Productivity of perennial legumes under irrigation

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Productivity of perennial legumes under irrigation

T.N. Dronova, N. I. Burtseva, E.I. Molokantseva,I. P. Zemtsova, O.V. Golovatyuk

Abstract

Introduction. Perennial legumes, regardless of soil and climatic zones and management conditions, serve as a source of valuable high-protein feed for farm animals and a decisive factor in the biologiza- tion of agriculture. The expansion of their biodiversity, the study of adaptive properties in the conditions of irrigation of the Lower Volga region, the development of the main elements of the technology of their cultivation of traditional and rare leguminous grasses will solve the problems of forage production in the region, the preservation and reproduction of soil fertility, and the provision of the population with high-quality livestock products. In this regard, the purpose of research conducted in the laboratory of perennial fodder crops of the Federal State Budget Scientific Institution «All-Russian Research Institute of Irrigated Agriculture» is to determine the main parameters for creating highly productive agrophytocenoses of perennial legumes in order to obtain the planned yields of high quality crop products while maintaining soil fertility. Object. The object of research is the types of legumes: alfalfa, clover, sainfoin, birds-foot. Materials and methods. The material of research in field experiments is the varieties of blue-hybrid, variegated-hybrid and yellow alfalfa, sandy and transcaucasian sainfoin, birds-foot trefoil and clover meadow. The scheme of experiments provides for the application of fertilizers in doses designed to obtain the planned yield levels and three options for maintaining the pre-irrigation threshold of soil moisture. Observations and records were carried out in accordance with the requirements of generally accepted methods of field experience. Results and conclusions. The completeness of seedlings of the studied leguminous grasses varied from 43.7 to 49.8%, the death of plants during the growing season of the first year of life was 17.4-30.7%. The greatest thinning over the three years of life was noted for the herbage of yellow alfalfa, sandy sainfoin, birds-foot trefoil and red clover. Optimization of growing conditions had a positive effect on the density of standing and thinning, the lowest indicators were obtained when applying calculated doses of fertilizers and maintaining 70 and 80% moisture threshold. Blue hybrid and variegated alfalfa in the second year of life in the variants without fertilizers formed a yield of 31.7 - 49.0 t / ha, yellow hybrid alfalfa and birds-foot trefoil - 24.4 - 39.2, red clover - 33.0 - 41.3, sainfoin sandy and transcaucasian - 39.3 - 50.5 t / ha of green mass. With the improvement of nutritional conditions due to fertilizers, the yield of grasses increased in comparison with the control by 1.2-1.4 times. An increase in the pre-irrigation threshold of soil moisture also had a positive effect on the formation of biomass: the yield of leguminous grasses increased from 9 to 38% according to the variants of the water regime.

Key words: irrigation of legumes, clover, birds-foot, sainfoin, yield of green mass.

ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВЫХ ТРАВ НА ОРОШЕНИИ

Т.Н. Дронова, Н.И. Бурцева, Е.И. Молоканцева, И.П. Земцова, О.В. Головатюк

Актуальность. Многолетние бобовые травы независимо от почвенно-климатических зон и условий хозяйствования служат источником получения ценных высокобелковых кормов для сельскохозяйственных животных и решающим фактором биологизации земледелия. Расширение их биоразнообразия, изучение адаптивных свойств в условиях орошения Нижнего Поволжья, отработка основных элементов технологии возделывания традиционных и малораспространенных бобовых трав позволит решить проблемы кормопроизводства региона, сохранения и воспроизводства плодородия почвы, обеспечения населения качественной продукцией животноводства. В связи с этим цель исследований, проводимых в лаборатории многолетних кормовых культур ФГБНУ ВНИИОЗ, заключается в определении основных параметров создания высокопродуктивных агрофитоценозов многолетних бобовых трав для получения запланированных урожаев растениеводческой продукции высокого качества при сохранении плодородия почвы. Объект. Объектом исследований являются виды бобовых трав: люцерна, клевер, эспарцет, лядвенец. Материалы и методы. Материал исследований в полевых опытах - сорта синегибридной, пестрогибридной и желтой люцерны, песчаного и закавказского эспарцета, лядвенца рогатого и клевера лугового. Схемой опытов предусматривается внесение удобрений дозами, рассчитанными на получение запланированных уровней урожайности и трех вариантов поддержания предполивного порога влажности почвы. Наблюдения и учеты проводились согласно требованиям общепринятых методик полевого опыта. Результаты и выводы. Полнота всходов изучаемых бобовых трав изменялась от 43,7 до 49,8 %, гибель растений за вегетацию первого года жизни составила 17,4-30,7 %. Наибольшим изреживанием за три года жизни отличались травостои люцерны желтой, эспарцета песчаного, лядвенца рогатого и клевера лугового. Оптимизация условий выращивания положительно повлияла на густоту стояния и изре- живания, наименьшие показатели получены при внесении расчетных доз удобрений и поддержании 70 и 80 %-ного порога увлажнения. Люцерна синегибридная и пёстрогибридная во второй год жизни в вариантах без удобрений сформировала урожайность 31,7-49,0 т/га, люцерна жёлтогибридная и лядвенец рогатый - 24,4-39,2, клевер луговой - 33,0-41,3, эспарцет песчаный и закавказский - 39,3-50,5 т/га зеленой массы. При улучшении условий питания за счет удобрений урожайность трав увеличивалась по сравнению с контролем в 1,2-1,4 раза. Повышение предполивного порога влажности почвы также положительно сказывалось на формировании биомассы: урожайность бобовых трав увеличивалась по вариантам водного режима от 9 до 38 %.

Ключевые слова: орошение бобовых трав, люцерна, клевер, лядвенец, эспарцет, урожайность зеленой массы.

Введение

perennial legumes agriculture

Одной из важнейших задач развития животноводства является повышение производства высококачественных кормов и снижение их себестоимости. В полевом кормопроизводстве выращивают сельскохозяйственные культуры, удовлетворяющие на 60-70 % потребность животных в грубых кормах. К таким культурам относятся многолетние бобовые травы, содержащие незаменимые питательные вещества для животных, имеющие высокую продуктивность и адаптивность. С их помощью возможно решение проблемы кормового белка, а также, наряду с этим, улучшение экологического состояния почвы [4, 7, 8, 10, 12, 14].

В южных районах России в животноводческих хозяйствах для повышения эффективности кормопроизводства возделывают традиционную культуру - люцерну. Корма из нее используются для получения различных видов продукции [1, 3].

Белок люцерны по содержанию незаменимых аминокислот превосходит показатели других многолетних трав. Генетические особенности этой культуры, условия её выращивания и сроки скашивания оказывают влияние на содержание питательных веществ в заготавливаемом корме. Отмечено, что максимальное количество белка содержится в люцерне в фазу начала бутонизации [6].

Для повышения продуктивности кормопроизводства важен вопрос изучения видового разнообразия многолетних трав с целью выделения наиболее урожайных и жаростойких культур для внедрения в производство [2, 5, 9, 11, 13, 15]. Оценка видов и сортов многолетних бобовых трав по хозяйственным признакам имеет особую актуальность в условиях резко континентального климата Нижнего Поволжья.

Целью исследований является изучение видов и сортов многолетних бобовых трав в условиях Волгоградской области и отбор наиболее подходящих образцов многолетних трав, в полной мере использующих биоклиматические ресурсы для формирования высоких и стабильных урожаев биомассы высокого качества.

Материалы и методы. Исследования выполнялись в 2019-2021 гг. на опытном поле ФГБНУ ВНИИОЗ. Почвы опытного участка - светло-каштановые тяжелосуглинистые, рН водной вытяжки - 7,0-7,2. В пахотном слое содержится 18,0-22,2 мг общего азота, 20,2-26,7 - подвижного фосфора, 232-290 мг/кг почвы - обменного калия, 1,461,72 % - гумуса. Плотность почвы изменяется по горизонтам от 1,30 до 1,44 т/м³, наименьшая влагоемкость активного слоя (0,7 м) - 22,2 %, порозность - 48,5 %.

