Люпин (Lupinus spp.) — зернобобовая сельскохозяйственная культура.
Источник: commons.wikimedia.org©SAplants (CC BY-SA 4.0)
Хозяйственное значение
Люпин долгое время возделывался в основном в качестве зеленого удобрения. Благодаря высокой азотфиксирующей способности и большого накопления органического вещества в почве люпин один из лучших сидератов. В его растениях накапливается 180-200 кг/га (200-400 кг/га) азота, что соответствует 36-40 т/га навоза.
Таблица. Влияние люпина в качестве зеленого удобрения на урожайность культур, в среднем за 13 лет (Новозыбковская опытная станция ВИУА, Е.К. Алексеев)
| Без запашки | |||
| 8 | |||
| 36 | |||
| 54 |
Корневая система люпина способна проникать на большую глубину почвы и использовать труднорастворимые фосфаты.
Люпин желтый может произрастать на бедных песчаных почвах, для окультуривания которых его часто и используют. Люпин узколистный способен улучшать тяжелые почвы и повышать эффективность физиологически кислых минеральных удобрений.
Содержание белка в семенах люпина белого может достигать 50%, но использование его на корм долгое время оставалось проблематичным из-за содержащихся в семенах и надземной массе 1-2% горьких и ядовитых алкалоидов, например, люпинина, люпанина, спартеина. Люпинин удаляется путем замачивания семян при многократной смене воды в течение нескольких дней. Однако многие культивируемые виды люпина практически не содержат этого алкалоида в результате селекции и разведения растений.
Зрелые бобы обычно являются недорогим источником белка. Химический состав семян люпина: белок — 14-50% (первое место среди зерновых бобовых, иногда доходит до 61%), жиры — 5,4-8,8%, углеводы — 29-50%, минеральные вещества — 3,8-5,1%. Содержание масла в семенах сильно варьируется между сортами.
По инициативе Д.Н. Прянишникова в СССР были выведены безалкалоидные или так называемые сладкие сорта люпина, содержание алкалоидов в которых составляло не более 0,0025%. Эти сорта оказались пригодными для кормовых и даже пищевых целей. Также выведены малоалкалондные сорта, с содержанием алкалоидов не более 0,2%. Эти сорта оказались более устойчивыми, чем сладкие, к болезням и вредителям и также могут использоваться на корм.
Люпин относительно свободен от факторов антиметаболизма и метеоризма, которыми обладают другие пищевые бобовые.
В настоящее время зеленая масса люпина широко используется в кормовых целях. Кроме того, семена люпина применяются в лакокрасочном, мыловаренном производствах, производстве клеев, пластмасс, искусственной шерсти. Отходы после выделения белка (мезга) используются на корм. Муку из люпина можно смешивать с пшеничной мукой для получения приемлемого макаронного продукта.
Некоторые формы применяются в декоративных целях.
История культуры
Важные культивируемые виды люпина возникли в районе Средиземноморского бассейна и включают белый люпин (L. albus), желтый люпин (L. luteus) и синий люпин (L. angustifolius). Египетский люпин иногда идентифицируется как L. termis, но в настоящее время считается разновидностью L. albus и также широко выращивается. Род Lupinus также имеет центры происхождения в Южной и Северной Америке. L. mutabilis южноамериканского андского происхождения культивируется и известен как сладкий люпин. L. pubescens — дикая форма, встречающаяся в Южной Америке и, возможно, являющаяся прародителем сладкого люпина.
Люпин является древней культурой и веками возделывался во многих европейских и африканских странах как зернобобовое растение, а также как покровная культура и зеленое удобрение. Белый люпин возделывали 4-6 тыс. лет назад в Средиземноморье (Греции, Египте, Риме). Семена после вымачивания и варки использовались в пищу и на корм скоту.
В России люпин известен с начала XIX века, а распространяться стал только с конца XIX века. Первые исследования по использованию люпина в России были проведены в 1881 г. Будриным П.В. Д.Н. Прянишников был сторонником использования люпина на зеленое удобрение. К концу XX в. его посевные площади в России значительно выросли. Исследованиями люпина в качестве сидераты также занимались Кулжинский С.П., Алексеев Е.К.
Районы возделывания
В настоящее время люпин выращивают в странах Западной Европы, наибольшие посевные площади в Германии и Польше.
