Выращивание клевера лугового
Важнейшими отраслями сельскохозяйственного производства в Российской Федерации является животноводство и связанное с ним кормопроизводство. Проблема создания прочной кормовой базы остается открытой. Основополагающая задача кормопроизводства – разработка теоретических основ и практических приемов формирования высокоэффективной кормовой базы животноводства путем получения высоких и устойчивых урожаев кормовых культур, а также рационального их использования в различных почвенно-климатических зонах, как в полеводстве, так и на природных и сеяных лугах.
В настоящее время все больше внимания уделяется вопросам энергоресурсосбережения в кормопроизводстве, повышению его энергетической и экономической безопасности, а также изучению средообразующей роли кормовых культур и угодий, являющихся одним из основных факторов для создания устойчивых агрофитоценозов, повышения продуктивности всей отрасли лугового кормопроизводства.
Как известно, наиболее дешевый корм дают долголетние бобовые травы, фиксирующие азот воздуха, а так же из бобово-злаковых смесей. На Северо-западе РФ наиболее распространенным бобово-злаковым травостоем и на сегодня является клеверотимофеечная смесь.
Клевер луговой является основной многолетней бобовой кормовой культурой в Северо-Западном регионе Нечерноземной зоны РФ. Его используют для заготовки сена, сенажа и силоса. Он отличается высокими кормовыми достоинствами: по питательности 2 кг клеверного сена равны 1 корм. ед., в сене содержится свыше 14 % протеина и значительное количество незаменимых аминокислот (лизина, аргинина, триптофана). Клевер луговой высевают как в полевых севооборотах, так и применяют в качестве компонента травосмесей при создании сеяных лугов. Возделывание клевера лугового имеет огромное значение также для восстановления и повышения почвенного плодородия.
Целью нашей работы был подбор наиболее эффективного злакового компонента для клевера лугового, обеспечивающего устойчивость его в травостоях на четвертый год жизни. В связи с этим в задачи исследований входило:
- изучить особенности формирования травостоев с клевером луговым;
- выявить наилучший злаковый компонент для изучаемого бобового вида в травосмесях;
- изучить динамику урожайности и видового состава в исследуемых травостоях.
1. Обзор литературы
1.1 Значение бобовых и бобово-злаковых травостоев
В настоящее время, несмотря на существенное уменьшение поголовья животных в стране, проблема обеспечения их полноценными кормами остается острой и актуальной. Она теснейшим образом связана с возможностями увеличения продуктивности агроценозов.
В связи с чем стремительно снижается плодородие почвы, дефицит которого по основным питательным веществам составляет от 110 до 120 кг/га. По статистическим данным за 2005 год, средняя доза внесенных минеральных удобрений по РФ составила 24 кг/га, органических - 0,8 т/га. Этого недостаточно для нормальной продуктивности агроценозов.
При сложившейся ситуации в почвах дерново-подзолистого типа происходит интенсивный процесс деградации гумусового вещества, содержание которого в некоторых экономически слабых регионах приближается к пороговому уровню - 1,3…1,4 %. Дальнейшее снижение гумуса почвы может привести к необратимым процессам и экологическому кризису. Но этого можно избежать при определенных условиях. Прежде всего, возделывание многолетних бобовых трав, которые способствуют не только улучшению качественного состава кормов, но и являются хорошим источником пополнения почвы органическим веществом в виде пожнивно-корневых остатков, а также в результате работы клубеньковых бактерий — чистым атмосферным симбиотическим азотом (Андреев С.И., 2002).
Возделывание бобовых трав в севообороте заметно пополняет почву органическим веществом, богатым азотсодержащими соединениями и фиксированным атмосферным азотом, обеспечивает сбалансированность кормов по протеину, повышает содержание необходимых для животных минеральных веществ, увеличивает количество обменной энергии, жиров и сахаров (Шрамко Н.В., Мельцаев И.Г., Вихорева Г.В., 2008).
