§1. Общая характеристика зерновых бобовых культур
Народнохозяйственное значение зернобобовых культур . Все зерновые бобовые культуры принадлежат к семейству Бобовые (Fabaceae ) и имеют много общего в биологии растений, приемах возделывания и качестве получаемой продукции. К зернобобовым культурам относятся: горох (посевной и полевой, или пелюшка), кормовые бобы, вика посевная, фасоль обыкновенная, люпин (белый, желтый, многолетний, узколистный), соя, чечевица, чина, нут.
Зерновые бобовые культуры возделывают для получения семян с высоким содержанием белка. Эти культуры делят по хозяйственному значению на: пищевые, кормовые, технические и универсальные. Фасоль и чечевица отличаются высокими вкусовыми и кулинарными качествами, их используют только в питании людей. Чину, нут, кормовые бобы, люпин белый и желтый применяют главным образом в комбикормовой промышленности, хотя в некоторых странах семена нута и люпина белого употребляют в пищу. Соя используется как техническая, пищевая и кормовая культура, не теряя значения масличного сырья. По универсальности использования соя не имеет себе равных среди полевых растений.
В решении проблемы растительного белка весьма важная, если не решающая, роль принадлежит бобовым культурам. В семенах многих культур содержание белка составляет 25 – 30 %, а у сои и люпина – до 35 – 45 %. Зерновые бобовые не только сами обладают высокой кормовой ценностью, но и улучшают использование животными кормов других низкобелковых культур. В семенах многих бобовых содержится большое количество жира: у сои – 16 – 27 %, у нута – около 55, что повышает кормовую ценность этих культур.
Содержание белка в семенах зерновых бобовых культур определяется не столько генотипом сорта и районом выращивания, сколько условиями для симбиотической фиксации азота воздуха – агрохимическими показателями почвы, влагообеспеченностью растений. На кислых, бедных питательными веществами почвах симбиотическая фиксация азота воздуха малоактивна или не происходит совсем, растения испытывают азотное голодание, в результате содержание сырого белка в зеленой массе и семенах бывает минимальным, а урожай – низким. Аналогично влияет на содержание белка недостаток влаги на бедных азотом почвах, когда фиксации азота воздуха не происходит, а доступных форм минерального азота мало. В связи с этим колебание содержания белка у одной и той же культуры в одном районе достигает 10 – 16 % и более.
Ценность семян бобовых культур состоит не только в высоком содержании белка, но и в его полноценности. Содержание основных незаменимых аминокислот в нем в 1,5 – 3,0 раза больше, чем в белке злаков. Преимущества зерновых бобовых перед культурами семейства Мятликовые заключаются также в том, что бобовые производят на единице площади больше белка, качество и усвояемость его выше. Они дают самый дешевый белок, включая в биологический круговорот азот воздуха, недоступный для других растений. Фиксация азота воздуха происходит в процессе симбиоза бобовых с клубеньковыми бактериями рода Rhizobium за счет световой энергии, аккумулированной растением.
Промышленно-сырьевое значение бобовых состоит в том, что их семена используют для приготовления круп, муки, консервов и кондитерских изделий. Масло из семян сои имеет пищевое и техническое значение, фермент уреазу, как и белок фасоли, применяют в медицине. Семена некоторых зерновых бобовых (сои, чины) служат сырьем для получения казеина, пластмасс.
Весь симбиотически фиксированный азот воздуха отчуждается с урожаем зерновых бобовых, но с их органическими остатками в поле остается больше азота, чем с органическими остатками других культур. Поэтому в качестве предшественника они обеспечивают больший урожай последующей культуры, чем другие предшественники.
При благоприятных условиях симбиоза (рН 6 – 7, достаточной обеспеченности фосфором, калием, магнием, бором, молибденом, наличии специфических штаммов клубеньковых бактерий, оптимальной влажности почвы) горох посевной может усвоить за вегетацию до 150 кг/га, бобы кормовые и соя – до 250, люпин белый – до 300 кг/га азота воздуха, при этом урожайность составляет 3,0 – 4,0 т семян с 1 га и более (без затрат азотных удобрений). На практике чаще всего параметры среды бывают неблагоприятны, активность симбиоза ослаблена, фиксируется всего 20 – 60 кг азота воздуха на 1 га, урожайность низкая (1,2 – 1,5 т/га).
В мировом земледелии зерновые бобовые занимают около 13 – 14 % посева зерновых хлебов. По посевным площадям горох и соя занимают первое место, затем – люпин. Фасоль, чечевицу, чину, нут и кормовые бобы возделывают на небольших площадях.
Морфологические и биологические особенности. У всех зерновых бобовых растений есть ряд общих особенностей. По строению листьев зерновые бобовые делятся на три группы: растения с перистым листьями (горох, чечевица, чина, нут, бобы); с тройчатыми листьями (фасоль, соя); с пальчатыми листьями (люпины).
Растения первой группы прорастают за счет эпикотиля и поэтому не выносят семядоли на поверхность. Они допускают более глубокую заделку семян, боронование до появления всходов и после. Растения второй и третьей групп растут вначале благодаря растяжению подсемядольного колена (гипокотиля) и выносят на поверхность почвы семядоли. Они требуют более мелкой заделки семян, их нельзя бороновать до всходов.
Корневая система зерновых бобовых имеет главный стержневой корень, проникающий на глубину до 1 – 2 м, и многочисленные боковые корни второго, третьего и последующих порядков, размещенные в основном в пахотном слое.
Стебель у зерновых бобовых имеет различное строение. У гороха, вики, чечевицы, чины и некоторых форм фасоли стебли лазящие. Верхушечные листочки перистых листьев редуцированы в усики, с помощью которых растения цепляются друг за друга. До полного налива семян стебли поддерживаются в вертикальном положении, к созреванию стебли полегают. У сои, люпина, бобов, нута, кустовых форм фасоли стебли прямостоячие и сохраняют вертикальное положение в течение всей вегетации.
Цветки обоеполые, околоцветник двойной. Венчик состоит из лепестков неодинаковой величины и формы (лодочка, парус и крылья). В цветке 10 тычинок и один пестик. Окраска венчика от белой до ярко-красной и фиолетовой. У большинства зерновых бобовых цветки собраны в соцветия (головка, кисть) на верхушке главного стебля и боковых побегов.
Плод – боб. Раскрывается он двумя створками и содержит несколько семян. После созревания у большинства видов бобы растрескиваются по продольным швам, створки боба скручиваются и семена разбрасываются. У нута и некоторых видов и сортов люпина бобы не растрескиваются. В последнее время удалось создать сорта сои, чины и фасоли со слабой растрескиваемостью бобов.
Семена состоят из семенной оболочки и зародыша. Зародыш состоит из двух мясистых семядолей и заключенных между ними зародышевого корешка и почечки, из которых формируется надземная часть растения. Семядоли представляют собой зародышевые листья, в них откладываются питательные вещества, используемые при прорастании.
У зерновых бобовых отмечают следующие фазы роста : 1 – всходы, 2 – ветвление стебля, 3 – бутонизация, 4 – цветение, 5 – образование бобов, 6 – налив семян, 7 – полный налив семян (начало созревания), 8 – полная спелость.
Требования к температуре . Зерновые бобовые по их отношению к температуре делят на три группы: наиболее холодостойкие, холодостойкие и теплолюбивые. Холодостойкие культуры (нут, горох, чечевица) переносят в фазе всходов заморозки до -8 °С, люпин и кормовые бобы до -6 °С, а соя до -3 °С. Наиболее чувствительна к заморозкам фасоль, всходы ее погибают при температуре -1 °С. Для зерновых бобовых растений особенно важны повышенные температуры в фазы налива и созревания семян, что не позволяет проводить посев в более поздние сроки и ограничивает продвижение некоторых из них в более северные районы.
Требования к влаге . Зерновые бобовые предъявляют более высокие требования к влагообеспеченности в течение вегетации, чем другие зерновые культуры. Это связано с тем, что даже при непродолжительном дефиците влаги клубеньки отмирают из-за недостатка углеводов. Прекращение симбиотической азотфиксации вызывает азотное голодание растений и снижение продуктивности. При восстановлении оптимальной влажности почвы на периферии корневой системы образуются новые клубеньки, однако азотный стресс отрицательно сказывается на урожайности культур. Наиболее требовательны к влаге соя, люпин, кормовые бобы, горох. Группу засухоустойчивых составляют чина и нут. Промежуточное положение занимают фасоль и чечевица.
Оптимальная влажность почвы для всех культур, обеспечивающая самую активную азотфиксацию и наибольший урожай лучшего качества – это влажность в диапазоне от 100 % ППВ до влажности разрыва капилляров (около 60 % ППВ).
Отношение к свету . По требованиям к свету зерновые бобовые классифицируют на 3 группы: 1 – растения длинного дня (горох, чечевица, чина, люпин и бобы) у них период вегетации укорачивается с удлинением светового дня; 2 – растения короткого дня (соя и некоторые виды фасоли), у них период вегетациии сокращается с уменьшением светового дня; 3 – группа нейтральных растений (большинство сортов фасоли обыкновенной и нута). Однако почти у каждой культуры есть сорта, которые к продолжительности дня относятся нейтрально.
Требования к почве . Наиболее благоприятны для зерновых бобовых среднесвязные, слабокислые или нейтральные суглинистые и супесчаные почвы, содержащие достаточно фосфора, калия и кальция. Они плохо растут на кислых и песчаных почвах. Исключение составляет люпин желтый, который дает хорошие урожаи на песчаных почвах даже при рН = 4,0 – 4,5. На песчаных слабокислых почвах неплохо растет горох полевой (пелюшка).
Оптимальная плотность почвы для нормального развития корневой системы 1,0 – 1,3 г/см 3 . Особые требования зерновых бобовых культур к объемной массе почвы обусловлены необходимостью повышенной аэрации корневой системы, так как для биологической фиксации 1 мл азота воздуха в энергетических центрах клубеньков расходуется 3 мл кислорода, поступающего через поверхность клубеньков. На связных почвах с повышенной плотностью симбиотическая система испытывает кислородное голодание, и активность биологической азотфиксации снижается. Это определяет дифференциацию технологических приемов.
Зерновые бобовые размещают в севообороте после любых культур, кроме многолетних бобовых трав и зерновых бобовых. Считают, что зерновые бобовые культуры можно возвращать на то же поле не ранее чем через 3 – 4 года, когда численность специфичных вредителей и болезней снизится. Сами зерновые бобовые культуры являются хорошими предшественниками для зерновых, пропашных и технических культур, поскольку при благоприятных условиях симбиоза они менее, чем другие культуры, истощают почву азотом.
Поскольку зерновые бобовые культуры содержат больше питательных веществ в единице урожая, то и потребность их в элементах минерального питания выше, чем у злаковых культур. При очень низком и низком содержании в почве фосфора и калия и повышенной кислотности внесение даже высоких норм фосфорно-калийных удобрений и извести непосредственно под бобовую культуру не обеспечивает активной азотфиксации и хорошего урожая из-за наличия в пахотном слое почвы многочисленных очагов с повышенной кислотностью и низким содержанием фосфора и калия. На такой почве рекомендуется высевать бобовые на второй год после известкования и внесения фосфорно-калийных удобрений.
На почвах с повышенным и высоким содержанием фосфора и калия фосфорно-калийные удобрения, как правило, несущественно повышают урожайность зерновых бобовых. Исключение среди зерновых бобовых представляет люпин желтый, под который фосфорно-калийные удобрения не вносят, если содержание этих элементов в почве составляет более 50 мг/кг почвы.
