Введение
Основой развития животноводства является прочная кормовая база. Однако во многих регионах и хозяйствах нашей страны кормов не хватает, качество их неудовлетворительное, что обусловливает низкую продуктивность сельскохозяйственных животных.
Значительная часть продуктов питания в настоящее время в нашу страну завозится из-за рубежа, но потребление населением мяса, молока, яиц все еще остается низким. Так, например, в европейских странах потребление мяса в год на душу населения составляет 100 кг, в США - 115, а в России только 53 кг. Надой на одну корову в год в развитых странах выше 5000 кг, а в России этот показатель пока не превышает 3000 кг молока.
Для более полного обеспечения животноводства кормами необходимо совершенствовать структуру посевных площадей, укреплять материально-техническую базу кормопроизводства, совершенствовать технологии заготовок кормов.
Зауралье в сельскохозяйственном отношении имеет исключительно важное значение в снабжении продуктами питания крупных промышленных центров страны: Екатеринбурга, Челябинска, Кургана и Тюменского Севера. Однако продуктивность пашни в регионе все еще остается низкой. Это обусловлено целым комплексом негативных природных явлений дефицитом увлажнения, неустойчивостью погоды, пространственной неоднородностью режимных процессов (водный, температурный, питательный). Низкой остается в регионе и техническая оснащенность сельского хозяйства, в том числе и кормопроизводства.
Однако время диктует необходимость глубокой проработки проблем продовольственной безопасности каждого региона России, изыскания эффективных путей выхода из затянувшегося кризиса сельского хозяйства, решения проблем животноводства и кормопроизводства.
5
Актуальность исследований. Биоклиматический потенциал Зауралья используется в настоящее время лишь на 35-40 %; урожайность зерновых культур за последние 50 лет не превышает в среднем 12-13 ц/га. При высоких ценах на технику, удобрения, гербициды, горюче-смазочные материалы высокорентабельное производство зерна маловероятно.
Увеличить продуктивность части пахотных земель Зауралья возможно за счет выращивания высокопродуктивных, адаптированных к дефициту влаги кормовых культур, таких как сорго, суданская трава, кормовое просо и смешанных посевов зернофуражных и зернобобовых культур.
Изменение структуры посевных площадей в пользу кормовых культур диктуется необходимостью увеличения поголовья скота и повышением его продуктивности.
Актуальность совершенствования технологий выращивания растительного сырья для производства различных видов кормов возрастает еще и в связи с тем, что на реализацию национального проекта «Развитие АПК» выделяется из федерального бюджета 30,9 млрд. рублей. Из них по направлению «Ускоренное развитие животноводства» - более 14 млрд. рублей. С учетом этого возрастает актуальность повышения качества производимых кормов.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение агробиологических особенностей и закономерностей формирования урожая однолетними кормовыми культурами для производства различных видов кормов в условиях лесостепи Зауралья.
В задачи исследований входило:
1. Оценить перспективность возделывания сорго, суданской травы и кормового проса в условиях лесостепной зоны Курганской области.
2. Определить закономерности формирования урожайности в чистых и смешанных посевах зернофуражных и зернобобовых культур на зерносенаж.
6
3. Выявить и изучить математическую зависимость урожайности культур от гидротермических параметров вегетационных периодов.
4. Рассчитать экономическую и биоэнергетическую оценку эффективности выращивания однолетних кормовых культур.
Научная новизна. В условиях Зауралья впервые проведено сравнительное испытание сорго, суданской травы, кормового проса, овса и горохо-овсяной смеси для производства различных видов кормов. Подробно изучены особенности формирования урожая однолетними кормовыми культурами. Определено корреляционное отношение между урожаем и гидротермическими параметрами вегетационных периодов, установлена тесная корреляционная связь продуктивности с количеством осадков, выпавших за период вегетации.
Практическая значимость работы. Полученные данные расширяют представление о возможностях и целесообразности возделывания одновидовых и смешанных посевов однолетних кормовых культур в условиях Курганской области. Позволяют повысить рентабельность и качество при производстве кормов за счет использования нетрадиционных культур и смешанных посевов на зерносенаж.
