических условий (5, 63, 164). Внесение минеральных удобрений способствует значительному увеличению общего выноса из почвы азота, фосфора и калия урожаем трав. Увеличение выноса растениями элементов питания из почвы происходит вследствие резкого повышения биологической активности почвы сенокосных и пастбищных угодий при внесении удобрений, что способствует ускоренному разложению органических остатков и освобождению питательных веществ для растений (75, 206).
Важнейшим условием рационального применения удобрений на сенокосах и пастбищах является установление наиболее эффективных норм в зависимости от состава травостоя и способа его использования. Правильный выбор нормы удобрений способствует повышению долголетия луговых злаков с одновременным сохранением высокой продуктивности травостоя (167, 182, 252). Работами Д.А.
15 Филимонова (206), В.Н.Шульгина (226) установлено, что азот в повышенных дозах не стимулирует дальнейшего роста урожайности трав или даже несколько снижает ее по сравнению с оптимальными дозами, при этом угнетается биологическая активность почвы и может произойти снижение качества корма и загрязнение окружающей среды.
Многолетние злаковые травы обладают различной чувствительностью к внесению минеральных удобрений. Так, в исследованиях Н.Н^етьякова, В.Н.Осипова, В.С.Титова (191) кострец безостый, по сравнению с другими злаковыми травами, давал невысокую прибавку урожая зеленой массы и сырого протеина при внесении высоких доз азотных (360-400 кг/га) и калийных (220-250 кг/га) удобрений. Однако, большинство авторов (16, 36, 148, 151, 179, 190),проводя исследования в различных природно-климатических зонах, отмечают высокую отзывчивость костреца безостого на минеральные, особенно азотные удобрения. По мнению Н.Г.Андреева (13), Г.В.Денисова (50), при прочих равных условиях кострец безостый наиболее отзывчив, по сравнению с другими злаками, на внесение азотных удобрений. В.Г.Стрелков, Т.И.Твердая (178) по отзывчивости на повышенные дозы минеральных удобрений злаковые травы располагают в следующей нисходящей последовательности: кострец безостый, ежа сборная, тимофеевка луговая, лисохвост луговой, овсяница луговая. А по способности накапливать азот по мере увеличения доз удобрений В.А.Тюльдюков (192) на первое место ставит кострец безостый^э второе - овсяницу луговую, ежу сборную и тимофеевку луговую.
В опытах Н.Ф.Фильченко (162), проведенных в Алтайском крае, применение азота в норме 90 кг/га увеличило урожайность костреца безостого на 42,2$, 130 кг/га - на 53,0$ по сравнению
16 с контролем. Фосфорно-калийные удобрения положительного влияния на урожайность не оказывали. Н.Г.Андреев (10), К.В.Макулова, Н. Блохин, Н.Харламычев (100), И.И.Моторина (112) отмечают, что использование азотных удобрений на одновидовом травостое костреца безостого позволяет получить в 1,5-2 раза выше урожай, чем при использовании только фосфора и калия. В результате длительных опытов К.Н.Корляков (80), изучая урожайность костреца безостого при интенсивном использований в Предуралье, получил следующие результаты: применение азотных удобрений на фоне орошения увеличивало урожайность костреца в 3-5 раз и обеспечивало стабильное получение высоких урожаев по годам. Урожайность сухой массы существенно возрастала (до 99,6 ц/га) при повышении нормы азота до 240 кг/га, дальнейшее ее увеличение не приводило к существенному росту урожайности. На фосфорно-калийных вариантах наблюдалось снижение урожайности по годам. Однако лучшие результаты дает внесение полного минерального удобрения. Так, в исследованиях В.А.Романова (148) внесение І2С/У60Р60К в условиях лесостепи Поволжья повышало урожайность костреца безостого в 2,3-2,9 раза. Аналогичные результаты получены И.Д.Цуллк (87) в Ставропольском крае, Н.И.Титовой, А.В.Терешиной (182) в Ярославской области, W, l/ot,ou.RoUs, *1Л. &и<&г*ъ (248) в Боварии.
