Зернобобовые культуры

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗЕРНОБОБОВЫЕ КУЛЬТУРЫ

1. Значение зернобобовых культур, площади посева и урожайность

К зернобобовым культурам относятся горох, фасоль, бобы, соя, нут, чечевица, чина, люпин. Они принадлежат к семейству бобовые (Fabaceae). Все эти культуры отличаются высоким содержанием белка в семенах благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями, которые усваивают азот из атмосферы (табл. 1). Белок содержит большое количество незаменимых аминокислот (лизин, валин, триптофан, метионин и др.). Кроме того, семена содержат жиры (особенно много - в сое), минеральные вещества, витамины группы А, В₁, В₂, С, Д, Е, РР, поэтому все эти растения являются ценными продовольственными и кормовыми культурами.

Таблица 1. Химический состав семян зернобобовых культур, % от АСВ

Одна из продовольственных проблем в настоящее время связана с недостатком белка в продуктах питания. 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, безалколо-идных 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.

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 почва обогащается биологическим азотом, который усваивается ими в процессе симбиотической азотфиксации. Этим обуславливается большое значение этих культур в биологическом растениеводстве.

Таблица 2. Площади выращивания и урожайность зернобобовых культур

В мировом земледелии зернобобовые занимают около 13% посева зерновых культур (табл. 2), 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.

2. Ботанико-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 (табл. 3). 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) (табл. 5). 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.

Таблица 3. Отличительные признаки семян зернобобовых культур

Таблица 4. Отличительные признаки бобов зернобобовых культур

Таблица 5. Отличительные признаки листьев зернобобовых культур

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:

1) имеющие прямостоячий относительно устойчивый к полеганию стебель (соя, бобы, люпин, нут);

2) 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. Такой тип роста, когда в высоту он продолжается одновременно с ветвлением, листообразованием, бутонизацией и цветением, называется недетерминантным и приводит к недружному, растянутому созреванию.

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 (табл. 6).

Соя и фасоль - короткодневные растения, но раннеспелые сорта этих культур нейтральны по фотопериодизму. Эти растения более южного происхождения, они более теплолюбивы.

Таблица 6 Требования к теплу зернобобовых культур

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.

Эти культуры имеют высокие транспирационные коэффициенты (500-600), что выше, чем у злаковых культур. Молодые растения медленнее растут, особенно у культур короткодневных, поэтому менее эффективно используют зимне-весенние запасы влаги. Максимальная потребность во влаге у зернобобовых культур наблюдается в период цветения - плодообразования. При недостатке влаги симбиотическая азотфиксация неэффективна, клубеньки не образуются, урожайность значительно снижается. Оптимальная влажность почвы - не менее 70% от ППВ.

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 (табл. 7).

Таблица 7 Вынос элементов питания на 1 т семян и соответствующую побочную продукцию, кг

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 входит в состав фермента нитрогеназы, связывающего азот воздуха, и важен для биологической азотфиксации. Бор способствует лучшему развитию сосудисто-проводящей системы, по которой ассимилянты поступают из листьев к клубенькам на корнях, а также из листьев в плоды. Бор значительно повышает завязываемость плодов.

В целом для зернобобовых предпочтительнее нейтральные почвы среднего механического состава, содержащие достаточно фосфора, калия, кальция. Бобовые предъявляют неодинаковые требования к реакции почвенного раствора. Наиболее кислотоустойчивыми являются люпин желтый, люпин многолетний, они формируют эффективный симбиотический аппарат на почвах с рН 4,5-5, могут расти на песчаных почвах. На песчаных слабокислых (рН 5,5) неплохо растет горох полевой, люпин узколистный. На слабокислых (рН 5,5-6), на более плодородных почвах растут горох посевной, бобы кормовые. Соя, люпин белый предпочитают плодородные почвы с рН 6-7. Фасоль, нут, чина - почвы с рН 6,5-7,5. Чина, нут хорошо переносят слабоза-соленные почвы.

3. Основные особенности технологии возделывания зернобобовых культур

зернобобовый биологический урожайность посев

Место в севообороте. В целях соблюдения фитосанитарных требований зернобобовые культуры нельзя возвращать на прежнее место ранее, чем через 3-4 года. В севообороте их размещают после зерновых культур, а также после пропашных, но нельзя сеять после многолетних бобовых трав и зернобобовых, так как они имеют общих вредителей и возбудителей болезней.

