UniversityAgro.ru

Зернобобовые культуры

Зернобобовые культуры (также зерновые бобовые культуры) — группа сельскохозяйственных культурных растений, принадлежащих семейству Бобовые (Fabaceae).

Основные зернобобовые культуры:

Главными отличиями зернобобовых от злаковых культур заключается в том, что они производят на единице площади, больше белка, качество и усвояемость которого выше, дают самый дешевый белок. Особенностью их является включение в биологический круговорот азота воздуха. Фиксация азота воздуха происходит в результате симбиоза бобовых растений с клубеньковыми бактериями рода Rhizobium spp.

Хозяйственное значение

Зернобобовые занимают второе место после зерновых в качестве основного источника продовольствия в мире. Термин «бобовые» относится к съедобным семенам стручковых растений.

Зернобобовые культуры возделываются для получения семян с высоким содержанием белка. По способу использования делятся на пищевые, кормовые, технические и универсальные. Фасоль и чечевица характеризуются высокими вкусовыми и кулинарными качествами, применяются в пищу человека. Чину, нут, кормовые бобы, люпин белый и жёлтый используют для производства комбинированных кормов, хотя в некоторых странах семена нута и люпина белого употребляют в пищу. Соя до недавнего времени использовалась в качестве технической масличной культуры. В настоящее время наиболее используется как кормовая и пищевая культура, сохраняя значение масличного сырья. По универсальности применения соя не имеет равных среди полевых культур. Горох также отличается универсальным использованием, применяют в пищу и на корм животным.

Согласно зоотехническим нормам 1 кормовая единица должна содержать 110-115 г переваримого белка, фактическое содержание 96 г, то есть 83-87% от нормы. Дефицит белка приводит к перерасходу на 20-30% кормов на единицу животноводческой продукции и является одним из препятствий дальнейшего повышения продуктивности животных.

Зернобобовые культуры, обладая высокой кормовой ценностью, также улучшают усвоение животными кормов других культур с низким содержанием белка.

Содержание белка в урожае зерновых бобовых культур определяется сортом и районом выращивания, но в первую очередь условиями симбиотической фиксации азота воздуха, то есть агрохимическими показателями почвы и влагообеспеченностью растений. На кислых, бедных питательными веществами почвах азотфиксация малоактивна или вовсе не происходит, растения испытывают азотное голодание, урожай и содержание сырого белка в зелёной массе и в семенах резко снижается. Аналогично действует недостаток влаги на бедных азотом почвах. По этим причинам количество белка у одной и той же культуры составляет 10-15%.

Белок семян зерновых бобовых культур отличается полноценностью для использования в качестве корма. Содержание незаменимых аминокислот в 1,5-3 раза выше, чем в белке злаковых культур. Так, 1 кг семян сои содержит в 6 раз больше лизина, чем 1 кг пшеницы.

Семена некоторых зернобобовых содержат достаточно большое количество жира: у сои — 16-27%, нута — примерно 5%, люпина белого — до 10%, что также способствует повышению кормовой ценности.

По питательной ценности 1 кг зерна приравнивается к 1,1-1,4 кормовых единиц, обеспеченность переваримым белком составляет от 160 до 200 г. Вегетативную массу используют для приготовления сена, сенажа, травяной муки и на зелёный корм. Силосование зелёной массы зернобобовых с кукурузой или другими культурами увеличивает белковый баланс силоса. Смешанные посевы бобовых и зерновых культур позволяют повысить кормовую ценность последних.

Промышленно-сырьевое значение зернобобовых культур заключается в том, что семена используются для изготовления круп и муки, кондитерских изделий, консервов, масел, пищевых и кормовых концентратов. Из недозрелых семян и плодов производят овощные консервы. Масло семян сои имеет пищевое и техническое значение. Фермент уреаза и белок фасоли находят применение в медицине. Семена сои и чины служат сырьём для производства казеина, клея и пластмасс.

Агротехническое значение заключается в обеспечении большого сбора растительного белка, меньше истощают почву азотом, чем небобовые культуры. Несмотря на то, что симбиотически фиксированный азот отчуждается с урожаем, с органическими остатками зернобобовых остаётся больше азота, чем с остатками других культур, поэтому зарекомендовали себя как хорошие предшественники в севообороте. Корневая система многих бобовых растений способна усваивать труднодоступные для других культур питательные вещества, например, трёхзамещённые фосфаты.

Алкалоидные сорта люпина жёлтого возделываются в качестве зелёного удобрения на песчаных почвах, люпин узколистный — на суглинистых. При этом формируются урожаи зелёной массы до 30 т/га. Некоторые зернобобовые культуры выращивают в качестве промежуточных культур в разных зонах страны на зелёный корм и повышения плодородия почвы.

Значение овощных бобовых культур

Овощные бобовые культуры считаются полезным источником питательных веществ и рекомендуются организациями здравоохранения и диетологами в качестве основного продукта питания. Они являются богатыми источниками витаминов, минералов и углеводов в рационе человека и полезным источником белка и энергии в рационе скота. Они представляют собой важный источник белка для вегетарианцев и имеют низкий гликемический индекс. Бобовые являются важным продуктом питания в тропических и субтропических странах, где они уступают по важности только зерновым как источник белка. Они также признаны как продукт питания со значительными потенциальными преимуществами для здоровья. Они содержат сложные углеводы (пищевые волокна, устойчивый крахмал и олигосахариды), белок с хорошим аминокислотным профилем (с высоким содержанием лизина), важные витамины, такие как витамины группы В, фолаты и железо, а также антиоксиданты и полифенолы.