Уровень урожайности зависит от плодородия почвы, наличия опылителей и метеорологических условий в период цветения. В севооборотах клевер луговой высевают в чистом виде и в смеси со злаковыми или бобовыми травами. Норма посева семян в чистом виде 14-16 кг на 1 га, в смеси 13-15 кг. Глубина посева 1-3 см. Убирают на корм в фазу бутонизации - начала цветения. Урожайность зеленой массы до 60 т с 1 га, сена - 6-10 т. В благоприятные годы получают урожай семян в среднем – 330-550кг семян/га, а в неблагоприятные – только 90-160кг/га. Потенциальная семенная продуктивность клевера лугового очень высокая – 1200-1600 кг/га. В 100 кг зеленой массы содержится 19,8 кормовых единиц и 2,7 кг перевариваемого протеина (Андреев Н.Г., 1989, 1981).
Все виды многолетних трав начинают интенсивный рост при среднесуточной температуре 5 °С, то есть примерно через две недели после таяния снега, а заканчивают интенсивный рост поздней осенью. Длительный период произрастания многолетних трав позволяет использовать их для производства сенажа, силоса, сена, брикетов и гранул, а также в качестве пастбищных культур (Вавилов П.П., Гриценко В.В., Кузнецов В.С., 1986).
Хороший клевер оставляет в почве 100-150 кг/га азота, а люцерна до – 300. Поэтому урожай следующих культур по пласту многолетних трав бывает выше, чем на старопахотных участках. Положительное влияние многолетних трав сказывается в течение трех лет.
На Северо-Западе главную роль в создании бобово-злаковых травостоев занимает клевер луговой. Однако, его малое долголетие, несмотря на высокую потенциальную урожайность, значительно снижает его хозяйственное значение. Поэтому в настоящее время в условиях Северо-Запада нечерноземной полосы все шире используются и другие виды бобовых: люцерну посевную, донник белый, козлятник восточный, эспарцет посевной, лядвенец рогатый.
Важнейшими проблемами совершенствования кормовой базы животноводства на Северо-Западе России являются снижение затрат на производство кормов из трав и улучшение их качества. Перспективы решения этих проблем во многом связаны с увеличением продуктивного долголетия сеяных травостоев и насыщением их бобовыми травами. Продлить высокопродуктивное состояние и одновременно улучшить качество корма можно за счет улучшения травостоев полосным подсевом клевера лугового (Костенко М.А., 2008).
Установлено, что продуктивность бобово-злакового травостоя с козлятнтком восточным на 9 год пользования при использовании органических удобрений превышала по кормовым единицам на 33-62 %, сбору обменной энергии на 34-51% злаковый травостой (Барашкова Н.В., Дьячковская В.Д., 2008).
Таким образом, бобовые и бобово-злаковые травостои играют важное значение в кормопроизводстве, так как они дают не только качественные корма, но и самые дешевые, а также обогащают почву элементами питания, они являются лучшими структурообразователями почвы, обладают дезинфицирующими свойствами и улучшают фитосанитарное состояние почвы. травостой клевер луговой урожайность
1.2 Особенности кормовой ценности одновидовых и смешанных посевов клевера лугового
Главные преимущества одновидовых посевов – их высокая технологичность, обеспечение набольшего сбора продукции данного вида с единицы площади, высокое качество продукции.
К недостаткам одновидовых посевов можно отнести неполное использование посевной площади, особенно культурами широкорядного посева, низкие кормовые качества отдельных культур. Для устранения этих недостатков в растениеводстве давно используют совместное возделывание различных культур – смешанные и совместные посевы.
Смешанные посевы – это посев двух или нескольких культур, семена которых перед высевом перемешивают. Этот способ посева, как правило, используют при возделывании кормовых культур. Цель смешанных посевов – улучшить качество корма, повысить в нем содержание белка.
Культуры семейства Мятликовые менее требовательны к условиям выращивания и при низкой обеспеченности элементами питания дают невысокие, но стабильные урожаи корма низкого качества. Бобовые культуры дают отличный корм, но урожаи их в большой степени зависят от обеспеченности элементами минерального питания и влагой и потому менее стабильны. Смешанные посевы кормовых культур используют, как правило, в тех случаях, когда почвенно-климатические условия не дают возможности получать стабильно высокие урожаи наиболее ценной в кормовом отношении культуры (Хохрин С.Н., 2002).
Бобовые культуры более требовательны к условиям выращивания. Для получения высокого урожая клевера лугового необходим рНсол пахотного слоя почвы не ниже 6. На кислых почвах клевер изреживается, урожай снижается. Тимофеевка луговая достаточно кислоустойчива и стабильно дает удовлетворительные урожаи даже при рНсол = 4,5 (Травин И.С., Щербачева В.К., 1987).