Производственная проверка полученных результатов проведена в трех хозяйствах Брединского района Челябинской области.
Положения, выносимые на защиту:
1. Динамика нарастания зеленой массы, накопления сухого вещества и содержания элементов питания по фазам роста и развития однолетних кормовых культур.
2. Зависимость урожайности культур от гидротермических параметров вегетационных периодов.
3. Кормовая ценность изученных культур в чистых и смешанных посевах, технологическая оценка растительного сырья для производства различных видов кормов.
7
4. Биоэнергетическая и экономическая оценки возделывания одновидовых и смешанных посевов однолетних кормовых культур.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на региональных и международных научно-практических конференциях: «Научные результаты - агропромышленному производству» (г. Курган, 2004); «Научные результаты - развитию региона» (г. Курган, 2005); «Достижения науки - агропромышленному производству» (г. Челябинск, 2005); «Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения» (г. Челябинск, 2005).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 144 страницах компьютерного набора, состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций производству. Содержит 39 таблиц, 14 рисунков, 28 приложений. Список литературы включает 199 источников, из них 6 иностранных авторов.
Научное руководство осуществлял доктор сельскохозяйственных наук, профессор Дюрягин И.В., которому автор выражает глубокую признательность.
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Просовидные кормовые культуры и их значение в системе кормопроизводства
Корма составляют основу увеличения поголовья скота, повышения его продуктивности. В хозяйствах региона предпринимаются комплексные меры по решению проблемы кормопроизводства.
Одним из направлений повышения продуктивности гектара пашни и укрепления кормовой базы является подбор более урожайных культур, биологически соответствующих условиям местного климата. В этом плане большой интерес представляют суданская трава и просо (Флек М.Р., Привалов Д.П., Цымбаленко И.Н.,1988).
Во всех зонах области возделывают горохо- и вико-овсяные смеси, озимую рожь. Однако условия южной лесостепи благоприятны для возделывания кормового проса, суданской травы и сорго (Пуртов Г.М., 2000).
Суданская трава отличается хорошим отрастанием. Сорго обеспечивает высокие и устойчивые урожаи. Просо по степени засухоустойчивости и способности противостоять запалам и захватам занимает одно из первых мест среди сельскохозяйственных культур. Все эти культуры имеют хорошо развитую, сильно разветвленную мочковатую корневую систему, хорошо отзываются на увлажнение, зеленая масса представляет превосходное сырье для приготовления сена, сенажа, травяной муки, силоса (Соколов А.А., 1948; Daynard T.B., 1972).
Корма из просовидных культур хорошо поедаются всеми видами скота. По данным научных учреждений, переваримость органического вещества кормов из проса и суданской травы считается хорошей и удовлетворительной (Сикорский И.А., 1998).
9
В отношении возделывания смешанных посевов А.П. Исаев (1978) отмечает следующее: с давних времен культивируется одновременное выращивание двух или нескольких сельскохозяйственных культур на одном поле. Особенно часты смешанные посевы бобовых со злаковыми. Такие смеси имеют ряд преимуществ перед их одновидовыми посевами. При совместном возделывании повышается белковость и качество корма за счет высокого содержания протеина в бобовом компоненте, облегчается уборка и сокращаются потери урожая культур склонных к полеганию, улучшаются процессы фотосинтеза и полнее используется плодородие земли, почва обогащается азотом за счет биологической фиксации его из атмосферы бобовыми культурами.
1.1.2 Просо - изученность культуры на современном этапе
Просо принадлежит к культурам глубокой древности. По свидетельству древних историков, китайским летописям, памятникам старины можно почти с уверенностью утверждать, что культура проса насчитывает не менее 4-5 тысяч лет. Культура проса является почти ровесницей наиболее древней культуры - пшеницы (Соколов А.А., 1948).
Н.И. Вавилов (1926) считает центром происхождения проса -Восточную и Центральную Азию, где сосредоточен максимум сортового разнообразия.
