Клевер красный является одной из самых распространенных кормовых культур на Северо-Западе РФ и традиционно используется при заготовке силоса, сенажа и сена. По существующему представлению клевер красный является трудно силосующейся культурой. На сегодняшний день нет полной картины, описывающий биохимические изменения клевера красного в процессе развития, их зависимости от погодных условий и влияние на силосуемость. В ходе исследования с 4 июня по 22 июля 2013 г. был проведен мониторинг развития клевера красного (от фазы ветвления до полного цветения) и климатических факторов: динамики среднесуточной температуры воздуха, влажности, количества осадков, облачности и суммы эффективных температур. Опыт проводился на семенных посевах клевера красного сорта «Кармин» в ЗАО «Гатчинское» Ленинградской области.
Наступление каждой следующей фазы развития клевера тесно привязывается к сумме эффективных температур (СЭТ) (рис. 1). Использование этого показателя позволяет прогнозировать изменение биохимического состава и силосуемости растений.
В процессе развития растений клевера красного происходит естественное увеличение содержания сухого вещества (СВ). Конкретные значения влажности определяются сочетанием двух факторов: естественного старения растений и относительной влажности воздуха. Содержание сухого вещества растет в процессе развития растений и тесно коррелирует с сумой эффективных температур (К=0,91). Влияние погоды на влажность зеленой массы сказывается значительно в меньшей степени, однако в ходе исследований отмечалось увеличение влажности зеленой массы на несколько процентов при наступлении ненастной, дождливой погоды.
Содержание сырого протеина (СП) в СВ зеленой массы за период наблюдений претерпевало значительное снижение с 25 до 10% (особенно быстро с 4 по 17 июня). За первые 14 дней общее снижение составило 11% или по 0,79% в день. Изменение содержания СП в клевере коррелировало с накоплением СЭТ с коэффициентом К=-0,83 (рис. 2). Снижение содержания СП было обусловлено, в том числе, вытягиванием растений (от 50 до 150 см за период наблюдений) и сокращением доли листьев в вегетативной массе.
Содержание сырой клетчатки (СК) в растениях клевера за 51 день наблюдений увеличивалось с 21 до 36% СВ с закономерностью, близкой к линейной, со средней скоростью 0,3% в день (рис. 2). Корреляция с накоплением СЭТ составила 0,89.
Результатом изменений содержания СП и СК стало изменение содержания обменной энергии (ОЭ) в СВ зеленой массы клевера. За период наблюдений расчетное содержание обменной энергии снизилось с 14 до 8 МДж/кг СВ, со средней скоростью изменения 0,12 МДж/день. Изменение обменной энергии за период наблюдений наиболее тесно коррелировало с накоплением СЭТ с коэффициентом К=-0,97 (рис. 1).
Содержание сахаров в клевере носило переменчивый характер без явного простого объяснения. Отсутствовала корреляция с накоплением СЭТ (К=-0,16, рис. 2). Однако, при сравнении динамики изменения содержания сахаров с ходом среднесуточных температур (рис. 3), рассчитанных как среднее за два предшествующих дня и день наблюдения, отмечается высокая корреляция между данными (К=0,93). Близкая к этой наблюдается зависимость между содержанием сахаров в клевере и усредненным показателем облачности за 4 предшествующих дня и день наблюдения в светлое время суток с 7 до 22 часов (К=-0,75; данные не представлены). Это говорит о сильном влиянии погодных факторов на накопление сахаров в зеленой массе клевера и о возможности создания прогностической модели на основе краткосрочных прогнозов погоды.
Таким образом, содержание основных питательных веществ в клевере (СП, СК, ОЭ, СЗ) подвергалось значительному и быстрому изменению в ходе развития растений, тесно коррелировало с накоплением СЭТ за длительный промежуток времени и подчинялось общему закону регрессии показателей питательности в процессе старения растений. Было найдено, что содержание сахаров в большей степени связано с изменением среднесуточных температур за короткий период времени. При планировании заготовки зеленой массы очевидным выбором стал бы период до 25 июня, с суммой эффективных температур от 400 до 600ОС, в течение которого достигалась бы высокая энергетика (ОЭ более 10,5 МДж/кг СВ), переваримость (СК менее 26%) и питательность (СП выше 12%) корма.
Исследованию закономерностей, связанных с особенностями силосования клевера красного в процессе развития растений была посвящена вторая часть нашей работы. Исследование силосуемости образцов клевера, отобранных в поле, а также после быстрого подвяливания в лабораторных условиях до влажности 75-60%, проводилось с использованием вакуумных пакетов при температуре +37оС в течение 30 суток. В ходе процесса силосования контролировали изменение рН, титруемой кислотности, титра молочнокислых и маслянокислых бактерий на 1, 2, 3, 7, 14 и 30 сутки, а по завершении опыта силос оценивали органолептически и по данным лабораторного биохимического анализа.
В результате исследования было обнаружено, что при исходной влажности (без провяливания) в период от ветвления до начала цветения процесс силосования клевера красного проходил с преобладанием нежелательных брожений, что в итоге привело к негативному результату. В фазу полного цветения клевера силос благополучно законсервировался.
Полученные результаты были связаны с факторами, определяющими направленность процессов силосования: влажность, буферность и содержание сахаров. Буферность – это свойство некоторых веществ растения связывать кислоты и сдерживать снижение рН в процессе силосования. К таким веществам относят протеины и щелочные компоненты в сырой золе. Изменение буферности коррелирует с данными по динамике сырого протеина и сырой золы с коэффициентами, соответственно, 0,80 и 0,87.
Применив уравнение для расчета коэффициента ферментации КФ (силосуемости) образцов клевера, предложенного Вайсбахом (1996): КФ= СВ+8*Сах./Буф., получили значения от 16,5 до 41,8. По предлагаемой шкале оценки силосуемости это означало, что наши образцы, взятые в поле с 4 по 18 июня, относились к группе трудносилосуемых (КФ <35), а взятые в более поздние сроки – к группе рискованного силосования (КФ <45) (рис. 4).
Используя полученные данные, мы рассчитали значение влажности, необходимой для достижения желаемой силосуемости (КФ=45), и после подвяливания образцов клевера до влажности 75-60% провели опыт по их силосованию. Подвяливание образцов позволило значительно повысить их силосуемость и качество готового силоса. При этом данные, полученные в результате исследования, позволили определить области рискованного и успешного силосования в зависимости от соотношения рН и влажности (рис. 5). Отчетливо выделяется граница, проходящая между образцами качественного и испорченного силоса. Комбинация факторов силосуемости, обеспечивающая достижение необходимого сочетания рН и влажности готового силоса является главным условием успешного силосования. При этом видно, что в большинстве случаев такое сочетание достигалось при подвяливании образцов клевера ниже 75% независимо от фазы развития растения.
Проведенные исследования закономерностей влияния погодных факторов на динамику содержания питательных веществ и факторов, определяющих силосуемость клевера красного, позволяют сделать вывод о возможном использовании метеоданных для построения прогностических моделей и расчета условий, необходимых для заготовки качественного силоса из трудносилосуемых культур.
Благодарим руководство и специалистов ЗАО «Гатчинское» за предоставленную возможность проведения исследований на полях предприятия. Работа выполнена на базе и при финансовой поддержке ООО «Биотроф».
