Постановка проблемы (Introduction)Из общей площади природных пастбищ России 73 % (50 млн га) сосредоточены на аридных территориях России. Аридные земли расположены на территории 11 субъектов Российской Федерации: в Республике Дагестан, Республике Калмыкия, Республике Башкортостан, Астраханской, Волгоградской, Самарской, Саратовской, Оренбургской, Ростовской областях, в Краснодарском и Ставропольском краях [1, с. 26]. Во всех этих регионах остро стоят вопросы создания кормовой базы, опустынивания, рационального природопользования и охраны окружающей среды [2, с. 608].По проблемам сухих степей, полупустынных фитоценозов, деградации аридных пастбищ проводилось достаточно много серьезных отечественных и зарубежных исследований [3–11].Производители кормов в Европе предлагают уменьшать долю пастбищных кормов и увеличивать скармливание кукурузного силоса с соевыми концентратами [12, с. 712], [13, с. 15]. Однако в этих предложениях не учитывается увеличение потребления концентрированных кормов, которые могли быть использованы самим человеком [14, с. 45]. Кроме этого, выпас скота оказывает исключительно благоприятное влияние на здоровье и продуктивность животных, так как на пастбищах они получают полноценный и легкопереваримый корм. При этом постоянное движение, свежий воздух, солнечный свет улучшают работу всех органов животного, усиливают обмен веществ, что способствует повышению продуктивности, лучшему росту и развитию молодняка, а также воспроизводству стада.Поэтому, несомненно, больший интерес представляют работы, раскрывающие новое понимание роли вклада пастбищных кормовых угодий в глобальную продовольственную безопасность [15, с. 45].Пастбищное животноводство в России является рентабельным, поскольку в бюджете животноводческих крестьянских хозяйств не предусмотрены расходы на восстановление и поддержание пастбищных угодий в продуктивном состоянии. В результате постоянная нагрузка от выпаса на растительный покров аридных пастбищ приводит к потере ими не только кормовой емкости, но и питательной ценности с выпадением высокобелковых бобовых трав (астрагалов, эспарцета, люцерны). В последнее десятилетие к такому разрушительному отношению к пастбищным фитоценозам прибавились еще и климатические изменения: аномальная жара и отсутствие осадков весной и летом, суховеи и ураганы, а также теплые и бесснежные зимы [16, с. 95], [17, с. 10].Эти проблемы для Астраханской области особенно актуальны, так как вся ее площадь землепользования относится к опасной в отношении опустынивания: дефляции подвержено 2031,2 тыс. га земель, где на сбитых скотом пастбищах с изреженной растительностью образовалось 539 тыс. га развеваемых песков. На 579,9 тыс. га дефляционно опасных земель Астраханской области сельскохозяйственные угодья занимают 333,8 тыс. га. Наиболее активно процессы идут в Харабалинском, Енотаевском, Красноярском и Наримановском районах [18, с. 80].Известно, что самым эффективным приемом сельскохозяйственного использования и восстановления низкопродуктивных земель является биологическая мелиорация. С одной стороны, этот прием позволяет не только значительно увеличить сбор пастбищного корма и объем заготовки сена, но и сделать этот корм высокопитательным. С другой стороны, под влиянием жизнедеятельности многолетних трав и травосмесей в почве происходят процессы, способствующие ее оструктуриванию, расширенному воспроизводству гумуса и накоплению питательных веществ [19, с. 227].Цель наших исследований – разработать приемы создания высокопродуктивных и высокопитательных пастбищных агрофитоценозов, адаптированных к экстремальным условиям аридной зоны Северного Прикаспия.