суммарное водопотребление за вегетационный период определяли методом водного баланса по А.Н. Костякову;

расчёт агроэнергетической эффективности проводился по методике ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1995) с учётом агроэнергетической оценки возделывания полевых культур в Среднем Поволжье (2005);

экономическая эффективность рассчитывалась по общепринятой методике в сопоставимых ценах;

математическая обработка урожайных данных проведена дисперсионным методом Б.А. Доспехова (1985) на ПЭВМ. Отдельные параметры подвергались корреляционному и регрессионному анализу.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Фенологические наблюдения. Наступление и продолжительность фенологических фаз и этапов органогенеза однолетних культур зависит от многих факторов. Это, прежде всего метеорологические условия в период вегетации, биологические особенности культуры и взаимоотношение растений в агрофитоценозе.

Посев смесей трав в 2004 году был проведён 10 мая, 2005 - 8, а в 2006 году 6 мая. Появление всходов отмечалось на 6…12 день после посева. Более дружное прорастание отмечалось у овса, ячменя, редьки масличной (на 7…8 день после посева). Медленнее прорастали семена кормовых бобов и подсолнечника. Появление их всходов отмечалось на 9…13 день после посева. Полное появление всходов вики отмечалось на 9…10 день. Кущение мятликовых компонентов отмечено на 17…22 день после появления всходов.

Фазы начала цветения бобовых культур, редьки масличной и подсолнечника, а также колошения мятликовых растения достигли на 45…60 день после появления всходов. Именно к этим датам было приурочено скашивание вариантов, убираемых на зелёный корм. На сенаж однолетние культуры убирались в период молочно-восковой спелости зерна мятликовых и зеленой бобов у бобовых культур. Укосной спелости растения достигли на 60…85 день после посева.

Опытами не выявлено существенной разницы в скорости появления всходов на делянках с различными уровнями минерального питания. Однако отмечено, что с улучшением пищевого режима растений, скорость прохождения фенологических фаз снижается, а именно на втором планируемом уровне минерального питания наступление основных фенофаз отмечалось на 2…3 дня позже, чем в контроле.

Прохождение фенологических фаз и продолжительность периода вегетации культур в поливидовых посевах зависит от погодных условий и в определенной степени от условий возделывания. Все культуры в смеси имеют высокую обратную корреляционную зависимость от суммы эффективных температур: комовые бобы (r=-0,94), вика (r=-0,98), овёс (r=-0,86), редька масличная (r=-0,99), и только ячмень (r=-0,64) и подсолнечник (r=-0,59) проявляет среднюю корреляционную зависимость. Высокую прямую корреляцию продолжительности вегетации культур от суммы осадков имеют кормовые бобы, вика и редька масличная (r = 0,73; 0,82; 0,84), среднюю - овес (r=0,60) и слабо коррелируют с осадками ячмень и подсолнечник (r=0,29 и 0,24).

Продолжительность вегетации до укосной спелости на зелёный корм составляет 40…60, на сенаж - 60…80 дней и в большей степени зависит от суммы эффективных температур, чем от количества осадков. Внесение удобрений продлевает период вегетации на 2…3 дня.

Густота стояния, полнота всходов и сохранность растений. Подсчёт взошедших растений в опытных посевах в 2004…2006 гг. показал, что плотность стояния растений на 1 м² во многом зависит от вида травосмеси и уровня минерального питания. Высокие показатели по густоте стояния отмечались у пятикомпонентной смеси с викой - 305 растений на 1 м². У пятикомпонентной смеси с кормовыми бобами густота стояния в среднем по уровням минерального питания равнялась 216 растениям при суммарной норме высева 3,55 млн./га

Полнота всходов кормовых бобов находится на высоком уровне. В пятикомпонентной смеси его полнота всходов составила в среднем по уровням минерального питания - 86 %. В бобово-овсяной смеси этот показатель составил - 93%. Полнота всходов вики в пятикомпонентной смеси находилась на уровне - 76 %. В викоовсяной смеси полнота всходов вики составляет 79 %. По годам существенных различий не выявлено.

