УДК 636.085.087(571.56)

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10200

АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОРМОВЫХ КУЛЬТУР ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КРИОКОРМА В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ

AGRI-ENERGY ASSESSMENT OF FEEDING CROPS UTILIZED FOR THE CRYOFEED PRODUCTION UNDER THE CENTRAL YAKUTIA CONDITIONS

Максимова Харитина Ивановна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории кормопроизводства  ФИЦ «Якутский научный центр  СО РАН», Якутский научно-исследовательский  институт сельского хозяйства им. М.Г. Сафронова, ORCID: http://orcid.org/ 0000-0003-1640-5531, tinamaksimova56@mail.ru

Kharitina I. Maksimova, Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher of the Laboratory of Feed Production under the Federal Research Center, Federal State Budgetary Scientific Institution (FSBSI) Yakut Scientific Research Institute of Agriculture named after Safronov M.G., ORCID: http://orcid.org/ 0000-0003-1640-5531, tinamaksimova56@mail.ru

Аннотация. Приведены результаты исследований по агроэнергетической оценке кормовых культур  для производства замороженного зеленого корма. Экспериментальные работы по продуктивности кормовых культур на зеленый криокорм проводились в 2002-2004 гг. на научно-производственном стационаре в ОПХ «Покровское» Хангаласского улуса. Почвы в районе исследований – мерзлотные пойменные дерновые светлосерые супесчаные. Агрохимические показатели почвы следующие: реакция щелочная – рН водная – 8,90, содержание гумуса – 3,4 %, N_нитр – 0,89; Р₂О₅ – 13,3;  К₂О – 19,2 мг/100 г почвы. Годы исследований существенно различались по метеорологическим условиям. ГТК вегетационных периодов  составил – 0,25;  1,70;  0,89  при средне-многолетнем показателе – 0,60. Схема опыта следующее: овес, овес + горох, овес+рапс. Варианты удобрений: без удобрений (контроль),  (NPK)₆₀,  (NPK)₁₂₀. Исследования проводились общепринятыми методиками полевых опытов. Установлено, что овес по выходу сухой массы (3,1-7,1), валовой энергии (55,7-126,4 ГДж/га), кормовых единиц (2,29-4,90), обменной энергии (29,6-65,7 ГДж/га)  обеспечил наибольший показатель. Горохоовсяная смесь по выходу протеина 0,19-0,73 т/га и кормопротеиновых единиц 0,25-0,97т/га превосходит остальные культуры, сбор валовой и обменной энергии равен 47,8-115,0 и 26,0-60,0 ГДж/га соответственно. Урожайность зеленой массы горохоовсяной смеси составляет 10,6-25,2  т/га.  Рапсоовсяная  смесь также обеспечила высокую продуктивность: урожай зеленой массы составил 11,1-29,3 т/га, сбор кормопротеиновых единиц равен 1,80-4,16 т/га,  валовой энергии -39,0-101,8 ГДж/га, обменной энергии- 21,1-54,8 ГДж/га. Применение минерального удобрения в разных дозах обеспечивает прибавку урожая от 12,0-18,0 т/га в сравнении с контрольным вариантом. Наибольший энергетический коэффициент отмечается при применении минерального удобрения в дозе (NPK)₆₀  у всех изучаемых культурах – 4,45-4,56. При высокой дозе удобрений (NPK)₁₂₀ из изучаемых культур агроэнергетически эффективным выделяется овес, обеспечивший максимальный выход валовой энергии 126,4 ГДж/га и обменной энергии 65,7 ГДж/га. Приращение валовой энергии 94,7 ГДж/га при энергетическом коэффициенте 3,98,  урожайность зеленой массы – 28,4 т/га. Содержание каротина в замороженных на корню зеленых кормах достигает до 109,0 мг/кг.