Перед употреблением бобовые собирают, обрабатывают и перерабатывают различными способами и подвергают нескольким первичным и вторичным процессам, таким как очистка, очистка от шелухи, лущение, измельчение и дробление. Во многих развитых странах наблюдается очень небольшой рост интереса к использованию целых бобовых и их измельченных составляющих, особенно муки и фракций, таких как белок, крахмал и клетчатка, и использованию их в пищевых продуктах. Существуют новые разработки в области использования технологий переработки, таких как экструзионная варка, включая эти ингредиенты для производства специальных продуктов питания, таких как макаронные изделия, детское питание, закуски, сухие супы и корма для домашних животных. Кроме того, ведутся исследования по использованию бобовых ингредиентов в фармацевтических или «нутрицевтических» продуктах.

Посевные площади и районы возделывания

В мировом земледелии зернобобовые культуры занимают 135-160 млн га, что составляет примерно 13% посева зерновых культур. Наибольшие площади посевов находятся в Индии и Китае. Валовой сбор составляет 230 млн т, или в 9 раз меньше, чем зерновых культур. Средняя урожайность в мире — 1,5 т/га.

В СССР зернобобовые культуры на 1984 г. занимали 6,7 млн га, в России — 1,2-2,0 млн га при урожайности в 90-е годы 1,2-1,6 т/га. Валовой сбор — 1,8 млн т. Наиболее распространённая культура в нашей стране — горох. По посевной площади, которая составляла 4,95 млн га и сбору семян гороха СССР занимал первое место в мире. Также большая доля посевных площадей приходилась на сою и люпин. Фасоль, чечевица, нут, чина и кормовые бобы возделываются на небольших площадях.

В сухих районах степной зоны высеваются засухоустойчивые нут и чина; на плодородных глинистых и суглинистых землях Прибалтики, Полесья, центральной части лесной зоны и Предуралья — высокоурожайны кормовые бобы, на песчаных почвах — жёлтый кормовой люпин.

На Дальнем Востоке, в некоторых районах Северного Кавказа, Украины, Молдавии и Нижнего Поволжья наиболее ценной культурой является соя.

Таксономия

Семейство Бобовые (Fabaceae, устар. Leguminosae) — обширное и очень большое ботаническое семейство, состоящее из более чем 450 родов и более 12 тысяч видов. Многие виды важны как источники пищи для людей и животных.

Бобовые культуры культивируются в различных частях мира уже более 6000 лет. Дикие формы многих современных бобовых не встречаются, хотя, по мнению Вавилова, некоторые виды бобовых, по-видимому, связаны с определенными выявленными центрами происхождения. Например, некоторые виды фасоли (Phaseolus sp.) он относил к Новому Свету (Северной и Южной Америке), а некоторые другие, идентифицированные как Phaseolus, — к Старому Свету. Однако те виды, которые были отнесены к Старому Свету и ранее идентифицировались как Phaseolus, теперь правильно классифицированы в большом и широко распространённом роде Vigna.

Семейство Бобовые было разделено на три основных подсемейства: Caesalpinioideae, Mimosoideae и Papilionoideae, но недавно Caesalpinioideae было дополнительно разделено на несколько родов, включая трибу Cercideae (Group, 2013), которая содержит небольшую группу тропических и умеренных древесных растений с цветами, похожими на цветы Papilionoideae.

Подсемейство Mimosoideae включает 82 рода и более 3200 видов. Как и Caesalpinioideae, виды Mimosoideae в основном являются тропическими древесными растениями, но существует несколько видов из умеренного климата. Древесные многолетние бобовые широко распространены, и многие виды этой группы обладают способностью фиксировать атмосферный азот, поэтому они колонизировали многие районы мира с низким содержанием питательных веществ в почве. Они также используются в коммерческих целях для получения древесины или различных экстрактов, таких как камедь и красители.

Подсемейство Papilionoideae (или Faboideae) — самая большая группа бобовых, включающая около 650 родов и почти 19 000 видов.

Как представители группы крупносеменных бобовых семейства Fabaceae, горох и фасоль входят в несколько отдельных таксономических групп. Среди них три линии имеют ряд групп, которые содержат культурные растения.

Наиболее важной в экономическом отношении группой является Phaseoleae, которая включает сою культурную (Glycine max), виды фосоли (Phaseolus spp.) и вигну китайскую (коровий горох, Vigna unguiculata). Вторая группа, Genisteae, содержит Люпин (Lupinus spp.), из которых есть три экономически важных вида зернобобовых: люпин белый (Lupinus albus), люпин узколистный (Lupinus angustifolius) и люпин жёлтый (Lupinus luteus). Третья таксономическая группа, Fabeae, содержит так называемые бобовые культуры холодного сезона, к которым относятся горох посевной (Pisum sativum) и конские или кормовые бобы (ботаническое название Боб садовый Vicia faba), а также чечевица (Lens sp.) и чина (Lathyrus sp.).

Fabacaea:
  1. Papilionoidaea: Genisteae (люпин), Phaseoleae (соя, вигна, фасоль);
  2. Fabeae: чина, чечевица, горох, вика;
  3. Mimosoideae;
  4. Caesalpinioideae.

Ботаническое описание

Бобовые (Fabacaea) — это двудольные однолетние и многолетние растения; большинство культивируемых овощных и зерновых бобовых являются однолетними.

Корневая система

Корневая система зернобобовых культур имеет главный стержневой корень, глубина проникновения достигает 2 м, и многочисленные боковые корни второго, третьего и последующих порядков, размещаемые преимущественно в пахотном слое почвы. На чернозёмах и некоторых других почвах 70-75% корневой системы размещается в пахотном слое, на дерново-подзолистых доля корней в пахотном слое составляет 85-95%, на почвах с мощным подзолистым слоем — до 100%. Оптимальная объёмная масса почвы для нормального развития корневой системы — 1-1,3 г/см3.

Стебель

Стебель имеет различное строение. У сои, люпина, бобов, нута, кустовых форм фасоли стебли имеют вертикальное положение на протяжении всей вегетации. У гороха, вики, чечевицы, чины и некоторых форм фасоли стебли полегающие. Верхушечные листочки перистых листьев редуцированы в усики, которыми растения цепляются друг за друга. До полного налива семян стебли поддерживаются в вертикальном положении. К моменту созреванию стебли полегают.

