Лабораторная работа 4.1 Приемы создания и эффективного использования культурных пастбищ

закон равнозначимости, или незаменимости, факторов – для нормальной жизнедеятельности трав исключение какого-либо, даже незначительного фактора не может быть ничем компенсировано;

закон ограничивающего фактора, или закон минимума, - всякие дополнительные затраты без учета фактора, находящегося в минимуме, не могут дать должного эффекта; закон минимума определяет систему земледелия, способы обработки почвы, проведение мероприятий по осушению и орошению лугов;

закон возврата – для поддержания плодородия почвы в нее необходимо вносить питательные вещества, потребляемые травами на создание урожая; правильно определенные дозы удобрений способствуют прогрессивному повышению плодородия почвы и определяют возрастающую по спирали эффективность одних и тех же удобрений;

закон оптимуми, или закон совокупного действия факторов, - наивысшую продуктивность растений обеспечивает только оптимальное соотношение разнообразных факторов; при разработке технологических карт в хозяйствах следует учитывать конкретные условия луга и на основе этого планировать систему удобрения, сроки посева, норму высева семян и т.д.;

закон критического периода луговых трав по отношению к фосфору – если растения в начале развития перенесли фосфорное голодание, то формирование высокого урожая даже при хорошей обеспеченности фосфором в последующий период уже невозможно;

закон физиологических часов – в зависимости от продолжительности светового дня и интенсивности освещения ускоряется или замедляется развитие растений;

закон регуляторной системы растений – травы беспрерывно реагируют на изменение внешней среды; наивысший урожай можно получить лишь в том случае, когда условия среды соответствуют биологическим особенностям растений, обусловленным генотипом. Это должно учитываться при районировании сортов и видов трав. Поливы и подкормки травостоев следует осуществлять по сигналу, поступающим от растений.

Применительно к травостоям нужно учитывать следующие показатели: приход фотосинтетически активной радиации (ФАР); коэффициент использования солнечной энергии травами; влагообеспеченность травостоев (т/га); коэффициент водопотребления их; урожай, который может быть получен за счет влагозапасов почвы и прихода солнечной энергии (т/га); количество воды, необходимое для получения запланированной прибавки урожая, то есть оросительная норма (м³/га); уровень эффективного плодородия почвы (количество N, P₂O₅, K₂O на 100 г почвы, кг/га); коэффициент использования питательных веществ из почвы (%); вынос элементов питания с планируемым урожаем (кг/га); уровень урожая, который может быть получен за счет эффективного плодородия почвы (т/га); коэффициент использования питательных веществ минеральных удобрений (%); планируемая прибавка урожая, для получения которой потребуется внести питательные вещества с минеральными удобрениями (кг/га).

Например, в условиях Северного Казахстана за период май-сентябрь приход на га площади ФАР составляет 13,8-14,7 млрд. кДж энергии, в том числе при температуре воздуха больше +10 ⁰С – 12,6-13,0 млрд. кДж/га. Здесь же за вегетационный период развития многолетних трав приход ФАР в среднем составляет 13,4-14,7 млрд. кДж энергии га.