По исследованиям других авторов обыкновенное, метельчатое просо имело широкое распространение в Старом свете, причем на юге Европы, в Египте и Азии просо может рассматриваться как доисторическая культура. Некоторые исследователи утверждают, что название культуры, сложившееся в Европе ко времени классической древности, указывает на то, что просо здесь являлось одной из наиболее старых полевых культур. Следует отметить, что в далеком прошлом в Западной Европе просу
10
принадлежала более значительная роль, чем в настоящее время (Соколов А.А., 1948).
По другим данным, зерно проса было обнаружено в свайных озерных постройках Швейцарии и было в большом употреблении в каменный период. Просо также было обнаружено и в свайных постройках северной Италии. В Китае о культуре проса было известно свыше чем за 3 тысячи лет до нашей эры (Chase S.S., Nanda D.K., 1967).
Многочисленные археологические находки свидетельствуют, что на территории нашей страны просо возделывалось с глубокой древности.
Северные границы распространения доходят до 56-57 градусов северной широты по линии Свердловска, Тюмени, Красноярска (Тохтуев А.В., 1957).
По данным Н.Н. Цвелева (1976) просо посевное в качестве заносного и одичавшего растения проникло "вдоль дорог... на север до Арктики".
В Сибирь эта культура пришла из Китая. По сообщению В.Е. Писарева (1956), до прихода Ермака в Сибирь местное население -татары, вогулы, алтайцы, барабинцы - вели примитивное земледелие: сеяли пшеницу, просо, ячмень и горох.
В дореволюционной России просо занимало значительные площади -3,5 миллиона гектаров (Корнилов А.А., 1960). После засушливых 1929 г., 1931 г. возделыванию проса стали уделять значительно большее внимание, уже в 1934 году его посевы превышали 7-8 миллионов гектаров. В 1955 году оно высевалось на 7,68 млн. га, а в 1960 его посевная площадь составляла 3,8 млн. га (Лысов В.Н., 1968).
В настоящее время происходит постепенное сокращение посевных площадей под просом, что объясняется, прежде всего, повышенным вниманием к проблеме продовольственного зерна основных зерновых культур, недооценкой культуры..., хотя в большинстве случаев, особенно в засушливых районах страны, все это трудно объяснимо и, по-видимому неоправданно (Сикорский И.А., 1983).
11
Как подчеркивал Б.А. Вакар (1929) - просо может культивироваться в районах Сибири с суммой температур 1780-1950°С. "Сухой климат Восточной России и Сибири, ускоряя созревание ..., ведет к тому, что общая сумма среднесуточных температур, необходимых для созревания этого хлебного злака, поразительно невысока".
По утверждению А.В. Дорошенко и В.И. Разумова (1929) "... не термическими, а световыми условиями определяется северная граница культуры проса. Просо не удается на севере не из-за недостатка тепла, а из-за избытка света, точнее, из-за избыточной длины светового периода суток". Хотя северные формы проса, подчеркивают эти же авторы, менее чувствительны к длине светового дня.
Просо является в нашей стране одной из важнейших зернокрупяных культур. Пшенная крупа обладает высокой питательностью, по содержанию белка превосходит рисовую, ячневую, перловую, гречневую и несколько уступает овсяной (Сиротин А.А., Сиротина Л.В., Трифонова М.Ф., 1992).
Эта культура ценна не только как зернокрупяная. Широкое применение находит просяная мука в хлебопечении, которая употребляется в чистом виде и как примесь к муке других зерновых культур. В старину на традиционную русскую масленицу блины из просяной муки представляли собой праздничное национальное лакомство.
Из пшена готовят большое количество вкусных, питательных и разнообразных блюд, прежде всего кашу на молоке или на воде с маслом, запеканку, котлеты, кулеш — жидкую похлебку, а в республиках Средней Азии — национальный слабоалкогольный напиток под названием буза (Вакар Б.А., 1929).