Лист

Как правило, листья очередные и в основном сложные.

По строению листьев зернобобовые культуры разделяют на:

  • растения с перистыми листьями — горох, чечевица, чина, нут, бобы;
  • растения с тройчатыми листьями — фасоль, соя;
  • растения с пальчатыми листьями — люпин.

Эти группы отличаются по характеру начального роста и особенностям агротехники. Растения с перистыми листьями прорастают за счёт эпикотеля, поэтому не выносят на поверхность семядолей, допускают более глубокую заделку семян и боронование до и после появления всходов.

Горох посевной (Pisum sativum), имеет гипогеальное прорастание, при котором семядоли и оболочка семени остаются под почвой из-за ограниченного удлинения гипокотиля. Эпикотиль полностью дифференцирован до прорастания и пробивается сквозь почву. Эпигеальное прорастание характерно для фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris), где семядоли появляются над поверхностью из-за быстрого удлинения гипокотиля. Ориентация семян в почве может повлиять на рост гипокотиля и, таким образом, на время и успех появления всходов. Семенная оболочка иногда остаётся в почве или может быть перенесена выше и осыпаться по мере разворачивания котиледонов. Арахис культурный (Arachis hypogaea), демонстрирует другое поведение, при котором семядоли остаются на поверхности, а не под или над почвой. Дальнейший рост происходит за счёт удлинения надземного эпикотиля; длина гипокотиля зависит от глубины посева.

Растения других групп растут вначале за счёт растяжения подсемядольного колена (гипокотиль) и выносят на поверхность семядоли. Требуют более мелкой заделки семян, бороновать до всходов не проводят.

Цветок

Цветки совершенные, неправильные, характерно в форме бабочки, околоцветник двойной. Венчик состоит из лепестков разной величины и формы (лодочка, парус и крылья): вертикального спинного лепестка (парус), двух боковых лепестков (крылья) и двух нижних лепестков, часто более или менее объединенных в килевидную структуру.

В цветке 10 тычинок и один пестик с одногнёздной завязью и несколькими семяпочками. Окраска венчика от белой до ярко-красной и фиолетовой. Для большинства зернобобовых цветки собраны в соцветия на верхушке главного стебля и боковых побегов.

Самоопыление — обычное явление; когда происходит перекрёстное опыление, основным агентом часто являются пчёлы.

Плод

Плод — боб, различной величины и формы, часто неправильно называется стручком. Раскрывается двумя створками, содержит несколько семян. После созревания для большинства видов бобы растрескиваются по продольным швам, створки боба скручиваются и семена разбрасываются. У нута, некоторых видов и сортов люпина бобы не растрескиваются. Выведены сорта фасоли, сои и чины со слабой растрескиваемостью бобов.

Семена

Семена различной формы (от круглой до плоской и угловатой), величины и окраски. Семя состоит из семенной оболочки и зародыша. На месте прикрепления семени к плоду сохраняется семенной рубчик, у фасоли — бугорки халазы и микропиле. Зародыш состоит из двух мясистых семядолей и заключенных между ними зародышевого корешка и почечки, из которой затем формируется надземная часть растения. Семядоля представляет зародышевые листья, в которых сосредоточены запасы питательных веществ, используемые при прорастании.

Биологические особенности

Требования к температуре

В целом, культивируемые виды бобовых имеют широкую адаптацию к температуре. Некоторые виды предпочитают прохладные и влажные условия, другие процветают в жаркой и сухой среде, а многие чувствительны к заморозкам.

Для зернобобовых растений имеют значение повышенные температуры в фазы налива и созревания семян, что не позволяет проводить посев в более поздние сроки и ограничивает расширение районов возделывания севернее.

Требования к влаге

Зернобобовые культуры испытывают большую потребность во влаге, чем зерновые. Плохо переносят близкое залегание грунтовых вод. Наиболее требовательны к влаге соя, кормовые бобы, люпин, горох. Эти растения возделывают в районах достаточного увлажнения. К засухоустойчивым относятся нут и чина. Промежуточное положение занимают чечевица и фасоль.

Оптимальная влажность почвы для всех культур, обеспечивающая активную азотфиксацию и высокую урожайность — влажность от 100% НВ до влажности разрыва капилляров около 60% НВ.

Требования к питательным элементам

Так как зернобобовые культуры содержат большое количество питательных веществ в единице урожая, то и потребность в элементах минерального питания больше, чем у злаковых. Потребность характеризуется выносом и максимальным потреблением.

Средний вынос и максимальное потребление питательных веществ 1 т семян и соответствующим количеством органической массы зернобобовых культур, кг (Г. С. Посыпанов, 1983):

  • азота — 58/69;
  • фосфора (P2O5) — 19/23;
  • калия (K2O) — 33/42.

Показатели выноса определяются в период уборки урожая. Максимальное потребление элементов питания и накопление органического вещества приходится на фазу полного налива семян, когда нижние бобы начинают желтеть, верхние — выполнены, но листья еще не опадают.

В среднем с 1 т семян зерновых бобовых культур и соответствующим количеством органической массы выносится 110 кг (максимально 135 кг) питательных веществ, что в 2 раза выше, чем с 1 т зерна злаковых. Максимальное потребление азота на формирование урожая 1 т семян бобовых составляет в среднем 69 кг, тогда как на 1 т зерна злаковых — 34 кг. Поэтому при низкой активности азотфиксации зернобобовые культуры снижают урожай в 1,5-2 раза, чем зерновые.

В засушливое лето зернобобовые культуры используют меньше фосфора, чем во влажное, калия — больше. При недостатке влаги вынос азота урожаем и содержание белка в семенах меньше, чем в годы с нормальной влагообеспеченностью в следствие снижения азотфиксации.