Полнота всходов мятликовых культур так же имеет свои особенности. Общий уровень этого показателя оказался в среднем у овса- 68 %, у ячменя - 63 % во всех изучаемых травосмесях. Обе мятликовые культуры положительно реагируют на уровень минерального питания и с повышением фона, у них возрастает полнота всходов.

Подсолнечник на всех вариантах смесей и уровней минерального питания отличается высокой полнотой всходов (77…90%), редька масличная, напротив, из-за мелких семян имеет самую низкую полноту всходов (32…48%). агрофитоценоз урожай кормовой боб

О характере взаимоотношений компонентов смеси можно судить по показателю сохранившихся к уборке растений, количество которых было достаточно высоким и вполне обеспечивало формирование полноценного урожая. За три года исследований было выявлено, что сохранность кормовых бобов была выше, чем вики. Так кормовые бобы в среднем по фонам имели сохранность 93 %, тогда как вика - 91%. Высокой сохранностью на всех вариантах отличались овёс, ячмень и подсолнечник. В среднем по уровням минерального питания она составила 93; 91 и 92,5% соответственно.

Динамика линейного роста и высота растений. Наблюдения в опытах показали, что рост стеблей в высоту происходит медленно от начала прорастания до фазы бутонизации бобовых и трубкования мятликовых. Затем рост стеблей происходит более интенсивно и достигает своего максимального значения в фазе цветения бобовых, редьки масличной и колошения (выметывания) мятликовых культур. Поэтому скашивание однолетних трав в ранние сроки ведёт к большим потерям надземной биологической массы.

Включение в состав травосмесей растений с различными темпами линейного роста позволяет создавать многоярусные посевы. В наших опытах нижний ярус занимала вика яровая. Поддерживающей культурой для нее являлась редька масличная. Второй ярус занимают кормовые бобы и мятликовые компоненты. Здесь можно отметить, что при уборке на зелёный корм кормовые бобы были в среднем на 5,3 см ниже овса и ячменя, спустя 10…15 дней, когда смеси убирались на сенаж, эта разница значительно увеличилась, и овёс оказался в верхнем ярусе наряду с подсолнечником.

Ко времени уборки, как на зелёный корм, так и на сенаж высота подсолнечника в пятикомпонентных смесях была одинаковой. Следует отметить, что он был сильно угнетен и значительно уступал своим потенциальным возможностям. Однако задача подсолнечника в поливидовых посевах заключалась в создании прочного «каркаса» для предотвращения полегания травостоя, с чем он хорошо справился.

Фотосинтетическая деятельность растений. Анализ динамики формирования листовой поверхности показал, что в поливидовых посевах она находилась на высоком уровне для однолетних трав. Установлено, что максимальной площади листовой поверхности достигали посевы при уборке на зеленый корм. Наибольший показатель за три года исследований отмечен на контроле в пятикомпонентной смеси с кормовыми бобами - 29,90 тыс. м²/га. Выявлено, что с повышением уровня минерального питания площадь ассимиляционной поверхности возрастает и наибольших значений достигает на втором уровне минерального питания в пятикомпонентных смесях - 44,10…44,98 тыс. м²/га. В более поздние фазы развития растений при повышенном температурном режиме и дефиците влаги, листья нижнего яруса желтели и облетали, теряя при этом свою фотосинтезирующую активность. В среднем по вариантам площадь листьев была на 6,4…14,6% ниже, чем при уборке на зеленый корм.

С повышением уровня минерального питания возрастает фотосинтетический потенциал растений всех рассматриваемых вариантов смесей, а также всех культур, входящих в их состав. Например, при возделывании пятикомпонентной смеси с участием бобов, овса, ячменя, подсолнечника, редьки масличной без удобрений в среднем за 2004…2006 годы исследований этот показатель был равен 976,99 тыс. м²дней/га, на фоне 1 - 1198,11 и на фоне 2 - 1444,03 тыс. м²дней/га. Также можно отметить, что с увеличением числа компонентов в смеси ФП повышается. Выявлено, что в четырёх- и пятикомпонентных смесях ФП был выше, чем в двухкомпонентных, так как первые быстрее формировали и дольше сохраняли оптимальные размеры ассимиляционной поверхности.