Потенциальная продуктивность биологической массы по приходу ФАР можно определить по следующей формуле: У=QФАР • К/100 • С, где У – потенциально возможная продуктивность абсолютно сухой биомассы, кг, ц/га; QФАР – приход ФАР за период роста и развития культур, кДж/га; К – коэффициент использования ФАР, %; С – необходимая энергия ФАР для формирования единицы продуктивности кДж/кг (для Северного Казахстана этот показатель в среднем равен 16,75 тыс. КДж/га). Если мы примем, что коэффициент использования ФАР 1,5%, а приход ФАР=14,5 млрд. кДж/га, тогда возможная продуктивность трав будет равна У=14,5 млрд. кДж/га • 1,5%/16,75 тыс. кДж/га • 100 = 12985 кг, или 129,8 ц/га. Но ограничивает сбор таких урожаев влагообеспеченность. По средним многолетним данным, в условиях Павлодарской области выпадает 260 мм осадков, или 2600 т/га. Из них около 30% (780 т/га) приходится на непроизводительные расходы, на сток при таянии снега и испарение с поверхности почвы. Следовательно, запасы продуктивной влаги равны 1820 т/га. Разделив этот показатель на коэффициент водопотребления агрофитоценозов пастбищ (600), получают величину возможного урожая сухого вещества за счет влагозапасов почвы (1820 : 600 = 3,03 т/га). Затем рассчитывают оросительную норму на планируемую прибавку урожая. Допустим, планируемый сбор сухого вещества равен 6 т/га, тогда прибавка урожая составит 2,97 т/га (6 – 3,03 = 2,97). Умножением прибавки урожая на принятый коэффициент водопотребления определяют оросительную норму. В нашем примере она равна 1782 м³/га (2,97 • 600 = 1782). Приняв коэффициент использования поливной воды равным 0,8, получают окончательную оросительную норму (1782 : 0,8 = 2227,5 м³/га).

При закладке культурного пастбища с планируемым урожаем 5 т сухого вещества с 1 га делают следующий расчет: вынос питательных веществ на 1 т сухого вещества трав составляет 30 кг азота, 6,5 кг фосфора и 25 кг калия, на планируемый урожай 5 т сухого вещества возможный вынос составит: 150 кг азота (5 • 30), 32,5 кг фосфора (5 • 6,5) и 125 кг калия (5 • 25). Некоторую часть питательных веществ растения усваивают из почвы, за вычетом которых определяют потребность трав в элементах питания минеральных удобрений. Таким образом, в данном случае требуется 120 кг азота, 9,5 кг фосфора и 94 кг калия (таблица 15).

Например, в Северном Казахстане требуется определить дозу внесения двойного суперфосфата под люцерну при следующих условиях:

-планируемый урожай сена – 22 ц/га;

-содержание Р₂О₅ в почве – 1,5 мг на 100 г (по Мачигину);

-пахотный слой почвы – 0,25 м;

-в двойном суперфосфате содержится 50% Р₂О₅;

-объемная масса почвы – 1,2 г/см³.

Рассчитывается содержание доступного доля растений фосфора в пахотном слое почвы по формуле: П=n•d•h•100, где П – содержание доступного для растений фосфора (Р₂О₅) в пахотном слое почвы, кг/га; n – содержание доступного для растений фосфора по Мачигину, мг на 100 г почвы; d – объемная масса почвы, г/см³; h – пахотный слой, м. Значит П =1,5•1,2•0,25•100=45 кг/га.

Рассчитывается вынос фосфора планируемым урожаем по формуле: В = УּК, где В – вынос фосфора планируемым урожаем, кг/га; У – планируемый урожай зерна, ц/га; К – вынос фосфора на 1 ц зерна, кг. Значит В = 22ּ0,6=13,2 кг/га.

Расчет доз по потребности проводится по формуле: N_y = У•В/К, где N_y – потребность в азоте, кг/га; У – планируемый урожай, ц/га; В – вынос азота 1 ц зерна, кг; К – средний коэффициент использования азота из удобрений. Пример – на выщелоченном черноземе после кукурузы планируется получить урожай 25 ц/га. Потребность в азоте составляет: N_y = 25•4,5/0,7.

Для облегчения работы по составлению системы удобрения рекомендуется формула:

Д = (100ּВ) - (ПּК_п)

СּК_у

где Д – доза удобрения, кг/га; В – вынос элементов минерального питания с планируемым урожаем, кг/га; П – питательные вещества почвы, кг/га; К_п – коэффициент использования питательных веществ из почвы, %; К_{у –} коэффициент использована питательных веществ из удобрений, %; С – содержание действующего вещества в удобрении, %.

Исследования показали, что для получения запланированных урожаев 40-50 т зеленой массы с 1 га на почвах среднего плодородия необходимо ежегодно вносить на 1 га 200-250 кг азота, 60-80 кг фосфора, 100-120 кг калия.

