Наукове обґрунтування технологічних аспектів виробництва високобілкової кормової рослинної сировини із багаторічних бобових трав

Размещено на http://allbest.ru

Наукове обґрунтування технологічних аспектів виробництва високобілкової кормової рослинної сировини із багаторічних бобових трав

Ю.А. Векленко, О.М. Козленко, М.М. Бадюк

Анотація

Мета. Забезпечити максимальну реалізацію продуктивного потенціалу бобових трав у виробництві кормової рослинної сировини з підвищеним вмістом сирого протеїну.

Методи. Загальноприйняті широко апробовані методики науково-дослідної роботи з кормовиробництва, діалектичний метод наукового пізнання, спостереження, порівняння, абстрактно-логічний та статистико-математичний аналіз.

Результати. Вивчено різну інтенсивність онтогенезу, динаміку накопичення зеленої маси й сухої речовини та параметри якісного складу багаторічних бобових трав. Встановлено критичні мікростадії розвитку, коли вміст сирого протеїну в сухій речовині рослин знижувався нижче 20,0%. Для верхових видів бобових трав це була 49 мікростадія розвитку, що відповідає повній бутонізації рослин, а для низових видів - 5-9 мікростадії розвитку, що відповідає початку цвітіння.

Теоретично обґрунтовано технологічну модель виробництва кормової сировини із багаторічних бобових трав з оцінкою за рівнями кормової продуктивності та показниками якості рослинної сировини. Встановлено, що позакореневе підживлення травостоїв біопрепаратами Нановіт Гуміно Макс, Нановіт Аміно Макс та Вітазим Біо в дозі 1 л/га на фоні локального внесення N60P60K60 у рядки при сівбі трав, забезпечило одержання 3 укосів за сезон із значною перевагою продуктивності досліджуваних видів над контролем.

Приріст зеленої маси становив 12,3-31,0 т/га, що на 27,5-70,1% більше, ніж на контролі, а приріст сухої речовини - 2,8-5,9 т/га або на 29,7-66,2% більше.

Висновки. Розроблена модель технології вирощування багаторічних бобових трав забезпечує оптимальний баланс між високою продуктивністю та якістю рослинної сировини. Доведено, що позакореневе підживлення біопрепаратами в поєднанні з локальним внесенням добрив забезпечує значне збільшення врожайності зеленої маси, сухої речовини та вмісту сирого протеїну. Застосування інноваційної системи удобрення в поєднанні з диференційованою за макростадіями розвитку рослин системою використання сприяє значному збільшенню кормової продуктивності рослинної сировини бобових трав для заготівлі високоякісних кормів із підвищеним вмістом сирого протеїну.

Ключові слова: бобові трави, рослинна сировина, сирий протеїн, кормова продуктивність, якість.

Вступ

Постановка проблеми. На сьогоднішній день надзвичайно актуальним завданням є розробка технологій вирощування багаторічних бобових трав як високобілкових культур для заготівлі високоякісної кормової сировини та виготовлення різних видів кормів для с. -г. тварин і птиці [6]. Характерними особливостями цих технологій має бути досягнення високих параметрів якості кормової продукції на кожному етапі процесу, які в кінцевому рахунку вплинуть на одержання кормів із заданими показниками згідно існуючих стандартів якості [8].

Одним із найбільш ефективних шляхів збільшення виробництва високоякісних кормів за одночасного зниження антропогенного пресу на орні землі та економії енергоресурсів в умовах дороговартості синтезованих мінеральних добрив і пестицидів є використання біологічних природних чинників інтенсифікації кормовиробництва - реалізація потенціалу самих багаторічних бобових трав за рахунок використання водорозчинних біопрепаратів та комплексних мікродобрив, збалансованих за макро - і мікроелементним складом, біологічно-активними речовинами для активізації симбіотичної азотфіксації, стійкості до біотичних чинників (посуха, підвищенні температури), підвищення ефективності використання фотосинтезу, інтенсивності фізіологічних обмінних процесів тощо [ 5].

Багаторічні бобові трави на відміну від однорічних культур зростають на одному місці від 2-3 і більше років, тому вони дуже вимогливі до забезпечення поживними речовинами, потреба в яких залежить від віку травостою та фази розвитку трав [4].