Динамикой потребления питательных веществ определяются сроки уборки зернобобовых на зелёную массу. Например, если горох убирают в фазу цветения, то с урожаем собирается только треть сырого белка от возможного. Рациональнее проводить уборку этой культуры, когда средние бобы полностью выполнены и заканчивается налив семян верхних бобов. В этот период формируется наибольший урожай зелёной массы, сбор сырого белка больше.

Требования к свету

По требованию к световому режиму зернобобовые культуры разделяют на:

  • растения длинного дня, у которых период вегетации укорачивается с удлинением светового дня — горох, чечевица, чина, люпин и бобы;
  • растения короткого дня, у которых период вегетации сокращается с уменьшением светового дня — соя, маш;
  • группа нейтральных растений — большинство сортов обыкновенной фасоли, нут.

Почти для каждой культуры выведены сорта, которые нейтральны к продолжительности дня. Для короткодневных растений продолжительность вегетации увеличивается в условиях севера, у длиннодневных — в условиях юга.

Требования к почве

Большинство культурных бобовых лучше всего растут на хорошо дренированных, лёгких по структуре, хорошо аэрируемых почвах, и страдают от заболачивания. Обычно предпочтительным является pH почвы от слабокислого до почти нейтрального. Оптимальными для возделывания зерновых бобовых культур являются среднесвязные, слабокислые или нейтральные суглинистые и супесчаные почвы, с высоким содержанием фосфора, калия и кальция.

Плохо растут на кислых и песчаных почвах, за исключением люпина жёлтого, который даёт хорошие урожаи на песчаных почвах при pHсол 4-4,5. На слабокислых песчаных почвах горох полевой (пелюшка) также даёт хороший урожай.

Фазы роста (фенологические фазы)

Фазы роста зернобобовых культур:

  • прорастание;
  • всходы;
  • ветвление стебля;
  • бутонизация;
  • цветение;
  • образование бобов;
  • созревание;
  • полная спелостью.

Интенсивная технология возделывания

Севооборот

Основная страница: Зернобобовые культуры севооборота

Зернобобовые культуры могут размещаться в севообороте после любых культур, за исключением многолетних бобовых трав и зерновых бобовых. Размещение по бобовым культурам приводит к накоплению специфичных вредителей и болезней. Зерновые бобовые культуры возвращают на прежнее поле не ранее чем через 3-4 года, когда численность специфичных вредителей и болезней достаточно снизится.

Зерновые бобовые являются хорошими предшественниками для зерновых, пропашных и технических культур, главным их преимуществом является накопление азота в результате симбиотической фиксации азота.

Бобовые растения с коротким вегетационным периодом могут высеваться на зелёный корм или сено в качестве парозанимающих культур, что особенно важно для северных и северо-западных районов Нечернозёмной зоны, где короткий тёплый период ограничивает набор парозанимающих культур.

Система удобрения

Фосфор и калий

Потребность в фосфорно-калийных удобрениях и нормы внесения под зернобобовые культуры определяются содержанием этих элементов в почве конкретного поля. По обеспеченности подвижным фосфором (по Кирсанову) и обменным калием (по Масловой) почвы подразделяют на 6 групп (ВНИИУА, 1982):

  • Очень низкая обеспеченность — менее 2,5 мг/100 г почвы P2O5 и менее 4,0 мг/100 г K2O;
  • Низкая обеспеченность — 2,5-5,0 мг/100 г почвы P2O5 и 4,1-8,0 мг/100 г K2O;
  • Средняя обеспеченность — 5,1-10,0 мг/100 г почвы P2O5 и 8,1-12,0 мг/100 г K2O;
  • Повышенная обеспеченность — 10,1-15,0 мг/100 г почвы P2O5 и 12,1-17,0 мг/100 г K2O;
  • Высокая обеспеченность — 15,1-25,0 мг/100 г почвы P2O5 и 17,1-25,0 мг/100 г K2O;
  • Очень высокая обеспеченность — более 25,0 мг/100 г почвы P2O5 и более 25,0 мг/100 г K2O.

При очень низкой и низкой обеспеченности почв фосфором и калием и повышенной кислотности внесение даже высоких доз фосфорно-калийных удобрений и известковых удобрений под бобовую культуру не обеспечивает активной азотфиксации и высокого урожая из-за наличия в пахотном слое очагов повышенной кислотности и низким содержанием фосфора, калия. На таких почвах бобовые лучше высевать на второй год после известкования и внесения удобрений.

На произвесткованных почвах, со средней обеспеченностью подвижным фосфором и обменным калием, норму внесения фосфорно-калийных удобрений определяют исходя из биологических потребностей культуры и планируемого урожая. Удобрения вносят осенью под зяблевую вспашку или весной под глубокую культивацию.

На почвах с повышенной и высокой обеспеченностью фосфорно-калийные удобрения, чаще всего, мало влияют на урожайность. На таких почвах можно вносить небольшие дозы фосфорных и калийных удобрений под предпосевную культивацию для поддержания обеспеченности почвы. На почвах с очень высокой обеспеченностью удобрения не применяют.

Исключением среди зерновых бобовых является люпин жёлтый. Под него фосфорно-калийные удобрения не вносят при содержании фосфора и калия более 5 мг/100 г почвы.

Микроудобрения

Обеспеченность микроэлементами сильно влияет на активность симбиотической фиксации азота. По содержанию микроэлементов почвы классифицируются на 3 группы (ВНИИУА, 1982):

  • Низкая обеспеченность — менее 0,5 мг/кг почвы бора (в водной вытяжке), менее 0,3 мг/кг почвы молибдена (в оксалатной вытяжке), менее 5 мг/кг почвы меди (в вытяжке 1 н. соляной кислоты);
  • Средняя обеспеченность — 0,5-1,0 мг/кг почвы бора (в водной вытяжке), 0,3-0,5 мг/кг почвы молибдена (в оксалатной вытяжке), 5-7 мг/кг почвы меди (в вытяжке 1 н. соляной кислоты);
  • Высокая обеспеченность — более 1,0 мг/кг почвы бора (в водной вытяжке), более 0,5 мг/кг почвы молибдена (в оксалатной вытяжке), более 7 мг/кг почвы меди (в вытяжке 1 н. соляной кислоты).