В Нечерноземной зоне из многолетних бобовых культур наиболее распространен клевер луговой. При благоприятных условиях бобово-ризобиального симбиоза на чистых посевах этой культуры в первый год пользования получают более высокий урожай и больший сбор белка с 1га, чем в смеси с мятликовыми травами.
На второй год пользования клевер луговой значительно изреживается, в результате урожайность его снижается иногда в 1,5-2 раза. При изреживании клевера лугового мятликовый компонент травосмеси развивается сильнее, вследствие чего урожайность ее снижается в меньшей степени, чем урожайность клевера лугового в чистом виде.
На среднекислых почвах, недостаточно обеспеченных фосфором и калием, активность симбиотической фиксации азота воздуха клевером луговым невысокая, а урожаи умеренные или низкие. В этих условиях клевер луговой изреживается сильнее, чем на хорошо произвесткованных почвах, и клеверотимофеечные смеси всегда дают более высокие урожаи, чем чистые посевы этих культур.
На слабоокультуренных малоплодородных почвах мятликовый компонент смеси выступает в качестве страховой культуры, поскольку тимофеевка луговая, например, более неприхотлива к условиям выращивания и дает удовлетворительные урожаи там, где клевер луговой развивается плохо. В то же время при наличии в травосмеси клевера лугового улучшается качество корма мятликового компонента. Именно этим объясняют тот факт, что в Нечерноземной зоне, где почвы преимущественно малоплодородные, с повышенной кислотностью, клевер луговой традиционно выращивают в смеси с мятликовыми травами, при этом средний сбор сена составляет – 1,6-2,3 т/га (Серегин В.И., Шерстнев С.С., Банкина Т.Ф., Калашников К.Г., 2003).
Урожай и качество корма бобово-мятликовых смесей зависят от состава компонентов смеси. Некоторые виды мятликовых трав сильно угнетают бобовый компонент, в результате продуктивность его снижается, а вместе с ней и качество корма. Наибольшие урожаи дают такие травосмеси, компоненты которых совместимы (А. Д. Прудников, 2001).
Во многих селекцентрах ведется селекция клевера лугового на улучшение качества сырого белка, повышение содержания в нем лимитирующих аминокислот.
Большое внимание уделяется повышению питательной ценности клевера лугового, повышение содержания сырого белка и переваримости кормовой массы. Установлена прямая зависимость между содержанием сырого белка в растениях, сухого вещества и его переваримостью (Мухина Н.А., Станкевич А.К., 1993).
Многолетние злаковые и бобовые травы в одновидовых посевах и в составе бобово-злаковых смесей (ежа сборная, овсяница луговая, тимофеевка луговая, двукисточник тростниковый, клевер луговой раннеспелый, клевер гибридный), отличаются наиболее высокой адаптивностью к почвенно-климатическим условиям (Крылова Н.П., 1974).
В системе сырьевого конвейера наиболее продуктивными являются одновидовые посевы клевера лугового и клевера гибридного, а также их смеси со злаковыми травами - овсяницей луговой и двукисточником тростниковым. На безазотном фоне фосфорно-калийного питания Р90К135 они обеспечивают более высокую продуктивность по сравнению с одновидовыми посевами злаковых трав - ежой сборной, овсяницей луговой, тимофеевкой луговой (Лукашов В.Н., 2001).
Снижение кормовой ценности злаковых трав с возрастом растений происходит за счет значительного увеличения содержания клетчатки и снижения содержания сырого протеина. У бобовых – в основном за счёт повышения содержания клетчатки.
У злаковых трав, начиная с фазы выхода в трубку, за 12 дней вегетации содержание клетчатки повышается на 20,2-53,5 %, в то время как у бобовых на 31,3-37,5 %. Соответственно, содержание сырого протеина у злаковых снижается на 40,7-88,8 %, а у бобовых на 13,4-14,1 %. Это вызывает снижение их питательности по содержанию обменной энергии и кормовых единиц (Барашкова Н.В., Фролова Н.И., 2008)
С учетом выявленных закономерностей изменения кормовой ценности от возраста растений, продолжительность использования злаковых и бобовых трав следует дифференцировать в зависимости от их скороспелости, отавности и интенсивности формирования урожая в различные периоды вегетации (Платунов А.А., Старкова Д.Л., 2008).
