Как технологии возделывания влияют на качество кукурузного силоса: исследование

Кукуруза – одна из важнейших растениеводческих культур в мире. Высокая потенциальная урожайность и низкие затраты при выращивании обуславливают ее широкое распространение. В результате развития селекционного процесса зона выращивания кукурузы на силос значительно продвинулась на север и получила широкое распространение. Благодаря высокой производительности, при выращивании кукурузы, ее положительной отзывчивости на факторы интенсификации (удобрения, средства защиты растений), легкой возможности консервирования путем силосования и хорошей кормовой ценности кукурузного силоса, эта культура практически вытеснила из севооборотов другие кормовые культуры.

Благодаря селекции раннеспелых гибридов, возделывание кукурузы по зерновой технологии продвигается и в северные регионы России. Урожайность кукурузы на зерно в целом возрастала вследствие целенаправленного селекционного процесса, выведения высокоурожайных гибридов, расширения посевных площадей под ними. Поскольку в этих регионах обычно необходимы большие затраты на сушку зерна, при выращивании используют такие технологии, которые позволяют существенно снизить эти затраты. Сюда относится производство кормов из зерна и стержней, початков с обертками и их силосованием.

Кукурузный силос является одним из наиболее значимых факторов создания надежной кормовой базы высокопродуктивного молочного скотоводства. При его заготовке важно обеспечить максимальный выход питательных веществ с гектара посева, оптимальную питательную ценность и технологические свойства сырья. Цель выращивания кукурузы на силос — получить высокий урожай при хорошей кормовой ценности. Последняя задача определяется: 

• высоким содержанием сухого вещества в растении; 
• долей зерна (початков); 
• концентрацией энергии (МДж/кг СВ); 
• хорошей переваримостью кукурузного силоса; 
• пригодностью кукурузы для силосования.

Материал, схема и методика проведения исследований

Цель исследований: провести сравнительную оценку гибридов кукурузы ООО «Лимагрен РУ» при различных технологиях возделывания.

Исследования по сравнительной оценке гибридов кукурузы ООО «Лимагрен РУ» проводились в два этапа.

На первом этапе исследование гибридов кукурузы производилось на опытном поле Ярославского НИИЖК – филиала ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса». Почва в месте проведения опыта дерново-подзолистая среднесуглинистая с содержанием гумуса – 1,87%; рН – 5,1-5,6; Р2О5 – 278 мг/кг почвы; К2О – 128 мг/кг почвы. Опыт заложен методом расщепленных делянок с рандомизированным размещением вариантов опыта, повторность трехкратная.

В рамках опыта возделывание гибридов производилось по пяти технологиям, отличающимся по сочетанию применяемых удобрений и норме внесения минеральных удобрений:

Экстенсивная технология возделывания (ЭТ) или контроль (К) – без внесения удобрений (и органических, и минеральных). Органическая технология возделывания (ОТ) – внесение только органических удобрений. В качестве органических удобрений используются ячменная солома и 60 т/га навоза под зяблевую вспашку.  Биологизированная технология возделывания (БТ) – основана на биологических факторах с ограниченным применением минеральных удобрений. В целом комплекс включал в себя ячменную солому, 60 т/га навоза под зяблевую вспашку и внесение весной минеральных удобрений N50P50K60. Интенсивная технология возделывания (ИТ) – аналогична предыдущей технологии, отличается дозой минеральных удобрений. В целом комплекс включал в себя ячменную солому и 60 т/га навоза под зяблевую вспашку, весной минеральные удобрения N100P100K120. 

Высокоинтенсивная технология возделывания (ВТ) – аналогична биологизированной и интенсивной, характеризуется максимальной дозой, включая в себя: ячменную солому, 60 т/га навоза под зяблевую вспашку, весной N125P125K150. Кукуруза возделывалась после ячменя на зерно. Уборка ячменя проводилась в фазу полной спелости с одновременным измельчением соломы. По экстенсивной технологии заделывались только пожнивно-корневые остатки ячменя. Внесение удобрений и обработка почвы проводилась согласно технологиям возделывания. 60 т/га навоза вносили под зяблевую вспашку по всем технологиям возделывания за исключением экстенсивной. Форма внесения минеральных удобрений: сложные удобрения – азофоска (NPK – 16:16:16%), калийные – калий хлористый (60%). Минеральные удобрения вносились под предпосевную культивацию. Для реализации метода слепого контроля в эксперименте гибридам, полученным от заказчика были присвоены кодовые имена (табл. 1)

Исследования в лабораторных условиях проводились согласно методическим рекомендациям по проведению опытов по консервированию и хранению объемистых кормов [3]. Скошенную зеленую массу измельчали, закладывали в трехкратной повторности в стеклянные емкости в виде бутылок объемом 500 мл каждая. Емкости были снабжены устройством для ежедневного учета выделившихся газов в результате брожения. Зеленую массу силосовали в течение 40 сут. при t 20-24оС. Качество брожения определяли по количеству и составу продуктов брожения и степени подкисления.