Микроэлементы растения потребляют в незначительных количествах, однако они имеют очень важное значение для симбиотической азотфиксации. Недостаток их резко снижает, а иногда исключает фиксацию азота воздуха. Наибольшую важность из них представляют бор и молибден. Молибден входит в ферментный комплекс нитрогеназу, который осуществляет расщепление молекул азота. Бор способствует развитию сосудисто-проводящей системы, доставляющей углеводы из листьев в клубеньки. При выращивании зерновых бобовых культур применяют бактериальные удобрения. Для образования клубеньков на корнях бобовых культур необходимо наличие специфичного вирулентного активного штамма ризобий. Каждый вид рода Rhizobium инфицирует один или несколько видов бобовых культур. Там, где данную культуру возделывают давно, в почве есть спонтанные штаммы Rhizobium . А культуры, высеваемые впервые на данном поле, требуют искусственного заражения специфичным штаммом.
При благоприятных условиях симбиоза (рН, соответствующая биологии этой культуры, достаточная обеспеченность макро- и микроэлементами, наличие специфичного вирулентного активного штамма Rhizobium ) под зерновые бобовые культуры не следует вносить азотные удобрения. Они, угнетая симбиоз, снижают количество фиксированного азота воздуха на величину усвоенного азота удобрений и не повышают семенную продуктивность зерновых бобовых культур.
Посев и уход за посевами . В возделывании зерновых бобовых есть много общих элементов, однако для каждой культуры есть свои технологические особенности.
Основная обработка почвы под зерновые бобовые культуры та же, что и под зерновые мятликовые. При посеве их после зерновых проводят лущение стерни, затем проводят зяблевую вспашку.
Предпосевная обработка заключается в культивации, выравнивании и прикатывании почвы. Предпосевное выравнивание и прикатывание обеспечивают равномерную заделку семян, дружные всходы и развитие растений, снижают потери при уборке на семена культур с полегающим стеблем.
Семена обрабатывают в день посева, еще лучше делать это непосредственно перед посевом, так как Rhizobium , нанесенные на поверхность семян, быстро гибнут – уже через 5 – 6 ч после обработки их число уменьшается вдвое. Если бактеризованные семена не были высеяны в тот же день, их снова обрабатывают в день посева. Обработку семян пестицидами лучше осуществлять заблаговременно, не менее чем за 3 – 4 недели до посева; обработку препаратами, менее токсичными для клубеньковых бактерий (фундазолом), можно совмещать с обработкой бактериальным удобрением в день посева.
Сроки и нормы высева обусловлены биологией культуры, целью и условиями ее возделывания. Холодостойкие культуры высевают в самые ранние сроки. Запаздывание с посевом на 7 – 12 дней снижает их урожайность на 15 – 20 %. Теплолюбивые культуры (сою и фасоль) сеют при температуре верхнего слоя почвы 8 – 12 °С.
Уход за посевами заключается в уничтожении почвенной корки, борьбе с сорняками, вредителями и болезнями растений.
Уборка зерновых бобовых . Особенности уборки зерновых бобовых заключаются в двухфазной уборке в связи с неравномерностью созревания семян. Сначала скашивают в валки, а после высыхания массы обмолачивают зерновыми комбайнами, отрегулированными на обмолот зерновых бобовых культур. Нут и сою убирают прямым комбайнированием.
Выращивание зерновых бобовых культур на зеленую массу . Максимальный урожай зеленой массы бобовых культур наилучшего качества и с наименьшими затратами можно получить при выращивании многолетних бобовых трав в чистых посевах. Для получения высокобелковой зеленой массы широко выращивают однолетние бобовые культуры. Семена таких культур, как горох полевой, люпин узколистный, вика посевная и мохнатая, практически не используют в комбикормовой промышленности; их выращивают преимущественно на зеленую массу. Кроме того, на зеленую массу возделывают и культуры зернового использования – горох посевной, кормовые бобы, чину, сою, люпин белый.
Агротехника зерновых бобовых культур на зеленую массу в основном не отличается от агротехники их на семена. Лишь норму высева семян увеличивают на 10 – 15 %. Уборку урожая на зеленую массу проводят в период полного налива семян в средних бобах, когда растения еще не сбрасывают листья.
В практике распространено возделывание на зеленую массу зерновых культур, таких, как овес, озимая рожь, кукуруза, сорго. Однако корма, приготовленные из зерновых культур, содержат мало белка. При выращивании зерновых бобовых в смеси с культурами семейства Мятликовые повышаются количество белка в зеленой массе, усвояемость и переваримость белка мятликовых. Содержание белка в бобово-мятликовых смесях обусловлено соотношением компонентов. Например, если в вико-овсяной смеси доля вики составляет 55 – 60 %, а овса – 40 – 45 % (по массе), то содержание белка в такой смеси достигнет 14 %, а если вики в смеси 20 – 30 %, то белка – не более 9 %.
§2. Горох
Народнохозяйственное значение. Горох является основной зерновой бобовой культурой, занимающей 80 % площадей всех зернобобовых культур, используют на пищевые и кормовые цели. Горох – одна из наиболее древних культур. Археологические раскопки показали, что его использовали 20 тыс. лет назад наряду с пшеницей, ячменем и просом.
Горох возделывают также в занятом пару на зеленую массу – как в чистом виде, так и в смеси с овсом, ячменем и другими культурами. По качеству силос из горохово-мятликовых смесей превосходит кукурузный, так как в нем содержится больше белка и каротина. Горох на зерно используют в качестве предшественника озимых культур. Благодаря большой пластичности и наличию экологически адаптированных сортов горох выращивают в различных почвенно-климатических зонах.
Морфологические и биологические особенности . В культуре распространен вид горох культурный посевной (Pisum sativum L.) (рис.22). Он включает несколько подвидов, главные из которых – горох обыкновенный посевной, с белыми цветками и светлыми семенами, и горох полевой, или пелюшка, с красно-фиолетовыми цветками и темными, часто крапчатыми семенами (кормовое растение).
Рис. 22 . Горох посевной
Корневая система стержневая. Стебель обычно полегающий. Листья сложные парноперистые, заканчиваются ветвящимися усиками. Прилистники крупные, охватывающие стебель. Существуют полубезлистные формы, у которых прилистники сохранились, а листочки редуцировались в усики. Есть полностью безлистные формы, у которых редуцированы не только листочки, но и прилистники.
Цветки располагаются в узлах стебля, типичного строения для сем. Бобовые. Соцветие – кисть. Пло д – боб с 3 – 10 семенами.
У гороха посевного есть лущильные и сахарные сорта. У сахарных сортов отсутствует пергаментный слой в створках бобов. Эти сорта возделывают в овощеводстве. Лущильные сорта с жестким пергаментным слоем в створках бобов выращивают на зерно.
В зависимости от сорта и условий возделывания вегетационный период составляет 70 – 140 дней. Способность многих сортов к быстрому развитию позволяет использовать эту культуру в занятом пару и в промежуточных посевах. Горох – самоопылитель, при выращивании его на семена пространственная изоляция не требуется.
При возделывании гороха нужно учитывать такие его особенности, как полегающий стебель, а также растянутые периоды цветения и созревания. У многих сортов гороха плоды при созревании растрескиваются. Эти недостатки преодолевают как агротехническими приемами, так и селекционным путем.
Цветение и созревание идут последовательно снизу вверх по стеблю. В одно и то же время генеративные органы, расположенные на разных ярусах, находятся на разных этапах органогенеза.
Клубеньки на корнях начинают формироваться через 7 – 10 дней от появления всходов. Максимальный рост наблюдается от начала цветения до начала созревания.
Требования к температуре Горох сравнительно холодостоек. Семена начинают прорастать при температуре 1 – 2 °С. Для нормального развития всходов достаточна температура 4 – 5 °С, большинство сортов переносит заморозки до -4 °С. Вегетативные органы хорошо формируются при невысокой температуре (12 – 16 °С). Жаркая погода выше 26 °С неблагоприятна для формирования урожая.
Требования к влаге . Горох требователен к влаге. Для начала прорастания необходимо 20 % воды от массы семян. Ранний посев во влажный слой почвы при выровненной поверхности поля создает условия для быстрого, равномерного набухания семян и появления дружных всходов. В периоды бутонизации, цветения и завязывания бобов гороху особенно требуется влага. Благоприятные условия влагообеспеченности в этот период важны для формирования высокого урожая.
Отношения к свету . Горох – растение длинного дня, с увеличением продолжительности светового периода развитие ускоряется.
Требования к почве . Горох предъявляет высокие требования к почвам, хорошо растет на черноземных, серых лесных и окультуренных дерново-подзолистых почвах среднего гранулометрического состава. Малопригодны легкие песчаные, кислые или солонцеватые почвы, так как симбиоз ослаблен и растения испытывают азотное голодание.
Размещение в севообороте и система удобрений . Горох не размещают после других зерновых бобовых культур и многолетних бобовых трав, а также его нельзя возвращать на поле севооборота ранее, чем через 5 – 6 лет из-за опасности поражения вредителями и болезнями. В степной зоне его не следует размещать также после подсолнечника, сильно иссушающего почву. Лучшие предшественники для гороха – озимые зерновые и пропашные (картофель, кукуруза, сахарная свекла). Горох часто размещают после яровых зерновых.
Под горох вносят фосфорные и калийные удобрения, дозы зависят от обеспеченности почвы этими элементами. На бедных почвах иногда добавляют азотные удобрения; из микроэлементов – бор и молибден.
Горох использует азот неравномерно в течение вегетации. В первый период (до начала цветения) усваивается 20 % общего количества за вегетацию. Во время цветения, образования и роста плодов интенсивность накопления азота в 2,5 – 3,0 раза выше. При благоприятных условиях для симбиоза большую часть азота (70 – 75 % общего потребления) растения могут получить в результате симбиотической фиксации азота воздуха. В таком случае горох не нуждается в применении азотных удобрений, для начального развития он использует азот семядолей и почвы.
Сорта. В Госреестр Беларуси включено большое количество сортов гороха. К числу наиболее распространенных относятся: Свитанак, Комет, Адепт, Беларус, Зарянка, Гомельская, Белорусский неосыпающийся, Аист, Агра и др. Современные сорта характеризуются высокой урожайностью, устойчивостью к растрескиванию бобов и осыпанию, относительной низкорослостью. Они более устойчивы к полеганию
Посев и уход за посевами . Осенняя обработка почвы зависит от предшественника и засоренности посевов. Если поле засорено корнеотпрысковыми сорными растениями, то через 2 недели после первого лущения проводят второе на глубину 10 – 12 см, а затем вспашку. Весной проводят культивацию, выравнивание и прикатывание почвы.
Горох высевают в ранневесенние сроки, при этом он лучше использует осенне-зимние запасы влаги в почве, меньше поражается болезнями и вредителями, раньше созревает.
Горох сильно страдает от засух, поэтому проводят боронование посевов. При этом уничтожается почвенная корка, уменьшается потеря влаги, улучшается аэрация, если применять довсходовое и послевсходовое боронование. Наиболее эффективно сочетание боронования с применением гербицидов.
Для защиты урожая от болезней и вредителей возделывают устойчивые сорта, применяют биологические, агротехнические и химические способы борьбы с вредителями и болезнями.
Уборка гороха . Основной способ уборки – раздельный. Неравномерность созревания, полегаемость стеблей и осыпаемость семян при созревании у многих районированных сортов делают уборку наиболее сложной операцией в технологии возделывания гороха. Скашивают горох при побурении 60 – 75 % бобов. Уборка не должна превышать 3 – 4 дней. В этом случае потери минимальны. Скашивают горох поперек полеглости под углом 45° к ней или навстречу полеглости. У неосыпающихся сортов сроки двухфазной уборки можно сдвинуть на период, когда созреет 90 – 100 % бобов, при этом улучшается вымолачиваемость семян. Чистые от сорных растений посевы целесообразно убирать прямым комбайнированием, когда бобы и стебли сухие, а семена твердые.