1.3 Агробиологические особенности клевера лугового
Семейство Fabaceae Lindl. - бобовые, род Trifolium L. - клевер, вид Trifolium pretense L. – клевер луговой, или красный.
Рисунок 1. Схема строения клевера лугового: I – одноукосного; II – двуукосного; 1-8 – междоузлия
Выделено два типа культурного клевера лугового: клевер позднеспелый или одноукосный (var. serotinum) - озимый, и клевер раннеспелый или двуукосный (var. praecox) – яровой) (рис.1). Корневая система стержневая, хорошо развитая. Формируется много боковых и гипокотильных придаточных корней. На них образуются клубеньки, бактерии которых усваивают азот воздуха. Содержание азота зависит от биотипического состава популяций, увеличиваясь с возрастом растений. Стебель цилиндрический, слабоопушенный, различной окраски, в зависимости от содержания пигмента антоциана (от темно-красной до зеленой). Кроме укороченного главного, образуются боковые стебли из пазух семядольных листьев, из эпикотиля и пазух нижних узлов. Листья сложные, тройчатые, опушенные. Листочки широко-обратнояйцевидные. Прилистники пленчатые, суженные. Соцветия головчатые, многоцветковые (30-70), снизу окруженные верхушечными листьями. Цветки сидячие, мотылькового типа, венчик красный, реже лилово-красный. Лепестки в нижней части венчика срастаются в трубочку длиной 8-10 мм, у тетраплоидных форм до 14 мм. В цветке 10 тычинок (9 сросшихся и 1 свободная) и пестик с рыльцем округлой формы. Пыльники и рыльце пестика не выходят наружу. Зрелые пыльники почковидной формы с продольной бороздкой, растрескиваются от прикосновения насекомых-опылителей, главным образом пчел и шмелей. Зрелая пыльца красно-желтая, пыльцевые зерна мелкие, несыпучие, покрыты шипиками. Фертильность пыльцы достигает 90 %. Завязь верхняя, одногнездная, с двумя семяпочками, из которых обычно развивается только одна. У основания цветка в трубочке расположен нектарник. Количество и качество нектара имеет значение для успешного опыления насекомыми. В дождливую погоду нектар содержит повышенный процент влаги, а в засуху наступает обезвоживание, нектар приобретает другую консистенцию, и пчелы его не собирают.
Размножается семенным путем. Массово цветет в июне — июле, но на пастбищах при постоянном обкусывании период цветения растягивается на весь вегетационный период — с мая до сентября. Соответственно и плоды созревают в разное время. Опыляются цветки насекомыми, причем из-за длинной узкой трубки венчика не все насекомые могут осуществлять опыление, а лишь длиннохоботковые, например шмели. Медоносные пчелы также активно посещают цветущий клевер, собирают с него нектар и пыльцу, но опыляют в основном лишь относительно мелкие цветки, которые развиваются, в частности, в засушливые периоды. Цветки в хорошо развитых соцветиях им недоступны, но горные популяции пчел (в том числе кавказские) обладают длинными хоботками и более успешно осуществляют опыление клевера. При обильном выделении нектара он поднимается по трубке венчика и становится легкодоступным не только для пчел, но и для других насекомых с короткими хоботками. Специальной подкормкой пчеловоды могут стимулировать активное посещение цветков клевера, что бывает особенно важно при его культивировании ради семян (Сергеев П.А., Миняева А.И., Федосеев Б.В., 1963).
Плод - боб, обычно односемянный, редко двусемянный. В зависимости от сортовых особенностей и погодных условий двусемянность варьирует от 0,4 до 20 %. Семена мелкие, яйцевидной, слегка сплюснутой формы, пестрой окраски (желтоватой, желто-фиолетовой и фиолетовой). Масса 1000 семян 1,5-2,5 г, у тетраплоидных форм - 2,5-3,5 г (Сергеев П.А., Миняева А.И., Федосеев Б.В., 1963).