Материалом исследований были сорта синегибридной, пестрогибридной и желтой люцерны, песчаного и закавказского эспарцета, лядвенца рогатого и клевера лугового, полученные от ведущих научно-исследовательских учреждений России.

В летний период среднемесячная температура воздуха превышала среднемноголетние значения на 1,5-6 ^оС. Осадки выпадали неравномерно, во все годы исследований август отличался засушливостью: отклонение от среднемесячных значений доходили до -56 - -97 %.

Сеяли бобовые травы весной под покров ячменя. Норма высева люцерны, клевера и лядвенца - 7, эспарцета - 6 млн всхожих семян на 1 га, покровной культуры - 4 млн шт./га. Площадь делянок - 50 м², повторность - четырехкратная.

Влажность почвы на заданном уровне поддерживали вегетационными поливами дождевальной машиной Bauer барабанного типа с консолью. Покровную культуру убирали в фазу колошения, бобовые - на зеленый корм и сено в период бутонизации- начала цветения.

Наблюдения, измерения, учеты на опытных делянках осуществляли в соответствии с методическими указаниями по проведению опытов с кормовыми культурами (М.: ВНИИ кормов, 1987). Статистическую обработку полученных данных выполняли с использованием метода дисперсионного анализа (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 351 с.) с помощью компьютерной программы Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение

В первый год жизни на посевах трав было проведено от 7 до 10 поливов. До уборки покровной культуры поливы проводились малыми нормами: от 150 до 250 м³/га. В фазу полных всходов густота стояния бобовых колебалась в среднем от 273 до 380 шт./м². Изреживание многолетних бобовых культур 1 года жизни за вегетационный период составило 17-30 %. Зимние периоды в годы исследований были относительно благоприятными для перезимовки трав, гибель растений не превышала 6,5-8,0 %. В последующие годы в фазу весеннего отрастания густота стояния растений на 1 м² изменялась от 210 до 290 штук люцерны, 220-260 - лядвенца, 240270 - клевера и 216-276 - эспарцета.

Наиболее высокий травостой в первом укосе сформировал эспарцет песчаный и закавказский (сорта Петушок, Атаманский, Шурави и Розовый 95). Высота растений в вариантах без удобрений при 60 %-ном предполивном пороге влажности почвы составила 0,82-0,85 м, при 70 %-ном - 0,88-0,89 и при 80 %-ном - 0,91-0,94 м. При улучшении питательного режима почвы за счет внесения удобрений высота растений увеличивалась соответственно до 0,93-1,01 м. Люцерна сине- и пестрогибридная (сорта Ростовская 60, Ростовская 90, Люция, Изумруда) к началу цветения достигала высоты 0,690,78 м на контроле. С улучшением питательного и водного режимов почвы ее высота доходила до 0,88-0,96 м. Травостой желтой люцерны (сорта Злата и Татьяна) имел высоту по вариантам опыта - 0,53-0,83 м. Высота клевера лугового (сорт Присурский) составляла 0,47-0,68 м, а лядвенца рогатого (сорт Солнышко) - 0,40-0,50 м - в варианте самого низкого предполивного порога (60% НВ) и 0,50-0,59 м - в варианте с 80 %-ным предполивным порогом влажности почвы. Высота травостоя во втором укосе варьировала по вариантам опыта и видам бобовых трав в пределах от 0,32-0,60 до 0,38-0,94 м, в третьем укосе - от 0,18-0,52 до 0,25-0,66 м.

Среди видов многолетних бобовых трав наиболее урожайными были эспарцет, сине- и пестрогибридная люцерна. В наиболее продуктивные, второй и третий годы жизни, они формировали урожайность на уровне 31,7-50,5 т/га зеленой массы на естественном фоне плодородия почвы. В вариантах с внесением удобрений и поддержанием предполивного порога влажности почвы не ниже 70 и 80% НВ урожайность возрастала до 63,2-79,8 т/га. Люцерна желтая характеризовалась более низкой урожайностью: на делянках без удобрений она формировала 24,4-36,4, а в вариантах с улучшенным фоном водного и питательного режимов почвы - 49,9-52,0 т/га зеленой массы. Урожайность клевера лугового и лядвенца рогатого составила 29,1-41,3 - на контрольных делянках и 54,4-69,2 т/га - при внесении удобрений и поддержании более высокого пред- поливного порога влажности (рисунок 1).