О.Б.Воробьев (33), А.П.Савин (151) по мере увеличения доз азотных удобрений при двух-, трех- и четырех скашиваниях травостоя наблюдали значительный прирост урожая. Однако увеличение нормы азота свыше ^40 кг/га приводило к сильному полеганию травостоя. В исследованиях Стекдекой опытно - селекционной станции Латв. НШВЗСХ кострец безостый в среднем за 3 года, при трехкратном скашивании давал устойчивые и высокие (в зависимости от
применяемой дозы азота 45,7-90,0 ц/га) урожаи сухой массы. На высоком азотном агрофоне (150-300 кг/га) травостой костреца безостого не полегал и легко убирался механизированным путем (131).
Аля поддержания высокой продуктивности многоукосных злаковых травостоев її.И.Герасимов (40), Д.А.Алтунин (193) предлагают вносить 240-360 кг/га азота на фосфорно-калийном фоне. М.А.Сму-рыгин, В.Г.Игловиков, В.А.Тащилин и др. (IVI) считают максимально допустимыми дозы азота для разового внесения - 60-70 кг/га, чтобы исключить избыточное накопление нитратов.
Для условий лесостепной и степной зоны рекомендованы сезонные нормы азота - 240-300, фосфора - 60-90, калия - 60-90 кг/га на орошаемых злаковых травостоях, независимо от плодородия почвы (59, 13ь).
Вопрос об оптимальных дозах минеральных удобрений, по мнению И.В.Гулякияа (47), нельзя решать без учета конкретных почвенных, климатических и агротехнических условий, а также биологических особенностей культуры и характера ее использования.
Общее действие минеральных удобрений складывается из действия и последействия. Азотные удобрения имеют небольшое последействие, на орошаемых участках быстро растворяются в воде и вымываются. Поэтому более высокая отдача от азотных удобрений наблюдается при дробном их внесении (48, 174, 179, 238). В работах Д.А.Алтунина (193), fi. В"-с&.и.ег , И. Siu*1frt (233) наиболее эффективным признано равномерное распределение азота под каждое отчуждение травостоя. Однако, Х.Харьков, Ю.Мванников, Н.Бибик (212) указывают на целесообразность дифференцированного распределения азота по укосам и сокра-
18 щение его нормы во второй половине вегетация. В результате специальных исследований по данному вопросу Г.її.Мерзлой, С.М.Нечуш-кяным, В.В.Тельбиз, В.А.Толиной (34) не установлено статистически достоверного влияния распределения сезонной нормы азотных удобрений на урожайность сухой массы злакового травостоя, содержание сырого протеина и золы.
В литературе довольно много данных, часто противоречивых, о существенном влиянии минеральных удобрений на биологические показатели костреца безостого и качество получаемого корма.
Исследователи Р.М.Габченко, М.И.Тангиев, Т.А.Волкова (37), Н.Ф.Сильченко (162), Г.М.Стрекопытов (177) отмечают, что азотные удобрения способствуют более раннему и дружному отрастанию и росту костреца безостого; по сравнению с контролем травостой удобренных вариантов был на 13-22 см выше. При этом максимальный прирост растений в высоту приходится на период колошение -цветение. Аналогичные данные получены Р.В.Азимовым (4), И.Н.Лобановым (95) и другими исследователями в различных регионах страны, которые отмечают, что азотные удобрения оказывают влияние не только на линейный рост, но и на плотность травостоя.
Как известно, у всех злаковых трав проявляются два периода кущения - весенний и летне-осенний, с паузой между ними (166, 225). Наличие паузы авторы объясняют резким снижением влажности почвы в весенне-летний период и высокой температурой воздуха.
В монографии Т.В.Митяшиной, Е.В.Отародумовой (107) отмечается, что новые побеги не образуются после того, как уже перезимовавшие растения костреца безостого вступают в фазу выхода в трубку. При создании лучших условий питания и водоснабжения пауза в побегообразовании не исчезает. Однако другие исследователи (16, 152, 168, 228, 230) указывают, что обеспечение
19 растений водой и азотным питанием для энергии кущения злаков имеет первостепенное значение; при этом в течение всего вегетационного периода идет интенсивное побегообразование. По мнению Н.Ф.Сильченко (161) у костреца безостого это происходит за счет развития удлиненных вегетативных побегов.