Сами зернобобовые являются хорошими предшественниками для зерновых и пропашных, так как меньше других культур истощают почву азотом.

Особенности применения удобрений. Растения семейства бобовые хорошо отзываются, прежде всего, на фосфорные и калийные удобрения. Чем более кислотоустойчива культура, тем более низкий у нее предел по обеспеченности фосфором. Кислотоустойчивые люпин желтый, синий хорошо растут при низкой обеспеченности фосфором, нижний предел - 50 мг/кг почвы. Соя, горох, бобы хорошо отзываются на известкование на кислых почвах и имеют нижний предел по фосфору 150 мг/кг, фасоль - 200 мг/кг.

При оптимальных условиях азотфиксации (хорошая обеспеченность влагой, фосфором, калием, микроэлементами В и Мо, аэрация почвы, наличие специфических штаммов бактерий, нейтральная реакция почвенной среды) на корнях образуется много крупных розоватых клубеньков и азотное питание на 2/3 обеспечивается за счет симбиоза, на 1/3 - из почвы, тогда естественное плодородие почвы может обеспечить урожайность до 2,5 т/га семян. Внесение Р₆₀К₆₀ в таких условиях повышает урожайность до 3 т/га. Внесение дополнительного азота в почву может быть экономически невыгодно, так как растения переходят на питание более доступным минеральным азотом. Биологический азот при этом не усваивается, клубеньки долгое время не образуются, а прибавки урожая не наблюдается.

Для получения урожая свыше 3 т/га необходимо дополнительно вносить азот, но чтобы преодолеть антагонизм автотрофного и симбиотрофного питания, лучше азот (30 кг д.в/га) внести в виде некорневой подкормки в фазу бутонизации - цветения. Минеральный азот, усваиваемый через поверхность листьев, не вступает в противоречие с усвоением биологического азота из атмосферы.

В условиях, неблагоприятных для азотфиксации, клубеньки не образуются или малоэффективны, азотные удобрения эффективны и используются в зависимости от плодородия почвы и планируемого урожая.

Известь лучше вносить под предшественник, чтобы она успела нейтрализовать кислую почву. Чтобы снизить рН на единицу, необходимо внести известь 10 т/га. Органика, внесенная непосредственно под зернобобовые, имеющие неустойчивый стебель, вызывает риск большого полегания, а также израстания растений в ущерб плодообразованию. Под растения с устойчивым стеблем вносят 20 т/га органических удобрений.

Обработка почвы. Основная обработка почвы под зернобобовые такая же, как под зерновые злаковые культуры, включает в себя лущение после уборки стерневого предшественника и глубокую зяблевую вспашку через 3 недели. В районах, подверженных эрозии, проводят почвозащитную плоскорезную обработку зяби. После пропашных культур на чистых полях вспашку заменяют рыхлением. Зимой обязательно снегозадержание. Весной делают боронование для закрытия влаги и выравнивание почвы шлейф-боронами. Под рано высеваемые культуры проводят одну предпосевную культивацию на глубину посева. Под поздно высеваемые культуры проводят две культивации. Для посева используются кондиционные семена, протравленные за 3-4 недели для предотвращения болезней. Используют эффективные препараты, например, фундозол (3 кг/т семян), тачигарен (1-2 кг/т) в машинах ПСШ-5, «Мобитокс».

Для бобовых культур очень эффективна инокуляция семян, то есть обработка микробиологическими препаратами (нитрагин или ризоторфин) для активизации симбиотической фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями. Расход препарата - 200 г на гектарную норму семян. Инокуляцию делают в день посева без доступа прямого солнечного света, ее нельзя совмещать с протравливанием, но можно делать одновременно с обработкой семян микроэлементами. При посеве на кислых почвах эффективен молибден, 25-50 г молибдата аммония на 1 ц семян. При посеве на свежепроизвесткованных нейтральных почвах семена обрабатывают борной кислотой - 25-50 г/ц семян. Такой прием обработки семян повышает урожайность на 0,2-0,3 т/га.