Summary. In this study, we provide the results from the agri-energy assessment of feeding crops utilized for the production of frozen green feeding crops. Experiments on the productivity of green cryofeed took place in the research station under the “Pokrovskoye” enterprise of Khangalasskiy district in 2002-2004. Soils in the studied area were cryogenic floodplain sod-alfisol sandy-loam type. Agrochemical soil properties were following: alkaline soils with the overall pH 8,90; humus content- 3,4%; the amount of N_nit– 0,89; Р₂О₅ – 13,3; К₂О – 19,2 mg per 100g of the soil mass. Meteorological conditions were significantly different each year during the experimental works. HTC (Hydrothermal Coefficient by Selyanin) of vegetative periods was 0,25; 1,70; 0,89, with the long-term average coefficient of 0,60. The design of the experiments was in the following: oat, oat+pea, oat+rapeseed mixes. Fertilizer variations were: no fertilizer (control), mineral fertilizer under the concentrations of (NPK)60, and (NPK)120. Experiments were carried according to generally recognized methods for the fieldwork. Based on the experiments, it was found that in terms of dry mass yield (3.1-7.1), gross energy (55.7-126.4 GJ/ha), feeding units (2.29-4.90), exchange energy (29, 6-65.7 GJ/ha) parameters, pure oat mix provided the highest quality. In contrast, in terms of the protein production of 0.19-0.73 t/ha and feeding protein units of 0.25-0.97 t/ha, the pea-oat mix was shown to surpass other crops. The gross and exchange energy was 47.8-115.0 and 26.0-60, 0 GJ/ha, respectively. The green mass yield of the pea-oat mixture was 10,6-25,2t/ha. Rapeseed-oat mix also has been shown to produce a high yield. The green mass yield was 11,1-29,3t/ha, with the feeding protein units of 1,80-4,16t/ha, gross energy 39,0-101,9GJ/ha and exchange energy 21,1-54,8GJ/ha. The utilization of mineral fertilizer at different concentrations has been shown to induce the yield by 12,0-18,0t/ha compared with control. The highest energy coefficient of 4,45-4,56 was detected when applying fertilizers at (NPK)60 dose. Under the high dose of (NPK)120, the most effective, under the agri-energy perspective, was oat crop with the maximal yield of gross energy of 126,4GJ/ha and exchange energy of 65,7GJ/ha. The gross energy increment was 94.7 GJ/ha, the energy coefficient of 3.98, the yield of green mass is 28.4 t/ha. The carotene content in green feeding crops reached up to 109.0 mg/kg.

Ключевые слова: овес, горохоовсяная смесь, рапсоовсяная смесь, криокорм, каротин, минеральное удобрение, урожайность, зеленая масса, валовая энергия, обменная энергия,  агроэнергетический коэффициент.

Key words: oat, pea-oat mix, rapeseed-oat mix, cryofeed, carotene,  mineral fertilizer, yield, green mass, gross energy, exchange energy, agrienergy coefficient.

Введение

Естественные кормовые угодья республики полностью не могут обеспечить потребности животноводства в полноценных кормах, в связи с чем объемистые корма в виде силоса, сенажа и зеленого корма приобретают все большее значение в кормлении высокопродуктивных  лактирующих коров и откормочного скота. Повышение их качества, прежде всего по энергетической и протеиновой питательности, а также содержанию биологически активных веществ – непременное условие разработки новых и совершенствования существующих технологий производства сочных кормов.

В настоящее время в республике достаточно заготавливают сочные питательные корма – силос, сенаж. Однако, эти технологии несут определенные совокупные затраты на производстве корма. Между тем, агроклиматические условия северной республики располагают большими преимуществами  при применении отдельных приемов новых технологий производства зеленого криокорма. Технология производства зеленого криокорма при использовании естественного холода увеличивает содержание каротина с каждого гектара. Способ заготовки зеленого криокорма состоит в том, что посев кормовых культур производят в более поздние сроки, а уборку производят поэтапно по установленным показателям отрицательных температур. Зеленый криокорм – это зеленый корм замороженный естественным холодом, запрессованный в тюки малого размера. Производство замороженных зеленых кормов (зеленого криокорма), основанное на поздний срок посева однолетних кормовых растений обеспечит потребность в кормовом белке и витаминах животных Севера в зимне-весенний период [1]. Поэтому это направление работ имеет большое научное и народно-хозяйственное значение. Обеспечение зелеными кормами в зимнее время для ликвидации дефицита витаминов и питательных веществ в рационе питания животных является большим резервом в увеличении производства мяса и молока.

Материал, условия и методика проведения исследований

Экспериментальные работы по подбору кормовых культур на зеленый криокорм проводились в 2002-2004 гг. на научно-производственном стационаре в ОПХ «Покровское» Хангаласского улуса.