З.Д.Горина, С.И.Слепичев (42) наблюдали закономерное увеличение числа побегов от весны к осени и более интенсивное побегообразование при трехкратном скашивании травостоя по сравнению с двукратным. В результате длительных исследований В.А,Савицкая (153), напротив, установила, что в весенний период кострец безостый образует больше побегов, чем в осенний, а увеличение числа отчуждений уменьшает количество побегов. Шсокие дозы азотных удобрений, в отличие от фосфорно-калийных, ослабляют этот процесс, особенно у старовозрастных травостоев. Например, при двукратном отчуждении травостоя норма азота 120 кг/га, по сравнению с фосфорно-калийными удобрениями, на четвертый год жизни травостоя костреца безостого увеличила число побегов в 1,6 раза; 240 кг/га - в 1,9 раза, а на восьмой год - соответственно в 2,3 и 4,3 раза. Отрицательное влияние многократного скашивания на интенсивность побегообразования овсяницы луговой отмечают Д.В.Якушев, Е.С.Кобыльченко (229).
Таким образом, интенсивность побегообразования костреца безостого можно регулировать уровнем азотного питания, влажностью почвы и интенсивностью отчуждения травостоя.
Кущение костреца безостого, как и других корневищных злаков, идет в двух направлениях: с образованием ортотрошшх надземных побегов и плагиотропных подземных - корневищ. Эти два направления кущения взаимосвязаны и во многом определяют продуктивность корневищных злаковых трав. По развитию корневой системы
20 кострец безостый имеет преимущество перед другими злаковыми травами (16, 53). Так, в условиях Поволжья кострец, помимо корневищ, образует мощную корневую систему. Такого большого количества корней, отмечает Ф.И.Филатов (203), другие злаковые травы, расположенные в данной зоне, не имеют.
Е.Н.Архангельский (21), А.П.Оавин (151) установили, что процесс образования корневой массы многолетними травами более интенсивно протекает в первый-второй годы пользования травостоями. А основная масса корней (более 90$) распределяется в верхней части пахотного слоя почвы (74, 143, 240).
В опытах Ю.А.Доманского (54), на девятый год жизни в слое 0-30 см кострец безостый накапливал 220,0 ц/га органического вещества, на десятый - 293,3 ц/га. Корневая система костреца безостого, при этом, являлась мощным аккумулятором подвижных форм микро- и макроэлементов.
Исследуя влияние многократного отчуждения надземной массы на развитие корневой системы, С.П.Смелов (166, 167) пришел к выводу, что многократное скашивание ведет к ослаблению развития корневой системы, которая становится менее глубокой и менее мощной.
Накопление в почве корневой массы зависит также от условий увлажнения, обеспеченности растений питательными веществами и т.д. Однако в литературе на этот счет нет единого мнения. В исследованиях В.П.Черепанова (219), увеличение количества осадков не стимулировало развитие корневой системы растений. Ф.И. Филатов (203) во влажные годы наблюдал более интенсивное накопление корней.
Рядом исследователей установлено увеличение корневой массы и концентрация ее в верхних слоях почвы при внесении минераль-
ных удобрений (ЗІ, 155, 219). Изучая влияние возрастающих доз азотных удобрений на развитие корней Н.Г.Андреев, В.А.Савицкая (16), W-кггСІ, U. ІІа.Ііо$гн. (243) отмечают, что азотные удобрения стимулируют рост корневой системы только до определенной оптимальной величины.
По мнению А.С.Устименко (195), азотные удобрения на рост корневых систем влияния почти не оказывают; фосфорные и калийные удобрения у злаковых трав вызывают значительный прирост корней. А в работах Н.С.Данилова (49), А.П.Демина (51), Г.Н.Черкасова (220) азотные удобрения снижали рост корней и глубину их проникновения.
Очевидно противоречивые результаты авторами получены вследствие выполнения экспериментальных работ в различных экологических условиях, на различных почвах.
Между развитием подземных и надземных органов растений существует определенная взаимосвязь. Так, В.А.Казарян (67) отмечает тесную взаимосвязь между корнями и фотосинтезом, но площадь листьев повышается медленнее, чем общая площадь корней.
Фотосинтез - это основной процесс, от которого зависит продуктивность и конечный урожай растений (115, 117, 199, 223). Для получения высоких урожаев, отмечают исследователи, необходимо быстрое развитие и сохранение в течение длительного времени в активном состоянии большой площади листьев и высокие показатели ее чистой продуктивности фотосинтеза.
Образование и рост листьев, а также продолжительность их жизни, во многом зависят от биологических особенностей трав и агроэкологических условий произрастания (222, 233).