В России основными регионами возделывания люпина являются западные и центральные области Нечерноземной зоны. Так же его посевы распространены в Белоруссии, Полесье и Лесостепи Украины, странах Прибалтики.
К концу XX в. площадь посевов в мире составила 1,5 млн га или 1% от площади посевов зернобобовых культур. Валовый сбор зерна — 1,5 млн т при урожайности 1,0 т/га.
В России точной статистике по площади посевов люпина нет. Предполагается, что в конце XX в. площадь составляла около 200 тыс. га. Урожайность зеленой массы от 20 до 60 т/га, семян — 1-2 т/га.
Урожайность
Люпин относится к высокоурожайным культурам. Сорта желтого кормового люпина способны давать более 40 т/га зеленой массы. В Брянской области (колхоз «Путь Ленина») его урожайность достигала 45 т/га на площади 570 га, на Новозыбковской опытной станции ВИУА — 70 т/га.
Новые безалкалоидные сорта зернового люпина в лесостепной зоне превосходят по урожайности сорта гороха на 8 ц/га, по сбору белка — в 2 раза.
Ботаническое описание
Люпин (Lupinus L.) — травянистое растение семейства бобовые. Имеет множество однолетних и многолетних форм.
Корневая система — стержневая, способна проникать в глубь почвы до 2 м.
Стебель ветвистый, прямостоячий, ребристый, опушен. В зависимости от вида высота растений варьируется от 30 до более чем 150 см.
Листья пальчатосложные, дланевидные, состоят из 5-11 листочков.
Соцветие — верхушечная удлиненная кисть, расположена на главном стебле и боковых ветвях, имеет различные формы, размером до 50 см.
Цветки в зависимости от вида могут иметь разнообразную окраску: белую, желтую, синюю, фиолетовую, иногда пеструю. Опыление желтого и многолетнего люпинов — перекрестное, белого и узколистного — самоопыление.
Бобы — кожистые, сплюснутые, опушенные. Бобы крупносемянных видов (белый люпин) волосистые, сплюснутые, длиной 7-15 см. Они содержат три или четыре семени, овальные и плоские, напоминающие лимскую фасоль. Бобы мелкосемянных видов имеют длину от 3 до 6 см. При созревании, за исключением белого люпина, растрескиваются, семена разбрасываются, а створки бобов спирально закручиваются.
Семена по форме и размерам также отличаются разнообразием. У многолетних форм — мелкие, однолетних — крупные. Окраска белая, серая, пестрая, розовая, у многолетних форм также черная или коричневая. Вес одного семени варьируется от 150 до 330 мг.
В России распространены разновидности люпина: желтый, белый, узколистный, многолетний.
Люпин узколистный
Люпин синий, или узколистный, или европейский голубой, (Lupinus angustifolius L.) — однолетнее растением со стержневым корнем, проникающим вглубь почвы до 1,5-2 м с развитыми клубеньками. Высота растений 1-1,5 м.
Листья состоят из 5-9 узких линейных листочков.
Соцветия короткие, цветки собраны в верхушечную кисть, имеют различную окраску (сине-фиолетовую, сиреневую, реже розовую, белую). Преобладает самоопыление.
Бобы опушенные, имеют по 4-5 семян. Масса 1000 штук 150-200 г. Семена почковидные, округлые, имеют мраморный рисунок.
Наибольший прирост надземной массы отмечаются во время бутонизации и цветения. В Нечерноземной зоне урожайность зеленой массы 20-60 т/га, семян — 4-5 т/га (до 2 т/га). Самое большое содержание белка в зеленой массе достигает в фазу образования бобов.
Отличается скороспелостью и холодостойкостью.
Возделывается преимущественно в Нечерноземной зоне.
Люпин желтый
Люпин желтый (L. luteus L.) — однолетнее, хорошо облиственное растением с удлиненным верхушечным соцветием. Высота растений до 1 м.
Цветки ярко желтые с запахом. Опыление в основном перекрестное. Семена розоватые, с черными крапинками, слега сдавленные с боков. Масса 1000 штук 120-150 г. В зависимости от почвенно-климатических условий урожайность зеленой массы составляет 20-40 т/га, семян — 1,0-3,0 т/га, максимально — до 4,5 т/га.
