ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. М. КОЗЫБАЕВА
МАЛИЦКАЯ Н.В.
КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
КОРМОПРОИЗВОДСТВО
для специальности 5В080100 Агрономия
г. Петропавловск
2016 г.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Северо-Казахстанский государственный университет
Им. М. Козыбаева
Специальность 5В080100 Агрономия
МАЛИЦКАЯ Н.В.
КУРС ЛЕКЦИЙ
По дисциплине
Кормопроизводство
г. Петропавловск
2016 г.
Рецензент
Шаяхметова А.С., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, и.о. зав. кафедрой «Сельское хозяйство»
Разработчик:
1. Малицкая Н.В., к.с.-х.н., ст. преподаватель кафедры «Сельское хозяйство»
Курс лекций по дисциплине «Кормопроизводство» предназначен для студентов специальности 5В080100 Агрономия. Курс лекций содержит 15 тем в соответствии с рабочей учебной программой. Курс лекций включает список рекомендуемой литературы.
Система менеджмента качества СКГУ им. М.Козыбаева
сертифицирована на соответствие требованиям ISO 9001:2008
Лекция 1: Химический состав и переваримость кормов.
План
1. Химический состав живого организма
Оценка кормов по питательности и переваримости
3. Кормовая и кормопротеиновая единица
1. Сельскохозяйственным животным скармливают самые разнообразные корма, питательность которых определяется химическим составом, биологической ценностью и переваримостью содержащихся в них химических веществ.
В состав животных организмов и растений в основном входят углерод, кислород, водород и азот. Химические элементы – фосфор, кальций, калий, сера, фтор, железо, магний содержатся в незначительных количествах.
Соединяясь друг с другом, указанные выше элементы в животном и растительном организме образуют различные органические и неорганические вещества.
Неорганические вещества. В эту группу входят вода и минеральные соли (зола).
Вода входит в состав каждого корма в количестве от 5 до 95%. Особенно много ее в корнеплодах, зеленой траве, силосе, отходах пищевой промышленности, жоме, мезге.
Количество воды определяют, высушивая навеску (образец корма) до постоянного веса при температуре 100-1050С.
В животном организме и растениях вода выполняет важные физиологические функции: она переносит питательные вещества из одной части организма в другую, участвует в пищеварении, удаляет продукты обмена, регулирует температурный режим тела, однако, чем больше воды в корме, тем меньше его питательная и хозяйственная ценность.
В состав растений и животных входит свободная и связанная вода. Свободная вода более подвижна, в ней растворяются различные вещества, связанная вода – не является растворителем, она замерзает при более низкой температуре, входит в состав мицелл различных гидрофильных коллоидов, из которых наибольшее значение имеют белковые вещества.
Минеральные веществаопределяют, сжигая навеску корма до полного озоления. К зольным элементам относятся соединения Са (кальция), Na (натрия), К (калия), Mg (магния), Fe (железа), S (ceры) и Р (фосфора), Al (алюминия), Cl (хлора), которые относят к макроэлементам. Элементы, находящиеся в значительно меньших количествах, называются микроэлементами, к которым относятся Cu (медь), Zn (цинк), B (бор), F (фтор), Br (бром), J (йод), Ma (марганец), Co (кобальт), Ni (никель), Mo (молибден) и др. Эти вещества необходимы для образования костяка, роста, нормального обмена веществ, плодовитости и продуктивности животных. Особенно необходимы кальций и фосфор. При недостатке этих солей и витамина D молодняк заболевает рахитом, у взрослых животных нарушается обмен веществ, неправильно развивается плод и др.
Растительные корма бедны натрием и хлором, поэтому крупному рогатому скоту, овцам и лошадям необходимо давать кормовую соль – лизунец.
Для нормальной жизнедеятельности сельскохозяйственным животным необходимы микроэлементы: железо, йод, марганец, бор и другие, так как в растительных кормах они содержатся в незначительных количествах.
Содержание минеральных веществ в растительных кормах во многом зависит от внесения минеральных веществ в почву при возделывании кормовых культур. Опытами установлено, что при внесении калия, фосфора, микроэлементов повышается их содержание в пастбищной траве, сене и других кормах.
Органические вещества.В эту группу входят азотистые и безазотистые вещества и витамины.
Под азотистыми соединениями в органической химии принято понимать лишь такие, в которых азот непосредственно связан с углеродом.
К азотистым веществам, всегда имеющимися в растительных и животных организмах, относятся продукты неполного синтеза или распада белка, аминокислоты, амины, амиды, полипептиды и некоторые другие. Таким образом азотистые вещества состоят из белков и азотсодержащих соединений небелкового характера – амидов. Амиды представляют собой промежуточные продукты, образующиеся при синтезе или распаде белка под действием ферментов и бактерий. Ими богаты зеленая трава, силос, корнеклубнеплоды.
Общее количество азота, умноженное на средний коэффициент 6,25, дает так называемый сырой белок, который в кормопроизводстве и зоотехнической литературе принято называть протеином. Этот коэффициент определяет процент содержания азота в азотистых веществах.
Установлено, что небелковые азотистые соединения состоят на 70% из биологически ценных соединений – аминокислот. Амины являются пищей для некоторых видов бактерий, находящихся в желудочно-кишечном тракте жвачных животных.