Эффективным средством, от которого зависит получение гарантированно высоких урожаев на пастбищах при любых погодных условиях, является орошение. Оно также способствует более равномерному распределению пастбищного корма по циклам стравливания, влияет на лучшее усвоение травами питательных веществ из почвы и удобрений, улучшает микроклимат.

Необходимость полива и величину оросительной нормы, то есть количество воды, требуемой для восполнения сезонного дефицита влаги, определяют по уравнению водного баланса. В упрощенном виде его можно записать так: Е = Р ± ∆W + M + I – O, где Е – суммарное водопотребление, то есть испарение воды растениями и почвой за вегетацию, м³/га; Р – количество осадков за вегетацию, м³/га; ∆W – изменение влагозапасов почвы, м³/га, рассчитывается как разница между содержанием воды в почве в весенний период и в конце вегетации (обычно в слое не менее 0-100 см); М – оросительная норма, м³/га; I – приток грунтовых вод, м³/га; О – отток в грунтовые воды, м³/га. Преобразуя данную формулу, получаем: М = Е – Р ± ∆W – I + O. Значить, величина оросительной нормы это разница между расходными (суммарное испарение, отток грунтовых вод) и приходными (осадки, приток грунтовых вод) статьями водного баланса.

Суммарное водопотребление наиболее точно устанавливают при использовании лизиметров. В практике его можно рассчитать на основании коэффициента водопотребления, то есть количества воды, расходуемого травостоем на образование 1 т сухого вещества.

Количество осадков определяют как среднемноголетнее за вегетационный период. Поскольку вегетация трав продолжается фактически все теплое время года, то обычно берут среднемноголетние данные за 6 мес. – с последней декады апреля до второй (включительно) декады октября. При более точных расчетах следует принимать во внимание только эффективные осадки (более 5 мм в сутки).

Показатель ∆W представляет собой разницу между весенним запасом воды в расчетном (корнеобитаемом) слое и остатков воды в данном слое в конце вегетации на орошаемых пастбищах. Количество доступной влаги можно рассчитать, вычитая из запаса воды в почве, который она способна удержать в состоянии полного насыщения (при 100% НВ), количество воды в ней при влажности, соответствующей разрыву капилляров. Эта разница характеризует активный запас влаги в почве. Она зависит главным образом от механического состава почвы и содержания в ней гуминовых веществ.

Приток грунтовых вод при расчете оросительных норм принимают во внимание, если они находятся на глубине 2 м от поверхности почвы и менее. Использование их растениями также зависит от механического состава почв.

Отток в грунтовые воды, или вертикальная фильтрация, происходит при избыточном увлажнении верхнего слоя почвы.

Расчет поливного режима. Поливной режим представляет совокупность норм, сроков и числа поливов.

Сроки (время) полива устанавливают различными методами. Чаще всего необходимость полива трав определяют по состоянию влажности почвы в корнеобитаемом слое (0-30 или 0-40 см). Обычно очередной полив культурных пастбищ проводят спустя 2-3 дня после стравливания травостоя. Межполивной период длится 7 дней и более в зависимости от состояния влажности почвы, которая должна поддерживаться на уровне не ниже 70% НВ.

Точно время полива можно установить, исходя из физиологического состояния растений. В связи с этим в последнее время сроки поливов трав стали диагностировать по показателю концентрации клеточного сока, которая связана с водным режимом почвы. С увеличением влажности почвы концентрация клеточного сока снижается и ростовые процессы в растениях протекают более интенсивно. Оптимальная концентрация клеточного сока у злаковых пастбищных трав в молодом возрасте 2-4%. По мере иссушения почвы она возрастает до 10-12% и выше. Сигналом для полива можно считать концентрацию клеточного сока 4,5-5%, что соответствует влажности почвы 70-75% НВ.
Таблица 16 – Оросительные и поливные нормы для пастбищ