Розрізняють три періоди максимального споживання елементів живлення багаторічних трав упродовж вегетації: 1) з моменту утворення стебел до початку появи бутонів; 2) від початку бутонізації до початку цвітіння; 3) з моменту повного цвітіння і до визрівання насіння. Останні два періоди мають вирішальне значення для насінництва [14], а перший - для одержання високого рівня обсягу та якості рослинної маси [1]. Тому забезпечення рослин багаторічних бобових трав необхідними макро і мікроелементами, амінокислотами та фітогормонами саме в період інтенсивного стеблування, суттєво стимулює активність рослинного організму, активізує захисну систему проти дії несприятливих факторів і забезпечує гарантоване підвищення урожайності та якості рослинної біомаси [2].

Мета досліджень. Забезпечити максимальну реалізацію продуктивного потенціалу бобових трав за роками використання з одержанням кормової рослинної сировини з підвищеним вмістом сирого протеїну.

Матеріали і методи

Дослідження із впливу ефективності удобрення посівів та визначення оптимальних строків скошування травостоїв багаторічних бобових трав проводили впродовж 2016 -2022 рр. на стаціонарних дослідних ділянках Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН, які розташовані в Вінницькому районі Вінницької області на сірому лісовому опідзоленому ґрунті із середнім забезпеченням поживними речовинами (49°10'32''N; 28°22'54''Е). кормовиробництво бобовий протеїн рослина

Предметом дослідження слугували види багаторічних трав з різним типом розміщення надземної маси - верхового типу - люцерна посівна, еспарцет виколистий, конюшина лучна, буркун білий та низового типу лядвенець рогатий і конюшина повзуча. Для локального удобрення використовували нітроамофоску (16:16:16), яку вносили в рядки одночасно з висівом насіння трав в нормі по 60 кг поживних речовин на 1 га. Для позакореневого підживлення посівів використовували водний розчин із органо - мінеральних добрив. Використовували такі біопрепарати:

- Нановіт Аміно Макс (Польсько-Українська компанія «AGROVIT GROUP») - висококонцентрований комплексний біостимулятор-антистресант насичений високим вмістом L-амінокислот у поєднанні із макро- і мікроелементами та широким спектром фітогормонів і моносахаридів.

- Нановіт Гуміно Макс (Польсько-Українська компанія «AGROVIT GROUP») - рідке висококонцентроване органічне добриво на основі гумату калію з високим вмістом гумінових і фульвокислот в поєднанні із широким спектром макро- та мікроелементів.

- Вітазим Біо (Біостимулянтс Інтернешенл Інк, США) - регулятор росту рослин (д.р. брасиностероїди - 65-110 мкг/г + 28-гомобрасинолід - 25-40 мкг/г + доліхолід - 20-35 мкг/г + брасінон - 20-35 мкг/г + 1-триаконтанол - 60-90 мкг/г + вітамін Ві (тіамін) - 3-5 мкг/г + вітамін В₂ (рибофлавін) - 0,2-0,4 мкг/г + вітамін В₆ - 1-3 мкг/г).

Норма витрати водного розчину за обприскування вегетативної маси трав 300 л/га, норма внесення біопрепаратів Нановіт Аміно Макс, Нановіт Гуміно Макс і Вітазим Біо була рекомендованою та становила по 1 л/га кожного препарату.

У процесі проведення досліджень використовували загальноприйняті широко апробовані методики науково-дослідної роботи з кормовиробництва із застосуванням діалектичного методу наукового пізнання, спостереження, порівняння, абстрактно-логічного та статистико-аналітичного аналізу.

Результати досліджень і обговорення

Традиційно, вирощування багаторічних кормових трав базується на застосуванні фосфорно-калійних добрив один раз на три-чотири роки використання травостою та азотних - щорічно роздрібнено, під кожен укіс, із нормою внесення 60 -100 кг/га [9].

За такого підходу, система удобрення багаторічних травостоїв направлена лише на забезпечення основними макроелементами (азот, фосфор, калій) в вигляді гранульованих добрив за внесення їх у ґрунт або на його поверхню, ефективність засвоєння яких рослинами на пряму залежить від вологості ґрунту, а застосування необхідних для багаторічних трав мікроелементів не передбачено взагалі.