Большое влияние на развитие ассимиляционной поверхности и продуктивность фотосинтеза по мнению Й.ЇЇ.Мининой (106), Н.И.Пе-
регудова, И.Д.Кулик (128), А.А.Нечипоровича, Л.Е.Строгановой, С.Н.Чмора, М.П.Власовой (208) и других авторов, оказывает уровень минерального питания и фаза развития растений. Так, Н.И. Перегудов, И.Д.Кулик (128), изучая влияние удобрений на площадь листьев костреца безостого второго года пользования, получили по вариантам следующие показатели: I - без удобрений - в фазу выхода в трубку площадь листьев составляла 1,78 м /м , в фазу
о р р р
выметывание - 4,82 ыг/иг, в фазу цветение - 3,67 мй/м ; 2 -45Р30К соответственно 2,19, 5,87, 4,75; 3 - 45/^45Р39К соответственно - 3,08, 6,45 и 5,15 nt/m .
Уменьшение площади листовой поверхности костреца безостого после прохождения фазы выметывания наблюдали Н.А.Халезов, К.Н.Корляков (210), однако нарастание сухой массы продолжалось. Азотные удобрения увеличивали индекс листовой поверхности в 3,0-3,5 раза по сравнению с фосфорно-калийнымя удобрениями: до 66-74 тыс.мVra перед первым и до I00-II5 тыс. иг /га перед последующими укосами. Наиболее интенсивное нарастание листовой поверхности за сухой массы происходило в начальные периоды вегетации.
Н.Г.Андреев, В.А.Савицкая (16), И.Д.Кулик (87) отмечают медленное нарастание площади листьев костреца безостого в начале вегетации, А максимума площадь' листьев достигает к фазам полного выметывания или начала цветения, в зависимости от погодных условий.
Изучая развитие побегов костреца безостого, С.П.Смелов, О.Ф.Фармаковская, Н.К.Татаринова (169) наблюдали нарастание количества и площади листьев у удлиненных вегетативных побегов до фазы спелости семян, а отмирание нижних листьев у них было более замедленным, чем у генеративных побегов.
В исследованиях А.А.Ничипоровича (116) под влиянием мине-
ральных удобрений происходило снижение продуктивности фотосинтеза. Это явление автор объясняет сильным развитием листовой поверхности, в результате чего для листьев нижних ярусов создаются условия недостаточного освещения. Такие листья синтезируют органического вещества меньше, чем затрачивают на дыхание.
Однако многие исследователи (16, 87, 151) указывают на положительное влияние минеральных удобрений на чистую продуктивность фотосинтеза костреца безостого. Вместе с тем они отмечают сильное влияние на данный показатель фазы развития растений, погодных условий и режима использования травостоя.
Таким образом, изучение фотосинтетической деятельности растений в зависимости от различных факторов имеет большое практическое значение, v ' В настоящее время одной из важнейших задач, стоящих перед кормопроизводством, является улучшение качества кормов, в которых все необходимые питательные вещества содержатся в оптимальном соотношении. По мнению В.М.Крылова , Л.И.Зинченко, А.В. Веселова и др. (121), М.Ф.Томме, Н.Ш.Магомедова (184), Р.И.То-омре (187), Д.А.Филимонова (206), ориентировочными нормами концентрации питательных веществ в сухой массе травянистого корма для коров являются (в %): сырой протеин - 13-15, сырая клетчатка - 22-26, сырой жир - 3,0-3,5, сахара - 8-12, сырая зола -* 7,5, кальций - 0,4-0,7, фосфор - 0,3-0,5, калий - 2,5-3,5, магний - 0,12-0,2.
В связи с вышеизложенным, продуктивность кормовых культур и их кормовое достоинство являются неотделимыми составными элементами кормопроизводства^
Качество корма определяется рядом факторов. Н.Г.Андреев (14), С.П.Смелов (167), Т.А.Работнов и^.Н.^Нф^А^к-
24 ЪоиЛег |л/. ЦггіІ (239) считают, что кормовая ценность злаковых трав зависит прежде всего от сроков уборки и частоты скашивания трав, а также от рационального применения удобрений. Причем, как отмечают Ф.К.Хабибуллин, И.Ф.Левин (209), на качество корма более сильное влияние оказывает режим использования травостоя, чем дозы вносимых минеральных удобрений. Большую зависимость химического состава растительной массы костреца безостого от фазы развития наблюдал В.Т.Нагорный (ИЗ).