Производительность работы фотосинтетического аппарата характеризуется показателем чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). По результатам наших исследований высокими показателями чистой продуктивности фотосинтеза отличались двухкомпонентные смеси. Так в среднем за три года исследований на контроле у вико- и бобово-овсяной смесей этот показатель равнялся 6,14 и 6,61г/м²*сутки. В пятикомпонентных смесях ЧПФ находилась на уровне 5,00…5,17г/м²*сутки, в четырехкомпонентной смеси - 4,95 г/м²*сутки. Причём, с повышением уровня минерального питания ЧПФ возрастает. Наибольшие показатели были на фоне I, при внесении удобрений на планируемую урожайность 4 тыс. кормовых единиц с 1 га (6,31…7,37 г/м²*сутки).

Для полной оценки работы листовой поверхности была проведена энергетическая оценка фотосинтетической деятельности поливидовых посевов.

Установлено, что накопление энергии урожаем смесей в значительной степени зависит от уровней минерального питания и сроков скашивания. Так при уборке на зеленый корм на контроле этот показатель колебался от 77,51 до 95,57 ГДж/га, на фоне 1 от 88,54 до 114,45, а на фоне 2 от 109,50 до 144,22 ГДж/га.

При уборке на сенаж накопление валовой энергии возрастает и достигает максимальных значений на втором уровне минерального питания у пятикомпонентной смеси с бобами - 186,90 ГДж/га.

По мнению А.А. Ничипоровича (1963), хорошие посевы должны иметь КПД ФАР 1,5…2,5 %. В наших посевах все смеси на фонах с внесением удобрений можно отнести к хорошим. Лучшим по этому показателю как при уборке на зелёный корм, так и на сенаж оказался посев пятикомпонентной смеси с подсолнечником на фоне 2, при внесении удобрений на планируемую урожайность 5 тыс. кормовых единиц (2,40 % и 2,66 % соответственно).

Проведенными корреляционно-регрессионными анализами была выявлена сильная зависимость между площадью листьев и накоплением сухого вещества (r=0,91), зависимость накопления сухого вещества, энергии и КПД ФАР от чистой продуктивности фотосинтеза обратная (r=-0,22…-0,52).

Динамика прироста сухого вещества. Накопление сухого вещества растениями зависит от метеорологических условий вегетационного периода, уровня минерального питания и состава компонентов в смеси.

Наиболее интенсивно процессы накопления протекают от бутонизации бобовых и трубкования мятликовых до цветения и колошения или вымётывания. В этот период усиленно работают фотосинтетический аппарат кормовых бобов, подсолнечника и редьки масличной. К моменту уборки посевов на сенаж, суточные приросты сухого вещества снизились и в среднем составили 19,61 г/м². Травостои накапливали на 1 м² 508,23…1020,76 г сухого вещества, хотя по годам отмечались некоторые отличия. Так в 2004 году растения накапливали 515,35…1020,76 г/м², в 2005 - 508,23…957,61 г/м², а в 2006 году 512,01…988,12 г/м² сухого вещества.

Максимальное количество сухого вещества на всех фонах минерального питания растений накапливалось в поливидовых посевах. Это подтверждает способность этих травосмесей более полно использовать солнечную энергию, плодородие почвы и все другие факторы жизни за счёт ярусного размещения надземной массы. Такие смеси полнее усваивают имеющиеся в почве влагу и внесённые в запас в виде минеральных удобрений, питательные вещества.

С улучшением пищевого режима происходит закономерное увеличение величины прироста сухого вещества на всех вариантах опыта. Так на втором уровне минерального питания эти значения были в среднем на 21 % выше показателей первого уровня и на 29% - контрольных показателей.

Урожай зелёной массы и сбор сухого вещества. При уборке на зелёный корм на контрольных вариантах за три года исследований наиболее продуктивными были пятикомпонентные смеси с подсолнечником. Погодные условия повлияли на величину урожая и общий уровень его, в 2005 году был значительно ниже, чем 2006 г. и особенно в 2004 г. Урожайность зелёной массы в среднем по годам составила 23,33 и 23,54т/га с викой и бобами соответственно. На достаточно высоком уровне была урожайность четырёхкомпонентной смеси с бобами - 21,37 т/га (табл. 2).