В зависимости от сортовых особенностей, почвенных и климатических условий в пшене содержится 10-12% белка, 81-83 % — крахмала, 2-3 % -жира (Крючков Н.М., Гудинова Е.Н., 1996). Высокие пищевые его достоинства подчеркиваются в работах И.К. Мурри (1958), В.П. Лысова (1968), B.C. Сапрыкина (1975).
12
Высокое содержание крахмала в зерне проса (81-83%) обеспечивает возможность его использования в винокуренной и спиртовой промышленности в качестве сырья для солода. Просяной солод, благодаря высокой активности амилазы, значительно превосходит ячменный по энергичности осахаривания декстринов. Это достоинство культуры высоко ценилось в дореволюционной России и не утратило значения в наши дни (Елагин М.Е., 1981).
Пищевые свойства белков в зерне проса по аминокислотному составу оцениваются на уровне кукурузы, фасоли, арахиса и пшеничной муки (ЛысовВ.Н., 1968).
Просо богато зольными элементами, фосфором и магнием, микроэлементами, важнейшими витаминами: тиамином, рибофлавином, никотиновой и фолиевой кислотами (Мурри И.К., 1958).
К достоинствам пшена надо отнести также быстроту разваривания. По данным центральной лаборатории «Союзкрупа», она разваривается через 25-30 минут - значительно быстрее гречневой, рисовой и перловой, и уступает только манной крупе. Привар у пшена в полтора раза больше, чем у риса и составляет около 12-13 % (Дерябина А.П., 1970).
Просо находит высокую оценку в практике земледелия и как кормовая культура. Как отмечает А.А. Соловьев (1948) просо характеризуется наличием высоких потенциальных возможностей, благодаря чему оно (при благоприятных условиях возделывания) дает значительные по размерам урожаи. Не случайно мировой рекорд по урожаю зерна был достигнут по просу, а не по какой либо другой культуре.
Описывая хозяйственное значение проса, В.Н. Лысов (1968) отмечает "...это и кормовая культура с высокими урожаями зеленой массы, используемая в виде подкормок в свежем виде, а так же для закладки сенажа и силоса, производства травяной муки и сена. Кроме того, просо -страховая культура, дает хорошие урожаи и при поздних сроках посева, что позволяет использовать его для пересева погибших озимых и яровых
13
культур, а так же в поукосных посевах, дающих дополнительные сборы зерна и зеленой массы".
Просо представляет большую ценность как кормовая культура. Зерно и продукты переработки являются ценным кормом для птицы. При его скармливании повышается яйценоскость и улучшается прочность яичной скорлупы. В размолотом виде и в смеси с картофелем, корнеплодами - это прекрасный корм для свиней. Наконец, просяная солома по кормовому достоинству превосходит солому всех хлебных злаков. Так, в 1 кг просяной соломы содержится 0,41 комовой единицы и 24 грамма переваримого протеина, то есть в два раза больше, чем в одном килограмме пшеничной и на одну треть больше чем в овсяной соломе (Крючков Н.М., Шанина Л.И., Кравченко В.Н., 1996).
По данным М.Е. Елагина (1981) просяная солома, получаемая при раздельной уборке в хорошую погоду, близка к луговому сену среднего качества.
С учетом хозяйственной необходимости просо используют как паро-занимаюшую культуру. Размещение его по парам под поздние дожди в резко засушливые годы позволяет получить внеплановые страховые резервы кормов. В условиях засухи просо ценно тем, что может взойти при самых незначительных следах влаги. Для набухания и прорастания семян горох потребляет 100% воды от первоначальной массы зерна, овес - 60%, пшеница - 55%, а просо - всего лишь 25% (Вакар Б.А., 1929).
Ценность проса состоит в том, что оно высевается в более поздние сроки, это снижает напряженность посевного периода. Кроме того, его можно использовать для пересева погибших хлебов. Поздние сроки посева способствуют успешной борьбе с засоренностью полей. В этих же целях используются широкорядные и ленточные посевы культуры. Просо является хорошим предшественником для многих сельскохозяйственных культур и особенно для яровой пшеницы (Суворов Н.А., 1970).