Имеются сведения о наиболее существенном влиянии на химический состав минеральных, в первую очередь азотных удобрений. Н.Г.Андреев, Б.А.Савицкая (16) длительное время изучали содержание сырого протеина в растениях костреца безостого в зависимости от удобрений и фаз развития в различных экологических условиях. Полученные результаты показали, что наибольшее влияние на этот показатель оказывает степень обеспеченности почвы доступными формами азота.
В опытах С.П.Гавар, Е.Д.Волкова (38) содержание сырого протеина в сухой массе костреца безостого под действием азотных удобрений возросло на 17,0-27,0 г/кг, а переваримого протеина на 9,3-18,7 г/кг. С возрастом травостоя эффективность удобрений возрастала. Аналогичные данные получены А.Ф.Абрамовым, Я,В. Алексеевой, Г.М.Прошутинской (2), Д.И.Ткаленко (183).
Необходимо отметить, что наибольшее влияние на качество корма азотные удобрения оказывают в сочетании с многоукосным использованием травостоя.
В опытах Б.М.Кардашина (68), при двух укосах злаковой травосмеси с преобладанием костреца безостого положительное влияние азотных удобрений на содержание протеина в сене проявлялось примерно в 2 раза слабее, чем при 3- и 4-х укосах.
Значительное улучшение качества корма при внесении азотных удобрений и трехкратном скашивании травостоя костреца безостого по сравнению с двукратным скашиванием отмечают В.И.Сервб-ренников, Н.Г.Рыжков, А.Ф.Степанов (160).
Большое влияние на содержание протеина оказывают природные и климатические условия. А.А.Омельяненко (120) отмечает закономерное увеличение содержания в растениях сырого протеина с продвижением с севера на юг и с запада на восток, то есть с продвижением в более засушливые районы.
На увеличение содержания сырого протеина в засушливые годы или в условиях недостаточного увлажнения указывают и другие авторы (НО, 190). Данное явление они объясняют паданием темпов роста растений при засухе и опережающим поступлением азота по сравнению с образованием новых клеток.
Высокая кормовая ценность протеина определяется, прежде всего, содержащимся в нем аминокислотами. По данным И.О.Попова, А.П.Дмитроченко, В.М.Крылова (137), поступившие в клетки тканей и органов животных аминокислоты используются для восстановления потерь азотистых веществ из организма, для образования белков продукции (молока, мяса), а также для синтеза специфических веществ, например, гормонов. При этом наибольшее значение играет содержание в протеине незаменимых аминокислот, которые входят в состав всех важнейших белков животных, но в их организме не синтезируются. Недостаток в рационе хотя бы одной из незаменимых аминокислот, вызывает ухудшение общего состояния животных и понижает эффективность использования всего рациона (7, 136, 185, 186, 225). Особенно чувствительны к недостатку незаменимых аминокислот молодые животные.
В литературе имеются различные данные относительно влия-
26 ния фаз развития и минеральных удобрений на содержание аминокислот в злаковых травостоях.
Работами Г.В.Малкиной (101), В.А.Рузгас (150) установлено наиболее высокое содержание аминокислот в еже сборной, костреце безостом и райграсе многолетнем в молодом возрасте, что происходит благодаря интенсивному синтезу белка.
Аналогичные результаты получили А.И.Фицев, В.Ф.Воронкова, А.И.Мельниченко (207), изучавшие качество протеина кормовых культур в зависимости от удобрений и фазы вегетации. Так, при внесении 240/V60PI00K в протеине зеленой массы костреца безостого в фазу трубкования содержалось 61,2$ аминокислот; в фазу выметывание - 60,6$, в фазу цветение - 59,5$, а незаменимых аминокислот соответственно - 29,6, 29,5, 27,5$.
Более высокое содержание аминокислот Г.В.Малкина (101) наблюдала в первом укосе. Напротив, в опытах Л.Л.Спнциной, З.И. Проценко, Е.Н.Харьянова, Н.М.Крестникова (33) значительное увеличение содержания аминокислот в костреце безостом отмечалось во втором укосе.
В.И.Хинткирия (214) указывает на постоянство аминокислотного состава у каждого вида растений. А изменение аминокислотного состава растений в процессе их развития и под влиянием удобрений автор объясняет изменением ботанического состава травостоя.