Белки кормов в зависимости от наличия в них важнейших незаменимых аминокислот бывают полноценными и неполноценными. К незаменимым аминокислотам относятся лизин, триптофан, лейцин и др. Они не могут быть построены в животном организме и должны быть получены с кормом, так как при недостатке их нарушается обмен веществ, снижается продуктивность, задерживается рост молодняка.
К безазотистым экстрактивным веществам (БЭВ)относятся жиры и углеводы. Жиры в кормовых культурах содержатся в небольших количествах (0,1-6%). Исключение составляют семена масличных растений и продукты их переработки (жмыхи и шроты). Жиры принимают участие в клеточном обмене и являются источником энергии в организме животного. Жиры или масла являются смесью сложных эфиров глицерина и кислот жирного ряда, среди которых наиболее распространенными являются стеариновая, пальмитиновая, олеиновая, а также линолевая кислоты.
Жиры обладают наивысшей калорийностью из всех питательных веществ: 1 г жира при полном сгорании выделяет в среднем 9,3 большой калорий или около 39 кДж, в то время как 1 г углеводов – только 4,1 ккал или 17,2 кДж.
Углеводы входят во все растительные корма и состоят из клетчатки и так называемых безазотистых экстрактивных веществ, из которых наибольшую ценность представляют воднорастворимые углеводы (сахара) и нерастворимые в воде (крахмал).
Важнейшими представителями сахаров являются моносахариды (глюкоза, или виноградный сахар, фруктоза, или плодовый сахар, галактоза и манноза) и дисахариды (сахароза, или тростниковый сахар, мальтоза, или солодовый сахар, лактоза, или молочный сахар и целлюлоза).
Из углеводов корма в животном организме образуются жиры, углеводистые вещества (гликоген, сахар крови), в результате химических превращений из углеводов получается тепловая энергия и энергия, которая затрачивается при движении и работе, поэтому рабочим лошадям дают овес, так как крахмала в нем содержится до 60% от сухого вещества.
Крахмал содержится в зернах злаков, клубнях картофеля, земляной груше, в стеблях и листьях растений его мало – до 2%. В теле животного организма крахмал представлен гликогеном, который откладывается в печени и служит запасным питательным веществом.
Много сахара в сахарной свекле (до 24%), в кукурузе и стеблях сорго, в бахчевых культурах, молоке (3-5%).
Клетчатка является основной частью оболочек растительных клеток. Она трудно переваривается и плохо усваивается организмом. В организме человека и сельскохозяйственных животных нет ферментов, способных катализировать гидролиз клетчатки, но в кишечнике и желудке она подвергается воздействию различных микроорганизмов, которые используют ее в качестве питательного вещества. В результате брожения клетчатки образуются различные органические кислоты и другие вещества, которые и усваиваются организмом, однако иногда при усиленном брожении углеводов в пищеварительном тракте, кроме кислот накапливается большое количество газов (СО2 – углекислый газ, Н2 – водород, СН4 – метан), вызывающих вздутие желудка.
Витамины входят в группу органических веществ, в отличие от других питательных веществ корма из них в живом организме ничего не строится, однако они обладают высокой биологической активностью и нужны организму в очень малых количествах, но, если в корме отсутствуют те или другие витамины – снижается продуктивность, нарушается обмен веществ и воспроизводительная способность животных, ухудшается качество молока, мяса, яиц и другой продукции. При отсутствии витаминов в кормах животные заболевают авитаминозом (цингой, рахитом и др.), а при частичной недостаточности - гипоавитаминозом. Все группы витаминов принято обозначать буквами латинского алфавита.
Ниже приводятся витамины, без которых невозможно обеспечить биологически полноценное кормление сельскохозяйственных животных, вырастить здоровых животных и получить высококачественную продукцию.
Витамин А находится главным образом в животных продуктах: молоке, рыбьем жире, рыбной муке, в желтке яиц. В растительных кормах содержится провитамин А – каротин, который в организме животных переходит в витамин А. Богаты каротином листья клевера, люцерны, красная морковь, молодая луговая трава и витаминно-травяная мука, а также сенная мука, приготовленная из хорошо высушенного сена.
Витамин Dрегулирует фосфорно-кальциевый обмен. При недостатке его животное заболевает рахитом. Рыбий жир, а также летнее молоко животных, содержащихся на пастбище, богаты витамином D. Животные чаще испытывают недостаток витамина D зимой, так как летом он синтезируется в живом организме под действием ультрафиолетовых лучей солнца, такое же действие оказывают лучи кварцевой лампы, поэтому животных необходимо летом содержать на пастбище, а зимой, особенно молодняк, облучать кварцевыми лампами. В зелёных растениях мало витамина D, в семенах большинства зёрен злаков, корнеплодах и клубнеплодах его нет совсем.
Витамин C, или аскорбиновая кислота,предохраняет животных от заболевания цингой. Его много в зелёном корме и корнеплодах, а при сушке и хранении кормов он быстро разрушается. У жвачных животных витамин С синтезируется в организме, однако при недостатке других витаминов в рационе, в частности, витамина А, синтез витамина C в организме прекращается и животные, особенно свиньи, страдают от его недостатка.
Витамины группы В. Эта группа витаминов очень обширна, она влияет на минеральный обмен, регулирует обмен, регулирует работу желез внутренней секреции, деятельность нервной системы и другие жизненно важные процессы.