Если в партии семян более 20% твердокаменных, то необходимо проводить скарификацию. Твердосемянность связана с водонепроницаемостью семенной оболочки и наблюдается у некоторых культур семейства бобовые, особенно когда семена созревают при высокой температуре и резкой потере влаги из семян. При этом семенной рубчик закупоривается, и влага не может попасть к зародышу, семена не набухают и не прорастают, хотя зародыш вполне жизнеспособен. Семена скарифицируют в специальных скарификаторах или клеверотерках. При этом нарушается целостность семенной оболочки, и влага может попасть к зародышу, семена начинают прорастать.

Урожайность зависит во многом от правильного выбора сроков сева. Длиннодневные холодостойкие растения (горох, бобы, чина, чечевица, нут), чьи семена начинают прорастать уже при температуре +2…+4⁰С, а всходы хорошо выдерживают заморозки, лучше сеять ранними сроками сева при физической спелости почвы и прогревании ее на глубине посева до +5⁰С в самом начале мая в условиях Алтайского края. Запаздывание с посевом снижает урожайность на 15-20%, так как верхний слой почвы теряет влагу, а все зернобобовые культуры много потребляют влаги для набухания семян (100-120% от массы семян). При поздних посевах таких культур созревание происходит в более холодный период, и оно затягивается, растения больше поражаются болезнями (мучнистой росой), тлей, увеличивается засоренность поздними сорняками.

Культуры короткого дня южного происхождения (соя, фасоль) более теплолюбивы. Их семена начинают прорастать при температуре не менее 10⁰С, всходы плохо выдерживают заморозки, поэтому эти культуры сеют в более поздние сроки: фасоль - в конце мая, а сою - начиная с 15-20 мая для условий Алтайского края, при прогревании почвы до +10⁰С, тогда минует угроза заморозков на период всходов. Коэффициенты высева приведены в таблице 8.

В степи при недостатке влаги норму высева уменьшают на 20-30%. При широкорядном посеве уменьшают норму высева по сравнению с рядовым способом на 30%.

Культуры, относительно быстро растущие в первый период, высевают рядовым и узкорядным способом. Это все длинно-дневные культуры раннего срока сева. Соя и фасоль как корот-кодневные растения медленно растут в первое время, хуже выносят взаимное затенение, сильно заглушаются сорняками, поэтому их традиционно сеют широкорядно, с междурядьями 45-60 см. Используют также двухстрочные широкорядные посевы с расстоянием между строчками 15 см.

Нормы высева и способы посева зернобобовых культур

Таблица 8

Рядовой посев производят зерновыми сеялками. Все зернобобовые культуры имеют крупные семена, и, чтобы они не травмировались при посеве, необходимо его проводить при минимальном передаточном отношении и максимальной длине рабочей части катушки сеялки. Широкорядный посев проводят сеялками точного высева (СУПН-6, СПЧ-6, СКНК-8, ССТ-121А с приспособлением СТЯ, СТВ-12, овощными сеялками СОН-2,8), зерновыми сеялками с анкерными сошниками СЗА-3,6, СЗ-3,6).

Культуры, выносящие семядоли на поверхность (соя, фасоль, люпин), не рекомендуют сеять глубоко. Глубина посева - 5-6 см. Культуры, которые не выносят семядоли на поверхность (горох, чина, чечевица, бобы, нут), при необходимости на более легких и сухих почвах можно сеять глубоко (на 6-8 и до 10 см), а на влажных и тяжелых почвах - на глубину 5-6 см.

Культуры, имеющие неустойчивый стебель, - это, прежде всего, горох, особенно в зонах достаточного увлажнения имеют большую вегетативную массу и полегают. Это затрудняет уборку, поэтому горох часто сеют в смеси с овсом, ячменем, пшеницей, высевая на 20-30% меньше нормы злаковой культуры и 50-60 кг/га гороха. Но при этом урожайность гороха значительно снижается. С недостатком влаги при выращивании гороха по интенсивной технологии лучше сеять его в чистом виде, что позволяет правильно выбрать систему защиты растений и удобрения.