Микроудобрения вносят при низкой и средней обеспеченности.

Бактериальные удобрения

Для формирования клубеньков на корнях бобовых растений необходимо наличие вирулентного активного штамма бактерий рода Rhizobium, которые согласно Л. М. Доросинскому делятся на 11 видов. Каждый из них инфицирует одни или несколько видов бобовых растений.

На полях, где данная культура возделывается давно, в почве сохраняются спонтанные штаммы ризобий. Так, практически повсеместно распространены клубеньковые бактерии гороха, вики и кормовых бобов. Инокуляция бактериальными удобрениями семян этих культур, чаще всего, оказывается неэффективной. Тогда как семена люпина и сои, высеваемых впервые на данном поле, требуют искусственного заражения соответствующими штаммами ризобий. В отсутствии бактерий клубеньки не образуются, азотфиксации не происходит, урожай культуры ограничивается естественным плодородием почвы.

После известкования почв с применением высоких доз известковых удобрений, обеспечивающих снижение pHсол на 1,5-2 единицы, проводят инокуляцию всех бобовых культур активными штаммами ризобий, так как на кислых почвах штаммы обладают пониженной активностью.

Одним из часто используемых эффективных препаратов является ризоторфин — культура ризобий, получаемая на основе стерилизованного торфа.

Обработка семян проводится в день посева или лучше непосредственно перед посевом, так как бактерии, нанесенные на поверхность семян, быстро гибнут — уже через 5-6 ч после обработки их число сокращается в 2 раза. Если инокулированные семена не были высеяны в тот же день, их снова обрабатывают в день посева.

Обработку следует проводить в крытых помещениях или под навесом, не допуская попадания прямых солнечных лучей, так как ультрафиолетовое излучение губительно для бактерий. По этой же причине высев проводят при закрытых ящиках сеялки.

Инокуляция проводят вручную или механизировано. При ручной обработке 100-200 кг семян рассыпают на брезенте и увлажняют водой с перемешиванием в расчёте 1 % от массы семян, опудривают соответствующим количеством ризоторфина и перемешивают до равномерного распределения препарата на поверхности семян. Использование препарата в суспензированном виде ухудшает результаты.

Механизированная обработка семян проводится машинами для протравливания по технологии, аналогичной протравливанию. Для этого пригодны ПУ-15, ПУ-3, ПСШ-3, АС-2, АПЗ-10, ПЗ-10, ПС-10, «Колос», «Мобитокс». Перед работой машины её необходимо очистить от остатков пестицидов.

При инокуляции и обработке семян пестицидами учитывают следующее:

  • протравливание семян фентиурамом, ТМТД и аналогичными препаратами проводят заранее, не менее чем за 1 месяц до посева;
  • обработку препаратами, менее токсичными для клубеньковых бактерий, например, фундозолом, БМК и другими на основе беномила, можно совмещать с обработкой ризоторфином в день посева;
  • для лучшей удерживаемости ризоторфина и протравителей на поверхности семян используют прилипатели: концентрат барды твёрдый или жидкий, патоку, мучной или крахмальный клейстер. Дозы прилипателя: концентрата барды — 1-1,2кг, мучного или крахмального клейстера — 0,5 кг, разведенного в 8 л воды для обработки 1 т семян.

Азот

При прогнозировании обеспеченности бобовых культур азотом от азотфиксации учитывают соответствие кислотности почвы поля требованиям культуры, обеспеченность фосфором, калием и микроэлементами, наличие спонтанных активных штаммов клубеньковых бактерий или обработку семян бактериальными удобрениями. При удовлетворении этих факторов можно рассчитывать на активную фиксацию и получение высокого урожая достаточного качества за счёт усвоения атмосферного азота.

Достоверность прогноза контролируют в течение вегетации. Если через 2-3 недели после всходов на корнях образовались розовые и красные клубеньки, фиксация азота протекает нормально. В период цветения — образования бобов, когда потребность растений в азоте увеличивается, проводят повторный контроль активности симбиотического аппарата. К этому моменту масса клубеньков с леггемоглобином на 1 растение у многих культур достигает максимума. Если в этот период на корнях много крупных красных клубеньков, растения полностью обеспечивают себя азотом. Если клубеньков нет, они серого или зелёного цвета, фиксации азота не происходит.

Все бобовые культуры лучше используют минеральные формы азота, чем азот воздуха. Однако азотные удобрения подавляют азотфиксацию. При оптимальных условиях симбиотической фиксации азотные удобрения не применяют. Они, угнетая симбиоз, снижают количество фиксируемого азота на величину усвоенного азота удобрений и не повышают семенную продуктивность, а высокие дозы азотных удобрений могут приводить к её снижению.

На кислых почвах, на которых симбиоз подавлен, для получения удовлетворительного урожая гороха, кормовых бобов, люпина узколистного, вики вносят минеральный азот в нормах 70-100 кг/га. При этом получить высокий урожай хорошего качества не получится. Интенсификация производства зернобобовых на таких почвах заключается прежде всего в известковании и создании других благоприятных условий для симбиотической деятельности клубеньковых бактерий.

Обработка почвы

Основная обработка почвы под зернобобовые культуры аналогична обработке под зерновые злаковые культуры. При их посеве после зерновых проводят лущение стерни дисковыми лущильниками на глубину 1-8 см. Через 2-З недели после лущения проводят зяблевую вспашку на чернозёмных почвах на глубину 25-27 см, на других почвах — на глубину пахотного слоя (20-22 см) плугами с предплужниками, например, ПТК-9-35, ПЛП-6-35, ПЛН-4-35.