Методология и методы исследования (Methods)Регион исследования (север Астраханской области) – это наиболее засушливая часть Российского юга. Отличается высокими летними температурами (до + 45 °С в дневное время) и редкими осадками (120–240) мм за год, где на долю периода вегетации растений приходится 20–40 %. Продолжительность периода с температурами выше 10 °С достигает 180 дней. Сумма температур выше 10 °С составляет 3200–3400 °С. Осадки превышают испаряемость в 3–5 раз. Анализ метеоусловий периода исследования (2016–2020 гг.) показал, что в сравнении со среднемноголетними данными температура воздуха увеличилась на 2–3 градуса, а годовая сумма осадков уменьшилась в среднем на 50 мм.Исследования проводились на землях ФГБНУ «Прикаспийский аграрный федеральный научный центр Российской академии наук». Почвы опытного участка и контрольного (естественное пастбище – ООО «КХ «БагМас») светло-каштановые солонцеватые тяжелосуглинистые, имеют слабощелочную реакцию (рН = 8). В слое почвы 0-20см перед посевом содержалось гумуса – 0,68% (контроль – 0,67), азота щелочногидролизуемого – 21 мг/кг (контроль – 20), фосфора подвижного – 28 мг/кг (контроль – 29), калия подвижного – 298 мг/кг (контроль – 296). По результатам анализа и по данным группировок почв по обеспеченности анализируемых показателей было выявлено, что почва участков идентична и имеет обеспеченность по содержанию гумуса очень низкую (по методике Тюрина); азота щелочногидролизуемого – очень низкую (по методике Корнфилда); фосфора подвижного – высокую (по методике Мачигина); калия подвижного – высокую (по методике Мачигина).Агротехника опыта представлена основной обработкой почвы плугом ПНЗ-35 и предпосевной обработкой – культивацией, боронованием, проводящимися непосредственно перед посевом, трактором МТЗ-82 с применением агрегатов КПС-5,5; БЗТС-1, послепосевным прикатыванием 3КВГ-1,4 [20, с. 38].Определение урожайности проводилось укосным методом по методике ВНИИ кормов [21, с. 45]. Фенологические наблюдения – по методике И. Г. Грингофа, Ю. С. Лынова [22, с. 185]. Содержание питательных веществ в сухой массе кормовых трав определялась по соответствующим ГОСТ в агрохимцентре «Астраханский» (г. Астрахань). Дисперсионный анализ проводился с применением компьютерной программы Microsoft Excel 2010.Схема опыта: площадь – 1 га, высеваемые растения – житняк гребневидный (Agropyron cristatum L.) (питомник ФГБНУ «ПАФНЦ РАН»), терескен серый (Eutoria ceratoides L.), прутняк простертый (Kochia prostrata L.) (Приаральская опытная станция, Казахстан). Полевой трехфакторный опыт: фактор А – срок посева: весна (площадь – 5000 м2), осень (площадь – 5000 м2), фактор В – видовой состав пастбищ: моновидовой (житняк), поливидовой (житняк, терескен, прутняк), в том числе по вариантам: рядовой и разбросной способ посева – по 1250 м2, фактор С – способ посева – рядовой с междурядьем 0,6 м (2500 м2) и разбросной (2500 м2). Контроль – естественное пастбище.Нормы высева семян: житняк (моновидовое пастбище) – 20 кг/га, (поливидовое пастбище) - Таблица 1Фенологические спектры растений, используемых для создания кормовых угодий в аридном регионе Виды растенийМесяцы годаIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIТерескен серый               Прутняк простертый                Житняк гребневидный                                   Примечание:Фазы вегетацииУсловное обозначениеВозобновление  Ветвление (кущение) Цветение (колошение) Плодоношение  Созревание, конец вегетации  Table 1Phenological spectra of plants used to create forage lands in an arid regionPlant speciesMonths of the yearIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIEutoria ceratoides L.               Kochia prostrata L.                Agropyron cristatum L.                                  