После очистки зерно с влажностью более 17 % следует просушить активным вентилированием. Подсушенные до кондиционной влажности (14 – 16 %) семена сортируют и хранят в сухих помещениях с высотой насыпи в закромах не более 2,5 м.
§3. Люпин
Народнохозяйственное значение . Наибольшей азотофиксирующей способностью из всех зернобобовых культур обладает люпин. Люпин относится к растениям, известным с глубокой древности. Первые сведения о нем относятся ко 2 в. до н.э. У древних греков и римлян люпин уже использовался на зеленое удобрение. Семена белого люпина египтяне использовали в пищу.
Высокопродуктивные сорта и разработанные способы повышения активности люпино-ризобиального симбиоза позволяют накапливать на 1 га посевов до 200 кг биологического азота. Являясь высокоэффективным азотфиксатором и будучи индифферентным к почвенному плодородию, люпин выступает в роли основной культуры в энергосберегающей системе земледелия, так как не только сохраняет и повышает плодородие почвы, но и способен давать дешевый высококачественный белок без внесения азотных удобрений даже на низкоплодородных с повышенной кислотностью почвах.
Люпин является хорошей средообразующей культурой, повышающей плодородие почвы и улучшающей ее физическое (повышает влагоемкость и содержание водопрочных агрегатов, уменьшает уплотненность и пахотного, и подпахотного горизонтов за счет биодренажа корневой системой, что формирует благоприятный водный и питательный режимы), химическое и фитосанитарное состояние. Использование зеленой массы люпина на удобрение широко применяется в земледелии, при этом почва обогащается органическим веществом, симбиотическим азотом, усвояемым фосфором и обменным калием. В Беларуси люпин – наиболее значимая для сидерации культура.
С высокой эффективностью используется люпин в занятых парах, поукосных и пожнивных посевах. Биомасса люпина повышает биологическую активность почвы, в результате чего возрастает разнообразие почвенной микробиоты, повышается антифитопатогенный потенциал почвы, уменьшается численность грибной антагонистической микрофлоры, снижается поражение зерновых культур корневыми гнилями, в том числе и снежной плесенью озимых культур. Возделывание люпина способствует самоочищению и детоксикации природных экосистем. Максимально используя в севооборотах люпин, можно в ближайшие годы приостановить деградацию почвенного плодородия, решить проблему кормового растительного белка, улучшить качество и снизить себестоимость животноводческой продукции, повысить рентабельность сельскохозяйственного производства.
Все возделываемые виды люпина высокобелковые (32 – 46 % белка). Белок люпина отличается высоким качеством и переваримостью и в силу низкого содержания ингибиторов трипсина может использоваться в корм любым видам животных без предварительной термообработки, которую обязательно необходимо применять при использовании в корм зерна сои. По содержанию перевариваемого белка в зерне и по его качеству люпин не имеет себе равных.
Большое распространение в кормлении животных имеет вегетативная масса желтого и узколистного люпинов. Зеленая масса люпина хорошо поедается всеми видами животных как в свежем виде, так и в виде силоса, зерносенажа, травяной муки, гранул или брикетов.
Во многих странах мира люпин уже давно используется в пищу человека. В Португалии, Чили, Перу, США, Австралии разрабатываются технологии с целью введения белка люпина в пищевые продукты – макароны, хлебобулочные и кондитерские изделия. Люпиновая мука и белковая паста используются для приготовления кондитерских изделий, пудингов, заменителей молока, соусов. Пудинги и мармелад с 10 %-ным содержанием муки из люпина способствуют снижению содержания сахара в крови больных диабетом. Метионин как основная лимитирующая аминокислота в белке люпина может компенсироваться за счет подбора определенного соотношения люпина с пшеницей.
Экстракты из семян люпина представляют большую потенциальную перспективу в фармакологической промышленности по изготовлению препаратов, снижающих артериальное давление, регулирующих биоэлектрическую активность сердца, моторную и психическую активность без проявления наркотических последствий. Алкалоид спартеин оказывает благотворное действие в качестве антиаритмического средства.
Наиболее полно потенциал узколистного люпина используется в Австралии. Опираясь на уникальные свойства биологии люпина, австралийские ученые создали за короткий период (1967 – 1987 гг.) люпино-злаковый пояс, аналогичный соево-кукурузному поясу Америки. Преимущества люпина в системе севооборота широко признаны, и он остается в этой системе, несмотря на колебания мировых цен. Благодаря этому решаются такие важные проблемы, как повышение плодородия почвы и увеличение производства кормового белка. Австралия экспортирует люпин преимущественно в страны Европы, конкурируя с американской соей. В Австралии за счет насыщения севооборотов люпином удалось повысить урожайность других культур, в том числе и пшеницы, на 30 – 100 %.
В условиях Беларуси широкое распространение в 70 – 80-е годы XX в. имел желтый люпин. Последовавшее за тем массовое распространение фузариоза вызвало резкое сокращение посевных площадей. Позже были созданы устойчивые сорта желтого люпина, и посевные площади начали опять увеличиваться. В 90-е годы создана принципиально новая культура – узколистный кормовой люпин, урожайность которого достигла уровня зерновых культур.
Существует значительное количество местных названий культурного люпина: в России – люпин, лупин; на Украине – верни-солнце, кохва, дикий кофе, кава, солнечник, паникадило, волчий боб; в Беларуси – лубин.
Морфологические и биологические особенности люпина. Род люпин (Lupinus L.) относится к семейству бобовых (Fab асеае ) и является весьма обширным, в пределах которого различными исследователями описаны травянистые, полукустарниковые и кустарниковые, однолетние, зимующие и многолетние виды. В природе насчитывается не менее 200 видов этого рода.
В результате изучения географического распространения ученые сделали вывод о существовании для рода люпина трех геоцентров, из которых наиболее богатым является Южноамериканский. Из всего многообразия люпинов в культуру введены в основном люпин желтый, узколистный и белый Средиземноморского центра происхождения. Из американских видов возделывается только многолетний (многолистный) и некоторые формы изменчивого люпина.
Корневая система стержневая. Стебель прямой, ребристый, опушенный. Листья сложные, очередные, с черешками различной длины, снабжены прилистниками, многопальчатые, реже цельные. Листочков 5 – 15, расположены, веерообразно на конце черешка. Характерной особенностью листьев люпина является их ярко выраженный гелиотропизм. Начиная от восхода солнца и до захода, листья следуют листовыми пластинами за ходом солнца, и в длинные летние дни все растение делает оборот по ходу солнца, причем верхняя часть листовой пластинки находится все время в перпендикулярном положении к солнечным лучам. После захода солнца листочки свертываются по складкам пластинки и опускаются. Поэтому коэффициент использования солнечной энергии люпином в два и более раз выше, чем у других бобовых и зерновых культур.
Соцветие – верхушечная кисть. Прежде всего зацветает соцветие главной оси, а затем боковые, в порядке расположения их – снизу вверх. Когда зацветает последний цветок вверху кисти, внизу уже идет завязывание бобов.
Плод у люпина – боб с перетяжкой на створках. Боб кожистый, опушенный, удлиненный, более или менее сплюснутый. Створки боба при созревании раскрываются и скручиваются. Исключение представляет белый люпин, у которого бобы при созревании не растрескиваются. Семена люпина имеют большое разнообразие по величине (крупные, мелкие), форме (округлые, сплюснутые) и окраске (одноцветные или мраморные); все семена имеют плотную кожуру.
Требования к температуре . Требования к температуре зависят от длины периода вегетации. Наиболее требовательный к теплу белый люпин, наименее – узколистный. Семена прорастают при 4 – 5 о С, всходы узколистного люпина способны переносить заморозки до -5 о С, желтого – гибнут при -2 – -3 о С, белый люпин не переносит отрицательных температур.
Требования к влаге . Предъявляет высокие требования к влаге, поэтому возделывается в увлажненных районах.
Отношение к свету. Виды люпина относится к растениям длинного дня.
Требования к почвам . Наиболее высокая урожайность желтого люпина достигается на дерново-подзолистых почвах, супесчаных и легкосуглинистых, подстилаемых моренным суглинком. Достаточно хорошо растет и на более легких по гранулометрическому составу почвах. Плохо растет на тяжелых глинистых, глееватых, малопроницаемых почвах с близким стоянием грунтовых вод, а также на свежепроизвесткованных почвах. На зеленную массу пригодны и более влагообеспеченные почвы, а также окультуренные торфяно-болотные. Люпин узколистный является более требовательной к почвам культурой по сравнению с желтым. Он лучше растет на более связных, близких к нейтральным почвах. В этом отношении он ближе стоит к гороху.
Оптимальные агротехнические показатели почв: рН для люпина узколистного – 5,0 – 5,6, желтого – 4,5 – 5,8. Содержание гумуса не менее 1,4 %, подвижного фосфора 120 мг/кг почвы, обменного калия 200 мг/кг почвы.
Размещение в севообороте и система удобрений . Производственные посевы люпина необходимо размещать в севооборотах после озимой ржи, яровых зерновых, гречихи, рапса. На зеленую массу данную культуру можно размещать также после пропашных и силосных культур, под которые вносились органические и минеральные удобрения. Не рекомендуется люпин размещать после однолетних и многолетних бобовых культур, рядом с посевами бобовых культур, после многолетних злаковых трав, так как у них имеются общие вредители и болезни. Повторно сеять люпин на одном и том же участке следует не ранее, чем через 3 – 5 лет. Не допускается посев люпина в течение 3 лет после зерновых, которые обрабатывались гербицидами, содержащими глин (лентур, хармони, карибу). Не следует высевать люпин на свежеизвесткованном поле и после внесения сапропеля. Сам же люпин является отличным предшественником для многих сельскохозяйственных культур.
При выборе участка под семенные посевы следует помнить о необходимости соблюдения пространственной изоляции между видами и сортами для предотвращения механического и биологического засорения.
Люпин выносит из почвы большое количество питательных веществ, поэтому для получения высоких урожаев необходимо вносить определенное количество макро- и микроудобрений. Существенное влияние на рост, развитие и продуктивность растений оказывают фосфорно-калийные удобрения. Люпин может использовать подвижные формы фосфора из горизонтов, недоступных для, например, гороха. Выделяя через корневую систему больше экссудатов (органических кислот, углеводистых соединений), чем культуры нейтральных почв, люпин способен использовать также недоступные для растений формы фосфора. На дерново-подзолистых почвах положительное влияние на урожайность зерна люпина оказывают такие микроэлементы, как бор, молибден, цинк, кобальт.
Благодаря высокой азотфиксирующей способности все виды люпина не нуждаются в азотных удобрениях, их можно применять в небольших дозах под люпин, предназначенный для использования на зеленый корм и силос.
Районированные сорта люпина. Целесообразно в хозяйстве возделывать не менее четырех районированных сортов кормового люпина (по одному из каждой группы спелости).
Сорта желтого люпина: Жемчуг, Кастрычник, Пава, Юлита, Ранний, Адраджэнне, Регале. В 1997 году в республике (особенно в западных областях) отмечалось эпифитотийное развитие опасного заболевания желтого и белого люпина – антракноза, что поставило под угрозу возделывание этих культур. Было приостановлено выращивание желтого люпина в Гродненской и Брестской областях. Абсолютно устойчивые к данному патогену сорта пока отсутствуют, нет и достаточно эффективных фунгицидов.