14
Еще в 1931 году Б.М. Арнольд подчеркивал: "... просо относится к числу таких растений, которые могут быть с успехом использованы для посева на зеленый корм в засушливой зоне ...". По его сведениям, лишь сорго и просо в данных условиях обеспечивают высокие и стабильные по годам урожаи зеленой массы.
На Актюбинской опытной станции в среднем за 6 лет получено сена суданской травы 19 центнеров с гектара, могара - 21,8 центнера с гектара и проса - 27,5 ц/га. На Уральском опорном пункте ВНИИ кормов в среднем за 1934 -1941гг. просо местное красное обеспечило сбор сена 20,1 ц/га, могар -18,6 ц/га, суданская трава - 17,2 ц/га и чумиза - 10,8 ц/га (Лукашов А.А., ЧулковЛ.С, 1951).
Как отмечает Г.М. Пуртов (2000), во время испытания посевов проса на Омутинском ГСУ урожайность семян сорта Казанское 506 в 1976-1978гг составила 28,1 ц/га , сена - 45-52 ц/га.
В опытах, проведенных М.Р. Флек (1990), на опытном поле Курганского НИИЗХ в 1982-1986 гг. урожайность сена кормового проса составила в среднем 55-57 центнера с гектара, во время сильной летней засухи 1984 года выход сухой массы с одного гектара составил 29-36 центнеров в зависимости от сроков посева. Обращает на себя внимание устойчивость урожая проса в сравнении с другими культурами.
Благодаря своей скороспелости и засухоустойчивости просо больше, чем какая либо другая зерновая культура, соответствует условиям засушливых районов (Лысов В.Н., 1968).
Просо - одна из самых засухоустойчивых и жаростойких культур, способна противостоять запалам и захватам, что весьма важно для засушливых районов и в засушливые годы, когда другие зерновые культуры сильно снижают урожай (Вавилов П.П., Гриценко В.В., Кузнецов B.C., 1979).
Н.И. Вавилов (1960) выделял просо и сорго, как одни из наиболее засухоустойчивых культур, "...в острозасушливые годы, когда другие зерновые культуры полностью выгорают или снижают урожай до минимума
15
- в лучшем случае земледельцу удается вернуть лишь семена, просо обеспечивает удовлетворительные сборы зерна и соломы".
По сообщению А.А. Соколова (1948) "... на Уральской опытной станции в засушливом 1921 году, погибли все зерновые культуры, просо же сохранилось и дало урожай 12 ц/га".
По данным Н. Акулова., В. Борисова (1983) на полях колхоза имени Ленина, Троицкого района Челябинской области ежегодно получают высокие урожаи зерна проса ив 1981 году, несмотря на засушливое лето, было собрано по 17,3 ц/га.
Просо получило признание в работах многих исследователей как культура - освоитель при улучшении естественных засоленных угодий.
А.С. Мигуцкий (1978) писал "...высокая засухоустойчивость выдвигает просо наряду с донником в число наиболее перспективных культур при освоении комплексов средних и мелких степных солонцов. Оно является одной из лучших покровных культур на солонцах степной зоны при совместных посевах донника и травосмесей".
Такого мнения придерживаются многие другие исследователи: Г.И. Макарова (1962)., Г.А. Думанская (1980)., М.А. Кухарь (1981). Обладая медленным ритмом развития в первый период вегетации, просо обеспечивает более благоприятный режим для роста и развития многолетних трав, чем зерновые злаки, которые отличаются ускоренным развитием в после-всходовый период.
Среди однолетних трав просо занимает одно из первых мест в ряду наиболее солонцеустойчивых культур. При освоении солонцов оно может найти самое широкое применение в качестве предварительной, покровной и ремонтной культуры для донника и многолетних трав (Кирюшин В.И.,1976).
И.И. Загребаев (1970) рекомендует в условиях Омской области в первые 2-3 года на солонцовых почвах высевать просо с донником на сено, а в дальнейшем эти площади засевать травосмесями с обязательным участием донника под покров проса.