С повышением уровня минерального питания урожайность растёт на всех вариантах. Так на фоне 1 (расчётные дозы NPK на 23,0 т/га зелёной массы) более урожайной оказалась пятикомпонентная смесь с участием вики - 30,19 т/га. На фоне 2 (расчётные дозы NPK на 30,0 т/га зелёной массы) лучше проявил себя поливидовой посев с кормовыми бобами (38,90 т/га) и викой (39,20 т/га).

Выполнения запланированной программы достигают все варианты, убираемые на зелёный корм, как на первом, так и на втором планируемом уровне минерального питания.

2. Урожайность поливидовых посевов, т/га, среднее за 2004…2006 гг.

Полнота выполнения планируемых показателей составила 105,2…131,3% и 99,1…130,7% соответственно. Лучшим выполнением программы отличаются пятикомпонентные травосмеси с подсолнечником.

Укосы на сенаж проводились в период молочно-восковой спелости зерна мятликовых и зелёной спелости бобов у бобовых.

Общий уровень урожайности по годам претерпевал сильные изменения, но во все годы наибольшей продуктивностью отличались пятикомпонентные смеси с бобами и викой. На контроле наилучшие показатели у пятикомпонентных травосмесей с участием подсолнечника 18,60 и 18,86 т/га.

Внесение удобрений повышает урожайность и лучшей она оказывается по-прежнему в поливидовых посевах с участием пяти компонентов. На фоне 1 урожайность составила 22,60 и 22,58 т/га, на фоне 2 -26,53 и 26,26 т/га, соответственно смеси с викой и бобами (см. табл.2).

Проведённый нами расчёт коэффициента вариации позволил судить об устойчивости экосистемы поливидовых агрофитоценозов. Проанализировав данный показатель, можно сделать заключение о том, что степень вариации урожая зелёной массы пятикомпонентных смесей оказалась ниже степени вариации урожая двухкомпонентных смесей овса с викой и бобами. Так, если у двухкомпонентных смесей коэффициент вариации составил 11,09…12,70% в среднем по уровням минерального питания, у трехкомпонентной смеси равнялся 8,56 %, то уже у варианта с четырьмя компонентами - 7,61%. Пятикомпонентные смеси имели коэффициент вариации в пределах 5,92…6,58%. Аналогичная ситуация складывается и при уборке на сенаж. Улучшение пищевого режима уменьшает колебания урожайности по годам посевов всех вариантов, хотя и в незначительной степени.

Динамика сбора сухого вещества в целом соответствует закономерностям урожая зелёной массы. При уборке на зелёный корм (2004 … 2006 гг.) на контроле сбор сухого вещества составил 4,09…5,06 т/га (см. табл. 2). При внесении удобрений сбор сухого вещества возрастает и достигает максимальной величины на втором уровне планируемой урожайности. На этом фоне урожай сухого вещества по сравнению с контролем у викоовсяной смеси увеличивается на 44 %, тогда как у поливидовых травосмесей в среднем на 58 %.

Ко времени уборки на сенаж общий уровень накопления сухого вещества существенно возрастает. Максимальных значений достигают посевы на втором планируемом уровне, причём пятикомпонентные смеси были несколько продуктивнее. Лучшими из них оказались смеси с викой (9,86 т/га) и с кормовыми бобами (10,05 т/га) (см. табл. 2).

Доля компонентов в поливидовых посевах при уборке на зеленый корм и сенаж. Результаты изучения видового состава урожая показали, что соотношение биомассы компонентов в поливидовых посевах однолетних кормовых культур различаются по годам. Так, например, в более благоприятные по агрометеорологическим показателям годы (2004 и 2006), доля бобового компонента была выше, чем в засушливый 2005 год. Доля кормовых бобов в пятикомпонентной смеси на контроле при уборке на зеленый корм в 2004 году составила 20,1%, а в 2005 году она равнялась 15,6%.