Вегетационный период 2022 г. для Ярославской области можно охарактеризовать как засушливый. Основная масса осадков приходилась на весенний (май) и осенний (сентябрь) период (табл. 2).

Летний период характеризовался засушливыми условиями, количество осадков по месяцам составило от 30,2 до 75,6% от среднемноголетних показателей. Температура воздуха превышала среднемноголетние показатели на 4,9 – 9,7°С.

Высота растений кукурузы в зависимости от технологий возделывания.

Высота растений является значимым признаком при формировании урожайности. Считается, что более высокие растения сформируют более высокую урожайность. (таблица 3).

Статистическая обработка полученных данных по высоте растений в различные фазы вегетации растений показала отсутствие существенной разности между гибридами. Однако по значению высоты в среднем по технологиям возделывания гибриды можно расположить в следующем порядке от низкорослых к высокорослым: гибрид 1 (169,7 см), гибрид 3 (215,7 см), гибрид 2 (230,2 см), гибрид 4 (254,3 см).

Таблица 3 – Высота гибридов кукурузы по технологиям возделывания, см

Продуктивность кукурузы по технологиям возделывания

Кукуруза, включенная в кормовой севооборот, – одна из основных культур современного земледелия. Это растение характеризуется разносторонним использованием и высокой урожайностью. Урожай характеризует общий объем производства продукции данной культуры, а урожайность – продуктивность этой культуры в конкретных условиях ее возделывания. Урожайность является решающим показателем, определяющим эффективность того или иного агроприема. По потенциальной урожайности, окупаемости затрат и энергетической питательности кукуруза превосходит все кормовые культуры (таблица 4).

Наименьшая урожайность получена у гибрида 1, составившая в среднем по технологиям возделывания 226,8 ц/га. Наибольшая урожайность получена по гибриду 3, составившая в среднем 398,9 ц/га. Несущественно по урожайности гибриду 3 уступает гибрид 4, урожайность которого составила в среднем 347,6 ц/га.

Реакция гибридов на технологии была различной. У гибрида 1 отмечается достоверная прибавка урожайности зеленой массы при возделывании по интенсивной и высокоинтенсивной технологиям на 49,3 и 57,8% к контрольному варианту. Сбор сухого вещества, кормовых единиц, сырого протеина и обменной энергии так же имеют максимальные значения на этих вариантах. Наибольшая урожайность зеленой массы у гибрида 2 получена при возделывании по высокоинтенсивной технологии, прибавка к контролю составила при этом 62,0%. Такая же тенденция отмечается и по сбору питательных веществ с гектара. 

Таблица 4 – Продуктивность кукурузы в зависимости от технологий возделывания

Наиболее отзывчивыми на технологии являются гибрид 3 и 4. По гибридам получены достоверные прибавки урожайности зеленой массы при возделывании по биологизированной, интенсивной и высокоинтенсивной технологиям. Так сочетание органических удобрений и минимальных норм

минеральных удобрений позволяет повысить урожайность по сравнению с контрольным вариантом на 48,5-51,6%. Средние нормы минеральных удобрений по интенсивной технологии обеспечили прибавку урожайности на 47,7-51,6%. На высокоинтенсивной технологии, предусматривающей сочетание органических удобрений и максимальных доз минеральных удобрений, получены максимальные значения урожайности, превышающие контрольный вариант на 77,7-92,0%. По гибриду 3 получена так же достоверная прибавка урожайности при возделывании по органической технологии, где применялись только органические удобрения (навоз и ячменная солома). Подобная тенденция отмечается и по сбору сухого вещества, кормовых единиц, сырого протеина и обменной энергии.

Химический состав зеленой массы кукурузы

Важным моментом при силосовании является обеспечение концентрации сухого вещества в зеленой массе в пределах 30-35 %, что повышает критический предел активной кислотности (рН), ограничивающий развитие маслянокислых бактерий и позволяет существенно улучшить сбраживаемость растений, делая возможным их силосование с препаратами молочнокислых бактерий. При постановке опыта содержание сухого вещества в зеленой массе кукурузы варьировало от 29,48% до 39,51%. В среднем по всем вариантам показатель содержания сухого вещества составил 32,26%.