16
Просо получило высокую оценку как культура для пересева озимых и яровых, погибших от различных стихийных бедствий. Оно очень выгодно в этом случае в связи с положительной реакцией на поздние сроки посева, а также низкими нормами высева. Высокая засухоустойчивость проса относительно других зерновых злаков обеспечивает ему роль страховой культуры, гарантирующей урожай в самые засушливые годы.
В условиях Сибири просо заслуживает серьезного внимания как поукосная культура. При возделывании после озимой ржи, овса и бобово-овсяных смесей, убранных на корм до 10 - 15 июня, за счет позднелетних осадков оно может дать дополнительный урожай зерна или зеленой массы.
Как отмечал по этому поводу А.В. Дорошенко (1929), при летнем посеве на коротком световом дне просо развивается значительно быстрее, чем при весеннем, при этом межфазные периоды сокращаются, созревание ускоряется.
Просо меньше других зерновых культур страдает от болезней и вредителей. Это качество культуры особенно весомо, если учесть, что потери урожая сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней в мировом масштабе достигают 25% (Лысов В.Н., 1968). В своей работе "Мировая коллекция - источник выведения устойчивых к болезням сортов проса" он подчеркивает, что просо считается культурой, мало страдающей от болезней. Наиболее опасная болезнь проса — головня (возбудитель Sphacelotheca panici miliacei Pers).
Как отмечает И.В. Яшовский (1979), просо обладает ярко выраженным видовым иммунитетом ко многим неспецифическим патогенам (мучнистой росе, ряду видов ржавчины и др.).
Наиболее распространенный и специфический фитопатоген этой культуры - головня проса (Масловский А.Д., 1959; Калашников К.Я., 1968).
Основное мероприятие в борьбе с поражением проса пыльной головней - выведение устойчивых к этой болезни сортов. Селекцией и семеноводством проса, созданием сортов устойчивых к болезням занима-
17
лись И.Н. Елагин (1979), А.Е. Чумаков (1979), Л.Г. Сагдиева (1983). Морфофизиология проса глубоко изучена в трудах А.А. Сиротина, Л.В. Сиротиной, М.Ф. Трифоновой (1992).
Вопрос влияния агрометеорологических условий на продуктивность проса освещен А.Г. Просвиркиной (1987). В ее работе рассмотрены методы оценки влияния условий среды обитания на формирование продуктивности проса и методы прогнозирования урожайности.
Влияние площади питания, сроков и способов посева проса, на урожай и качество получаемого корма в условиях Южного Урала изучалось в работе И.П.Иоаниди(1971).
Описывая агротехнику возделывания проса в Оренбургской области, ученые (Дерябина А.П. и другие, 1975) отмечают, что получить высокие и устойчивые урожаи в условиях области можно лишь при возделывании его в системе севооборота при своевременном, высококачественном проведении всех агротехнических мероприятий, соответствующим биологии этой культуры. О том, что урожайность проса в севообороте повышается, говорят многочисленные производственные данные. Так в совхозе Новосергиевского района после введения проса в систему севооборота сборы зерна этой культуры увеличилось на 12-74 %.
По данным Курганского НИИЗХ, кормовой севооборот, где в поле однолетних трав высевалось кормовое просо, обеспечил сбор с гектара севооборотной площади до 41,7 центнера кормовых единиц. На Шумихинском сортоучастке в среднем за 4 года испытания проса Кормовое 45 получено 270 центнера с одного гектара зеленой массы или 43,8 центнера с гектара сухого вещества.
Серьезное внимание возделыванию культуры проса на корм и семена в Курганской области уделяли ряд ученых: В.Д. Павлов, М.Р Флек, Д.П. Привалов, И.Н. Цымбаленко, И.А. Сикорский.
По результатам изучения влияния нормы высева и фона удобрений на урожай проса В.Д. Павлов (1968) отмечает, что урожай зерна при повышении

Получить работу