Возделывается преимущественно на юге Нечерноземной зоны и в Центрально-Черноземной зоне. Среди посевов кормового люпина на его долю приходится до 80 % площадей.
Люпин белый
Люпин белый (L. albus L.) — однолетнее растение с толстым ветвящимся стеблем высотой 0,5-2 м. Период вегетации длинный. Преобладает самоопыление.
Листья крупные, состоят из 7-9 широких листочков, обратнояйцевидной формы.
Соцветие — небольшая кисть. Цветки белые или бело-голубые. Бобы крупные, вздутые, широкие, не растрескиваются.
Семена крупные, сплюснутые, округло-четырехугольные, белой, светло-голубой или розоватой окраски. Масса 1000 штук 240-450 г. Семена содержат до 15% жира. Является одной из древнейших культур в мировом земледелии. В России возделывается на небольших площадях в Центрально-Черноземной зоне и Дальнем Востоке. На Кавказе его выращивают в качестве озимой культуры. Урожайность зеленой массы — 20-30 т/га, семян — до 3-5 т/га.
Выращивается во влажных районах предгорья Кавказа, в Центрально-Черноземной зоне и Дальнем Востоке, а также в Полесье Украины и Белоруссии.
Люпин многолетний
Основная статья: Люпин многолистный
Люпин многолетний, или многолистный (Lupinus polyphyllus Lindl.) — многолетнее растение с мощной корневой системой, проникающей вглубь почвы до 3 м, крупными листьями. Соцветие достигает длины 40-50 см. Преобладает перекрестное опыление. Цветки синие, розовые или белые.
Листья крупные. Бобы мелкие, удлиненные, опушены белесыми волосками, чернеют при созревании. Масса 1000 семян составляет 20-30 г. Семена овальные, немного сплюснутые, мозаичные. Окраска от светлого до черного.
Урожайность семян 0,6-0,8 т/га, зеленой массы — 20-40 т/га.
Отличается скороспелостью. Благодаря холодостойкости может возделываться на семена и зеленое удобрение более севернее, чем однолетние формы, влоть до Вологодской области и республики Коми. Запашка зеленой массы в июня-июле позволяет создать благоприятные условия для посева озимых культур. Представляет наибольший интерес в качестве зеленого удобрения для северных и северо-восточных регионов страны. Распространен в центральных и южных регионах, а также в Белоруссии.
Благодаря мощной корневой системе и нетребовательности, используется в противоэрозионных мероприятиях: укрепления песков и оврагов.
Биологические особенности
Требователен к влаге, поэтому возделывается в основном в районах с достаточным увлажнением. По другим данным, люпин засухоустойчив.
К почвам нетребователен, поэтому его часто выращивают на бедных питательными веществами почвах, где он обычно показывает лучшие результаты, чем другие бобовые. Тем не менее, предпочтительны хорошо дренированные, крупнозернистые почвы, поскольку люпины подвержены корневым гнилям, часто связанным с холодными, влажными и мелкозернистыми почвами. Почвы с неглубоким пахотным слоем, с сильно уплотненной подпочвой, заболоченные и засоленные, сильно известкованные не рекомендуются для этой культуры. Выдерживает кислую реакцию почв, но оптимальна умеренно кислая с рН 5-6.
Требования однолетних люпинов к теплу зависят от продолжительности вегетации. Прорастание семян начинается при температуре 4-5 °С.
Семена узколистного люпина начинают прорастать при температуре +5 °С. Всходы выдерживают заморозки до -5…-7 °С (-2…-4 °С). Менее теплолюбив, чем желтый и белым люпины, более требователен к влаге. Может выращиваться на бедных песчаных, суглинистых и глинистых почвах.
Люпин желтый более теплолюбив, чем узколистный. Заморозки ниже -2…-5 °С могут приводить к гибели растений. Может выращиваться на тех же почвах, что и узколистный. К песчаным почвам приспособлен лучше, но хуже переносит кислые почвы.
Люпин белый отличается большой теплолюбивостью, жаро- и засухоустойчивостью в отличие от других разновидностей. Не переносит отрицательных температур. Более требователен к плодородию, но также может возделываться на песчаных почвах.
Люпин многолетний — холодостойкое растение.