Сорта узколистного люпина. Миртан, Першацвет, Митан, Ашчадны, Метель, Глатко, Пралеска, Данко, Гулливер. Четыре сорта селекции БелНИИЗК (Данко, Першацвет, Ашчадны, Харчовы) внесены в Госреестр Германии.
Сорт люпина белого: Сож.
Посев и уход за посевами . Обработка почвы под зернобобовые культуры на дерново-подзолистых почвах зависит от предшествующей культуры, гранулометрического состава, засоренности полей, погодных условий и осуществляется в три этапа. Сначала проводится лущение, позволяющее равномерно распределить в почве послеуборочные остатки, ускорить их разложение. На втором этапе проводят вспашку, которая должна быть завершена не позднее сентября месяца (проводят при сухой почве). При отсутствии возможности проведения первого этапа сразу после уборки предшественника проводится вспашка. Третий этап обработки почвы – предпосевная обработка, включающая рыхление, прикатывание до и после посева. Для сокращения проходов трактора по полю в сухую погоду при качественной вспашке после предпосевной обработки почвы комбинированными агрегатами проводят посев культуры.
Обязательна предпосевная обработка семян люпина. В зависимости от зоны возделывания культуры, сорта в патогенном комплексе грибов доминирует обычно два или три возбудителя. Сочетают обеззараживание семян с инкрустацией ростовыми веществами, микроудобрениями и инокуляцией штаммом ризобий (если люпин на засеваемое поле попадает впервые).
Люпин по своим биологическим особенностям относится к ранним яровым культурам. У всех видов люпина при раннем посевераньше закладываются цветочные почки, формируется более короткий стебель и более продуктивная главная кисть, созревание идет дружно и ускоряется на 4 – 6 дней. В связи с этим сеять его желательно в ранние сроки, первыми из ранних яровых. При выращивании люпина на семена применяют сплошные рядовые посевы и широкорядные посевы.
Уход за посевами заключается в бороновании (довсходовое и послевсходовое) и защите от вредителей и болезней. Из-за длительного пребывания кормового люпина в стадии розетки конкурентная способность его снижается, и он сильно угнетается сорными растениями. Наиболее вредоносными сорняками в посевах люпина являются марь белая, редька дикая, ромашка непахучая, просо куриное, щирица запрокинутая, осоты, пырей ползучий. При возделывании люпина на зерно необходимо борьбу с сорняками вести всеми возможными средствами, сочетая агротехнические приемы с применением гербицидов.
Самая серьезная болезнь для желтого и белого люпина в последние годы – антракноз. Узколистный люпин менее восприимчив. Мицелий гриба переносится в первую очередь с семенами, на которых он может жить до 18 месяцев. Его распространению в посевах способствует высокая температура (20 – 30° С) и повышенная влажность. Самое важное мероприятие борьбы – использование протравленного семенного материала, полученного из здоровых семенных посевов. Длительное хранение семян (1 – 2 года) также снижает их поражение антракнозом.
Уборка люпина. Лучшим способом уборки является прямое комбайнирование во время полного созревания семян на центральных кистях. Раздельная уборка не пригодна из-за растрескивания бобов при механическом воздействии рабочих органов жатки и подборщика комбайна.
Семена люпина, поступающие от комбайна, должны быть сразу отделены от недозрелых, раздавленных семян, зеленых побегов, сорняков и других примесей. При нахождении в ворохе, убранные семена с таких посевов в течение суток сильно повышают влажность, самосогреваются и теряют всхожесть. Доводить семена по влажности, чистоте и крупности до кондиций необходимо сразу после обмолота. Семена сушат, если они имеют влажность более 17 %.
Бобовые - одно из крупнейших семейств цветковых растений, насчитывающее около 18 тыс. видов. Распространены они почти по всей, доступной цветковым растениям суше земного шара, и представлены самыми разнообразными жизненными формами - от огромных деревьев и лиан до крошечных пустынных растений. Представители бобовых способны подниматься в горы до 5 тыс. метров высоты, обитать на Крайнем Севере и в жарких безводных пустынях.
Корни многих бобовых несут небольшие клубеньки, образованные разрастающейся тканью при внедрении в корень азотфиксирующих бактерий. Эти бактерии способны фиксировать атмосферный азот, которым они не только снабжают растение, но и обогащают им почву. Листья бобовых дваждыперистосложные, у некоторых травянистых бобовых, например у гороха, верхние доли листа превращаются в цепляющиеся усики. Соцветия бобовых очень разнообразны, чаще они кистевидные, метельчатые, головчатые. Цветки бобовых похожи на парусные лодочки или мотыльков: два боковых лепестка называют крыльями или веслами, третий, самый крупный,- парусом или флагом, а два нижних, сросшихся вместе,- лодочкой. Тычинок чаще всего 10, причем они нередко различным образом срастаются, иногда образуя желобок или трубку в которой скапливается нектар. Опыляются цветки чаще насекомыми, реже, у тропических видов, птицами и летучими мышами. Плод бобовых называется бобом,обычно вскрывается двумя створками. Внешне плоды бобовых очень разнообразны, а по величине могут достигать 1,5 метров в длину.
Бобовые составляют весомую часть нашей флоры, представляя почти 10% видов цветковых растений России. К ним относятся такие крупные роды, как астрагал, чина, лядвенец, люцерна, донник, эспарцет, остролодочник, клевер, вика и др. Среди бобовых много пищевых культур мирового значения. К их числу относятся соя, фасоль, маш, арахис, горох, нут, чечевица, конские бобы и многие другие. Все эти полезные растения человек выращивает уже много веков, и в диком виде они часто неизвестны. Пищевая ценность бобовых определяется очень высоким содержанием в их семенах белка, крахмала и жиров. Много белка в семенах гороха - до 27%, а у чечевицы - до 32%. Они могут восполнить недостаток мясной пищи. Древние египтяне и греки уже возделывали эти растения. В отличие от них фасоль родом из Нового Света, где ее разводили еще 7 тыс. лет назад. Из Америки родом и арахис, который зовут еще земляным орехом. В семенах арахиса до 60% масла и до 37% белка. Мы привыкли считать основными масличными культурами подсолнечник и коноплю, но гораздо больше масла во всем мире производится из арахиса. Он уступает в этом только хлопчатнику. Мясистые бобы отдельных видов, содержащие большое количество кислот и сахаров, употребляют в качестве фруктов, например плоды средиземноморского рожкового дерева. Многие тропические деревья дают ценнейшую древесину, окрашенную в розовые, красные, темно-коричневые и почти черные тона. Некоторые бобовые содержат камедь, из натеков стволов ряда африканских акаций получают гуммиарабик, употребляемый в качестве натурального клея.
Ряд красивоцветущих деревьев из семейства бобовыхслужат украшением городов. Как декоративные вьющиеся однолетники очень часто выращиваются многие формы фасоли и душистый горошек. Среди бобовых есть и ценные красильные растения. Одно из них - индигофера дает индиго- стойкий природный краситель синего цвета. Некоторые виды донников с высоким содержанием кумаринов используют для ароматизации пищевых продуктов и табака.
Давнюю историю имеет и применение бобовых в медицине. Ряд растений, например, Кассия и Софора японская в качестве лекарственных имеют мировое значение. Упоминания заслуживают Калабарские бобы, дикорастущие в лесах тропической Африки. Калабарские бобы очень ядовиты, на родине их используют как "судилищные бобы". Человеку, заподозренному в преступлении, давали выпить отвар трав, куда входили и Калабарские бобы; смерть означала подтверждение обвинения, в противном случае обвиняемый считался оправданным. Сейчас вещества, получаемые из Калабарских бобов, применяют в офтальмологии. Мировое значение имеют заросли среднеазиатских солодки голой и солодки уральской. Экстракт корня используют в лекарственной пищевой промышленнсти. Некоторые бобовые используются для приготовления бальзамов, ароматических веществ, камедей. Камедь выделяют многие бобовые, используются камеди в текстильной, кондитерской, лакокрасочной отрослях промышленности, благодаря свойству сильно разбухать (5 грамов камеди способны впитать 200 грамов воды).
Огромно значение как кормовых растений. Клевер, люцерна - основные пастбищные растения, опыляются насекомыми. Но в Австралии основными пастбищным клевером еще с 20-х годов XX стал клевер подземный,самоопыляющийся вид, хорошо переносящий засуху, причем бобы созревают под землей. Так же культивируются как посевные эспарцет посевной и лютик желтый. Во многих странах культивируется донник белый. Весьма важным пастбищным растением пустынь и полупустынь Средней Азии являются верблюжья колючка, богатая сахарами, которые в жаркую погоду выделяются на стеблях и листьях в виде белого налета.
Соя
Иностранец, угощающийся в китайской столовой творогом и сыром, говядиной и рыбой,часто не подозревает, что все эти разнообразные блюда порой делаются из единственного продукта - семян бобового растения сои. В них рекордно много белка - до 45%, немало и жиров - около 20%. Потребление коровьего молока в Китае не превышает 1 литра в год на душу населения, зато в большом ходу молоко из сои. Возделывать сою стали более 6 тыс. лет назад в Юго - Восточной Азии. Сейчас 60% мирового урожая сои выращивается в США
Семейство БОБОВЫЕ (FABACEAE) Жителям стран умеренного климата с детства знакомы горох, фасоль, клевер, вика, белая акация. В тропиках общеизвестны «дождевое дерево или саман (Samanea saman), и одно из красивейших деревьев мира - делоникс царский (Delonix regia), который иногда называют «пламенем лесов». Плоды рожкового дерева (Ceratonia siliqua) были излюбленным лакомством у народов, населявших страны Средиземноморья, а сою (Glycine max)культивируют в Китае уже несколько тысячелетий. Все эти растения, на первый взгляд столь различные, относятся к семейству бобовых, представители которого узнаются в природе по сложным листьям с прилистниками и характерному плоду, который ботаники определяют как боб. От латинского названия боба (legumen) происходит одно из названий семейства. Другое название (Fabaceae) связано с латинским именем рода Faba. Семейство принято делить на три подсемейства: мимозовые (Mimosoideae), цезальпиевые (Caesalpinoideae) и собственно бобовые, или мотыльковые (Faboideae), главным образом на основе различий в строении цветка. Многие ботаники предпочитают рассматривать их как самостоятельные семейства. Число известных сейчас родов бобовых около 700, а видов, вероятно, не менее 17 000. Среди цветковых растений лишь два семейства - орхидные и сложноцветные - превосходят бобовых по числу видов.
Бобовые - деревья (часто очень крупные, высотой иногда до 80 м), кустарники, кустарнички, полукустарники и травы (последние главным образом в подсемействе мотыльковых). Весьма обычны вьющиеся формы, как травянистые, так и древесные. Высота измеренного растения компассии малаккской (Koompassia moluccana) составила 82,4 м, южноамериканской цедрелинги цепочковидной (Cedrelinga catenaeformis) - около 70 м, мори высокой (Mora excelsa) и афрормозии высокой (Afrormosia excel-sa) - около 60 м. От стволов таких огромных деревьев в нижней части отходят мощные досковидные корни. Разумеется, не все бобовые достигают таких колоссальных размеров, но и среди сравнительно невысоких деревьев есть удивительные растения. На корнях большинства мотыльковых (около 70% видов), части мимозовых (10-15%), некоторых цезальпиниевых имеются клубеньки. Они весьма различной формы и возникают как разрастания паренхимной ткани корня вследствие внедрения и эндогенного расселения бактерий из рода ризобиум (Rhizobium). Изредка поселяются цианобактерии, например, в клубеньках клевера александрийского (Trifolium alexandrinum), обнаружен эндосимбионт носток точкообразный (Nostoc punctiforme). Ежегодно бобовые, живущие в симбиозе с бактериями, возвращают в почву не менее 100- 140 кг/га азота. Интересно, что иногда клубеньки известны у одних групп, но отсутствуют у родственно близких, например клубеньковоносные виды рода хетокаликс (Chaetocalyx) и не имеющие клубеньков виды эшиномеш (Aeschynomene).