Note:Vegetation phasesSymbolRenewal Branching (tillering) Flowering (earing) Fruiting Ripening, end of vegetation  По фенологическим спектрам видно, что житняк занимает небольшой период времени для создания поедаемой кормовой массы (март – май), с середины июня растения высыхают и переходят в разряд плохо поедаемых. При этом в зимний период это такой же подножный корм для скота. Кустарник терескен и полукустарничек прутняк, имея одинаковый фенологический спектр, не только почти в два раза дольше набирают кормовую массу, но и круглый год являются источником высокопитательного хорошо поедаемого корма.Уже ко второму году развития растений было отмечено, что присутствие на кормовых угодьях кустарников и полукустарников создает лучшие условия, чем отава житняка для снегозадержания, а соответственно, и способствует большему накоплению влаги в почве. По годам исследования мы определяли, как меняется видовой состав опытных агрофитоценозов (таблица 2) Таблица 2 Изменение видового состава растений (%) агрофитоценозов по годам Варианты опытаГод вегетацииСрок посеваВидовой составСпособ посева1-й2-й3-й4-й5-йВесеннийМоновидовойРядовой  11/8957/4375/2564/3656/44Разбросной 13/8768/3281/1978/2865/35Поливидовой Рядовой  9/9164/3683/1788/1276/24Разбросной 11/8977/2388/1291/985/15Осенний МоновидовойРядовой  76/2477/2373/2770/3055/45Разбросной 68/3274/2675/2573/2762/38Поливидовой Рядовой  55/4566/3488/1289/1173/27Разбросной 56/4474/2689/1193/788/12Примечание:В моновидовых посевах: числитель – житняк;  знаменатель – разнотравье;В поливидовых посевах; числитель – житняк + терескен + прутняк, знаменатель – разнотравье. Table 2Change in the species composition of plants (%) agrophytocenoses by yearsExperience optionsVegetation yearSowing timeSpecies compositionSowing method1st 2nd 3rd 4th 5th SpringOne-species Sown in a row11/8957/4375/2564/3656/44Broadcast sowing 13/8768/3281/1978/2865/35Multi-species Sown in a row9/9164/3683/1788/1276/24Broadcast sowing 11/8977/2388/1291/985/15Autumn One-species Sown in a row76/2477/2373/2770/3055/45Broadcast sowing 68/3274/2675/2573/2762/38Multi-species Sown in a row55/4566/3488/1289/1173/27Broadcast sowing 56/4474/2689/1193/788/12Note:In monospecific crops: numerator – Agropyron cristatum; denominator – different grass;In multi-species crops; numerator – Agropyron cristatum + Eutoria ceratoides + Kochia prostrata, denominator – different grass. Результаты исследования показали, что если рассматривать изменение видового состава агрофитоценоза по вариантам опыта, то выявляются следующие закономерности:срок посева повлиял только в первый год вегетации, так как осенний срок дал возможность лучше развиться житняку, поскольку терескен и прутняк на всех вариантах весной не взошли, а первые всходы появились только в августе;разбросной способ дал лучшую возможность посеянным растениям заполнить опытные участки;моновидовые (житняковые) фитоценозы лучше развивались в первые два года – до тех пор, пока кустарник терескен и полукустарник прутняк не достигли полного развития, а также самосевом не начали распространяться по опытной территории, увеличивая процент встречаемости;начиная с 4-го года житняк стал выпадать из состава, поскольку в отсутствие выпаса со второго года в июне мы скашивали всю растительную массу с опытных участков на сено, а так как отава житняка в аридных условиях развивается только до фазы кущения (редко – до выхода в трубку), это препятствовало его самообсеменению, а терескен и прутняк к осени снова успевали подрасти и дать полноценные семена.На пятый год вегетации, когда созрели семена житняка (июль), мы провели обсеменение фитоценозов боронованием всех участков.