При длительном тёплом периоде после вспашки выполняют две культивации зяби для уничтожения сорной растительности культиваторами КПГ-4 или КПС-4.

Предпосевная обработка заключается в культивации, выравнивании и прикатывании почвы, например, комплексными агрегатами РВК-3, РВК-3,6, РВК-5 или проводят культивацию с боронованием в два следа на глубину 8-10 см культиватором КПС-4 с боронами БЗСС-1. После культивации под культуры, выносящие семядоли на поверхность, проводят прикатывание кольчато-шпоровыми катками СГ-21 или ЗККШ-6. Предпосевное выравнивание и прикатывание позволяет обеспечить равномерную заделку семян, равномерное появление всходов и развитие растений, снизить потери при уборке на семена культур с полегающим стеблем.

Подготовка семян к посеву

Для посева используют семена I и II класса. За 3-4 недели до посева их протравливают против корневых гнилей и аскохитоза препаратами ТМТД в дозе 3-4 кг/т, фундозолом — 2-3 кг/т, фентиурамом — 3-4 кг/т. Против корневых гнилей эффективен препарат тачигарен в дозе 1-2 кг/т. Протравливание проводят в машинах ПСШ-З, ТСШ-5, ПС-10, «Мобитокс» и агрегатом АПЗ-10 полусухим способом с расходом 5 л воды на 1 т семян. При необходимости перед посевом семена обрабатывают бактериальными удобрения и микроудобрениями.

Сроки, способы посева и нормы высева

Сроки, способы посева и нормы высева обусловлены биологическими особенностями культуры и условиями возделывания.

К холодостойким зерновым бобовым культурам относится горох посевной, горох полевой, кормовые бобы. Их высевают в самые ранние сроки. Запаздывание с посевом на 7-12 дней приводит к снижению их урожайности на 15-20%.

К теплолюбивым зерновым бобовым культурам относятся соя и фасоль. Их высевают при температуре верхнего слоя почвы 8-12 °С, как правило, через 10-15 дней после начала весенних полевых работ.

Норма высева определяется местом, назначением возделывания и способом посева. В районах с достаточным увлажнением применяют повышенные нормы высева, чем в засушливых. При широкорядном способе нормы меньше, чем при рядовом и узкорядном, при посеве на зелёную массу норма высева выше, чем на семена.

Уход за посевами

Уход за посевами включает рыхление и уничтожении почвенной корки, борьбу с сорной растительностью, вредителями и болезнями. Приёмы специфичны для различных зернобобовых.

Уборка

Из-за неравномерности созревания семян большинство зернобобовых убирают двухфазным способом. Сначала скашивают в валки, а при подсыхании массы обмолачивают зерновыми комбайнами, отрегулированными на обмолот зернобобовых культур. Нут и сою убирают прямым комбайнированием.

Послеуборочная обработка семян

Семена после уборки сразу пропускают через машины предварительной очистки типа ОВП-20А, ЗАВ-10, ЗАВ-20, К-527. При влажности семян менее 17% продолжают дальнейшую очистку и сортировку на машинах ОС-4,5, СМ-4, К-523 или на зерноочистительных комплексах ЗАВ, КЗС с приставками СПЛ-5 и СП-10.

При влажности более 17% после предварительной очистки их сушат на сушилках активного вентилирования в агрегате с воздухоподогревателями типа ВПТ-400, ВПТ-600, ТАУ-075, ТАУ-1.5 или сушилках шахтного типа. При сушке соблюдают следующие режимы:

  • при влажности семян до сушки более 27% — температура теплоносителя 25 °С;
  • при влажности 21-27% — температура 28 °С;
  • при влажности 18-21% — температура 32 °С;
  • при влажности менее 18% — температура 40 °С.

Высота насыпи должна быть не более 50-70 см. Расход воздуха в 1 ч — 1000-1500 м3/т семян. Продолжительность сушки при указанных режимах 2-3 суток.

Из сушилок шахтного типа применяют СЗШ-8, СЗШ-16, СЗШ-16Р, Т-662 (ГДР), М-819 (ПНР).

Если мощности сушильных агрегатов недостаточно для всей партии влажного зерна, то избыток помещают на временное хранение в напольные установки или бункеры активного вентилирования БВ-25, БВ-40.

Семена, высушенные до кондиционной влажности 13-16% в зависимости от культуры, очищенные и отсортированные, хранят в сухих проветриваемых помещениях с высотой насыпи не более 2,5 м или в мешках высотой до 8 рядов и шириной не более длины 2 мешков.

Возделывание на зелённую массу

Максимальный урожай зелёной массы бобовых культур высокого качества с наименьшей себестоимости получают при возделывании многолетних бобовых трав в чистых посевах. Однако из-за ограниченности таких посевов для получения зелёной массы, используемой на производство травяной муки, сенажа, в подкормку животным в летний период, выращивают однолетние бобовые культуры. Семена гороха полевого, люпина узколистного, вики посевной и мохнатой, почти не используют в комбикормовой промышленности, их выращивают в основном на зелёную массу. На зелёную массу возделывают также культуры типично зернового использования — горох посевной, кормовые бобы, чину, сою, люпин белый.

Агротехника возделывания зернобобовых культур на зелёную массу в основном аналогична агротехники возделывания на семена. Только норму высева семян увеличивают на 10-15%.

Уборку урожая на зелёную массу проводят в период полного налива семян в средних бобах, когда нижние бобы начинают желтеть или буреть, верхние заканчивают налив семян, а растения еще не сбрасывают листья. При уборке в фазе цветения большинство культур накапливают только 30-40% белка от максимально возможного.