Витамин В1, или тиамин, содержится в зелёных кормах, хорошем сене, отрубях, моркови, дрожжах и пророщенном зерне. Особенно сильно страдают от недостатка витамина В1, птица, свиньи и кролики, они теряют аппетит, худеют, начинается расстройство пищеварения и заболевает нервная система, у жвачных животных этот витамин синтезируется в желудке.
Витамин В2, или рибофлавин, необходим для нормального роста и продуктивности животных. Его много в дрожжах, молочных кормах, в хорошем сене и пророщенных зернах.
Витамин В3, или пантотеновая кислота. От недостатка этой кислоты задерживается рост, нарушается белковый обмен, появляются кожные и желудочно-кишечные заболевания. Пантотеновой кислотой богаты дрожжи, пшеничные отруби, бобовые растения.
Витамин В5, или никотиновая кислота, необходим главным образом птице и свиньям, у жвачных он синтезируется в желудке, при недостатке его в корме животные заболевают пеллагрой. Никотиновая кислота содержится в дрожжах, рыбной и мясной муке, в пшеничных отрубях, хорошем сене.
Витамин В12 стимулирует рост животных, активизирует белковый обмен; связан с синтезом нуклеиновых кислот и многими другими жизненными процессами, при недостатке его резко падает содержание гемоглобина в крови. Витамина В12 много в мясной и рыбной муке, люцерне, мицелии грибов и др.
Витамин Е – витамин размножения. Много его в зародышах зерна, зеленых растениях и проросшем зерне.
Химический состав, а, следовательно, и питательная ценность кормовых культур не являются постоянными. Они изменяются в зависимости от возраста растений, вносимых удобрений, состава почвы, применяемого орошения и других приемов агротехники.
В процессе роста и развития растительного организма изменяется его химический состав. Например, по мере старения растения увеличивается содержание клетчатки и уменьшается количество белковых веществ. Таким образом, при уборке трав в цветении и после цветения не только снижается содержание белка и протеина в корме, но и ухудшается переваримость сена.
Корма, которые бы при скармливании сельскохозяйственным животным давали наибольшую пользу, должны иметь не только соответствующий химический состав, но и высокую степень его переваримости различными животными.
Переваримость кормов животными в среднем составляет 60-70%, то есть 30-40% кормов животные не используют, и они транзитом уходят в навоз, однако этот показатель колеблется в широком диапазоне: от 75-85% (высокая переваримость) до 55-65% (низкая переваримость).
В основе переваримости химических веществ корма лежат сложные биохимические процессы, протекающие в живом организме. В результате этих процессов органические и минеральные вещества корма подвергаются значительным изменениям: крахмал под действием фермента птиалина переводится в виноградный сахар, белки под влиянием пепсина, трипсина и других ферментов расщепляются до аминокислот, в рубце жвачных животных клетчатка под влиянием микроорганизмов разрушается. Из сычуга частично переваренная пища поступает в тонкие кишки, где она подвергается дальнейшему ферментативному воздействию.
Переваримость кормов зависит от вида и возраста животных, объема и состава кормового рациона, сбалансированности его по переваримому протеину, сахарам и др.
Рацион – это суточная дача из различных кормов, составленная в соответствии с продуктивностью, живым весом и физиологическим состоянием животного, большие дачи корма перевариваются несколько хуже из-за перегрузки пищеварительного тракта. При обильном кормлении животных с высокой продуктивностью корм следует давать чаще, но небольшими порциями. Если в корме много клетчатки, то переваримость всех его питательных веществ понижается. Органические кислоты, находящиеся в корме, усиливают выделение пищеварительных соков и улучшают пищеварение, поэтому те рационы, в которых содержатся силос, кормовые корнеплоды, зеленая трава и дрожжеванный корм, отличаются высоким коэффициентом переваримости.
При недостатке протеина или его избытке в корме снижается использование организмом других питательных веществ. Количество протеина в корме должно контролироваться протеиновым отношением, которое показывает, сколько частей переваримых углеводов и жира приходится на одну часть протеина.
Переваривание корма идет нормально, когда на 1 часть протеина приходится 6-8 частей безазотистых веществ. Переваримость также зависит от степени подготовки кормов к скармливанию. Например, вареный картофель переваривается свиньями лучше, чем сырой, точно так же сенная мука переваривается лучше, чем сено.
Оценка по различным показателям питательной ценности кормов создавала известные трудности в практике кормления сельскохозяйственных животных, а также при экономической оценке различных кормовых культур.
При составлении норм кормления и кормового баланса пользуются таблицами состава и питательности кормов. В этих таблицах приводится химический состав всех кормов, которые используются в животноводстве, переваримость и общая питательности ценность их в кормовых единицах, а в качестве оценочного показателя энергетической ценности кормов служит кормовая единица, равная питательности 1 кг зерна овса среднего качества или 0,6 кг крахмала (крахмальный эквивалент), а также содержание переваримого протеина или белка.
Содержание кормовых единиц в определенном виде корма осуществляется путем химического анализа и определения основных питательных веществ: протеина (белков), жиров, безазотистых экстрактивных веществ и клетчатки с последующим пересчетом этих показателей по соответствующей методике – этот метод можно назвать аналитическим. На основании многочисленных анализов выведены средние показатели содержания кормовых единиц, которые сведены в таблицы.
Пользуясь этими таблицами, можно сделать расчеты примерного содержания корм. ед. в том или ином корме, т.е. табличным методом.