Виды люпина европейского происхождения — растения длинного дня.
Вегетация
Период вегетации — от 120 до 180 дней.
Фазы вегетации:
- всходы;
- 2 настоящих листа;
- стеблевание;
- бутонизация;
- сизые бобы;
- блестящие бобы;
- спелые бобы.
Многолетний люпин в год посева формирует розетку листьев, весной следующего года быстро отрастает, давая по 3-4 укоса на юге и 2 укоса не севере за летний период. Созревает через 60-65 дней. На одном месте может произрастать 8-10 лет. Максимальный урожай достигается на третий год после посева. За первый укос возможно собрать до 30 т/га зеленой массы.
Севооборот
Основная статья: Зернобобовые культуры в севообороте
Люпин не требователен к предшествующим культурам. Оптимальны зерновые культуры, гречиха, капустные, например, горчица, рапс.
Люпин на зеленое удобрение или зеленую массу разметают в занятом пару. По эффективности сидеральные пары превосходят чистые, прежде всего на легких почвах. Согласно данным Пермского СХИ (Гуренев, 1974), за 8 лет на легких почвах Предуралья запахивание 31,3 т/га зеленой массы узколистного люпина позволило повысить урожайность ржи до 2,2 т/га; при этом по чистому пару урожайность составила 1,5 т/га зерна.
Под яровые зерновые культуры в качестве зеленого удобрения используют пожнивные посевы люпина после раноубираемых культур, например, ржи, вико-овсяной смеси. Также возможно двустороннее применение люпина — на корм и зеленое удобрение. Для этого в фазе цветения растения скашивают на корм, а позже подросшую отаву осенью запахивают.
При возделывании люпина на семена его высевают после озимых или пропашных культур. На песчаных почвах в севообороте его обычно чередуют с рожью и картофелем. На корм зеленую массу скашивают в фазе блестящих бобов и силосуют в основном с кукурузой.
Люпин служит хорошим предшественником для всех полевых культур, благодаря последействию, которое сохраняется в севообороте до 8 лет.
Удобрение
Фосфорные и калийные удобрения под люпин вносят при содержании в почве менее 5-10 мг/100 г почвы этих элементов. При необходимости внесения этих удобрения нормы внесения составляют P30-45K60-90.
Люпин хорошо отзывается на фосфорно-калийные удобрения. Он способен поглощать фосфаты труднорастворимых соединений, например, фосфоритной и костной муки. Калийные удобрения способствуют повышению устойчивости к болезням, повышают урожайность и ускоряют созревание.
Азотные удобрения под люпин обычно не вносят, так как вместо накапливания он начинает его использовать.
На бедных песчаных и тяжелых глинистых почвах, особенно при выращивании на семена, рекомендуется вносить под осеннюю вспашку 25-30 т/га низинного торфа.
Люпин также хорошо отзывается на молибденовые и борные микроудобрения, которые способствуют деятельности азотфиксирующих бактерий.
Для предупреждения негативного влияния известковых удобрений, под люпин целесообразно вносить магнийсодержащие удобрения (доломитовую муку).
Обработка почвы
Обработка почвы заключается в лущении стерни после уборки предшественника (при наличии засоренности поля) и обычной зяблевой вспашке на глубину 25-27 см. При необходимости проводят углубление пахотного слоя.
Рано весной проводят боронование и культивацию. В зависимости от уплотненности почвы вместо культивации может проводят глубокое рыхление или вспашка с боронованием.
Из-за сильной угнетаемости сорными растениями, которые могут снизить урожай люпина до 30%, борьба с сорняками имеет особенно важное значение, в том числе агротехническими методами.
Посев
Подготовка семян
Перед посевом на новых местах семена люпина инокулируют, обрабатывая их бактериальными препаратами, например, нитрагином или люпиновым ризоторфином, что способствует повышению урожайности семян и зеленой массы на 30-40%.
Сроки посева
Посев люпина на семена проводят в самые ранние сроки (обычно после ранних зерновых с учетом возможных заморозков), на зеленую массу — через 2-3 недели после начала полевых работ. По данным Ижевского СХИ даже скороспелые сорта люпина показывают большую урожайность при раннем сроке посева.