Структура популяций клевера лугового по признакам скороспелости, продуктивности и зимостойкости очень изменчива и определяется как генетическими факторами, так и условиями внешней среды. В популяциях встречаются растения, которые переходят в генеративную фазу в первый год жизни - яровые биотипы; растения, которые в год посева не зацветают, а зимуют в состоянии хорошо облиственной розетки - озимые биотипы; растения, образующие в первый год жизни как укороченные, так и удлиненные вегетативные побеги, - промежуточные биотипы. Раннеспелые, двуукосные популяции клевера лугового содержат в своей структуре различные по степени скороспелости яровые биотипы (90-100 %). Позднеспелые популяции клевера состоят из яровых, промежуточных и озимых биотипов. Число цветущих растений в первый год жизни в позднеспелых популяциях варьирует в пределах 4-57 %, среднеспелых - 13-96 %, раннеспелых - 95-100 %. Сроки цветения позднеспелых популяций 3-4 недели. Время цветения раннеспелых клеверов наступает раньше на 1-2 недели по сравнению с позднеспелыми. Климатические условия года существенно смещают цветение популяции. У позднеспелых популяций по дате цветения четко выделяются три основных биотипа, а у раннеспелых - один. На сроки цветения растений 2-го года жизни влияет также степень развития растений, как в первый, так и во второй год жизни. Внутри популяции наиболее продуктивны озимые и промежуточные биотипы. Наибольший диапазон изменчивости по продуктивности и высоте растений характерен для озимых и промежуточных биотипов, наименьший - для яровых. За вегетационный период позднеспелый клевер дает один полноценный укос на сено и отаву, состоящую главным образом из листьев, или только урожай семян. Раннеспелый клевер во второй год жизни рано отрастает, зацветает и за вегетационный период может дать или два полноценных укоса на сено, или один укос на сено, а второй на семена. В малоснежные холодные зимы в северных районах позднеспелый клевер меньше вымерзает и реже выпадает из травостоя. Позднеспелый клевер луговой выдерживает температуру до -20° C в зоне корневой шейки при хорошей закалке к зиме. Однако температура -15° C является критической. Низкая влажность почвы в течение осенних и первых зимних месяцев неблагоприятно влияет на выносливость травостоя зимой. Устойчивость к неблагоприятным условиям падает при использовании травостоя на семена и при частом скашивании в ранние фазы, особенно на бедных почвах и при нарушении агротехники. Клевер хорошо растет на суглинистых, супесчаных, серых лесных почвах, выщелоченных, обыкновенных и мощных черноземах. При орошении дает высокую урожайность на всех типах почв, а при мелиорации и на торфяниках. Требует большого количества влаги, но избытка ее не переносит. Влажность почвы в пределах 70-75 % от полной влагоемкости наиболее благоприятна для роста и развития клевера лугового. Наиболее чувствительны к недостатку влаги тетраплоидные и позднеспелые формы. От осадков в апреле, мае, июне зависит продуктивность растений. При низких температурах воздуха клевер хорошо растет и в условиях низкой влажности почвы. Он не выдерживает длительного затопления, поэтому на пойменных участках нередко выпадает. В северных районах оптимальными являются земли с залеганием грунтовых вод не ближе 1,5 м от поверхности почвы, а на юге - 75 см. На почвах с малым содержанием гумуса растет плохо, на кислых и засоленных почвах значительно больше изреживается и дает низкую урожайность сена и семян. Позднеспелые формы клевера лугового более отзывчивы на удобрение, чем раннеспелые (Козлова В.А., Сивоглазов В.И., 2008).
В начале роста клевер луговой больше нуждается в фосфоре. При внесении N-P-K фаза кущения ускоряется на 5-6 дней, фаза бутонизации - на 8-9 дней, фаза созревания - на 5 дней. Оптимальная температура прорастания семян 5-7 °C. Для роста и развития растений наиболее благоприятна температура 17-20 °C. Клевер луговой - растение длинного дня с четкой фотопериодической реакцией (Бекузарова С.А., Беляева В.А., Бушуева В.И., 2008).
Позднеспелые формы значительно ускоряют развитие на длинном дне по сравнению с раннеспелыми. В первый год жизни (при посеве без покрова) для раннеспелого клевера период от всходов до цветения составляет 95-125 дней, а на второй год жизни, в зависимости от района возделывания, - 50-60 дней. При культуре на семена вегетационный период длиннее на 35-40 дней. У позднеспелого клевера период от начала отрастания весной до цветения равен 60-75 дням. Сумма положительных температур, необходимых для созревания семян раннеспелого клевера, составляет 1200-1400 °C, а позднеспелого - 1400-1500 °C (Мухина Н.А., Станкевич А.К., 1993).