Применение азотных удобрений, по мнению В.А.Стороженко,
Н.Г.Ракипова (176), способствует снижению содержания в сухой массе многолетних злаковых трав как незаменимых аминокислот, так и их суммы. Например, суша незаменимых аминокислот на контрольном варианте составляла 48 г/кг, а при внесении 90 кг/га азота - 38 г/кг сухой массы.
В то же время в работах М.М.Абасова (I), Г.В.Елаговещен-ского (26), С.С.Кулжина (88) говорится о возрастании содержания почти всех аминокислот в костреце безостом и других злаковых травах под влиянием азотных удобрений. Большинство исследователей при этом указывают на хорошую сбалансированность протеина костреца безостого по содержанию незаменимых аминокислот. Однако в литературе имеются сведения о том, что кострец безостый мало содержит лизина, гистидина и аргинина (202),
Наряду с аминокислотами важнейшим показателем качества протеина является содержание в нем нитратного азота. Механизм токсического действия нитратов заключается в превращении их в рубце жвачных животных в нитриты, гидроксиламин, окислы азота и аммиак по естественному метаболическому пути под влиянием окислительно-восстановительных ферментов. Это приводит к блокаде всех геминовых железосодержащих дыхательных ферментов за счет химического взаимодействия с двухвалентным железом гемоглобина крови, миоглобина сердца и скелетных мышц с превращением железа в трехвалентную форму. В результате этого все вышеуказанные ферменты теряют способность воспринимать, транспортировать кислород и обеспечивать тканевое дыхание. Это приводит к падению кровяного давления, нарушению функции центральной нервной системы и быстрому летальному исходу (90).
В настоящее время существуют различные мнения о пороговых концентрациях нитратов в сухой массе корма. По мнению В.К.Мень-кина, О.В.Соболевой, Х.А.Шундулаева и др. (65) содержание нитратного азота (К/1/0д) в кормах в количестве 0,5$ уже представляет опасность для крупного рогатого скота, а при 1,Ь% концентрации возможна гибель животных.
Изучая причины высокого содержания нитратов в тканях кор-
мовых культур и влияние их на организм животных Д.Уолтон Питер (194) пришел к выводу, что отравление происходит, когда животные поедают корма с содержанием нитратов 0,35-0,45$.
А.5^а,&ьи.(245) отмечает, что предельное содержание нитратного азота сильно колеблется в зависимости от вида, возраста, состояния животных и в среднем составляет 0,26$ в сухой массе корма.
Концентрацию Д/-/У03 в сухой массе корма менее 0,07$ А.М.Вильнер (32) считает совершенно безвредной для животных, а более 0,23$ - потенциально опасной. На основании обобщения различных материалов, аналогичные выводы делают Н.Г.Андреев, Р.А. Афанасьев, В.А.Тюльдюков, С.М.Цыгуткин (96).
В случае повышения содержания нитратов в траве ее целесообразно переработать на травяную муку для использования птицам, поскольку последние не подвержены нитратным токсикозам
(104).
Накопление нитратов определяется многими факторами, важнейшими из которых по мнению В.Ф.Костиной (84), Уолтона Питера Д. (194), М.&еуеї, A.CLudy, .//o//tna.Hn *.а*231) являются:- большие нормы азотных удобрений или высокое плодородие почвы,
засуха или прохладная дождливая погода,
повреждение тканей растений (болезни, вредители, гербициды, животные и т.д.), ведущее к ограничению или прекращению фотосинтеза,
низкая интенсивность освещения,
недостаток в почве молибдена, серы, кобальта и калия,
вид растений и возраст травостоя.
Большинство исследователей отмечает увеличение содержания нитратов от первого к последнему отчуждению травостоя и
снижение по мере прохождения фаз развития растений (102, 206, 216). Так, снижение содержания нитратов с возрастом травостоя В.В.Церлинг (216) связывает с тремя обстоятельствами:
корневые системы молодых растений активнее, чем старых, поглощают питательные вещества;
для восстановления нитратов и дальнейшего использования азотистых соединений необходимы вещества, обладающие восстановительными особенностями, такие, как углеводы, количество которых у молодых растений мало и увеличивается с их возрастом;
с возрастом повышается расход веществ на построение
новых тканей и органов, на что в числа других затрачиваются азотистые соединения.
Таким образом, содержание в растениях нитратов может значительно изменяться при одном и том же уровне минерального питания и должно определяться во всех получаемых в хозяйствах
кормах.
Применение минеральных удобрений оказывает существенное
влияние на содержание других питательных веществ.