Исследованиями выявлено, что долевое участие бобового компонента (кормовых бобов и вики) зависит от уровня минерального питания. Установлено, что на контрольных вариантах доля бобовых в травостое выше, чем при внесении удобрений. Это объясняется тем, что бобовые культуры менее отзывчивы на удобрения, чем мятликовые. В свою очередь с увеличением доз минеральных удобрений, доля овса, ячменя, а также редьки масличной возрастала. В поливидовом варианте с бобами при уборке на зеленый корм в среднем за 3 года исследований доля овса увеличилась от 20,6% на контроле до 22,2% на фоне II, ячменя - от 19,8% до 21,0%, редьки масличной - от 8,9% до 12,9%.

Таким образом, соотношение компонентов в поливидовых посевах зависит от погодных условий периода вегетации, уровня минерального питания и сроков скашивания травостоя. Выявлено, что доля бобовых с возрастом травостоя увеличивается, а мятликовых и редьки масличной снижается; применение удобрений существенно повышает долю мятликового компонента.

Структура урожая. В наших опытах доля листьев и соцветий в общей биомассе была различной как у разных культур, так и в зависимости от соотношения компонентов в поливидовых посевах. Она изменялась также в зависимости от погодных условий года.

Ко времени уборки травостоев на зелёный корм облиственность в посевах сохранялась в среднем от 20 до 42%. С возрастом в посевах усиливается рост и образование генеративных органов (колос, метёлка, корзинка и т.д.), увеличивается масса стеблей, происходит закономерное снижение в структуре урожая и доли листьев. Установлено, что, в среднем за 2004…2006 гг. доля листьев у кормовых бобов при уборке на зелёный корм составляла 27…38%, на сенаж 22…31%. Следовательно, что даже к более позднему сроку облиственность снижается незначительно и остается на высоком уровне. Так же высокая доля листьев была у вики яровой - 29…40% при уборке на зеленый корм, и 22…35% при уборке на сенаж. Доля листьев у овса при уборке на зелёный корм составила 22…36%, на сенаж - 14…26%. Примерно такой же уровень облиственности отмечен у ячменя. Облиственность подсолнечника в посевах составляет при уборке на зелёный корм 29…42 %, на сенаж 23…31 %, у редьки масличной 16…23 % и 10…16 % соответственно.

Необходимо отметить, что с возрастом травостоя наиболее ценная часть (листья + соцветия + плоды) возрастает, а процент стеблей снижается. Так, если при уборке на зелёный корм доля стеблей кормовых бобов составляла 53…68 %, то на сенаж 37…56 %, а остальное приходилось на листья, плоды и соцветия.

Доля листьев, соцветий и плодов в значительной степени зависит от погодных условий в период вегетации и фазы развития растений. С повышением уровня минерального питания, доля листьев у растений кормовых бобов, вики, овса, ячменя не изменяется или несколько снижается, у подсолнечника, редьки масличной возрастает.

Химический состав и кормовая продуктивность урожая. Анализ химического состава зелёной массы показал, что содержание таких показателей, как протеин, жир и БЭВ во всех изучаемых вариантах смесей находится на достаточном высоком уровне.

Исследованиями выявлено, что содержание сырого протеина в зелёном корме во всех изучаемых травосмесях закономерно выше, чем в массе при уборке на сенаж. Это преимущество находится в пределах 0,83…4,67 %. Однако важно отметить, что смеси, в состав которых входят кормовые бобы, к уборке на сенаж теряли в среднем 1,96% сырого протеина, в то время как в вариантах с викой снижение составляло прядка 3,52%. С повышением уровня минерального питания содержание протеина в корме несколько возрастает. Доля клетчатки с возрастом травостоя закономерно возрастает. Наибольшее содержание клетчатки как при уборке на зеленый корм, так на сенаж было у вико-овсяной смеси. В поливидовых посевах это показатель в среднем на 1,5…2% был ниже

Кормовая оценка качества урожая проведена по сбору кормовых единиц, переваримого протеина, выходу кормопротеиновых и энергетических кормовых единиц. Установлено, что величина сбора кормовых единиц в значительной степени зависит от условий года, минерального питания, сроков уборки и вида компонентов в смесях.