Почвы в районе исследований – мерзлотные пойменные дерновые светлосерые супесчаные. Агрохимические показатели на начало исследований следующие: реакция щелочная – рН водная – 8,90, содержание гумуса – (по Тюрину) – 3,4 %, содержание подвижных форм азота среднее: N_нитр – 0.89 (метод Грандваль-Ляжу); подвижных форм фосфора среднее: Р₂О₅ – 13.3; калия (метод Эгнера-Рима) высокое: К₂О – 19.2 мг/100 г почвы.

Агротехника кормовых культур (сроки посева, норма высева, обработка почвы и др.) проводилась по рекомендациям ЯНИИСХ для кормовых культур [2].  Из минеральных удобрений использовались мочевина (46 % д.в.), двойной суперфосфат (46 % д.в.) и хлористый калий (60 % д.в.).

Для посева кормовых культур использовались семена районированных сортов: овес (сорт Покровский), горох (сорт Капитал), рапс яровой (сорт Восточно-Сибирский).

Годы исследований существенно различались по метеорологическим условиям. ГТК вегетационных периодов  составил – 0,25; 1,70; 0,89 соответственно по годам при среднемноголетнем показателе – 0,60.

Климат 2002 года характеризуется как засушливый и теплый. В течение вегетации сельскохозяйственных культур осадков выпало в 4 раза меньше нормы. Агрометеорологические условия вегетационного периода 2003 года характеризуются как благоприятные для роста и развития однолетних кормовых культур и накопления вегетативной зеленой массы. В июле месяце осадки выпали в виде кратковременных грозовых дождей. Так, количество осадков составило 156 мм  (при средней многолетней норме 48 мм), в августе осадков выпало два раза больше месячной нормы, что способствовало накоплению вегетативной зеленой массы на криокорм.

Климат 2004 года характеризуется как холодный. Гидротермический коэффициент активной вегетации растений (+10⁰ – +10⁰С) отмечается как увлажненный ГТК – 0,93 при норме 0,71 и для возделывания кормовых культур на зеленый криокорм считается благоприятным.

Схема опыта следующее: 1. Овес, 2. Овес + горох, 3. Овес+рапс.

Варианты удобрений: 1. без удобрений (контроль), 2. (NPK)₆₀, 3. (NPK)_120.

Площадь делянки 96 м². Ширина защитных полос между вариантами с удобрениями 4 м.  Посев произвели 22 июля

Полевые исследования проводились общепринятыми методиками:  «Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми севооборатами» [3] а также «Методика полевого опыта» Б.А. Доспехова [4].

 Зоотехнический анализ кормов выполнялся в лаборатории биохимии Якутского НИИСХ и в Республиканской агрохимлаборатории. При биоэнергетической оценке использованы «Методические рекомендации по биоэнергетической оценке севооборотов и технологий выращивания кормовых культур» [5], «Методическое пособие по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства [6].

 Математическая обработка проведена по Б.Н. Доспехову и статистической обработке на ПК программа Stalislibra-6.

Основная обработка почвы проводилась по типу зяби. Предпосевная обработка почвы состояла из дискования ЛДГ-10 в 2-3 следа или КПС-4 в сцепке с зубовыми боронами вдоль и поперек поля и прикатывания почвы гладкими водоналивными катками до и после посева.

Результаты и обсуждение

Улучшение качества зеленого корма и его хранение при консервации естественным холодом достигается  при поздних посевах однолетних кормовых культур, когда теплообеспеченность оставшегося вегетационного периода составляет 690 – 745°С и их уборка производится  с наступлением низких температур воздуха. Технология заготовки зеленого замороженного корма позволяет сохранить витамины и питательные вещества в корме, улучшает его качество под действием естественного холода [7].

В опытах по возделыванию кормовых культур на криокорм высокую продуктивность обеспечили все изучаемые культуры – овес, горохоовсяная смесь и рапсоовсяная смесь. По выходу сухой массы 3,1-7,1, валовой энергии 55,7-126,4 ГДж/га, кормовых единиц 2,29-4,90 обменной энергии 29,6-65,7 ГДж/га овес обеспечил наибольший показатель. Урожайность зеленой массы составила  12,3-28,4 т/га. Горохоовсяная  смесь по выходу протеина (0,19-0,73 т/га) и кормопротеиновых единиц (0,25-0,97 т/га) превосходит остальные культуры, обеспечивая урожайность зеленой массы  10,6-25,2 т/ га. Отмечается высокий сбор валовой и обменной энергии 47,8-115,0 и 26,0-60,0 ГДж/га соответственно. Рапсоовсяная смесь также обеспечила высокую продуктивность: урожайность зеленой массы составила 11,1-29,3 т/га, сбор кормовых единиц равен 1,80-4,16 т/га,  валовой энергии – 39,0-101,8 ГДж/га, обменной энергии- 21,1-54,8 ГДж/га (табл.1).