Листья бобовых сложные, с прилистниками нередко рано опадающими. Большинство мимозовых и многие цезальпиниевые имеют дважды парноперистосложные листья. Непарного-ристосложные и тройчатосложные листья обычны у мотыльковых (редчайшее исключение тройчатый лист у камензии вьющейся (Camoensia scandens). Парноперистосложный лист - главный тип листа у цезальпиниевых. Некоторые тропические бобовые замечательны очень большими листьями. Ось листа у одного из южноамериканских видов рода алекса (Alexa) достигает 1 м и несет несколько пар кожистых блестящих полуметровых листочков. Листья представителей подсемейства мимозовых никогда не достигают столь значительных размеров, но нередко состоят из сотен и даже тысяч отдельных пластиночек-листочков. Сравнительно редко встречаются листья вторичноупрощенные, у которых единственная пластинка представляет верхушечный нередуцированный листочек: роды аотус (Aotus) из Австралии, подалирия (Podalyria) из Южной Африки из подсемейства мотыльковых, немногие цезальпиниевые, например род палуэ (Раloue) или ложнопростые, где верхняя пара листочков срастается в один, как у баугинш (Bauhinia), церцисов (Cercis) и барклии сирене-листной (Barklya syringifolia). Такие листья складываются на ночь пополам. Иногда верхние листочки или большая часть из них превращены в усики (как у гороха и вики). Общеизвестна реакция на механическое раздражение листьев мимозы стыдливой (Mimosa pudiса), а листья «телеграфного растения» - десмодиума (Desmodium motorium) - совершают прерывистые круговые движения. Соцветия у бобовых могут быть как верхушечными, так и пазушными, чаще бокоцветными - кистью или метелкой, реже верхоцветными. У тропических и некоторых субтропических бобовых известны разные формы рамифлории и каулифлории, когда соцветия возникают на толстых ветках или даже стволах деревьев. Количество цветков в соцветии иногда уменьшается, вплоть до единственного цветка, но при этом размеры цветка, как правило, увеличиваются. Упоминавшаяся выше камензия вьющаяся имеет цветок, достигающий в длину 25 см. Разумеется, столь крупный цветок требует соответствующих опылителей. Камензия вьющаяся опыляется бабочками с очень длинным хоботком. Плотные соцветия, состоящие из множества мелких цветков, обычны для большинства мимозовых. Части их цветков, как правило, ярко окрашены. Тычинки становятся жесткими и выступают из венчика. Они производят избыточное количество пыльцы, или цветки выделяют очень много нектара. Все это делает щетковидные или шаровидные соцветия мимозовых привлекательными для самых разнообразных насекомых и животных (мухи, бабочки, осы, пчелы, шмели, мелкие птицы, летучие мыши). Эффективность опыления, таким образом, обеспечивается массовостью опылителей, которые иногда привлекаются своеобразным резким запахом цветущих растений.
Похожие работы:
- Реферат >>
- Курсовая работа >>
ГЛАВА 2. Витамины и их значение 2.1 Понятие о витаминах и их значении в организме Витамины - ... количестве содержится в дрожжах, в оболочке зёрновых культур , в гречке, в овсянке, в... , в крупах (особенно гречневой), бобовых , присутствует в грибах. Растения и...
- Контрольная работа >>
... культур . Задача Литература 1. Значение зернобобовых культур в создании кормовой базы. Сорта, районированный в области К зерновым бобовым культурам ... с микроэлементами и минеральными удобрениями, после чего их упаковывают в пыленепроницаемые мешки массой не...
-
Значение зернобобовых культур
К зерновым бобовым культурам относятся горох, фасоль, кормовые бобы, соя, нут, чечевица, чина, люпин белый, люпин желтый, люпин узколистный и другие культуры семейства Мотыльковые (Бобовые) - Fabaceae. Все эти культуры отличаются высоким содержанием белка в семенах благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями, которые усваивают азот из атмосферы. По содержанию белка зернобобовые значительно превосходят злаковые культуры, даже самые ценные сорта пшеницы. Белок зернобобовых содержит большое количество незаменимых аминокислот (лизин, валин, триптофан, метионин и др.).
Кроме того, семена этих культур содержат жиры (особенно много - в сое), минеральные вещества, витамины группы А, В1, В2, С, Д, Е, РР, поэтому зернобобовые растения являются ценными продовольственными и кормовыми культурами.Одна из мировых продовольственных проблем связана с недостатком белка в продуктах питания, и эта проблема с каждым годом становится все ощутимее. По медицинским нормам человек должен потреблять в сутки 90 г белка. В среднем в мире этот показатель составляет 60 г, в развитых странах - 90, в развивающихся - 25 г в сутки. Наблюдается дефицит белка, особенно животного происхождения, его потребляется в 4 раза меньше нормы.
В кормах для животных также не хватает белка. По зоотехническим нормам на одну кормовую единицу сбалансированного по белку корма должно приходиться 110-115 г переваримого белка, а фактически в среднем по стране приходится 96 г, то есть 87% от нормы, что приводит к перерасходу кормов и их недостатку.
Решать эту проблему необходимо с помощью широкого привлечения бобовых культур, так как они содержат в урожае в 2-3 раза больше белка по сравнению со злаковыми культурами. Кроме того, белок этих культур более полноценный, так как содержит в 1,5-3 раза больше незаменимых аминокислот.
Высокую продовольственную ценность имеют такие культуры, как горох посевной, фасоль обыкновенная, соя, чечевица крупносемянная. Семена этих культур используют в пищу, получают крупу, муку, добавляют в кондитерские изделия. Овощные сорта гороха, фасоли едят в свежем виде, консервируют.
Соя имеет наиболее ценный аминокислотный состав, близкий к животному белку, поэтому ее добавляют в колбасные изделия. Один из белков сои - глицин - способен при закисании свертываться, поэтому ее широко используют для получения кисломолочных продуктов. Из семян сои получают соевое масло, а жмых и шрот содержат до 40% белка и используются на корм скоту.Зерно гороха, сои, кормовых бобов, чины, нута, безалкалоидных сортов люпина используется для приготовления высокобелковых концентрированных кормов для животных. В 1 кг зерна этих культур содержится до 1,1-1,3 к.ед. и до 170-250 г белка.
Кроме семян на корм скоту используют сено, зеленую массу, солому этих культур. Сухая зеленая масса содержит 3-8% белка, то есть в 2 раза больше, чем у злаковых культур.Высоко также агротехническое значение этих культур как хороших предшественников, так как они меньше истощают почву азотом, чем небобовые растения, оставляя с пожнивными остатками 40-100 кг азота на 1 га, что приравнивается к 10-20 т/га навоза.
При использовании бобовых культур в качестве сидеральных удобрений почва обогащается биологическим азотом, который усваивается ими в процессе симбиотической азотфиксации. Этим обуславливается большое значение этих культур в биологическом растениеводстве.В мировом земледелии зернобобовые занимают около 13% посева зерновых культур, тогда как в нашей стране доля этих культур в структуре менее чем 1%. Увеличение площади их посева является главным резервом в решении проблемы белка. В нашей стране наиболее распространен горох. В сухостепных районах большее значение имеют нут, чина.
В более южных районах, а также на Дальнем Востоке распространена соя, в более влажных районах лесной и лесостепной зоны - горох, кормовые бобы, на песчаных почвах - желтый люпин.Биологическая характеристика зернобобовых культур
Семена бобовых растений состоят из семенной оболочки и зародыша. Зародыш состоит из двух семядолей с запасом питательных веществ, зародышевого корешка и почечки. Плод у зернобобовых культур – боб, состоит из двух створок, между которыми крепятся несколько семян на семяножках. При созревании плоды растрескиваются по шву и семена высыпаются.
Листья зернобобовых культур сложные, состоят из черешка, нескольких листочков и прилистника. По строению листьев растения делят на группы: с перистыми листьями (горох, бобы, чина, чечевица), с тройчатыми (соя, фасоль), с пальчатыми (люпин).
Растения с перистыми листьями формируют проросток в основном за счет надсемядольного колена (эпикотиля) и не выносят семядоли на поверхность при прорастании. При посеве допускается более глубокая заделка семян этих культур и боронование до и после появления всходов.
Растения с тройчатыми и пальчатыми листьями прорастают за счет подсемядольного колена (гипокотиля), выносят семядоли на поверхность почвы. Их лучше сеять относительно более мелко, поэтому нельзя бороновать до всходов, иначе есть риск выборанивания проростков.Корневая система у зернобобовых культур стержневая, то есть вначале образуется стержневой, главный корень, который может проникать на глубину до 1,5 м и больше, позже от него образуются боковые корни разного порядка, находящиеся в основном в пахотном горизонте. На корнях образуются клубеньки розоватого цвета, в которых поселяются клубеньковые бактерии рода Rhizobium , усваивающие атмосферный азот, улучшающие азотное питание бобовых и обогащающие почву азотом.
По строению стебля зернобобовых культур можно выделить следующие группы:
- имеющие прямостоячий относительно устойчивый к полеганию стебель (соя, бобы, люпин, нут);
- с полегающим стеблем (горох, чина, чечевица).
Растения второй группы, имея парноперистые листья, в которых верхние листочки редуцированы в усики, сцепляются между собой и до полного налива удерживаются в вертикальном положении.Цветки у растений семейства бобовые неправильного, мотылькового типа. Венчик состоит из пяти лепестков. Верхний, непарный лепесток крупнее остальных – парус, два нижних – срослись основаниями, образуя лодочку, два боковых свободных – крылья. Тычинок – десять, девять из них срастаются, окружая вытянутую одногнездную завязь с несколькими семяпочками.
По мере развития растений и образования новых вегетативных органов идет образование цветков или соцветий. У большинства видов образуются одиночные цветки или по 2-3 в пазухах листьев, только у люпина образуется верхушечная кисть.Зернобобовые культуры являются в основном самоопылителями, но у кормовых бобов, люпина белого, желтого, многолетнего наряду с самоопылением наблюдается значительное (до 50%) перекрестное опыление, а у сои, фасоли, нута, чины наряду с самоопылением наблюдается незначительное перекрестное опыление.
У зернобобовых культур отмечают следующие фенологические фазы роста: прорастание, всходы, ветвление стебля, бутонизация, цветение, образование бобов, созревание, полная спелость.Решающее влияние на формирование урожая зернобобовых культур имеют температура, влага, световой режим.
Большинство этих культур относятся к растениям длинного дня, по происхождению являются видами умеренных климатических зон, а именно: горох, бобы, люпин, чина, чечевица, нут. Они менее требовательны к теплу.
Соя и фасоль - короткодневные растения, но раннеспелые сорта этих культур нейтральны по фотопериодизму. Эти растения более южного происхождения, они более теплолюбивы.Для зернобобовых культур необходимы более высокие температуры на период налива и созревания семян.
В целом зернобобовые культуры более влаголюбивы по сравнению со злаковыми. На период набухания и прорастания семян требуется много воды (от 100 до 120% от массы семян), так как семена содержат много белка.