Уход за растениями. После посева почву прикатывают кольчато-шпоровыми катками (3ККШ-6А), особенно это актуально на легких быстро пересыхающих почвах. Если почва влажная, то прикатывание проводить не надо. В борьбе с однолетними сорняками проводят боронование до всходов через 4 дня после посева и после всходов в фазу 2-4 листьев до появления усиков поперек или по диагонали к рядкам. Зубья бороны направляют скошенной стороной вперед, используют гусеничные тракторы, имеющие меньшее давление ходовой части на почву, скорость - 6-8 км/час при первом и 4-5 км/час - при втором бороновании. При этом разрушается почвенная корка, улучшается аэрация почвы, уничтожается 60-80% однолетних сорняков. Послевсходовое боронование лучше проводить днем, когда нарушен тургор растений, тогда они меньше травмируются. При планировании боронования до и после всходов норму высева увеличивают на 10-15%.

При мелком посеве бороновать культуры, выносящие семядоли на поверхность, до всходов не рекомендуют.

На посевах бобовых возможно применение гербицидов как почвенных (прометрин, ленурон - 1,5-2 кг/га с заделкой в почву), так и по вегетации (базагран - 2,5 кг/га, фюзилат-форте - 1-1,5 л/га против злаковых сорняков и агритокс - 0,5 л/га против двудольных) в фазу 3-5 листьев гороха, когда на листьях максимальный восковой налет и культурные растения устойчивы к гербициду. Гербициды вносят штанговыми опрыскивателями ОПШ-15, ОП-2000. Особенно актуально применение гербицидов на посевах, медленно развивающихся в начале культур, в частности на сое.

На широкорядных посевах сои и фасоли проводят 2-3 междурядные обработки культиваторами КРН-4,2 на глубину 5-7 см, приурочивая их к массовому появлению сорняков не позднее фазы бутонизации.

При массовом появлении вредителей (например, тли - 20 шт. на 1 растение, гороховой зерновки) необходимо опрыскать растения инсектицидом (фастак - 0,1 л/га).

Уборка урожая. Большинство зернобобовых культур неравномерно созревают, сначала созревают нижние бобы, затем верхние. Бобы при созревании растрескиваются, особенно в неустойчивую погоду после попеременного увлажнения и высыхания. Нижние бобы с наиболее полноценными семенами имеют низкое прикрепление. Большая вегетативная масса и неустойчивый стебель приводят к полеганию растений. Все это осложняет уборку, и поэтому чаще рекомендуют раздельную уборку. Растения скашивают в валки при побурении 65-70% бобов, когда налив заканчивается и влажность семян - 30-35%, бобовыми жатками ЖРБ-4,2, ЖСБ-4,2 или косилками КС-2,1 с приспособлением ПБ-2,1 или ПБА-5 для сдваивания валков. Высота среза составляет 5-6 см. Полеглый стеблестой косят поперек полеглости или под углом к полеглости. Косить лучше утром или вечером, когда влажность бобов выше и они меньше растрескиваются. Подбор валков через 3-4 дня при влажности семян 16-19% зерноуборочными комбайнами, оборудованными транспортерным копирующим подборщиком ППТ-3, ППТ-3А. Важно отрегулировать молотильный аппарат, снижая обороты барабана до 400-500 об/мин. для сухой массы и 500-700 об/мин. - для влажной. Зазоры между бичами барабана и планками деки на входе - 20-25 см, на выходе - 8-13 мм (для влажной - меньше, для сухой - больше).

По мере усвоения более прогрессивных технологий приемлема уборка напрямую при определенных условиях:

- для культур и сортов, у которых бобы не растрескиваются (нут, неосыпающиеся сорта гороха);

- для неполегающих растений (соя, нут, усатые или полуусатые сорта гороха, сорта с коротким утолщенным стеблем);

- с дружным созреванием семян (сорта с более детерминантным типом роста, короткостебельные);

- на чистых от сорняков выровненных полях;

- в степных районах, при быстром созревании в засуху;

- с предварительной десикацией посевов реглоном (2-3 кг/га) в начале пожелтения при влажности семян 45%, через 7-10 дней проводят уборку напрямую;

- оборудование комбайна стеблеподъемниками.

К уборке напрямую приступают при побурении (пожелтении) плодов на 90% и влажности семян не более 18-19%. Зерновой ворох от комбайна очищают, сушат, нагревая семена не более 45⁰С, хранят при влажности не более 15%.

Размещено на Allbest.ru