Применение минерального удобрения в разных дозах обеспечивает прибавку урожая от 12,0-18,0 т/га в сравнении с контрольным вариантом, что указывает на целесообразность  применения возрастающих доз минеральных удобрений.

Агроэнергетическая оценка культур на зеленый криокорм  показывает эффективность минерального удобрения, при этом выход валовой энергии (96,5-126,4 ГДж/га), обменной энергии (52,7-65,7Гдж/га) увеличивается в два раза по сравнению с контролем (табл.2).

Применение минерального удобрения обеспечивает увеличение приращения валовой энергии в 2-2,5 раза. Наибольший энергетический коэффициент отмечается при применении минерального удобрения в дозе (NPK)60  у всех изучаемых культурах – 4,45-4,56. При высокой дозе удобрений (NPK)₁₂₀ из изучаемых культур, агроэнергетически эффективным оказался овес, обеспечивший максимальный выход валовой энергии 126,4 ГДж/га, обменной энергии 65,7 ГДж/га, приращение валовой энергии 94,7 ГДж/га, при энергетическом коэффициенте 3,98 и при урожае зеленой массы 28,4 т/га.

Основным источником каротина для животных являются зеленые корма. Каротин является тем первоисточником, из которого в организме животных образуется витамин А и другие недостающие витамины. В наших исследованиях кормовые культуры для возделывания зеленого корма содержат 30,0-109,0 мг/кг каротина.

Выводы

Таким образом, эффективным агротехническим приемом возделывания кормовых культур на производство криокорма является посев зеленой массы овса, горохоовсяной  смеси и рапсоовсяной смеси, при этом наибольший энергетический коэффициент отмечается при применении минерального удобрения в дозе (NPK)60 – 4,56; 4,45; 4,45 соответственно. Содержание каротина в замороженных на корню зеленых кормах достигает до 109, 0 мг/кг.

Литература

  1. Roumyantsev, V.A. Criofeed in winter reindeer rations/ Program and absracts// 3^rd circumpolar agricultural conference.(Anchorage, 12-16 October, 1998). Hotel caption cook.- Alaska, Anchorage, 1998. – P. 25.

   2.Система ведения агропромышленного производства Республики Саха (Якутия) до 2005 г./РАСХН.Сиб. отд-ние. Якут. НИИСХ.- Новосибирск, 1999.

   3. Методические указания по проведению опытов с кормовыми севооборотами. – М.;  1974. – С. 9-17.

   4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М., Колос, 1978. – 416 с.

   5. Методические рекомендации по биоэнергетической оценке се-вооборотов  и технологий выращивания кормовых культур. – М.; 1989. – 23 с.

   6. Методическое пособие  по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства. М. : 1995. 173 с.

   7.  Румянцев В.А. Производство зеленого криокорма в Центральной Якутии : рекомендации/ Румянцев В.А., Румянцева Д.В. АН РС (Я).- Якутск: Полюс, 2011.- 24с.

References

1. Rumyantsev, V.A. Cryofeed in winter reindeer rations / Program andabracts // 3rd circumpolar agricultural conference. (Anchorage, 12-16 October, 1998). Hotel caption cook.- Alaska, Anchorage, 1998 .– P. 25.
2. The system of agricultural production of the Republic of Sakha (Yakutia) until 2005 / RAAS.Siberian brance,  Yakut SRIA.- Novosibirsk, 1999.
3. Guidelines for conducting experiments with feed crop rotation. – M .; 1974. – S.9-17.
4. Dospekhov, B.A. Field experience. Moscow: Kolos, 1978.- 416 p.
5. Guidelines for bioenergy assessment of crop rotation and forage crop cultivation technologies. – M .; 1989 .- 23 p.
6. Methodological manual on agri-energy and economic evaluation of technologies and systems of feed production. Moscow: 1995, 173 p.
7. Rumyantsev V.A. Green cryofeed production in Central Yakutia: recommendations / Rumyantsev V.A., Rumyantseva D.V. Science Academy, RS(Ya.) .- Yakutsk: Polus, 2011 .- 24s.