Наиболее влаголюбивыми являются горох, бобы, соя, люпин, самыми засухоустойчивыми – нут и чина. Чечевица и фасоль относительно засухоустойчивы. Зернобобовые культуры отличаются достаточно высоким выносом элементов питания.Вынос по азоту составляет в среднем 58 кг на 1 т семян, тогда как у злаковых – 34 кг. Считается, что 2/3 азота бобовые культуры усваивают из воздуха за счет симбиоза с клубеньковыми бактериями, остальное – из почвы. Поэтому при хороших условиях для азотфиксации эти растения менее требовательны к азотному питанию, но при неэффективной азотфиксации они переходят на питание азотом только из почвы, тогда урожай значительно снижается, особенно на малоплодородных почвах.
Вынос по фосфору и калию также высокий, поэтому культуры более требовательны к этим элементам питания еще и потому, что эти элементы повышают эффективность симбиоза.Большое значение для бобовых имеют микроэлементы молибден и бор. Молибден важен для биологической азотфиксации. Бор значительно повышает завязываемость плодов.
В целом для зернобобовых предпочтительнее нейтральные почвы среднего механического состава, содержащие достаточно фосфора, калия, кальция.Группа зернобобовых культур представлена большим числом видов растений, относящихся к семейству Бобовые (Fabaceae).Они возделываются для получения семян с высоким содержанием белка. Их справедливо иногда называют «растительным мясом». Так, фасоль и чечевица отличаются высокими вкусовыми и кулинарными качествами, их используют только в питании людей. Кормовые бобы, люпин белый и желтый применяют главным образом в комбикормовой промышленности. Высокое содержание в их зерне обменной энергии, высокоценного по аминокислотному составу и усвояемости протеина дают возможность сбалансировать концентрированные корма по основным элементам питания животных.
Корни многих бобовых несут небольшие клубеньки, образованные разрастающейся тканью при внедрении в корень азотфиксирующих бактерий. Эти бактерии способны фиксировать атмосферный азот, которым они не только снабжают растение, но и обогащают им почву. Листья бобовых дваждыперистосложные, у некоторых травянистых бобовых, например у гороха, верхние доли листа превращаются в цепляющиеся усики. Соцветия бобовых очень разнообразны, чаще они кистевидные, метельчатые, головчатые. Цветки бобовых похожи на парусные лодочки или мотыльков: два боковых лепестка называют крыльями или веслами, третий, самый крупный,- парусом или флагом, а два нижних, сросшихся вместе,- лодочкой. Тычинок чаще всего 10, причем они нередко различным образом срастаются, иногда образуя желобок или трубку в которой скапливается нектар. Опыляются цветки чаще насекомыми, реже, у тропических видов, птицами и летучими мышами. Плод бобовых называется бобом,обычно вскрывается двумя створками. Внешне плоды бобовых очень разнообразны, а по величине могут достигать 1,5 метров в длину.
Бобовые составляют весомую часть нашей флоры, представляя почти 10% видов цветковых растений России. К ним относятся такие крупные роды, как астрагал, чина, лядвенец, люцерна, донник, эспарцет, остролодочник, клевер, вика и др. Среди бобовых много пищевых культур мирового значения. К их числу относятся соя, фасоль, маш, арахис, горох, нут, чечевица, конские бобы и многие другие. Все эти полезные растения человек выращивает уже много веков, и в диком виде они часто неизвестны. Пищевая ценность бобовых определяется очень высоким содержанием в их семенах белка, крахмала и жиров. Много белка в семенах гороха - до 27%, а у чечевицы - до 32%. Они могут восполнить недостаток мясной пищи. Древние египтяне и греки уже возделывали эти растения. В отличие от них фасоль родом из Нового Света, где ее разводили еще 7 тыс. лет назад. Из Америки родом и арахис, который зовут еще земляным орехом. В семенах арахиса до 60% масла и до 37% белка. Мы привыкли считать основными масличными культурами подсолнечник и коноплю, но гораздо больше масла во всем мире производится из арахиса. Он уступает в этом только хлопчатнику. Мясистые бобы отдельных видов, содержащие большое количество кислот и сахаров, употребляют в качестве фруктов, например плоды средиземноморского рожкового дерева. Многие тропические деревья дают ценнейшую древесину, окрашенную в розовые, красные, темно-коричневые и почти черные тона. Некоторые бобовые содержат камедь, из натеков стволов ряда африканских акаций получают гуммиарабик, употребляемый в качестве натурального клея.
Клевер - растение из семейства бобовых. Фото: Andrew Taylor
Соя до недавнего времени была известна как техническая культура. Теперь она все шире используется как пищевая и кормовая культура, не теряя значения масличного сырья. Горох отличается универсальным употреблением, его широко применяют в питании человека и на корм животным. Семена зернобобовых культур используют для приготовления круп и муки, кондитерских изделий, консервов, пищевых и кормовых концентратов. Масло из семян сои имеет пищевое и техническое значение, а фермент уреазу, как и белок фасоли, применяют в медицине.
Давнюю историю имеет и применение бобовых в медицине.
Ряд растений, например, Кассия и Софора японская в качестве лекарственных имеют мировое значение. Упоминания заслуживают Калабарские бобы, дикорастущие в лесах тропической Африки. Калабарские бобы очень ядовиты, на родине их используют как "судилищные бобы". Человеку, заподозренному в преступлении, давали выпить отвар трав, куда входили и Калабарские бобы; смерть означала подтверждение обвинения, в противном случае обвиняемый считался оправданным.
Сейчас вещества, получаемые из Калабарских бобов, применяют в офтальмологии. Мировое значение имеют заросли среднеазиатских солодки голой и солодки уральской. Экстракт корня используют в лекарственной пищевой промышленнсти. Некоторые бобовые используются для приготовления бальзамов, ароматических веществ, камедей. Камедь выделяют многие бобовые, используются камеди в текстильной, кондитерской, лакокрасочной отрослях промышленности, благодаря свойству сильно разбухать (5 грамов камеди способны впитать 200 грамов воды).
Огромно значение как кормовых растений. Клевер, люцерна - основные пастбищные растения, опыляются насекомыми. Но в Австралии основными пастбищным клевером еще с 20-х годов XX стал клевер подземный,самоопыляющийся вид, хорошо переносящий засуху, причем бобы созревают под землей. Так же культивируются как посевные эспарцет посевной и лютик желтый. Во многих странах культивируется донник белый. Весьма важным пастбищным растением пустынь и полупустынь Средней Азии являются верблюжья колючка, богатая сахарами, которые в жаркую погоду выделяются на стеблях и листьях в виде белого налета.
Значение зернобобовых культур трудно переоценить в современном земледелии. Как азотфиксирующие культуры они обогащают почву симбиотическим, практически бесплатным азотом, что позволяет существенно снизить расход минеральных удобрений. Зернобобовые являются хорошими предшественниками для зерновых культур. Так, пораженность посевов яровой пшеницы корневыми гнилями коррелирует с инфекцированностью почвы по предшественникам. Урожайность по предшественникам показала, что наибольшая урожайность зерна и меньшая зараженность посевов отмечена по клеверу и гороху. В России горох является основной зернобобовой культурой, посевы которой составляют 70-80% всех зернобобовых и 60% мировых посевов. Наибольшее распространение он получил в следующих регионах России - Татарстан, Башкортастан, Удмуртия, Урал, Западная Сибирь. Средняя урожайность гороха по стране 1,2-1,5 т, а при применении интенсивной технологии - не менее 3 т/га. Другой зернобобовой культурой, посевы которой в мировом земледелии занимают площади свыше 40 млн. га (а сбор бобов составляет около 60 млн. т.) является соя. Высокая энергетическая ценность этой культуры предопределила быстрый рост ее посевных площадей в мировом земледелии. Наибольшие площади этой культуры сосредоточены в США, Бразилии, Румынии, Канаде и Японии. Посевная площадь сои в РФ в 2007 году составила 849,4 тыс. га. Наибольшие площади засеяны соей в Дальневосточном федеральном округе - 511,7 тыс. га, а также Южном ФО - 241,3 тыс. га. Средняя урожайность сои по стране 0,8-1,2 т/га, в Приморском крае урожайность колеблется от 0,6 до 1,1 т/га.
В последнее время в мире значительно возрос интерес к кормовым бобам, как культуре, способствующей решению сразу двух задач: создания прочной кормовой базы для животноводства и восстановлению почвообразовательных процессов в агроэкосистемах. Несмотря на все достоинства кормовых бобов как культуры, посевные площади, занимаемые ими в нашей стране (в противовес мировой тенденции), остаются незначительными. По данным Г.Ф. Лебедевой, в 1999 г. посевные площади под кормовыми бобами в России составляли 14 тыс. га, сейчас примерно 20 тыс. га, но спрос на высокобелковое зерно остается неудовлетворенным. Серьезным препятствием в получении высоких урожаев зерна бобовых культур является высокая засоренность полей. Для всех сорняков характерен низкий уровень требований к факторам роста, поэтому они более приспособлены к условиям произрастания и, конкурируя с культурными растениями, существенно снижают их урожай и качество. Наиболее приемлемым и экологически безопасным путем снижения засоренности посевов является комплекс предупредительных и агротехнических мероприятий.
Однако многолетние исследования и широкая практика хозяйств показывают, что только агротехническими приемами невозможно защитить посевы зернобобовых от сорняков, необходимо их рациональное сочетание с химическим методом. Вместе с тем применение гербицидов на посевах зернобобовых из-за высокой чувствительности культур к большинству препаратов затруднительно. В Справочнике пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ за 2007 год, зарегистрировано более 50 гербицидов (на основе 18 действующих веществ), рекомендованных к применению на зернобобовых культурах. Основными действующими веществами гербицидов являются: ацетохлор, бентазон, имазетапир, имазамокс, кломазон и др. В основном, гербициды рекомендуются к применению на посевах сои - 50 на основе 23 д.в., много меньше ассортимент для гороха - 9 (на основе 5 д.в.) и на кормовых бобах - 3 (на основе 2 д.в.). При таком разнообразии ассортимента гербицидов для сои необходим компетентный выбор, который бы обеспечивал наилучшее контролирование сорной растительности в посевах и соблюдение экологической безопасности. А в посевах гороха и кормовых бобов не все из рекомендованных гербицидов способны эффективно решить проблему засоренности. Это связано не только с природой гербицида (Базагран уничтожает только двудольные сорняки, а Фюзилад Супер - злаковые), но и биологическими особенностями культуры. Применение баковых смесей поможет расширить спектр действия препаратов и снизить контаминируюшую нагрузку гербицидных компонентов на окружающую среду при сохранении эффективности, что в итоге позволит успешно контролировать засоренность посевов зернобобовых культур.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Введение
Заключение
Введение
Зернобобовые культуры возделываются для получения белка, и относятся к семейству бобовых. У них стержневая корневая система и собственно семена (в ботаническом плане), а плоды называются бобами. Листья у них трех типов -- тройчатые, перистые и пальчатые. Культуры с тройчатыми листьями (кроме фасоли многоцветковой), а также пальчатыми выносят семядоли на поверхность почвы, в то время как с перистыми листьями -- не выносят.
У зернобобовых отмечают 8 фенологических фаз:
Прорастание -- от набухания семян до появления первого листочка.
Всходы -- появление на поверхности почвы семядольных листьев или первого настоящего листа, у растений не выносящих семядоли
Стеблевание и ветвление стебля -- образование боковых побегов на главном стебле.
Бутонизация -- в пазухах листьев на главном стебле и его разветвлениях закладываются бутоны последовательно снизу вверх. У люпинов соцветия закладываются на верхушках главного стебля и его разветвлениях.