По экстенсивной технологии наибольшее содержание сырого протеина получено у гибрида 3, его значение равно 7,64%, гибрид 1, гибрид 2 и гибрид 4 имеют значения меньше на 0,16%, 2,0% и 2,6%, соответственно (таблица 5). Наибольшее содержание сырой клетчатки получено у гибрида 4, ее значение равно 22,37%, а у гибридов этот показатель меньше на 10,03%, 7,07% и 7,12%, соответственно. Содержание азота больше у гибрида 3 и его значение равно 1,22%, а гибрид 1, гибрид 2 и гибрид 4, имеют значения меньше на 0,02%, 0,32% и 0,41%, соответственно. Большее содержание сырой золы имеет также гибрид 3, и оно равно 3,45%, содержание сырой золы у гибрида 1, гибрида 2 и гибрида 4 меньше на 0,05%, 0,38% и 0,25%, соответственно. Большее содержание сырого жира отмечено у гибрида 2, его значение равно 2,56%, гибрид 1, гибрид 3 и гибрид 4, имеют меньшие значения на 0,24%, 1,86% и 0,92%, соответственно. Большее содержание БЭВ имеет гибрид 1, его значение равно 74,47%, гибрид 2, гибрид 3 и гибрид 4, имеют меньшие значения на 1,05%, 1,51% и 6,73%, соответственно. Наибольшее содержание сахара имеет гибрид 3, его значение равно 12,52%, гибрид 1, гибрид 2 и гибрид 4, имеют меньшие значения на 7,96%, 4,61% и 2,61%, соответственно.

Большее содержание крахмала отмечено у гибрида 4 его значение равно 25,19%, гибрид 1, гибрид 2 и гибрид 3имеют меньшее содержание на 4,15%, 2,51% и 7,9%, соответственно. Большее содержание фосфора отмечено у гибрида 1 и его значение равно 1,97 г/кг, гибрид 2, гибрид 3 и гибрид 4 имеют меньшее содержание на 7,1%, 4,6% и 12,7%, соответственно. Большее содержание калия отмечено у гибрида 3, его значение равно 0,83%, гибрид 1, гибрид 2 и гибрид 4 имеют меньшее содержание на 0,07%, 0,05% и 0,13%, соответственно. Большее содержание 1,32 кормовые единицы в 1 кг СВ отмечено у гибрида 1, гибрид 2, гибрид 3 и гибрид 4 имеют меньшие значения на 8,3%, 7,6% и 25,8%, соответственно. Большее содержание ОЭ отмечено у гибрида 1 и его значение равно 12,78 МДж, гибрид 2, гибрид 3 имеют меньшие значения на 4,1%, а гибрид 4 имеет меньшее значение на 14,2%. Большее содержание перевариваемого протеина отмечено у гибрида 1, его значение равно 11,66 г/кг, гибрид 2, гибрид 3 и гибрид 4 имеют меньшее значение на 47%, 4,9% и 60,5%, соответственно.

Применение минеральных и органических удобрений способствовало повышению значений таких показателей как: сырого протеина, БЭВ, крахмала, калия, кормовых единиц, ОЭ и перевариваемого протеина. Но также применение удобрений способствовало понижению значений показателей, как содержание сырого протеина, клетчатки, азота, сырой золы, сахара и фосфора.

Химический состав кукурузного силоса

Химический состав и питательность опытных вариантов кукурузного силоса представлены в таблице 6. На момент окончания ферментации содержание сухого вещества в контрольных и опытных вариантах по сравнению с исходной зеленой массой изменялось по-разному. Увеличение содержания сухого вещества отмечается в 10-ти вариантах с диапазоном от +0,62% (гибрид 1 по высокоинтенсивной технологии) до +16,83% (контрольный вариант гибрида 1). Снижение содержания сухого вещества отмечается в 10-ти вариантах с вариативностью от -0,13% (гибрид 4 по органической технологии) до -13,11% (гибрид 3 по интенсивной технологии).

Содержание сырого протеина в опытных образцах кукурузного силоса варьировало в диапазоне от 5,83% (гибрид 4 по органической технологии) до 9,34% (гибрид 3 по интенсивной технологии).

Установлено, что по содержанию клетчатки все полученные в результате консервирования образцы корма соответствовали требованиям 1-го класса качества, вариативность содержания крахмала в сухом веществе кукурузного силоса составила от 18,37% (гибрид 3 по интенсивной технологии) до 30,61% (гибрид 1 по органической технологии).

Анализ переваримости сухого вещества методом «in vitro» в «искусственном рубце» в течение 48 часов показал, что наибольшее значение этого показателя выявлено у гибрида 3 по органической и высокоинтенсивной технологии (62,77%).

Заключение

Наибольшая урожайность зеленой массы кукурузы отмечена на высокоинтенсивной технологии. Наибольшая продуктивность отмечена на высокоинтенсивной технологии у гибрида 3, где урожайность зеленой массы составила 536,9 ц/га, сбор сухого вещества – 16,60 т/га, обменной энергии – 210,35 ГДж, кормовых единиц – 21,58 тыс. и сырого протеина – 1,24 т/га. Применение минеральных и органических удобрений способствовало повышению значений таких ценных показателей как: сырого протеина, БЭВ, крахмала, калия, кормовых единиц, ОЭ и перевариваемого протеина.

Автор: Харламов Игорь, продакт-менеджер по силосной кукурузе компании «Лимагрен»