Травы третьего года жизни на контроле формировали урожай зеленой массы на уровне 25,8-37,7, на улучшенном за счет внесения удобрений фоне питания - 49,5-74,0 т/га. Повышение предполивного порога влажности почвы также способствовало улучшению продуктивности изучаемых видов трав (таблица 1).

Таблица 1 - Урожайность бобовых трав третьего года жизни, 2021 г.

НСР05 А-1,23

В-1,51

С-2,30

Рисунок 1 - Урожайность многолетних бобовых трав второго года жизни,

среднее за 2020-2021 гг.

По годам исследований доля первого укоса в общем урожае составляла 41,8-52,2 %, второго - 33,4-36,2, третьего - 17,3-26,2 % (рисунок 2).

Рисунок 2 - Урожайность многолетних бобовых трав второго года жизни по укосам, среднее за 2020-2021 гг. Вариант поддержания 80 %-ного предполивного порога влажности почвы

Рассматривая влияние водного и питательного режимов почвы на продуктивность многолетних бобовых трав, можем отметить, что урожайность зеленой массы 40 т/га была сформирована практически всеми видами многолетних бобовых культур на естественном фоне питания при поддержании 70 и 80 %-ного предполивного порога влажности почвы, а эспарцетом песчаным и закавказским - даже при более низком 60 %-ном пороге. Урожайность на уровне 60 т/га была получена на делянках люцерны сине- и пестрогибридной, эспарцетов, клевера лугового и лядвенца рогатого в вариантах поддержания 70 и 80%-ного порога влажности при улучшенном за счет удобрений фоне питания. Самые высокие урожаи (80 т/га) формировали посевы люцерны сине- и пестрогибридной, эспарцета песчаного и закавказского при внесении NPK₂ и проведении поливов при влажности 80 % НВ (таблица 2).

Таблица 2 - Урожайность бобовых трав второго года жизни при внесении расчетных доз удобрений и поддержании заданных предполивных порогов влажности почвы

Выводы

Таким образом, в опытах, проведенных в 2019-2021 гг., многолетние бобовые травы имели полноту всходов на уровне 43,7-49,8 %. В фазу полных всходов густота стояния растений изменялась от 273 до 380 шт./м².

Изреживание многолетних бобовых культур 1 года жизни за вегетационный период составило по видам трав 17,4-30,7 %. Несколько большей гибелью растений характеризовались посевы люцерны желтой, эспарцета песчаного, лядвенца рогатого и клевера лугового - 26,2 -30,7 %.

Наиболее высоким линейным ростом отличались растения эспарцета (сорта Петушок, Атаманский, Шурави и Розовый 95): в первом укосе в вариантах без удобрений при 60 %-ном предполивном пороге влажности почвы высота растений составила 0,82-0,85 м, при 70 %-ном - 0,88-0,89 и при 80 %-ном - 0,91-0,94 м. При улучшении пищего режима почвы за счет внесения удобрений высота растений увеличивалась до 0,93-1,01 м. Высота люцерны синегибридной и пестрогибридной (сорта Ростовская 60, Ростовская 90, Люция, Изумруда) к началу цветения на контроле достигала 0,69-0,78 м, а на делянках с улучшенным пищевым и водным режимом почвы - 0,88-0,96 м. Травостой желтой люцерны (сорта Злата и Татьяна) имел высоту по вариантам опыта 0,53-0,83 м, клевера лугового (сорт Присурский) - 0,47-0,68 м, лядвенца рогатого (сорт Солнышко) - 0,40-0,59 м. Высота растений бобовых трав во втором укосе варьировала по вариантам опыта и видам бобовых трав от 0,32-0,60 до 0,38-0,94 м, в третьем укосе - от 0,18-0,52 до 0,25-0,66 м.