Кормовая единица, в которой содержится 105-110 г переваримого протеина, считается сбалансированной в соответствии с зоотехническими нормами по переваримому протеину.
При несбалансированности рациона животных по переваримому протеину происходит огромный перерасход корма – не менее как на 30-40%, что приводит к удорожанию продукции животноводства, непроизводительному расходу кормов.
Применяется еще и так называемая условная кормопротеиновая единица (КПЕ), которая характеризует, какое количество сбалансированных по переваримому протеину кормовых единиц содержится в общем количестве кормовых единиц того или иного корма. Расчет этого показателя производится по следующей формуле, например, для корма, получаемого с 1 га площади: КПЕ = У х Кед х П, где
У – урожайность культуры с 1 га, ц;
Кед – содержание корм. ед. в 1 ц корма;
П – коэффициент обеспеченности кормовой ед. переваримым протеином, определяемой как соотношение фактического содержания протеина в одной корм. ед. к зоотехнической норме, т.е.
Фактическое количество переваримого протеина в 1 корм. единице рассчитывается путем деления показателя содержания переваримого протеина в г в 1 кг корма на количество кормовых ед. (в таблице 5 – показатели колонки 3 делятся на показатели колонки 2).
Например, в сене естественных сенокосов содержится (табл. 5) 82-89 г переваримого протеина или в среднем – 85 г (в таблице 5 этот показатель отражен в 4 колонке), в этом случае коэффициент
Можно считать, что в 1 к. ед. этого сена содержится всего 0,8 КПЕ, а при урожайности сена, например, 15 ц/га, в нем будет 6,7-7,5 ц кормовых единиц, а КПЕ всего – 5,4-6,0 ц, то есть можно сделать вывод, что животные непроизводительно будут использовать до 20% этого корма, или 1,3-1,5 ц корм. единиц, или за счет высокобелковых добавок доводить содержание переваримого протеина до зоотехнической нормы.
Имеются показатели, характеризующие, сколько следует дать животному того или иного корма, чтобы оно получило 1 кормовую единицу. Исходя из этого, если корове при удое 3000-4000 кг в год следует ежедневно в рационе давать 10-12 к. ед. и 1,1-1,3 г переваримого протеина, можно составить суточный рацион, включив разные виды кормов, а также рассчитать потребность в кормах на месяц, сезон, год.
Литература:
1.Можаев Н.И., Серикпаев Н.А. Кормопроизводство. Луговое и пастбищное кормопроизводство.- Астана: КазАТУ им. С.Сейфуллина, 2002.- 265с.
2.Бекмухамедов Э.Л., Тореханов А.А. Кормовые растения Казахстана, Алматы: Бастау, 2005.-304с.
3.Бутуханов А. Б. Луговодство и пастбищное хозяйство в Забайкалье: учебное пособие.- Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В. Р. Филиппова, 2011. – 288 с.
Лекция 2: Биологические и экологические особенности растений сенокосов и пастбищ.
План
1.Жизненные формы растений их значение.
2. Типы растений по биологическим и морфологическим признакам
1. На естественных кормовых угодьях в процессе длительного эволюционного развития в определенных почвенно-климатических условиях и окружающей среды, постоянного естественного отбора наиболее приспособленных к конкретным условиям форм растений создались жизненные формы, отличающиеся как по морфологическим, так и биологическим признакам.
Все растения для общей кормовой характеристики принято классифицировать по их внешним признакам, что в определенной степени отражает и эволюцию этих растительных форм.
Из всех многочисленных форм растений практическое значение в кормопроизводстве Казахстана имеют следующие группы: многолетние и однолетние травы, составляющие основной растительный покров сенокосов и пастбищ, а также кустарники, полукустарники и полукустарнички, имеющие кормовую значимость в пустынной зоне.
Кустарники и кустарнички имеют высоту от нескольких сантиметров до 3-5 м, при этом кустарнички в этом диапазоне высоты имеют самые меньшие размеры. Продолжительность жизни их в среднем 20-30 лет, у некоторых до 100 и более лет. Практическое значение в Казахстане имеют терескен серый, саксаул черный, саксаул белый, многие виды жузгуна, солянка Рихтера и др.
Полукустарники и полукустарнички – эти жизненные формы относят к полудревесным растениям, многие из них близки к кустарникам, значительное же число – к многолетним травам.
У полукустарников имеются быстрорастущие генеративные побеги, вегетативные побеги укорочены, в связи с чем размер отрастающих и опадающих органов у них больше, чем у древесных растений.
Полукустарники отличаются от полукустарничков не только более крупным размером, но и длиной многолетней и однолетней части побега. Полукустарники распространены в степи, полупустыне и пустыне – это полыни, маревые, кокпек и др.
Многолетние травы. У многолетних трав, как жизненной формы растений к концу вегетации надземные побеги почти полностью отмирают, весной возобновляются вегетативным путем, семенное размножение у них на сформировавшихся травостоях имеет весьма ограниченный характер. Почки возобновления у многолетних трав находятся на корневищах или нижних частях стебля, луковицах, клубнях, корнях. У злаковых трав в верхнем слое почвы или вблизи поверхности располагается часть побега – узел кущения или по-иному - зона кущения, где заложены почки, из которых отрастают новые побеги, что и обуславливает ежегодное возобновление травостоя.