Местоположение	Норма воды, м3га		Число поливов
	оросительная	поливная
Суходолы, склоны балок	1500-1800	300	5-6
Поймы малых рек, днища балок, прирусловая пойма средних и крупных рек	1200-1500	300	4-5
Низинные луга, центральная пойма средних и крупных рек	900-1200	300	3-4
На культурных пастбищах при поддержании влажности средне-суглинистой почвы не ниже 70-85% НВ	1090-1610	230-270	4-7

Таблица 17 – Основные условия, определяющие способ и технику полива культурных пастбищ

Тип поливной машины	Допусти-мый уклон участка, микроре-льеф	Характерис-тика почвы и скорость впитывания в первый час, см	Полив-ные нор-мы, м3га	Факторы, ограничи-вающие примене-ние орошения
1	2	3	4	5
Широкозахват-ные дождеваль-ные машины (типа ДДА-100 МА и ДМУ-А-229-32, «Фрегат»)	0-0,02 (0,05); спокойный	Суглинистые, легкосугли-нистые, супесчаные, песчаные; 5-15 и более	100-600	Скорость ветра более 5-7 м/с, засоление почв, близкое залегание засоленных грунтовых вод
Дальнеструйные дождевальные агрегаты (типа ДДН-70)	0-0,01; различной сложности	То же	100-600	Скорость ветра более 2-2,5 м/с, засоление, размыв почвы
Среднеструйные дождевальные установки (типа ДКШ-64 «Волжанка»)	0-0,2; хорошо выровнен-ный	Тяжелосугли-нистые, суглинистые, легкосугли-нистые; 5-15 и менее	100-600	То же
Стационарные дождевальные системы с дальнеструй-ными насадками с использова-нием естествен-ного и искусст-венного напора	До 0,05; различной сложности	Суглинистые, легкосуглинистые, супесчаные, песчаные; 5-15 и более	50-600	Скорость ветра более 5 м/с

Поливную норму определяют по формуле: М = (В – В₁) • А • Н • 100; где М – поливная норма, м³га; В – влажность почвы, равная уровню НВ, %; В₁ – влажность почвы до полива, %; А – объемная масса почвы, м³/т; Н – толщина корнеобитаемого слоя, м.

Пример. Если влажность слоя почвы толщиной 0,4 м до полива была 20%, уровень влажности при НВ – 25% и объемная масса почвы – 1,3 м³/т, то поливная норма будет равна: М = (25 – 20) • 1,3 • 0,4 • 100 = 260 м³га.

Сумма всех поливных норм за вегетационный период составит фактическую оросительную норму. На практике можно использовать данные таблиц 16 и 17.

В аридной зоне культурные пастбища невозможны без стабильного орошения. В травостое с преобладанием люцерны вносят в основном только фосфорно-калийные удобрения с повышенными нормами фосфора. На злаковых травостоях при орошении в указанной зоне нормы внесения азота достигают 400-600 кг д.в. на 1 га, за счет чего продуктивность пастбищ возрастает до 15-20 тыс.корм.ед. с 1 га.

Особое место занимают профилактические мероприятия, проводимые против засоления. При этом в некоторых случаях на культурных пастбищах применяют механическое, промывное и химическое (гипсование) рассоление почв.

Пастбища являются главным поставщиком зеленого корма для молочного стада страны, обеспечивая 60-80% летней потребности в пастбищной траве. Однако продуктивность естественных пастбищ невысокая и отрастание травы на них в течение вегетационного периода неравномерное, что связано с цикличностью в онтогенезе луговых трав и зависимостью от погодно-климатических условий. Указанные недостатки летнего кормления молочного и мясного скота на естественных угодьях удается устранить лишь путем создания в каждом хозяйстве культурных пастбищ.

Культурные пастбища можно создавать на различных типах природных кормовых угодий.

Продуктивную площадь пастбищ определяют, исходя из планируемой урожайности. На неорошаемых пастбищах на одну корову, как правило, отводят 0,5-0,7 га. При орошении площадь сокращают до 0,25 га для коров и до 0,1 га для молодняка крупного рогатого скота. При закладке пастбищ необходимо предусматривать возможность расширения их в последующие годы в соответствии с плановым ростом поголовья скота в хозяйстве.