Більш прогресивним є спосіб удобрення злаково-бобових травостоїв, який передбачає внесення повного мінерального добрива поверхнево в поєднанні із позакореневим підживленням рослин під час вегетації водорозчинними хелатними добривами [11].

Недоліком цього способу є те, що всі добрива, які використовуються, мають суто хімічне походження, що може негативно вплинути на якість вирощеної продукції. В той же час не конкретизовано термін позакореневого підживлення під час вегетації, що має суттєвий вплив на його ефективність і задоволення фізіологічних потреб рослин. Крім того, вищезгадані технологічні аспекти, поряд із задекларованим збільшенням обсягу врожаю багаторічних трав, не передбачають встановлення регламенту скошування зеленої маси та оцінку її якості.

Поряд з тим, висока продуктивність, не завжди означає високу якість рослинної сировини. Попередніми дослідженнями вчених Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН встановлено, що вміст сирого протеїну і перетравність органічної речовини обернено корелюють із урожайністю в міру зростання рослин впродовж проходження ними фаз росту і розвитку [6, 12].

Процес проходження рослиною окремих якісно різних етапів індивідуального життя від проростання насіння до відмирання особини в рослинницькій науці прийнято називати онтогенезом. Широко відомі узагальнені етапи онтогенезу: ембріональний, ювенільний, зрілості, розмноження, старіння та відмирання.

Зазвичай на практиці ведеться періодизація онтогенезу на основі реєстрації фенологічних фаз: проростання насіння, сходи, кущення, вихід у трубку, колосіння, цвітіння, налив, дозрівання зерна. Широке розповсюдження має також періодизація онтогенезу за Ф.М. Куперман, в якій онтогенез поділяється на 12 основних етапів, які враховують рівень диференціації конусу наростання.

Для багаторічних трав Т.А. Работновим запропоновано розподіл особин за їх віковим станом на 11 етапів: насіння, проростки, ювеніли, іматурні особини, віргінільні особини, генеративні особини (з відокремленням для них 3 під етапів), субсенільні, сенільні та відмираючі. За Фекесом у культурних рослин виділяють 20 етапів онтогенезу, а за найбільш роздрібненою шкалою Задокса - навіть 100 [3].

Останнім часом велику популярність у світовій науці і практиці отримала розроблена німецькими вченими уніфікована система кодування стадій розвитку однодольних і дводольних видів рослин, відома як шкала ВВСН [14].

Вона базується на вищезгаданій шкалі Задокса та ґрунтується на двозначних кодах з визначенням основних (базових для всіх рослин) макростадій (від 0 до 9), кожна з якої складається із другорядних мікростадій (від 0 до 9). Лише самих основних макростадій росту недостатньо для точного визначення конкретного стану рослини, оскільки вони завжди описують проміжки часу в процесі її розвитку, тому другорядні мікростадії, як більш короткі етапи розвитку, характерні для кожного виду, використовуються для більшої точності оцінки розвитку рослини. Комбінація цифр основної макростадії та другорядної мікростадії призводить до двозначного коду, який і є шкалою ВВСН для точного визначення всіх фенологічних стадій росту більшості видів рослин.

У виробничих умовах, з метою збільшення кількісних показників виробництва кормів, зелену масу, як правило, скошують у пізні фази вегетації рослин: бобові - у фазі середини цвітіння або навіть кінця цвітіння, злакові - у фазі середини і кінця цвітіння, що істотно погіршує зоохімічний склад і поживність кормової сировини внаслідок значного накопичення в сухій речовині клітковини, що суттєво знижує перетравність всіх поживних речовин та продуктивну дію.

Тому термін збирання в оптимальні фази розвитку рослин багаторічних трав узагалі, а високобілкових бобових видів зокрема, є одним з найважливіших факторів інтенсифікації виробництва високоякісної кормової рослинної сировини.

Зазвичай науковцями рекомендовано проводити скошування люцерни у фазі бутонізації і початку цвітіння, конюшини - у фазі початку і до середини цвітіння, злакових трав - у фазі виходу у трубку і колосіння, як у найбільш оптимальні за поживністю фази вегетації рослин за найвищого вмісту у них найцінніших поживних речовин (перетравного протеїну, жиру, легкоперетравних вуглеводів, мінеральних речовин і вітамінів) та за оптимального рівня сухої речовини, обмінної енергії і клітковини [ 12, 13].