Фазы вегетации. У травянистых растений и полукустарников выделяют на первом году жизни фазы вегетации, общепринятые для однолетних растений, а на втором и последующих годах жизни – следующие основные фазы: весеннего отрастания, ранневесеннего и полного весеннего кущения, выхода в трубку (у злаков и осок), ветвления (у бобовых и разнотравья), колошения (бутонизации), цветения, плодоношения, летнего покоя, начала и полного летне-осеннего кущения, состояния перед уходом в зиму, зимнего покоя.
Весеннее отрастание начинается у разных культур при среднесуточных температурах 3-5°. В степной и лесостепной зонах Казахстана отрастание начинается в середине апреля с колебаниями в зависимости от метеорологических условий весны на 5-8 суток.
После начала отрастания через 15-20 суток растения достигают высоты 8-10 см, вступают в фазу полного кущения - отрастания побегов предшествующих лет и образования новых побегов из зоны кущения.
В фазу стеблевания – выхода в трубку и ветвления отмечается интенсивный рост побегов при ежесуточном приросте трав до 2-5 см.
Фаза колошения (выметывания) – у злаковых и осок начинается с выходом из влагалища верхнего листа наружу соцветия и до начала цветения, у бобовых и разнотравья – от начала формирования соцветия – до начала цветения.
Фаза цветения трав в среднем продолжается 6-12 суток, а у бобовых трав и разнотравья может продолжаться до 25-30 суток.
За фазой цветения следует фаза плодоношения, продолжающаяся от завязывания семян до их созревания 10-15 суток, а после полного созревания семян начинается фаза отмирания побегов. В зависимости от климатических и метеорологических условий у разных трав эта фаза протекает неодинаково: в сухостепной зоне и при отсутствии летних осадков травы, пройдя все фазы развития, начинают засыхать уже в середине лета, в лесной зоне – остаются зелеными до глубокой осени. Ряд трав степной зоны также могут оставаться зелеными до глубокой осени, например, кострец безостый и особенно низовые, типчак и др.
2.Типы растений по биологическим и морфологическим признакам
Все многообразие кормовых растений условно подразделяется на 4 основные группы: а)мятликовые (злаковые); б)бобовые; в)разнотравье; г)осоки. Внутри групп осуществляется группировка по следующим основным биологическим и морфологическим признакам:
Ходу развития в течение вегетационного периода.
Способам размножения и возобновления многолетних растений.
Длительности жизни растений (долголетию биологическому и продуктивному).
Отношению растений к факторам внешней среды (воде, температуре воздуха и почвы, зимостойкости, свету, почвам).
Кормовой ценности, отавности, укосности и поедаемости в зависимости от фазы вегетации.
6. Характеру кущения и побегообразования.
Характеру расположения листьев.
Глубине расположения корневой системы.
Типы растений по ходу развития в течение вегетационного периода. По продолжительности вегетационного периода (скороспелости) многолетние травы делят на 4 группы: сверхранние, ранние, средние и поздние.
Сверхранние – эфемеры и эфемероиды заканчивают цветение и плодоношение в конце весны (в мае), эфемероиды в отличие от эфемеров при благоприятных метеорологических условиях вновь могут отрастать осенью. Типичными растениями этой группы являются мятлик луковичный, пустынник, осоки (толстолобиковая и вздутая), тюльпаны, кострец кровельный, мортук и др.
Ранние или скороспелые многолетние травы цветут в конце весны и плодоносят в начале лета. В степной зоне наиболее распространенные из них - овсяница бороздчатая (типчак), ковыль Лессинга, тонконог и др., в лесной и лесостепной зонах волоснец сибирский, мятлик луговой, овсяница овечья и красная, райграс высокий, ежа сборная и др.
Средние или скороспелые многолетние травы цветут в начале, а плодоносят в конце лета. В степной зоне к этой группе относят житняки, кострец безостый, люцерны, эспарцет песчаный, донники, пырей бескорневищный, вострец, клевера красный, розовый и белый. В лесной и лесостепной зоне к ним относят овсяницу луговую, тимофеевку луговую, ежу сборную и др. Многие бобовые травы имеют растянутый период цветения и плодоношения (до 25-35 суток), что связано не только с биологическими особенностями культуры, но и метеорологическими условиями года.
Поздние или позднеспелые многолетние травы цветут в середине, а плодоносят в конце лета. В степной зоне к этой группе трав относят пырей ползучий, ковыль-волосатик, в зонах полупустыни и пустыни - длительно вегетирующие растения – полукустарничковые полыни, полукустарники и кустарники из семейства маревые и гречишные – кумарчики, эбелек, солянка килеватая, молочай сереющий, хрозофора песчаная и др.
В лесной и лесостепной зоне к поздним травам относят полевицу белую, мятлик болотный, пырей ползучий и др.
Выше названная классификация трав имеет хозяйственное значение, поскольку разница в развитии многолетних трав в течение вегетационного периода позволяет устанавливать определенную очередность стравливания и скашивания, разработки и создания кормовых конвейеров, пастбищ и сенокосооборотов.
Длительность жизни кормовых трав. По длительности жизни все кормовые травы условно подразделяют на 5 групп: однолетние, двулетние, малолетние (до 4-х лет), среднелетние (до 5-7 лет) и долголетние (более 7 лет).
Следует рассматривать понятие долголетия с 2 позиций: долголетие биологическое и долголетие продуктивное или хозяйственное, когда растения еще сохраняются в травостое, однако урожайность их становится очень низкой.