В среднем за 2004…2006 годы при уборке на зелёный корм на фоне без внесения удобрений по выходу кормовых единиц лучшими оказались пятикомпонентные смеси (4,14 и 4,39тыс./га). В целом травосмеси обеспечивали выход 3,00…4,39 тыс. корм. ед. с 1 га, но с внесением удобрений этот показатель возрастает и на первом уровне планируемой урожайности (4 тыс. корм. ед./га) достигает 3,45…5,14 тыс./га, на втором (5 тыс. корм. ед./га) - 4,45…7,04 тыс./га (табл. 3). На фонах с внесением удобрений самые высокие показатели были у пятикомпонентных смесей.

3.Сбор кормовых единиц и выполнение программы на запланированную урожайность однолетних трав в поливидовых посевах, 2004…2005 гг.

Ко времени уборки на сенаж увеличивается сбор кормовых единиц. Так величина абсолютных показателей на контроле составляет 3,25…4,73 тыс. корм. ед./га, на первом планируемом уровне 4,01…5,54 тыс./га, на втором - 5,18…7,24 тыс./га (см. табл. 3).

Выполнение программы на первом планируемом уровне минерального питания при уборке на зелёный корм составляет 86,3…128,5%, при уборке на сенаж выполнение программы возрастает и находится в пределах 100,3…138,5 %.

На фоне 2 выполнение запланированной программы составило 89,0…140,8% при уборке на зелёный корм и 103,6…144,8 % при уборке на сенаж.

Нашими исследованиями выявлена закономерность, что с повышением уровня минерального питания увеличивается сбор переваримого протеина с урожаем. Так, например, при уборке на зелёный корм за три года исследований на контроле наибольший сбор переваримого протеина оказался у смеси в составе: кормовые бобы + овёс + ячмень + подсолнечник + редька масличная, и составил 0,547, а на фоне 1 - пятикомпонентной смеси с викой (0,723 т/га). На фоне 2 по сбору переваримого протеина превосходила пятикомпонентная смесь также с викой - 1,018 т/га. В той же зависимости находится сбор кормопротеиновых единиц. Лучшей по этому показателю на контроле была пятикомпонентная смесь с кормовыми бобами (4,93 т/га). Выход кормопротеиновых единиц повышается с внесением минеральных удобрений. Так при уборке на зелёный корм выход кормопротеиновых единиц у этой смеси на фоне 1 составил 4,78…6,15 тыс./га, на фоне 2 - 5,74…8,52 тыс./га.

Наибольший выход ЭКЕ отмечен на втором уровне минерального питания. Максимальная величина (7,47…7,50 т/га) у пятикомпонентных смесей. Однако с возрастом травостоя сбор переваримого протеина при уборке на сенаж заметно снижается, по сравнению с уборкой на зеленый корм. Вследствие этого происходит незначительное снижение сбора кормопротеиновых единиц. На втором уровне минерального питания эта величина находилась в пределах 5,67…8,16 т/га. Уровень сбора энергетических единиц вырос в среднем на 2,2…17,8% по сравнению с уборкой на зеленый корм и составил 3,95…8,53 т/га (табл. 4).

4. Кормовая ценность зелёной массы однолетних трав, убираемых на сенаж, т/га, среднее за 2004…2006 гг.

Продуктивность сельскохозяйственных животных во многом зависит от полноценного и сбалансированного по протеину кормления. Наукой и практикой кормления установлено, что для дойных коров следует придерживаться следующих показателей качества: обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином - 105…110 г, сахаропротеиновое отношение - 0,8…1,3 и количество обменной энергии в 1 кг сухого корма - 8…11 МДж.

В наших опытах сбалансированность зелёной массы смесей протеином находилась на достаточно высоком уровне - 119…181 г на 1 корм. ед.

Установлено, что с повышением уровня минерального питания обеспеченность переваримым протеином кормовой единицы возрастает.

В 1 кг сухого вещества при первом сроке уборки содержалось в среднем по уровням минерального питания 9,32…10,25 МДж.

Сахаропротеиновое отношение находится ниже зоотехнических норм 0,44…0,81. Это связано с тем, что при первом сроке уборки обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином чрезмерно высокая по сравнению с нормой - 119…181 г.

С возрастом травостоя происходит увеличение содержания клетчатки в растениях. Обеспеченность переваримым протеином кормовой единицы снижается и составляет 104…136 г (табл. 5).

5. Питательность однолетних кормовых культур убираемых на сенаж