Цветение -- отмечается, как и фаза бутонизации, по первым самым нижним цветкам и соцветиям.
Образование бобов -- идёт в том же порядке, что у бутонов, цветков и соцветий.
Созревание -- побурение или почернение (кормовые бобы, вика) первых нижних бобов.
Полная спелость -- созревание большинства бобов на растениях.
К группе зерновых бобовых культур относятся однолетние растения семейства Бобовые: горох, нут, соя, фасоль, чечевица, чина, кормовые бобы, люпин.
У всех зерновых бобовых растений есть ряд общих особенностей. По строению листьев зерновые бобовые делятся на три группы: растения с перистым листьями (горох, чечевица, чина, нут, бобы); с тройчатыми листьями (фасоль, соя); с пальчатыми листьями (люпины).
Растения первой группы прорастают за счет эпикотиля и поэтому не выносят семядоли на поверхность. Они допускают более глубокую заделку семян, боронование до появления всходов и после. Растения второй и третьей групп растут вначале благодаря растяжению подсемядольного колена (гипокотиля) и выносят на поверхность почвы семядоли. Они требуют более мелкой заделки семян, их нельзя бороновать до всходов.
Корневая система зерновых бобовых имеет главный стержневой корень, проникающий на глубину до 1 - 2 м, и многочисленные боковые корни второго, третьего и последующих порядков, размещенные в основном в пахотном слое.
Стебель у зерновых бобовых имеет различное строение. У гороха, вики, чечевицы, чины и некоторых форм фасоли стебли лазящие. Верхушечные листочки перистых листьев редуцированы в усики, с помощью которых растения цепляются друг за друга. До полного налива семян стебли поддерживаются в вертикальном положении, к созреванию стебли полегают. У сои, люпина, бобов, нута, кустовых форм фасоли стебли прямостоячие и сохраняют вертикальное положение в течение всей вегетации.
Цветки обоеполые, околоцветник двойной. Венчик состоит из лепестков неодинаковой величины и формы (лодочка, парус и крылья). В цветке 10 тычинок и один пестик. Окраска венчика от белой до ярко-красной и фиолетовой. У большинства зерновых бобовых цветки собраны в соцветия (головка, кисть) на верхушке главного стебля и боковых побегов.
Плод - боб. Раскрывается он двумя створками и содержит несколько семян. После созревания у большинства видов бобы растрескиваются по продольным швам, створки боба скручиваются и семена разбрасываются. У нута и некоторых видов и сортов люпина бобы не растрескиваются. В последнее время удалось создать сорта сои, чины и фасоли со слабой растрескиваемостью бобов.
Семена состоят из семенной оболочки и зародыша. Зародыш состоит из двух мясистых семядолей и заключенных между ними зародышевого корешка и почечки, из которых формируется надземная часть растения. Семядоли представляют собой зародышевые листья, в них откладываются питательные вещества, используемые при прорастании.
Требования к температуре. Зерновые бобовые по их отношению к температуре делят на три группы: наиболее холодостойкие, холодостойкие и теплолюбивые. Холодостойкие культуры (нут, горох, чечевица) переносят в фазе всходов заморозки до -8 °С, люпин и кормовые бобы до -6 °С, а соя до -3 °С. Наиболее чувствительна к заморозкам фасоль, всходы ее погибают при температуре -1 °С. Для зерновых бобовых растений особенно важны повышенные температуры в фазы налива и созревания семян, что не позволяет проводить посев в более поздние сроки и ограничивает продвижение некоторых из них в более северные районы.
Требования к влаге. Зерновые бобовые предъявляют более высокие требования к влагообеспеченности в течение вегетации, чем другие зерновые культуры. Это связано с тем, что даже при непродолжительном дефиците влаги клубеньки отмирают из-за недостатка углеводов. Прекращение симбиотической азотфиксации вызывает азотное голодание растений и снижение продуктивности. При восстановлении оптимальной влажности почвы на периферии корневой системы образуются новые клубеньки, однако азотный стресс отрицательно сказывается на урожайности культур. Наиболее требовательны к влаге соя, люпин, кормовые бобы, горох. Группу засухоустойчивых составляют чина и нут. Промежуточное положение занимают фасоль и чечевица.
Оптимальная влажность почвы для всех культур, обеспечивающая самую активную азотфиксацию и наибольший урожай лучшего качества - это влажность в диапазоне от 100 % ППВ до влажности разрыва капилляров (около 60 % ППВ).
Отношение к свету. По требованиям к свету зерновые бобовые классифицируют на 3 группы: 1 - растения длинного дня (горох, чечевица, чина, люпин и бобы) у них период вегетации укорачивается с удлинением светового дня; 2 - растения короткого дня (соя и некоторые виды фасоли), у них период вегетациии сокращается с уменьшением светового дня; 3 - группа нейтральных растений (большинство сортов фасоли обыкновенной и нута). Однако почти у каждой культуры есть сорта, которые к продолжительности дня относятся нейтрально.
Требования к почве. Наиболее благоприятны для зерновых бобовых среднесвязные, слабокислые или нейтральные суглинистые и супесчаные почвы, содержащие достаточно фосфора, калия и кальция. Они плохо растут на кислых и песчаных почвах. Исключение составляет люпин желтый, который дает хорошие урожаи на песчаных почвах даже при рН = 4,0 - 4,5. На песчаных слабокислых почвах неплохо растет горох полевой (пелюшка).
Оптимальная плотность почвы для нормального развития корневой системы 1,0 - 1,3 г/см3. Особые требования зерновых бобовых культур к объемной массе почвы обусловлены необходимостью повышенной аэрации корневой системы, так как для биологической фиксации 1 мл азота воздуха в энергетических центрах клубеньков расходуется 3 мл кислорода, поступающего через поверхность клубеньков. На связных почвах с повышенной плотностью симбиотическая система испытывает кислородное голодание, и активность биологической азотфиксации снижается. Это определяет дифференциацию технологических приемов.
Размещение в севообороте и система удобрений. Зерновые бобовые размещают в севообороте после любых культур, кроме многолетних бобовых трав и зерновых бобовых. Считают, что зерновые бобовые культуры можно возвращать на то же поле не ранее чем через 3 - 4 года, когда численность специфичных вредителей и болезней снизится. Сами зерновые бобовые культуры являются хорошими предшественниками для зерновых, пропашных и технических культур, поскольку при благоприятных условиях симбиоза они менее, чем другие культуры, истощают почву азотом.
Поскольку зерновые бобовые культуры содержат больше питательных веществ в единице урожая, то и потребность их в элементах минерального питания выше, чем у злаковых культур. При очень низком и низком содержании в почве фосфора и калия и повышенной кислотности внесение даже высоких норм фосфорно-калийных удобрений и извести непосредственно под бобовую культуру не обеспечивает активной азотфиксации и хорошего урожая из-за наличия в пахотном слое почвы многочисленных очагов с повышенной кислотностью и низким содержанием фосфора и калия. На такой почве рекомендуется высевать бобовые на второй год после известкования и внесения фосфорно-калийных удобрений.
На почвах с повышенным и высоким содержанием фосфора и калия фосфорно-калийные удобрения, как правило, несущественно повышают урожайность зерновых бобовых. Исключение среди зерновых бобовых представляет люпин желтый, под который фосфорно-калийные удобрения не вносят, если содержание этих элементов в почве составляет более 50 мг/кг почвы.
Микроэлементы растения потребляют в незначительных количествах, однако они имеют очень важное значение для симбиотической азотфиксации. Недостаток их резко снижает, а иногда исключает фиксацию азота воздуха. Наибольшую важность из них представляют бор и молибден. Молибден входит в ферментный комплекс нитрогеназу, который осуществляет расщепление молекул азота. Бор способствует развитию сосудисто-проводящей системы, доставляющей углеводы из листьев в клубеньки. При выращивании зерновых бобовых культур применяют бактериальные удобрения. Для образования клубеньков на корнях бобовых культур необходимо наличие специфичного вирулентного активного штамма ризобий. Каждый вид рода Rhizobiumинфицирует один или несколько видов бобовых культур. Там, где данную культуру возделывают давно, в почве есть спонтанные штаммы Rhizobium. А культуры, высеваемые впервые на данном поле, требуют искусственного заражения специфичным штаммом.
При благоприятных условиях симбиоза (рН, соответствующая биологии этой культуры, достаточная обеспеченность макро- и микроэлементами, наличие специфичного вирулентного активного штамма Rhizobium) под зерновые бобовые культуры не следует вносить азотные удобрения. Они, угнетая симбиоз, снижают количество фиксированного азота воздуха на величину усвоенного азота удобрений и не повышают семенную продуктивность зерновых бобовых культур.
Посев и уход за посевами. В возделывании зерновых бобовых есть много общих элементов, однако для каждой культуры есть свои технологические особенности.
Основная обработка почвы под зерновые бобовые культуры та же, что и под зерновые мятликовые. При посеве их после зерновых проводят лущение стерни, затем проводят зяблевую вспашку.
Предпосевная обработка заключается в культивации, выравнивании и прикатывании почвы. Предпосевное выравнивание и прикатывание обеспечивают равномерную заделку семян, дружные всходы и развитие растений, снижают потери при уборке на семена культур с полегающим стеблем.
Семена обрабатывают в день посева, еще лучше делать это непосредственно перед посевом, так как Rhizobium, нанесенные на поверхность семян, быстро гибнут - уже через 5 - 6 ч после обработки их число уменьшается вдвое. Если бактеризованные семена не были высеяны в тот же день, их снова обрабатывают в день посева. Обработку семян пестицидами лучше осуществлять заблаговременно, не менее чем за 3 - 4 недели до посева; обработку препаратами, менее токсичными для клубеньковых бактерий (фундазолом), можно совмещать с обработкой бактериальным удобрением в день посева.
Сроки и нормы высева обусловлены биологией культуры, целью и условиями ее возделывания. Холодостойкие культуры высевают в самые ранние сроки. Запаздывание с посевом на 7 - 12 дней снижает их урожайность на 15 - 20 %. Теплолюбивые культуры (сою и фасоль) сеют при температуре верхнего слоя почвы 8 - 12 °С.
Уход за посевами заключается в уничтожении почвенной корки, борьбе с сорняками, вредителями и болезнями растений.
Уборка зерновых бобовых. Особенности уборки зерновых бобовых заключаются в двухфазной уборке в связи с неравномерностью созревания семян. Сначала скашивают в валки, а после высыхания массы обмолачивают зерновыми комбайнами, отрегулированными на обмолот зерновых бобовых культур. Нут и сою убирают прямым комбайнированием.
Выращивание зерновых бобовых культур на зеленую массу. Максимальный урожай зеленой массы бобовых культур наилучшего качества и с наименьшими затратами можно получить при выращивании многолетних бобовых трав в чистых посевах. Для получения высокобелковой зеленой массы широко выращивают однолетние бобовые культуры. Семена таких культур, как горох полевой, люпин узколистный, вика посевная и мохнатая, практически не используют в комбикормовой промышленности; их выращивают преимущественно на зеленую массу. Кроме того, на зеленую массу возделывают и культуры зернового использования - горох посевной, кормовые бобы, чину, сою, люпин белый.
Агротехника зерновых бобовых культур на зеленую массу в основном не отличается от агротехники их на семена. Лишь норму высева семян увеличивают на 10 - 15 %. Уборку урожая на зеленую массу проводят в период полного налива семян в средних бобах, когда растения еще не сбрасывают листья.