Учет урожайности проводился в фазу колошения житняка (таблица 3). Таблица 3 Динамика урожайности (т/га СВ) агрофитоценозов по годам исследованияВарианты опытаГод вегетацииСрок посева (фактор А)Видовой состав (фактор В)Способ посева(фактор С)1-й2-й3-й4-й5-йВесеннийМоновидовойРядовой  2,72,32,42,01,1Разбросной 3,83,43,73,11,9Поливидовой Рядовой  2,63,34,23,62,4Разбросной 4,14,45,14,53,3Осенний МоновидовойРядовой  2,82,22,32,01,0Разбросной 4,03,63,93,21,7Поливидовой Рядовой  3,03,84,44,02,5Разбросной 3,94,65,65,03,8Естественное пастбище – контроль1,10,90,80,80,5НСР 05 общ.1,110,480,200,320,27НСР 05 А0,550,240,100,160,14НСР 05 В0,450,200,080,130,11НСР 05 С0,400,210,070,120,10Примечание:Жирным шрифтом выделена несущественная разность.Table 3Yield dynamics (t/ha dry matter) of agrophytocenoses by years of studyExperience optionsVegetation yearSowing time (factor А)Species composition (factor В)Sowing method (factor С)1st 2nd 3rd 4th 5th SpringOne-species Sown in a row2.72.32.42.01.1Broadcast sowing 3.83.43.73.11.9Multi-species Sown in a row2.63.34.23.62.4Broadcast sowing 4.14.45.14.53.3Autumn One-species Sown in a row2.82.22.32.01.0Broadcast sowing 4.03.63.93.21.7Multi-species Sown in a row3.03.84.44.02.5Broadcast sowing 3.94.65.65.03.8Natural pasture - control1,10,91.10.90.8НСР 05 general1,110,481.110.480.20НСР 05 А0,550,240.550.240.10НСР 05 В0,450,200.450.200.08НСР 05 С0,400,210.400.210.07Note:An insignificant difference is highlighted in bold. Полученные результаты показали следующее:все варианты созданных аридных пастбищных агрофитоценозов в течение пяти лет были более продуктивными (в среднем в 2–7 раз), чем природное пастбище, дисперсионный анализ показал наличие существенной разницы вариантов опыта в сравнение с контролем (НСР05общ. меньше, чем разность);в первый год разный видовой состав (фактор В) не имел существенного влияния на урожайность фитоценозов, поскольку терескен и прутняк начали всходить только к концу летнего периода;срок посева существенно повлиял на урожайность только в первый год вегетации, поскольку в фитоценозе весеннего посева 80–90 % составляли сорные однолетки (марь белая, овсюг, латук татарский и дикий, щетинники, щирицы) (таблица 2), а на участке осеннего посева – всего 24–45 %, при том, что житняк еще не достиг своего полного развития;продуктивность агроценозов на варианте разбросного способа посева оказалась выше, чем на рядовом, в монопосевах на 57–70 %, в поливидовых – на 63–82 %;урожайность поливидового состава фитоценоза начиная со второго года существенно увеличивалась по всем годам исследования в сравнении с монопосевами (житняк) и на рядовом и на разбросном способе на 1–2 т/га.На третий год развития агрофитоценозов (срок полного развития многолетних растений) были определены химический состав и питательная ценность кормовой массы (таблица 4).Таблица 4 Химический состав и питательная ценность сухой массы исследуемых многолетних кормовых растений ПоказателиЕдиница измеренияТерескенПрутнякЖитнякЕстественная растительностьСодержание сухого вещества%91,9 ± 1,092,0 ± 1,087,8 ± 1,094,2 ± 1,0Массовая доля сырой золы%10,1 ± 0,411,7 ± 0,57,3 ± 0,16,1 ± 0,05Массовая доля сырого протеина(в пересчете на СВ)%6,91 ± 0,245,2 ± 0,27,9 ± 0,343,9 ± 0,26Массовая доля сырой клетчатки(в пересчете на СВ)%32,5 ± 2,530,6 ± 2,534,6 ± 2,318,6 ± 2,4Массовая доля сырого жира(в пересчете на СВ)%3,4 ± 0,043,1 ± 0,023,1 ± 0,402,40 ± 0,5Кормовые единицы в 1 кгК.ед.0,700,740,630,52 Table 4Chemical composition and nutritional value of dry matter of the studied perennial fodder plantsIndicatorsUnit of measurementEutoria ceratoidesKochia prostrataAgropyron cristatumNatural vegetationDry matter content%91.9 ± 1.092.0 ± 1.087.8 ± 1.094.2 ± 1.0Mass fraction of crude ash%10.1 ± 0.411.7 ± 0.57.3 ± 0.16.1 ± 0.05Mass fraction of crude protein (calculated on dry matter)%6.91 ± 0.245.2 ± 0.27.9 ± 0.343.9 ± 0.26Mass fraction of crude fiber (calculated on dry matter)%32.5 ± 2.530.6 ± 2.534.6 ± 2.318.6 ± 2.4Mass fraction of crude fat (calculated on dry matter)%3.4 ± 0.043.1 ± 0.023.1 ± 0.402.40 ± 0.5Feed units in 1 kgFeed units0.700.740.630.52 В результате было выявлено, что используемые для создания кормовых угодий растения являются высокопитательными и превышают в основном по всем показателям естественную растительность полупустынных пастбищ.