Возделывается во всех земледельческих районах. Клевер красный (луговой) распространен по всей Европе, в Западной Сибири, широко представлен на Кавказе, в горных районах Средней Азии, Передней Азии и в Средиземноморье. В России выращивается почти по всей лесной зоне, во многих районах лесостепной зоны, в предгорных и горных районах.
Широко применяется в полевом травосеянии, при создании культурных сенокосов и пастбищ. Играет большую роль в повышении плодородия почвы, защите ее от ветровой и водной эрозии. Обогащает почву азотом и является одним из лучших предшественников в севообороте. Используется на зеленый корм, сено, травяную муку, сенаж, силос. По содержанию незаменимых аминокислот (цистина, триптофана и лейцина) клевер луговой превосходит зерно кукурузы и овса. Отличается высоким содержанием каротина, витаминов C, D, E, K, группы B и микроэлементов (меди, марганца, молибдена, кобальта, серы, бора) (Мухина Н.А., 1971).
Необходимо отметить огромную роль многолетних бобовых трав в кормопроизводстве. В настоящее время значение бобовых трав возросло в связи со сложной экономической и экологической обстановкой в мире, учитывая то, что бобовые и бобово-злаковые травостои не требуют затрат на дорогие азотные удобрения, они обладают высокой продуктивностью и питательностью кормов. В связи с этим можно заключить, что расширение посевов бобовых и бобово-злаковых травостоев – это один из главных путей получения дешевых кормов, существенного повышения плодородия почв за счет биологического азота и сохранения экологического баланса в природе. Поэтому изучение роли бобовых трав в луговом кормопроизводстве является актуальным вопросом в настоящее время.
2. Условия и методика проведения исследования
2.1 Метеорологические условия в годы проведения исследований
Наши исследования по изучению бобово-злаковых травостоев проводились на большом опытном поле СПбГАУ.
Ленинградская область расположена на Северо-западе Российской Федерации, в леской зоне. Климат области умеренно-континентальный, который характеризуется умеренно теплым, иногда прохладным летом и продолжительной, неустойчивой с частыми оттепелями, зимой. Весна и осень характеризуются как затяжные, с повышением температуры воздуха от 0 до 10°С, которое весной происходит в среднем за 45 суток, а падение температуры осенью от 10 до 0°С в среднем за 55 суток. Период со среднесуточными положительными температурами начинается в третьей декаде апреля и длится до конца октября, начало ноября, с общей продолжительностью 205...220 суток. Однако возврат весенних холодов возможен до конца мая (Кокорина А.Л., 2000).
По количеству осадков Ленинградская область относится к зоне достаточного увлажнения, в течение года выпадает 500...700 мм осадков, из них примерно 70 % приходится на теплый период.
Погодные условия в годы проведения исследования характеризовались следующими показателями. 2006 год отличался достаточно теплой погодой в течение всего вегетационного периода. На протяжении всего лета температура воздуха превышала среднемноголетнюю норму. Особенно теплыми и даже жаркими были третья декада мая и июня, первая декада июля и вторая декада августа. По сравнению со среднемноголетними данными особенно теплым выдался сентябрь (табл.1).
В 2007 году температурный режим также характеризовался теплой и жаркой погодой. В отличие от 2008 года наиболее теплая погода установилась в третей декаде мая, в первой декаде июня и в первой декаде июля. Август также был теплее.
2008 год по сравнению с предыдущими годами оказался самым холодным. Самым теплая погода установилась во второй декаде июля и августа.
Количество осадков, выпавших в годы исследований, было крайне неравномерным (рис.1). В 2006 году наиболее равномерно осадки выпадали в первой половине лета. Зато в первой и третей декаде июля наблюдалось их явный недостаток. Обильное выпадение осадков отмечено в июне.
2007 год был засушливым по отношению к среднемноголетним данным. Количество выпавших осадков было на 68,6 мм ниже нормы.
В 2008 году было зафиксировано самое большое выпадение осадков по сравнению с двумя предыдущими годами. Обильное выпадение осадков было отмечено во второй декаде июля и в августе месяце (табл.1).
Рис.1. Сумма осадков, мм