В зависимости от уровня агротехники, условий увлажнения и др. факторов продолжительность продуктивного долголетия (если это не связано с биологией, например, как у двулетников) может удлиняться или укорачиваться.
Однолетние травы на естественных кормовых угодьях занимают в траво-
стоях незначительный удельный вес – менее 10-15% всей растительной массы, их доля возрастает в сухостепной, полупустынной и пустынной зонах, особенно на сильно выбитых пастбищах.
Однолетники бывают яровыми, зимующими (или двуручки) и озимыми, при этом озимые формы трав следует считать переходными к двулетним и даже многолетним растениям. Например, мятлик однолетний в сомкнутом травостое развивается как однолетник, а в высокогорьях, приполярном регионе и других неблагоприятных условиях ведет себя как многолетнее растение, с другой стороны в исключительно благоприятных условиях может дать в течение сезона 2-3 генерации.
Растения-двулетники – монокарпические – они цветут и плодоносят всего один раз в жизни. После появления всходов в течение первого года жизни вегетируют, а цветут и плодоносят на втором году и после этого отмирают, на 2-ом году жизни они формируют и максимальный урожай.
К двулетникам относятся донники, клевер-шабдар и др.
Среди малолетников наиболее распространенными являются эспарцет песчаный, клевера красный и розовый, райграс многоукосный, при неблагоприятных условиях произрастания и райграс многолетний. Эта группа культур максимальную урожайность формирует на 2-3 годах жизни, тем более – при подпокровном посеве. На 3-м году жизни, особенно в травосмесях, урожайность снижается, а на 4-5 годах - полностью травы выпадают из травостоев.
К травам среднего долголетия относятся люцерны (посевная и средняя), лядвенцы рогатый и болотный, тимофеевка луговая, овсяница луговая, ежа сборная и др. Максимальный урожай дают на 2-3 годах жизни, а с 4 - 5-го года он заметно снижается. При благоприятных условиях увлажнения (в частности при орошении) и высоком уровне агротехники период продуктивного долголетия, например, у люцерны, может удлиниться до 8-10 лет.
Из трав - долголетников можно назвать житняк, кострец безостый, овсяницу красную, люцерну желтую, волоснецы гигантский и ситниковый, мятлик луговой, лисохвост луговой, полевицу белую, клевер белый и др. У этих трав высокое биологическое долголетие, однако максимальные урожаи в посевах (хозяйственное долголетие) можно получить на 3-4 годах жизни, а далее с возрастом идет снижение продуктивности.
Яровые, озимые, двуручки и полуозимые. Возникающие в процессе кущения побеги многолетних трав должны пройти весь индивидуальный путь развития. Вегетативные укороченные побеги не заканчивают свое развитие в течение одного периода вегетации и не могут быть плодоносящими – генеративные же побеги проходят все фазы до плодоношения. В связи с этим различают растения ярового, озимого типа, а также полуозимые и двуручки, поскольку свойства долголетия и зимостойкости их связаны с этими свойствами.
Растения озимого типа требуют при прохождении начальных фаз развития пониженных температур осенью или зимой, в год посева у них развиваются до начала наступления зимы укороченные вегетативные побеги с 4-6 листьями, и только после перезимовки в следующем году, а иногда и после нескольких пе-
резимовок они могут образовывать плодоносящие генеративные побеги. К типичным представителям этой группы можно отнести овсяницу луговую и красную, ежу сборную, райграс (плевел) пастбищный, мятлик луговой.
Растения ярового типа могут проходить начальные фазы развития при летних температурах, потому уже в год посева дают плодоносящие генеративные побеги, а в последующие годы формируют два или несколько поколений генеративных побегов. К этой группе культур можно отнести люцерну посевную и среднюю, тимофеевку луговую, райграс высокий и многоукосный, пырей бескорневищный, волоснец сибирский.
Травы полуозимого типа при ранних сроках в год посева, а также после первого укоса в последующие годы формируют не только вегетативные побеги, но и какое-то количество растений (до10-25%) и генеративные побеги. К этой группе трав можно отнести житняки, кострец безостый, клевер красный позднеспелый, пырей промежуточный и другие.
Однолетние растения- двуручки способны изменять тип своего развития в зависимости от сроков посева: при весеннем беспокровном способе посева -по яровому, при летнем и осеннем сроке по озимому типу развития. К типичным представителям этой группы относят клевер розовый и белый, лисохвост луговой, полевицу белую. Ряд авторов (А.К.Федоров, С.П.Смелов и др.) более половины всех кормовых трав относят к группе растений-двуручек.
Особенности роста, способы размножения и возобновления многолетних растений, отавность. Большинство кормовых многолетних трав наряду с семенным размножением обладают способностью к вегетативному возобновлению. Стебли злаковых трав растут за счет удлинения междоузлий, главным образом верхних. Рост стеблей за счет удлинения междоузлий называют интеркалярным. У многолетних злаковых трав преобладающее место занимает летне-осенний и весенний периоды кущения.
В зоне сухих степей и полупустыни растения-ксерофиты отрастают после стравливания или скашивания не позднее начала бутонизации – колошения, а урожайность отавы составляет не более 10-20% от урожая в первом укосе или стравливании.