Але такі рекомендації строків скошування багаторічних трав, і особливо, бобових видів трав є не конкретними й знаходяться в часовому діапазоні міжфазних періодів згідно узагальнених етапів онтогенезу рослин, які мають різну тривалість залежно від виду трав і циклу використання (укосів) впродовж вегетації (20 і більше діб), що ускладнює своєчасність прийняття рішень за інтенсивної технології заготівлі кормів, а також може призвести до суттєвих втрат якості рослинної сировини в цей критичний період укісної стиглості.

Дослідженнями вивчено різну інтенсивність онтогенезу, динаміку накопичення зеленої маси й сухої речовини та параметри якісного складу багаторічних бобових трав із визначенням спільних для кожного виду і типу рослин критичних мікростадій розвитку, коли вміст сирого протеїну в сухій речовині рослин знижувався нижче 20,0%.

Враховуючи встановлену суттєву відмінність у формуванні продуктивності між верховими та низовими видами трав, результати фенологічних спостережень, обліків і аналізів узагальнено окремо для видів із різним типом розміщення надземної маси в табл. 1 і 2.

Так, для верхових видів багаторічних бобових трав критичною точкою зниження заданого параметру сирого протеїну було настання 49 мікростадії розвитку рослин за шкалою ВВСН (плодоносні вегетативні частини рослин набули остаточного розміру), що відповідає повній бутонізації рослин за традиційною системою оцінки етапів онтогенезу бобових видів, коли висота рослин досягла 45-60 см за урожайності зеленої маси 17,8-21,1 т/га.

В низових бобових видів граничне зниження вмісту сирого протеїну в сухій речовині трав відбувалось на етапі 5 макростадії 5 -9 мікростадіях розвитку (з появи перших квіткових бруньок до появи пелюсток першої квітки), що відповідає фенофазі початку цвітіння бобових рослин, коли висота їх рослин сягала, відповідно, 38-55 см при загальній продуктивності посівів 12,1-12,5 т/га зеленої маси.

Таблиця 1 Продукційний потенціал верхових багаторічних бобових трав у різні стадії розвитку за шкалою ВВСН

Таблиця 2 Показники продуктивності низових багаторічних бобових трав у різні стадії розвитку за шкалою ВВСН

Нами проведено теоретичне обґрунтування технологічної моделі виробництва кормової сировини із багаторічних бобових трав із диференційованою оцінкою між рівнями кормової продуктивності посівів за макростадіями розвитку рослин і відповідними показниками якості рослинної сировини, яку за рахунок інструменту сучасних технологій можна “перенести” у кінцевий продукт - високоякісний корм. Суть полягає в тому, щоб максимально підвищити рівень продуктивності посівів багаторічних бобових трав на ранніх етапах розвитку за рахунок застосування інтенсивної технології їх вирощування, яка включає основний обробіток ґрунту, передпосівну культивацію, інокуляцію насіння, безпокривну сівбу різних видів багаторічних бобових трав, удобрення травостоїв, хімічний захист посівів, скошування зеленої маси (рис. 1).

Рис. 1. Схема моделі виробництва високобілкової кормової рослинної сировини із багаторічних бобових трав

Інноваційною складовою цієї моделі технології є система удобрення посівів із внесенням повного мінерального добрива в запас локально, одночасно із сівбою трав, позакореневим підживленням посівів органо-мінеральними комплексними добривами - Нановіт Гуміно Макс, Нановіт Аміно Макс і Вітазим Біо в дозі по 1 л/га перед кожним укосом в період проходження рослинами 25 -30 мікростадій розвитку за шкалою ВВСН, а також система використання посівів із скошуванням травостоїв у фази розвитку рослин, оптимальні за вмістом сирого протеїну та сухої речовини, зокрема: для верхових видів у період проходження рослинами 45-49 мікростадій та низових і напівверхових видів - 55-59 мікростадій розвитку за шкалою ВВСН. Ефективність застосування запропонованої моделі представлено в табл. 3.

Таблиця 3 Вплив способів удобрення на продуктивність багаторічних бобових трав

Размещено на Allbest.ru