Продуктивность пастбищ поддерживается благодаря наличию в травостое таких улуговых трав, которые способны быстро отрастать после стравливания и давать устойчивый выход зеленой массы в течение всего пастбищного периода. При использовании загонной системы пастьбы повышается энергия кущения злаковых трав, особенно низовых. Выпас в полупустыне и пустыне играет большую положительную роль в семенном возобновлении растений, способствуя осыпанию созревших семян и одновременной заделке их в почву.

Большое значение имеет установление оптимальных сроков стравливания на пастбище.

При частом стравливании растения лишаются прежде всего листьев, в результате чего резко снижается быстрота накопления запасных веществ в подземных органах, травы уходят под зиму без необходимого запаса питательных веществ. Однако при редких стравливаниях растительность перерастает, грубеет, в результате чего плохо поедается скотом, и, следоватльно, не полностью используется травостой пастбища.

При определении сроков и числа стравливаний необходимо следить за степенью наиболее полного использования травостоя скотом. На большинстве пастбищ первое стравливание должно продолжаться не более 30 дней, второе можно начинать через 20-25 дней после первого, а последующие – через 30-40 дней. Урожай второй отавы значительно ниже по сравнению с первой, а третья отава в лучшем случае дает 50-60% урожая первого стравливания. При орошении и удобрении продуктивность по циклам стравливания выравнивается. Следует проводить 5-6 стравливаний за пастбищный сезон. Если пастбищные участки не могут быть использованы своевременно, их надо скашивать.

Чтобы правильно организовать выпас скота, необходимо знать емкость пастбищ (нагрузка), то есть определить, какое количество голов скота можно прокормить на гектаре данного пастбища в течение всего пастбищного периода.

Емкость пастбища можно определить достаточно точно, учитывая продуктивность пастбища, суточную потребность одного животного в пастбищном зеленом корме и продолжительность пастбищного периода в днях.

Суточная потребность в зеленом корме для различных видов животных следующая (кг на одну голову): коровы – от 60 до 90, молодняк крупного рогатого скота старше одного года – 30-40, молодняк до одного года – 15-25, овцы – 6-8, ягнята – 2-3, лошади – 30-40.

Продолжительность пастбищного периода в различных зонах в среднем составляет: в лесной зоне – 140-150 дней, в лесостепи – 160-200, в степи – 180-200 дней.

Пример расчета емкости пастбища. Предположим, что продуктивность пастбища составляет 40 т зеленой массы с 1 га, продолжительность пастбищного периода – 150 дней. Одной корове требуется в сутки 60 кг зеленого корма, следоватлеьно, на весь пастбищный период необходимо: (0,06 т ּ 150) = 9 т. Емкость пастбища составит: 40 т : 9 т = 4,4 коровы на 1 га. Таким образом, одной корове потребуется в течение пастбищного сезона 0,22 га пастбища. Зная размер площади для одной коровы, легко определить площадь пастбища, необходимую для всего стада.

Исследованиями установлено, что молочное стадо крупного рогатого скота на культурном орошаемом пастбище удовлетворяет свою потребность в корме за 8-9 ч чистого выпасного времени, то есть времени пребывания животных на пастбище с вычетом времени на перегоны к скотному двору, водопою или месту отдыха. В связи с этим следует иметь в виду, что 12-16-часовая или круглосуточная пастьба, практикуемая на естественных низкопродуктивных угодьях, не должна механически применяться на орошаемых культурных пастбищах.

Ежегодное использование пастбищ в одни и те же сроки на выпас может быть одной из причин снижения их продуктивности и ухудшения ботанического состава травостоя. На таких пастбищах, особенно при неправильном их использовании, выпадают наиболее ценные в кормовом отношении травы, замещаясь сорняками. Обяъсняется это тем, что неправильное использование пастбища нарушает нормальный ход накопления и расходования травами питательных веществ. При раннем ежегодном использовании пастбищ их продуктивность резко снижается.