По данным М.М.Абасова (I), В.А.Макеева, Л.Ф.Фроловой (99), при внесении азотных удобрений в сене костреца безостого вместе с протеином увеличивается содержание клетчатки, жира и уменьшается содержание БЭВ и Сахаров, Так, азотные удобрения в опытах М.М.Абасова (I), увеличили содержание протеина на 1,22-2,64$, клетчатки на 1,22-1,34$, а содержание БЭВ снизили на 2,46-4,03$ в зависимости от нормы азота.
Изучая кормовую ценность злаковых трав при разных сроках скашивания и азотном удобрении Н.А.Донских, О.Ю.Павлова (55) установили, что различные дозы азотных удобрений на содержание
протеина оказывают сильное влияние, на содержание клетчатки и жира четкой закономерности не проявляют.
А в исследованиях В.М.Габченко, М.И.Тангиева, Т.А.Волковой (37), К.Н.Корлнкова (80) применение азотных удобрений уменьшало содержание клетчатки в костреце безостом.
Различные данные имеются и по влиянию азотных удобрений на содержание в костреце безостом сырой золы. Снижение содержания золы под влиянием азотных удобрений отмечали В.А.Макеев, Л.Ф.Фролова (99); К.А.Федотова, Л.Г.Сорокин (198). Аналогичные результаты получены Н.К.Болдыревым, А.А.Завалиным, А.А.Касари-ной (30), наблюдавшими существенное снижение содержания золы в сене костреца безостого и тимофеевки луговой при внесения азотных и увеличение при внесении фосфорно-калийных удобрений.
В работах М.М.Абасова (I), Н.Г.Андреева, В.А.Савицкой (16), В.Б.Зайцева (60), К.Н.Корлякова (80), напротив, установлено увеличение содержания сырой золы при внесении азотных удобрений и многократном скашивании травостоя.
В процессе развития многолетних трав наряду с питательными веществами существенные изменения претерпевают и минеральный состав растений.
По мнению американских ученых ММь Cosset, MCuihz/ tf.JU. ЯгСск. (236), концентрация всех изучаемых ими элементов (А/, Р, К, Са, Mo ,5, п, Мп, е, См.) по мере созревания костреца безостого снижается. При этом отмечают авторы, для ереднепродуктявного молочного скота в корме из костреца безостого, убранного в поздние фазы развития, значительно не хватает Р, Са, Mo , S ,
На низкое содержание в сене костреца безостого Са, Р, Mo ,
Аїь указывают А.Я.Ковалев, А.В.Иленко (76). Однако, делают вывод авторы, концентрацию некоторых элементов можно повысить внесением под травостой полного минерального удобрения.
К аналогичным выводам пришли А.П.Аникина, Т.И.Хохлова (17), которые наряду с макроэлементами предлагают вносить под травостой костреца безостого и микроэлементы, с учетом содержания их в почве.
Следует отметить, что наибольшее влияние на минеральный состав злаковых трав оказывает азотное удобрение, так как оно способствует более интенсивному росту и развитию растений, а также активизирует физиологические и биохимические процессы (142).
По мнению Ы.М.Абасова (I), Н.Г.Андреева, В.А.Савицкой (16), В.Б.Зайцева (60), под действием возрастающих доз азотных удобрений в костреце безостом увеличивается содержание фосфора, калия, магния и уменьшается содержание кальция.
Несколько отличаются результаты А.П.Савина (151), который считает, что азотные удобрения на содержание фосфора в костреце безостом не влияют. С 7ё«,сй.е (247) отмечал снижение содержания фосфора под действием азотных удобрений.
На снижение содержания калия в злаковой травосмеси под влиянием возрастающих доз азотных удобрений указывают А.И.Наруц-кий, Е.П.Кудрявцев (114).
В литературе имеются данные о снижении концентрации магния в злаковых травах под влиянием азотных удобрений (192) и увеличении содержания кальция (38, 80).
Анализ литературы показал, что в Среднем Поволжье кострец безостый является одной из ведущих кормовых трав. Однако до настоящего времени не проводилось исследований по вопросу пригодности травостоя костреца безостого для интенсивного использования.
Результаты исследований, проведенных в других регионах, часто носят противоречивый характер. Это вызывает необходимость проведения подробных экспериментальных работ по изучению костреца безостого в условиях Среднего Поволжья.
33 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