Наилучшей отавностью отличаются травостои в лесной и лесостепной зонах при хорошем увлажнении и на почвах с высоким плодородием: здесь стравливание травостоя можно проводить до 3-5 раз за сезон, в зоне степей до 2-3 раз, а в полупустынной и пустынной зоне, как правило, один раз.
Поэтому система эксплуатации кормовых угодий и посевов кормовых трав должна предусматривать комплекс приемов, включающих сроки и высоту стравливания и скашивания, частоту и кратность стравливания, организации ухода за ними.
Отношение кормовых трав к факторам внешней среды. Между растениями и окружающей их средой существует тесная взаимосвязь, поскольку их развитие, прохождение жизненных циклов зависят не только от наследственных качеств, но и почвенных, климатических и метеорологических условий, а в условиях Казахстана решающую роль из всех факторов играют условия увлажнения.
Следует учитывать, что в процессе длительного произрастания многих поколений трав они приспосабливаются к условиям почвенно-климатических зон, прошли определенный естественный отбор трав в фитоценозе, например, к условиям увлажнения, высоким или низким температурам и т.д.
Рост и развитие растений определяют факторы внешней среды: вода,
тепло, свет, воздух.
Вода в жизни и формировании урожая кормовых трав играет решающую роль, которую растения получают из почвы, куда она в свою очередь поступает в виде дождя, при таянии снега, почвенных и грунтовых вод, при этом в большинстве случаев важнейшее значение имеют атмосферные осадки.
Требования к теплу большинства кормовых трав относительно невысокие: семена начинают прорастать при 1-20, хотя оптимальные температуры для роста от 15 до 30°, а сумма активных температур для достижения фазы укосной спелости от 700° до 900°, а для созревания семян в среднем от 1200 до 14000. В целом можно сказать, что в условиях Казахстана тепло не является лимитирующим фактором для кормовых трав, лимитирующим фактором является – влага.
По отношению к световому режиму многолетние травы по происхождению из умеренных широт и являются растениями длинного светового дня. Воздух необходим растениям для дыхания и фитосинтеза, с помощью ветра опыляются многие растения - анемофилы – к ним относятся все злаковые травы и осоки.
Движение воздуха – ветер оказывает влияние на транспирацию растений, что при одновременной сухости воздуха не позволяет обеспечить растение необходимым количеством воды, и, как следствие, – опадение листьев, уменьшение фотосинтеза, падение урожайности, а при суховеях, нередко возникающих в степной и пустынной зонах, – и к гибели растений.
Все кормовые травы по отношению к влаге делят на 3 экологические типа: мезофиты, ксерофиты и гигрофиты.
Мезофиты – растения, произрастающие в районах среднего увлажнения, у которых наиболее благоприятные условия для произрастания при влажности почвы 75-80% от НПВ.
К мезофитам относится большинство кормовых трав и все травы, возделываемые в полевом травосеянии: люцерна, эспарцет, донник, лядвенец рогатый, житняк, кострец безостый, пыреи, тимофеевка луговая, ежа сборная, овсяница луговая, плевел многолетний, райграс высокий, клевер и другие.
Ксерофиты – растения сухих мест обитания, произрастающие при недостатке влаги, способные переносить почвенную и воздушную засуху. Они имеют мощную корневую систему, замедленную транспирацию, особенно в знойные часы, очень высокое осмотическое давление в клетках корня, что позволяет всасывать почвенный раствор при низких запасах влаги в почве.
Типичными растениями – ксерофитами являются растения сухих степей, полупустынь и пустынь: ковыли, овсяница бороздчатая (типчак), многие имеют опушение - астрагалы, полыни (белая, сероземная, белоземная), джузгун, верблюжья колючка, саксаул и др.
Гигрофиты – растения, произрастающие на влажных лугах, болотах, по берегам рек, в лесах влажных районов, имеющие широкие листья. Растения высокие, со слабой корневой системой и незакрывающимися устьицами, расположенными на обеих сторонах листа. К этой группе многолетних трав относятся осоки, ситники, камыши, тростники, некоторые вересковые, многие лютиковые и др.
Кормовое достоинство этих растений невысокое, но многие из них имеют широкое распространение (осоки, камыши, тростники), потому при недостатке более ценных кормовых растений животные вынуждены поедать и их. Многолетние травы из семейства бобовых на избыточно влажных местах произрастают крайне редко.
Характеризуя требование растений к влаге, следует выделить еще одно понятие – влагоустойчивость, заключающаяся в способности растений сохранять жизнеспособность при избыточном увлажнении, иногда очень длительном, а после схода воды давать высокий урожай.
Влагоустойчивость подразделяют на 2 типа: устойчивость растений к поверхностному затоплению, что обычно происходит в период разлива рек на пойменных лугах, а также при лиманном и обычном орошении, и устойчивости растений при подтоплении снизу, из-под почвы.
По устойчивости к затоплению кормовые многолетние травы подразделяются на три группы: длительноустойчивые, выдерживающие затопление более 40 суток, среднеустойчивые от 15 до 30 дней и малоустойчивые – не более 10-15 суток.
К длительноустойчивым можно отнести кострец безостый, пырей ползучий, лисохвост луговой, бекманию, канареечник, осоку стройную, чину болотную; к среднеустойчивым – тимофеевку луговую, овсяницу луговую, мятлик луговой, чину луговую, люцерну желтую, клевер розовый и др.; к малоустойчивым – люцерны посевная и средняя, донники, житняки, ежа сборная, райграс высокий и др.