Пастбищеоборотом называется такая система использования пастбищ и ухода за ними, при которой изменяются в определенном порядке (через год, сезон или несколько лет) сроки начала использования пастбищ (таблицы 18, 19, 20, 21).

На основе продуктивности травостоя и оптимального времени его использования разрабатывают календарь стравливания пастбищ, что дает возможность построить схему чередования и использования отдельных загонов или участков больших загонов по годам. Затем с учетом мероприятий по уходу устанавливают пастбищеоборот для данной зоны и типа пастбищ.

Таблица 19 – Схема пастбищеоборота для лесной зоны (по И.В.Ларину, 1964)

Примечания. 1. В практике иногда целесообразны более короткие и простые пастбищеобороты, поэтому количество загонов для пастбищеоборота условно сдваивается.

2. Цифры 1, 2, 3 и т.д. указывают на очередность использования загонов под выпас скота с весны в соответствующем году.

3. «нс» - использование загонов под сенокошение в нормальные сроки.

4. «с» - оставление участков для обсеменения и позднего скашивания или стравливания после обсеменения или же сбора семян.
При правильной организации пастбищного хозяйства важное значение имеет система содержания скота на пастбищах. Если от пастбища до скотного двора не более 2 км, скот на ночлег и дойку, а иногда и на водопой пригоняют на ферму. Если пастбище расположено от фермы на расстоянии более 2 км, скот угоняют на весь пастбищный период, и в течение этого срока животные находятся на отгоне (в лагере).
Таблица 20 – Схема пастбищеоборота для сухой степи

Год использования	Участок
	I	II	III	IV	V	VI
Первый	2	3	4	1	о	с
Второй	3	4	1	о	с	2
Третий	4	1	о	с	2	3
Четвертый	1	о	с	2	3	4
Пятый	о	с	2	3	4	1
Шестой	с	2	3	4	1	о
Седьмой	2	3	4	1	о	с

Примечания. 1. Цифры 1-4 указывают на очередность использования участков с весны в соответствующем году.

2. «о» означает, что в соответствующем году участкам предоставляется «отдых», а «с», что травостой участков скашивают на сено.
Таблица 21 – Примерная схема пастбищеоборота для пустыни

Год использования	Пастбищный участок
	I	II	III	IV
Первый	Весна	Зима	Лето	Осень
Второй	»	»	»	»
Третий	Зима	Весна	Осень	Лето
Четвертый	»	»	»	»

Водопои играют важную роль при организации пастбищного содержания скота. Лучшие водопои – чистые реки и ручьи, а также родники и пруды с проточной свежей водой. Если на пастбище нет естественных водопоев, то воду подводят в специальные колодцы или подвозят в цистернах, оборудованных автопоилками. Средняя норма потребления воды в день на одну голову составляет: крупного рогатого скота и лошадей – 45-50 л, молодняка в возрасте 1-2 года – 25-35, молодняка моложе одного года – 10-15, овец и коз – 3-5, ягнят – 1-2 л. Однако потребность животных в воде сильно меняется по отдельным сезонам и в зависимости от погоды. Особо важное значение имеет водоснабжение в полупустынной и пустынной зонах.

Зеленый конвейер должен полностью удовлетворять потребность скота в зеленом корме в течение всего пастбищного периода.

Расчет баланса зеленого корма производят следующим образом: определяют необходимое количество кормовых единиц, требующихся для стада; высчитывают валовой сбор травы со всей площади и переводят его в кормовые единицы; валовой сбор кормовых единиц распределяют по месяцам; выявляют нехватку корма и планируют, за счет каких культур зеленого конвейера можно восполнить ее.

Таблица 23 – Коэффициент для перевода массы сена в массу зеленой травы и наоборот

Таблица 24 – Поступление зеленого корма по месяцам, % общего урожая

Таблица 25 – Выход поедаемой зеленой массы по циклам стравливания на разных типах лугов, % валового сбора

Таблица 26 – Поедаемость травы

Таблица 29 – Поступление кормов и план использования луговых участков

Таблица 30 – Пример расчета площади пастбища, необходимой для полного обеспечения стада пастбищным кормом