Таблица. Сравнительная продуктивность зернобобовых культур при уборке на зелёную массу в различные фазы вегетации, ц/га (Г. С. Посыпанов, 1982)

Культура Зелёная масса в фазе цветения растений Образование верхних бобов Полный налив семян в средних бобах
зелёная масса белок КБЕ* зелёная масса белок КБЕ*
Горох полевой 85 192 4,4 29,5 218 4,7 35,3
Вика 80 175 3,8 23,3 223 5,9 42,4
Чина 55 168 4,2 22,3 176 4,6 23,7
Горох посевной 59 155 3,2 22,3 181 3,6 30,2
* КБЕ — кормобелковые единицы, ранее назывались кормопротеиновые единицы.

При потребности в ранней уборки на зелёную массу в хозяйстве целесообразно высевать несколько видов зернобобовых культур с разными сроками формирования урожая. Разновременное наступление фаз цветения и налива семян позволит продлить срок уборки зелёной массы на 40 дней при минимальном недоборе урожая.

Смешанные посевы зернобобовых культур

В практике хозяйств распространено возделывание на зелёную массу зерновых культур, например, овса, озимой ржи, кукурузы, сорго. Однако корма на основе злаковых культур содержат мало белка. Так, в зелёной массе овса содержится в 2 раза меньше белка, чем в зелёной массе вики посевной, содержание переваримого белка в зелёной массе кукурузы в 2,5 раза меньше, чем в горохе посевном, в 3 раза меньше, чем в сое, и в 3,5 раза меньше, чем в чине посевной.

Таблица. Содержание белка в зелёной массе кормовых культур и его переваримость, % (М. Ф. Томмэ и др., 1970).

Культура Содержание в абсолютно сухой массе Коэффициент переваримости Содержание переваримого белка
сырого белка чистого белка сырого белка чистого белка зелёная масса
Бобовые культуры (фаза налива семян)
Чина посевная 23,5 17,1 80 74 18,8
Соя 21,6 17,3 78 75 16,9
Люпин белый 21,3 17,8 78 70 16,6
Люпин жёлтый 21,0 17,2 78 71 16,3
Вика посевная 21,0 19,4 77 72 16,2
Горох посевной 18,9 15,6 75 71 14,2
Вика мохнатая 19,3 14,7 69 65 13,3
Горох полевой 15,6 12,8 76 72 11,9
Кормовые бобы 17,4 11,0 65 70 11,3
Люпин узколистный 17,2 11,1 66 60 11,3
Злаковые культуры (фаза молочного состояния зерна) и подсолнечник (конец цветения)
Рожь озимая (начало колошения) 13,6 12,6 74 60 10,1
Овёс 11,0 9,8 71 69 7,8
Сорго 10,2 7,0 67 57 6,8
Подсолнечник 10,7 8,5 60 56 6,4
Кукуруза (молочно-восковая спелость) 9,3 6,0 58 48 5,4
Смешанные посевы
Вика + овёс 17,6 11,2 73 62 12,8
Соя + кукуруза 17,0 15,0 74 71 12,6
Чина + овёс 17,1 12,0 77 76 12,3
Горох + овёс 15,0 12,0 77 74 11,6
Вика озимая + рожь 15,9 12,1 71 63 11,3
Горох + кукуруза 13,8 10,0 74 71 10,2

При выращивании зернобобовых в смешанных посевах со злаковыми культурами повышается количество белка в зелёной массе, усвояемость и переваримость белка злаковых. Так, в зелёной массе овса содержится 7,8% переваримого белка, а в смеси овса и вики — в 1,6 раза больше. Добавление сои в посевы кукурузы увеличивает содержание переваримого белка в 2,3 раза.

Белковистость бобово-злаковых смесей обусловлена соотношением компонентов. Так, если в вико-овсяной смеси доля вики составляет 55-60%, а овса — 40-45% по массе, то содержание переваримого белка смеси достигает 14%, а если вики в смеси только 20-30%, то белка в смеси — не более 9%.

Система защиты растений

Вредители и болезни гороха и фасоли способны снизить урожайность, испортить качество, поставить под угрозу надёжность производства и нарушить пропускную способность упаковочных и перерабатывающих предприятий. Очень редко случаются драматические потери, вызванные заражением болезнями эпидемического масштаба или необычно сильным нашествием определенного вредителя. И то, и другое часто связано с климатическими условиями. Существуют менее серьезные потери, например, когда появляются пятна больных растений, или когда заражение вредителями не очень сильное, а есть тонкие и часто незаметные потери, которые могут быть результатом постепенного накопления вредителя или патогена, переносимого почвой, но постепенно снижающего жизнеспособность и прибыльность.

Методы борьбы в настоящее время все больше полагаются на управление и меры профилактики, а не на прямой подход к лечению, когда появляются симптомы или вредители. Полагаться на синтетические пестициды не рекомендуется, и все больше внимания уделяется прогнозированию, предсказанию и мониторингу как средству обеспечения стратегии избежания или управляемого подхода путём определения оптимального времени для применения пестицидов и обоснования их использования. Во многих странах, производящих продукты переработки сельскохозяйственных культур, большое внимание уделяется необходимости отслеживания урожая от поля до завода, где каждый вклад — агрономический, питание растений и применение пестицидов — регистрируется производителем, и эти записи остаются доступными для проверки в течение некоторого времени после сбора урожая.

Схема гарантированной продукции, известная как Red Tractor, действует в Великобритании уже несколько лет как добровольный стандарт, установленный пищевой промышленностью, и аналогичная схема используется в Европе (GLOBALG.A.P.). Обе схемы включают в себя протоколы урожая, которые стандартизированы по согласованию с розничными торговцами, переработчиками продуктов питания и коммерсантами, чтобы обеспечить прозрачность и безопасность продуктов питания для потребителя.

В предыдущие десятилетия было введено много пестицидов широкого спектра действия, которые, как выяснилось впоследствии, оказывают негативное воздействие на окружающую среду и нецелевые организмы. Судьба этих старых пестицидов в почве или воде связана с накоплением остатков, для разложения которых требуется много лет.