Кроме того, есть виды многолетних трав, которые не выдерживают даже самого кратковременного затопления (3-5 суток), среди таких трав можно назвать эспарцет песчаный.
К подтоплению снизу, особенно холодными водами, устойчивы лисохвост луговой, щучка (луговик дернистый), полевица собачья, многие крупные осоки, к неустойчивым – пырей ползучий, житняк, кострец безостый, райграс высокий.
Для многолетних трав важным свойством является зимостойкость – способность не подвергаться вымерзанию, выпреванию и выпиранию корней из почвы и морозостойкость – способность переносить не только заморозки, но и длительные морозы, что связано со способностью растений накапливать к началу зимы большого количества питательных веществ, особенно сахаров и жиров, а также глубиной залегания узла кущения (у злаковых) и корневой шейки (у бобовых).
Высокой морозостойкостью в степной зоне отличаются житняки, кострец безостый, донники, люцерна желтая, эспарцет песчаный, пырей ползучий, типчак (овсяница бороздчатая), средней морозостойкостью – люцерна посевная, эспарцет посевной, райграс высокий, неморозостойкие – клевер красный, клевер белый и др.
На зимостойкость трав оказывают влияние и агротехнические приемы: посев районированными сортами, соблюдение сроков посева, скашивание или стравливание трав не позже, чем за 25-30 суток до конца вегетации, внесение удобрений, прикатывание снега зимой и др.
Почвенные факторы – содержание питательных веществ, кислотность, щелочность, засоленность и др. имеют для кормовых трав важное значение. Наиболее ценные травы как бобовые, так и злаковые лучше растут и формируют высокие урожаи на богатых и средних по содержанию питательных веществ почвах.
Ухудшение пищевого режима приводит к вытеснению ценных кормовых растений корневищных и рыхлокустовых злаков малоценными, менее требовательными к элементам питания, например, плотнокустовыми, в результате снижается урожайность, ухудшается качество корма.
Ценные кормовые травы: житняк, кострец безостый, тимофеевка луговая, овсяница луговая, люцерна, лядвенец, клевер лучше растут на почвах слабокислых, нейтральных и слабощелочных. На кислых почвах растут малоценные травы: луговик дернистый (щучка), осока сероватая, белоус, щавелек и др., на щелочных солонцеватых почвах – кермек, солодка, бескильница расставленная, прибрежница солончаковая и др.
Кормовые травы по-разному реагируют на аэрацию почвы (воздухообмен с наружным атмосферным воздухом). Наибольшую требовательность к аэрации предъявляют корневищные злаки – кострец безостый, пырей ползучий, а также бобовые травы. Менее требовательны к аэрации плотнокустовые и болотные травы. Кроме рассмотренных выше факторов, в экологии растений большую роль играют топографические факторы, в основном, рельеф местности, оказывающий существенное влияние на состав растительности на суходолах, поймах рек, на разных частях склонов, экспозиции склонов.
Например, в степной зоне на южных склонах в условиях повышенных температур летом и колеблющихся зимних температур произрастают растения более засухоустойчивые и морозостойкие, чем на северных склонах, где размещаются растения, приспособленные к более умеренным температурам.
На естественных кормовых угодьях в растительных сообществах (фитоценозах) друг на друга воздействуют не только растения, но и микроорганизмы, оказывая в одних случаях положительное влияние, в других – отрицательное.
Примером могут служить растения-паразиты – повилики, заразихи и др., полупаразиты – марьянник, мытник, зубчатка и др., паразиты грибов и бактерий, выделяющих токсичные вещества, приводящие нередко к гибели растения-хозяина.
При этом особенно велика роль дождевых червей, количество которых нередко достигает до 300 шт. на 1 м2. Они пронизывают своими ходами почву, улучшая аэрацию ее, перемещая почвенные частицы как бы перемешивая ее, способствуют созданию прочной комковатой структуры почвы, при этом почти не повреждают корневую систему почвы, то есть способствуют повышению урожайности естественных кормовых угодий.
Многие насекомые участвуют в опылении цветков ценных кормовых трав – люцерны, эспарцета, донника, клевера и др., животные и насекомые переносят семяна, плоды, способствуя расселению растений.
В степной и пустынной зоне на естественных кормовых угодьях большой вред травам наносят мышевидные грызуны и землерои - кроты, прорывая в почве ходы, норы, а также кочки – кротовины из выброшенной на поверхность земли, муравейники на сенокосах способствуют увеличению потерь сена при уборке, т.е. все вышеназванные животные и насекомые оказывают отрицательное влияние на сбор корма с этих угодий.
Огромную роль в жизни растений играют антропогенные факторы, что в обобщенном виде следует считать как все разнообразные формы влияния человека как непосредственно на растения, так и на все экологические факторы. Среди таких факторов можно назвать отрицательные – бессистемные выпас скота и сенокошение, которые приводят к уменьшению высокопродуктивных видов растений, полному выбиванию и вытаптыванию пастбищ.
Вместе с тем, разумное проведение осушения и орошения, применение системы агротехнических мероприятий – коренное и поверхностное улучшение естественных кормовых угодий, научно обоснованная система использования пастбищ и сенокосов с введением пастбищеоборотов и сенокосооборотов создают условия для формирования фитоценозов из ценных в кормовом отношении трав, отличающихся высокой продуктивностью.