На посевах люцерны синегибридной и пёстрогибридной в вариантах без удобрений во второй год жизни была сформирована урожайность 31,7-49,0 т/га, люцерны жёлтогибридной и лядвенца рогатого - 24,4-39,2, клевера лугового - 33,041,3, эспарцета песчаного и закавказского - 39,3-50,5 т/га зеленой массы. При улучшении фона питания за счет внесения расчетных доз удобрений урожайность трав увеличивалась по сравнению с контролем в 1,2-1,4 раза. Повышение предполивного порога влажности почвы с 60 до 70 и 80 % НВ положительно сказывалось на формировании биомассы: урожайность бобовых трав увеличивалась по вариантам водного режима на 9,0-38,0 %.

Выделенные виды многолетних бобовых трав необходимо более активно использовать в кормопроизводстве региона для повышения объемов кормов и стабильного обеспечения ими животноводческой отрасли.

Библиографический список

perennial legumes agriculture

1. Алабушев А. В. Продуктивность сортов люцерны и эспарцета сенокосного назначения и качество произведенного из них корма // Земледелие. 2019. № 8. С. 30-33.

2. Володина И. А., Абраменко И. С. Оценка перспективных популяций люцерны изменчивой (Medicago varia mar.) // Вестник КрасГАУ. 2020. № 7 (160). С. 56-62.

3. Дронова Т. Н., Бурцева Н. И., Головатюк О. В. Сравнительная оценка продуктивности люцерны и клевера на орошаемых землях Нижнего Поволжья // Известия Нижневолжского аг- роуниверситетского комплекса. 2019. № 3 (55). С. 58-65.

4. Зарьянова З. А., Зотиков В. И., Кирюхин С. В. Видовое и сортовое разнообразие многолетних трав для условий Орловской области // Кормопроизводство. 2017. № 11. С. 32-37.

5. Зезин Н. Н. Урожайность клевера лугового в зависимости от агроклиматических условий Среднего Урала // Кормопроизводство. 2020. № 6. С. 20-24.

6. Игнатьев С. А., Грязева Т. В., Игнатьева Н. Г. Влияние сроков скашивания зеленой массы люцерны на продуктивность и ее кормовую ценность // Зерновое хоз-во России. 2016. № 5 (47). С. 54-58.

7. Ледяева Н. В. Сортоизучение сортов люцерны изменчивой в условиях среднегорной зоны республики Алтай // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2019. № 12 (182). С. 44-50.

8. Попова Т. Н. Семенная продуктивность сортов люцерны и ее составляющие // Аграрный научный журнал. 2020. № 12. С. 37-39.

9. Скамарохова А. С., Горковенко Л. Г., Бедило Н. А. Лядвенец рогатый - перспективный засухоустойчивый кормовой компонент // Новости науки в АПК. 2018. № 2. С. 149-151.

10. Спиридонов А. М., Мазин А. М. Продуктивность сортов люцерны изменчивой и синей в условиях северо-запада России // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2020. № 60. С. 16-22.

11. Юзупанов А. В., Лученок Л. Н., Пташец О. В. Урожайность люцерны желтой (Medicago falcata L.), возделываемой на агроторфяных почвах Полесья // Мелиорация. 2021. № 1 (95). С. 38-45.

12. Dri matter yield and plant density of alfalfa as affected by cutting schedule and seeding rate / S. Katanski, D. Milic, D. Karagic [et al.] // Grassland Science in Europe. 2018. Vol. 23. P. 265-267.

13. Drinkwater L. E. Perennial legume intercrops provide multiple belowground ecosystem services in smallholder farming systems // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2021. Vol. 320. Р. 107566.

14. Participatory design of agronomic scenarios for the reintroduction of legumes into a French territory / E. Pelzer, M. Bonifazi, M. Soulie, L. Guichard, M. Quinio, R. Ballot, M.-H. Jeuffroy // Agricultural Systems. 2020. Vol. 184. Р. 102893.

15. Yixian Bi. Interspecific interactions contribute to higher forage yield and are affected by phosphorus application in a fully-mixed perennial legume and grass intercropping system // Field Crops Research. 2019. Vol. 244. Р. 107636.

Размещено на Allbest.ru