На основании данных по питательности и с учетом доли участия каждого компонента в формировании общего урожая были рассчитаны основные кормовые характеристики  пастбищных кормов по вариантам опыта (таблица 5).Таблица 5Сравнительная характеристика питательной ценности кормовой массы пастбищных кормовых угодийВарианты опытаКормовые единицы,т/гаСырой протеин,т/гаСрок посева (фактор А)Видовой состав (фактор В)Способ посева(фактор С)ВесеннийМоновидовойРядовой  1,50,19Разбросной 2,30,29Поливидовой Рядовой  3,00,30Разбросной 3,70,36Осенний МоновидовойРядовой  1,40,18Разбросной 2,40,31Поливидовой Рядовой  3,10,31Разбросной 4,10,39Естественное пастбище – контроль0,40,03НСР05общ.0,360,06НСР05А0,180,03НСР05В0,150,02НСР05С0,140,02 Table 5Comparative characteristics of the nutritional value of the forage mass of pasture forage landsExperience optionsFeed units,t/haCrude protein,t/haSowing time (factor А)Species composition (factor В)Sowing method (factor С)SpringOne-species Sown in a row1.50.19Broadcast sowing 2.30.29Multi-species Sown in a row3.00.30Broadcast sowing 3.70.36Autumn One-species Sown in a row1.40.18Broadcast sowing 2.40.31Multi-species Sown in a row3.10.31Broadcast sowing 4.10.39Natural pasture - control0.40.03LSD05general0.360.06LSD05А0.180.03LSD05В0.150.02LSD05С0.140.02 В результате проведенных расчетов было выявлено:созданные агрофитоценозы по всем вариантам имеют кормовую ценность в 3–10 раз выше естественного пастбища;наличие на пастбище разных видов растений (в том числе и различных жизненных форм) увеличивает сбор кормовых единиц в сравнении с одновидовым пастбищем в 1,5–2 раза;обеспечение протеином пастбищного корма отличалось по вариантам опыта, в том числе большее (0,36–0,39т/га) имело корм с поливидовых пастбищ разбросного способа посева, а меньшее (0,18–0,19 т/га) – с моновидовых рядового способа посева. Дисперсионный анализ показал наличие существенной разницы вариантов опыта в сравнение с контролем.Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)В полупустынном регионе Северного Прикаспия в современных условиях усиления аридизации климата возможно создание пастбищ или сенокосов на светло-каштановых почвах, имеющих слабощелочную реакцию и низкий уровень плодородия (гумус – 0,68%).Содержание в почве подвижных форм калия и фосфора в пределах 298 и 28 мг/кг соответственно в период посева многолетних растений было достаточным для формирования урожайности сухого вещества, в 2–7 раз превышающей естественное пастбище.В первый год вегетации житняка большую часть фитоценоза весеннего срока посева (80–90%) составляли однолетние травы (марь белая, овсюг, латук татарский и дикий, щетинники, щирицы), а при осеннем посеве житняк составил 55–76 %. Разбросной способ посева оказался более продуктивным (в моновидовых – на 57–70 %, в поливидовых – на 63–82 %), чем рядовой, так как растения получили большую площадь питания и, соответственно, лучше развивались, набирая большую кормовую массу.Поливидовой состав агрофитоценоза оказался продуктивнее на 1–2 т/га по всем годам исследования, начиная от второго года, по всем вариантам опыта.Все созданные агрофитоценозы по всем вариантам имели кормовую ценность в 3–10 раз выше естественного пастбища, в том числе наличие на пастбище разных видов растений увеличивало сбор кормовых единиц в сравнении с одновидовым пастбищем в 1,5–2 раза, а разбросной способ посева еще и увеличил обеспечение протеином пастбищного корма на 0,18–0,2 т/га.