Недавнее законодательство привело к снятию с производства многих активных ингредиентов, представляющих риск для окружающей среды или оператора, а внедрение пестицидов нового поколения теперь возможно только после строгих испытаний, проводимых производителями. Даже в этом случае новые исследования часто могут обнаружить неожиданные проблемы, которые могут быть связаны с пестицидом или его побочными продуктами.

В настоящее время пестициды используются все реже, особенно в Европе и все чаще в других странах, поскольку давление со стороны розничной торговли требует от производителей сельскохозяйственных культур для потребления человеком гарантий качества, предполагающих полную прозрачность и обоснование всех мер, включая применение пестицидов на урожае.

Таким образом, управление борьбой с вредителями и болезнями перешло к интегрированному подходу, использующему любые практические методы прогнозирования, предсказания или мониторинга, прежде чем принимать решения о применении или неприменении пестицидов. Это включает все аспекты ведения хозяйства, начиная с использования здоровых семян, выбора поля, сорта и севооборота, частого мониторинга урожая с помощью систем мониторинга, если они доступны, и детального понимания культуры и биологии вредителя или патогена.

Вигна и фасоль (Vicia spp. и Phaseolus spp.) могут поражаться широким спектром вредителей и болезней, и поскольку эти культуры выращиваются во многих регионах мира. Более полные списки вместе с иллюстрациями вредителей и их повреждений, а также симптомов болезней можно найти в ряде публикаций.

Поскольку все описанные виды сельскохозяйственных культур являются бобовыми, они могут быть хозяевами одного и того же организма даже при незначительных различиях в расах или штаммах, особенно в случае грибковых патогенов, и поэтому там, где есть общие черты, они идентифицируются. В каждом случае описываются симптомы, влияние на урожай, биология вредителя или болезни, методы мониторинга и определения экономических порогов для обоснования обработки.

Препараты для борьбы с болезнями

Фузариозная корневая гниль гороха — препарат Фитоспорин-М (титр не менее 2 млрд живых клеток и спор/г Bacillus subtilis, штамм 26D), норма расхода — 10 л/т для предпосевной обработки семян.

Ржавчина и мучнистая роса гороха — препарат Альто (д. в. ципроконазол, 400 г/л), форма применения — опрыскивание в период вегетации.

Аскохитоз, ржавчина, мучнистая роса, шоколадная пятнистость листьев — препарат Рекс Дуо (д. в. тиофанатметил, 310 г/л и эпоксиконазол, 187 г/л), форма применения — опрыскивание в период вегетации.

Препараты для борьбы с вредителями

Бобовая огнёвка — препараты РОГОР-С (400 г/л) для опрыскивания всех зернобобовых в период вегетации и ФУФАНОН (570 г/л) для опрыскивания гороха в период массовой яйцекладке.

Гороховая зерновка — препараты РОГОР-С (400 г/л) для опрыскивания всех зернобобовых в период вегетации; ФАСТАК (100 г/л) и АКТАРА (250 г/л) для опрыскивания гороха в период вегетации.

Гороховая плодожорка — препараты РОГОР-С (400 г/л) для опрыскивания всех зернобобовых в период вегетации; ФУФАНОН (570 г/л) для опрыскивания гороха в период массовой яйцекладки; ФАСТАК (100 г/л) и АКТАРА (250 г/л) для опрыскивания гороха в период вегетации.

Тли — препараты РОГОР-С (400 г/л) для опрыскивания всех зернобобовых в период вегетации; ФАСТАК (100 г/л) для опрыскивания гороха в период вегетации.

Гороховая тля — препараты ДЭЦИС (25 г/л); ЗОЛОН (350 г/л) и АКТАРА (250 г/л) для опрыскивания гороха в период вегетации.

Соевая плодожорка — препараты ЗОЛОН (350 г/л) и АРРИВО (250 г/л) для опрыскивания сои в период вегетации.

Луговой мотылёк и многоядный листоед — препарат АРРИВО (250 г/л) для опрыскивания сои в период вегетации.

Гербициды для борьбы с сорными растениями

АГРИТОКС (500 г/л) — против однолетних двудольных сорных растений, опрыскивание посевов гороха на зерно в фазе 3-5 настоящих листьев у культуры.

БАЗАГРАН (480 г/л) — против однолетних двудольных сорных растений, опрыскивание посевов гороха в фазе 3-5 настоящих листьев у культуры и посевов сои в фазе 1-3 листьев у культуры.

ФЮЗИЛАД СУПЕР (125 г/л) — против однолетний и многолетних злаковых сорных растений, опрыскивание посевов гороха и сои в фазе 4-5 листьев у культуры.

ФЮЗИЛАД ФОРТЕ (150 г/л) — против однолетних и многолетних злаковых сорных растений, опрыскивание посевов сои, гороха, кормовых бобов, люпина в фазе 2-4 листьев у сорняков независимо от фазы развития культуры.

ПИВОТ (100 г/л) — против однолетних и многолетних злаковых сорных растений, опрыскивание почвы до посева сои или в фазе всходов 2 настоящих листьев у сои; опрыскивание почвы после посева гороха на зерно или в фазе 3-6 листьев у гороха на зерно.

Десиканты

РЕГЛОН СУПЕР (150 г/л) — опрыскивание гороха за 7-10 дней до уборки; опрыскивание посевов кормовых бобов, когда семена нижних бобов жёлтые, семенной рубчик чёрный; опрыскивание посевов сои при побурении 50-70% бобов.

Литература

  • Коломейченко В. В. Растениеводство/Учебник. М.: Агробизнесцентр. 2007
  • Вавилов П. П., Гриценко В. В., Кузнецов В. С. и др. Растениеводство / Под ред. Вавилова П. П. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат. 1986
  • Никляев В. С. Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. М.: «Былина». 2000