В практике распространено возделывание на зеленую массу зерновых культур, таких, как овес, озимая рожь, кукуруза, сорго. Однако корма, приготовленные из зерновых культур, содержат мало белка. При выращивании зерновых бобовых в смеси с культурами семейства Мятликовые повышаются количество белка в зеленой массе, усвояемость и переваримость белка мятликовых. Содержание белка в бобово-мятликовых смесях обусловлено соотношением компонентов. Например, если в вико-овсяной смеси доля вики составляет 55 - 60 %, а овса - 40 - 45 % (по массе), то содержание белка в такой смеси достигнет 14 %, а если вики в смеси 20 - 30 %, то белка - не более 9 %.
Решение проблемы растительного белка
бобовый выращивание растительный белок
В решении проблемы растительного белка решающая роль принадлежит зерновым бобовым культурам, которые относятся к числу наиболее древних на Земле растений. Многие виды зернобобовых (соя, фасоль, горох, чечевица, кормовые бобы, вигна, голубиный горох, долихос и др.) и в настоящее время не утратили значения продовольственных культур.
Из зерновых бобовых культур человек получает 20% протеина, и в рационе половины населения многих развивающихся стран белок этих культур является основным. Зерновые бобовые культуры характеризуются высоким содержанием белка не только в семенах, но и в вегетативных органах. Белки их обладают высокой растворимостью и поэтому хорошо перевариваются и усваиваются, они более полноценны по аминокислотному составу. Содержание наиболее важных незаменимых аминокислот (лизина, метионина, цистина, триптофана) у зернобобовых в 2-4 раза выше, чем у злаковых культур.
Семена зернобобовых культур -- высокопитательный и концентрированный корм для сельскохозяйственных животных.
Зернобобовые культуры производят на единице площади значительно больше белка, чем злаковые культуры. Основная часть запасаемого ими белка создается за счет азота воздуха в результате симбиотической деятельности клубеньковых бактерий. Бактерии, находящиеся в почве до посева или внесенные вместе с семенами при посеве в виде препарата нитрагина, проникают в корни растений и начинают усиленно размножаться. На 7-10-й день после появления всходов на корнях бобовых образуются клубеньки. Бактерии, живущие в клубеньках, усваивают азот воздуха и снабжают им растения, от которых в свою очередь получают углеводы. Для каждого вида бобового растения существуют соответствующие расы клубеньковых бактерий. С учетом этого промышленность выпускает 7 видов нитрагина.
Зернобобовые развивают мощную корневую систему, способную усваивать питательные вещества из глубоких слоев почвы, а также труднорастворимые фосфаты. Они являются прекрасными предшественниками для большинства полевых культур.
Благодаря широкому видовому и сортовому разнообразию зерновые бобовые культуры возделывают в тропической, субтропической и умеренной зонах земного шара. Мировая площадь посева их составляет около 123 млн га. Средняя урожайность семян крайне низкая -- 0,7-0,8 т/га.
Зерновые бобовые культуры до недавнего времени относились к малоинтенсивным культурам из-за некоторых биологических особенностей: медленный рост растений в начальные фазы развития, растянутость периода цветения и формирования бобов, неодновременность их созревания, предрасположенность к полеганию, низкое прикрепление бобов от поверхности почвы и их растрескиваемость, значительная поражаемость болезнями и вредителями. Все это препятствовало применению интенсивной технологии их возделывания.
В настоящее время в производстве появились сорта интенсивного типа сои, фасоли, гороха и др. Эти сорта имеют низкую форму растений, устойчивы к полеганию, приспособлены к механизированной уборке.
В последние годы внимание к зерновым бобовым культурам усилилось в связи с необходимостью ликвидации белковой недостаточности в питании и кормлении сельскохозяйственных животных. Проблема растительного белка превратилась в жизненно важную, а белок приобретает значение стратегического сырья.
Заключение
В связи с повышенным интересом к проблеме растительного белка особое место среди сельскохозяйственных растений принадлежит зерновым бобовым культурам, в частности чечевице.
Однако последние годы насыщены событиями, связанными с глубокими экономическими преобразованиями, которые не могли, не отразится на производстве зерна чечевицы. Так в стране повсеместно наблюдается сокращение посевных площадей такой ценнейшей бобовой культуры, как чечевица. Среди зернобобовых она наиболее богата белком - до 32 %, уступая только сое. Тем не менее, уже многие годы чечевица зачислена в разряд дефицитных продуктов, хотя по кулинарным и потребительским достоинствам принадлежит к тем не многим культурам, которые очень высоко ценятся на мировом рынке.
По питательности и усвоению организмом чечевица занимает первое место среди зерновых бобовых культур. Несъедобная часть в семенах составляет всего 0,5 % общей товарной массы продукта, в то время как у сои - 2 %, а у мяса от 14 до 28 %
Основные углеводы, определяющие качество зерна зернобобовых культур, - это крахмал, гемицеллюлозы, клетчатка. Содержание крахмала в семенах различных зернобобовых культур колеблется в пределах 40-55 %, в сое и люпине его очень мало - в них накапливаются другие запасные вещества. Состав крахмала у многих бобовых культур примерно такой же, как у злаков.
От фазы восковой до полной спелости в зерне постепенно снижается интенсивность синтеза крахмала вследствие сокращения поступления углеводов из листьев.
В зародышах семян зернобобовых культур накапливается значительное количество сахаров, представленных в основном сахарозой, а в оболочках семян синтезируется много клетчатки и пентозанов. Общее содержание клетчатки в семенах бобовых обычно составляет 3-6 %, а у некоторых культур может достигать 10-15 %. Наряду с использованием чечевицы как продукта питания, зерно чечевицы и ее вегетативная масса идет на корм скоту. В соломе чечевицы содержится от 8-14 % белков, в полове более 18 %. Сено чечевицы, убранное в фазе цветения, содержит до 21 % белка и по кормовым достоинствам приближается к концентрированным зерновым кормам.
Накопление белков в семенах бобовых культур. Семена зернобобовых имеют по сравнению со всеми зерновыми благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями, которые в состоянии фиксировать азот из воздуха, наивысшее содержание сырого протеина. Оно от двух до четырех раз выше, чем в зерне мятликовых зерновых.
Белки семян зернобобовых растений хорошо сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот и поэтому имеют высокую питательную и биологическую ценность. Особенно это относиться к такой культуре, как соя, в белках которой концентрация незаменимых (кроме метионина и триптофана) аминокислот значительно выше, чем требуется по нормам питания человека или кормления сельскохозяйственных животных.
Белки зернобобовых культур - сои, бобов, гороха, фасоли, люпина, вики и т. д. - могут быть использованы как добавка для обогащения незаменимыми аминокислотами других растительных белков, имеющих низкую биологическую ценность, например у злаковых растений.
Значительное количество аминокислот и амидов поступает в созревающие семена из корней, где атмосферный азот с помощью клубеньковых бактерий связывается, а затем восстанавливается до аммонийной формы.
На первых этапах формирования, в семенах содержится много азотистых небелковых веществ, структурных и каталитических белков, а запасных белков очень мало.
В дальнейшем содержание азотистых небелковых веществ уменьшается и усиливается синтез запасных белков, однако общее количество белковых веществ в созревающем зерне почти не изменяется. Общее количество белков в зрелом зерне зернобобовых культур обычно достигает 25-30 %, а в сое и люпине - 30-40 %.
Азотистые соединения бобовых культур. Для многих представителей бобовых, способных «заболевать» клубеньковыми азотфиксаторами (горох, люпин), транспортная форма азота -- это амиды аспарагин и глутамин. Амиды играют важную роль в жизни бобовых растений, и не только бобовых.
В результате их образования не только обезвреживается аммиак, но одновременно запасается в тканях азот. Аспарагин и глутамин, как аспартат и глутамат, принимают участие в переаминировании. Амиды - транспортная форма азота, обеспечивающая его передвижение из одного органа в другой. И, наконец, амиды стимулируют синтез белка.
Попытки использовать зернобобовые как возобновляемое сырье для химической и фармацевтической промышленности пока еще в стадии исследований. Исследования ведутся в направлении экстракции вторичных растительных веществ для производства биологических препаратов для защиты растений (экстракты из горьких люпинов) и для применения в медицине. Лецитины экстрагируют из семян сои (содержание 2,03 %) и из узколистного люпина (2,19 %), галактаны извлекают из белого люпина.
Таким образом, значение зернобобовых культур в мире велико. Их выращивают непосредственно для питания человека и кормления животных. Также они широко используются в промышленности.
Список использованной литературы
1. Гортлевский А.А., Макеев В.А. Высокобелковые культуры (соя, горох, люпин, рапс).- М.: Знание, 1984
2. Посыпанов Г.С., Долгодворов В.Е., Жерунов Б.Х. и др. Растениеводство/ Под ред. Г.С. Посыпанова - М.: Колос, 2007.
3. http://www.valleyflora.ru/64.html
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика бобовых кормов, состав и питательность бобовых кормов: гороха, кормовых бобов, сои, люпина безалкалоидного, вики, чины. Подготовка зерновых кормов к скармливанию, измельчение, ошелушивание, поджаривание, дрожжевание, экструзия зерна.
реферат , добавлен 28.10.2009
Причины небольшого удельного веса бобовых трав в хозяйствах Республики Беларусь. Многообразие видов бобовых и злаковых трав. Правильный подбор трав с целью расширения их возделывания в самых разнообразных условиях произрастания. Преимущества бобовых трав.
реферат , добавлен 21.05.2015
Общая характеристика и морфологические особенности видов семейства Бобовые, архитектоника растений. Анализ видового разнообразия бобовых в составе естественных и искусственных фитоценозов в условиях Республики Беларусь и Гомельской области в частности.
курсовая работа , добавлен 08.01.2015
Особенности технологии силосования отдельных видов растений: кукурузы, подсолнечника, сорго, озимой ржи, рапса, злаково-бобовых смесей и трав, ботвы корнеплодов. Состав и питательность силоса. Применение химических препаратов при силосовании бобовых.
реферат , добавлен 28.10.2009
Пищевая ценность бобовых овощных культур, их возделывание с целью получения недозрелых семян и бобов. Применение минеральных удобрений, механизированные средства. Агротехника сахарной кукурузы, особенности ее выращивания. Уборка в фазе молочной спелости.
реферат , добавлен 30.03.2014
Общая характеристика и отличительные признаки типов семян различных культур: зерновых, крупяных, зернобобовых, масличных, клубнеплодных, бобовых трав и зерновых. Порядок и закономерности возделывания, организация процесса сортовой сертификации семян.
учебное пособие , добавлен 07.01.2012
Сенаж - корм для крупного рогатого скота из бобовых, злаково-бобовых трав, сохраненный без доступа воздуха. Химический состав, технология приготовления. Показатели и нормы для определения классов качества. Технология заготовки кормов с упаковкой в пленку.
реферат , добавлен 20.05.2010
Чередование культур в севообороте. Наличие машин по внесению минеральных удобрений. Характеристика климатических условий хозяйства. Система удобрения в севообороте. Расчёт доз минеральных удобрений при возделывании овощных культур в защищенном грунте.
курсовая работа , добавлен 28.05.2014
Характеристика посевного материала и расчет нормы высева (посадки) семян. Технологическая схема возделывания полевых культур. Биологические особенности, фазы роста и развития озимой пшеницы. Размещение культур в севообороте. Система применения удобрений.
курсовая работа , добавлен 12.01.2014
Общие сведения о хозяйстве. Накопление местных удобрений и поступление минеральных удобрений в хозяйство. Определение норм удобрений, вносимых под сельскохозяйственные культуры. Распределение удобрений в севообороте, их экономическая эффективность.