Таблица. Влияние сроков посева на урожай узколистного люпина, в среднем за 3 года (Ижевский СХИ)
| Конец апреля | ||||
| Первая декада мая | ||||
| Вторая декада мая | ||||
| Третья декада мая |
На зеленое удобрение люпин может подсеваться под покров раноубираемых культур, например, вико-овсяной смеси, ранних сортов яровых зерновых культур. При достаточном увлажнении он может подсеваться весной к озимым.
Способы посева
Способ посева — рядовой с установкой сеялки на верхний высев.
Для белого люпина, иногда и для всех однолетних форм, на семена также используют широкорядный способ с междурядьями 45 см.
Нормы высева
Норма высева для узколистного и желтого люпина составляет 1,2-1,4 млн/га всхожих семян, белого — 0,6-0,8 млн/га (1,0-1,2 млн/га). Весовые нормы: узколистного — 180-225 кг/га, желтого — 150-175 кг/га, белого — 200-250 кг/га.
В целом, оптимальной плотностью растений считается 30 растений/м2.
Норма высева семян многолетнего люпина — 1,5-2,0 млн/га всхожих семян или 30-50 кг/га.
При широкорядном способе посева норму высева уменьшают на 20-40%. При возделывании на зеленое удобрение или зеленую массу норму увеличивают на 10-20%.
Для посева могут использоваться зерновые сеялки типа СЗ-3,6, СЗУ-3,6 и пневматические СПУ-4, СПУ-6.
Глубина посева
Глубина посева 3-5 см.
Совместные посевы
ВНИИ люпина (Брянск) предложена технология совместных посевов узколистного люпина с яровыми зерновыми культурами, например, овсом, ячменем, пшеницей.
Норма высева при этом составляет при возделывании:
- на зеленую массу — 1,2 млн/га семян люпина и 2 млн/га семян овса;
- на зерно — 1,0 млн/га семян люпина и 1,2-2,0 млн/га семян злаковой культуры.
Уход за посевами
Довсходовое или послевсходовое боронования посевов не проводят, так как хрупкие всходы легко повреждаются бороной. В.В. Коломейченко предлагается проводить довсходовое боронование легкими зубовыми или сетчатыми боронами через 6-7 дней после посева, в фазе 3-4 листьев — послевсходовое.
До фазы бутонизации развитие люпина медленное, поэтому он может сильно подавляться сорными растениями.
В широкорядных посевах проводят 2-3 междурядные обработки.
Препараты против вредителей
Против вредителей, характерных для зернобобовых культур (бобовая огневка, гороховая зерновка, гороховая плодожорка, тли), проводят опрыскивание препаратом Рогорс-С в период вегетации.
Гербициды
Использование почвенного допосевного гербицида прометрина для опрыскивания почвы в дозе 3-5 кг/га препарата уменьшается засоренность на 80-90%.
В посевах люпина против однолетних и многолетних злаковых сорняков используют гербицид Фюзилад Форте. Проводят опрыскивание в фазе 2-4 листьев у сорняков независимо от фазы вегетации культуры.
Уборка урожая
Созревание бобов и семян люпина происходит неравномерно. Для уменьшения потерь от осыпания рекомендуется начинать двухфазную уборку при побурении 70-80% бобов и затвердевании семян.
Однофазный способ может применяться при раннем и равномерном созревании, пониженном стеблестое и в южных регионах. Однофазную уборку начинают при побурении 90% бобов. При высокой влажности скошенный люпин достаточно хорошо просушивают в валках, однако нельзя допускать потерь от растрескивания бобов.
При неравномерном созревании бобов и задержке созревания из-за холодной погоды до уборки удаляют листья или подсушить растения. Для этого посевы обрабатывают дефолиантами или десикантами. Подсушивание ускоряет созревание семян, уменьшает их влажность на 5-6%, облегчает уборку, низкая влажность способствует лучшему хранению. Десикация позволяет начать однофазную уборку на 10-15 дней раньше.
Скашивание и обмолот проводят зерновыми комбайнами, оборудованными приспособлением ПЛК.
При закладке на хранение недосушенных семян резко увеличивается риск развития плесени и потеря всхожести. Влажность семян перед закладкой на хранение должна быть не более 14%.
При использовании люпина для заготовки зимних кормов уборку проводят в фазе блестящих бобов с помощью кормоуборочных машин.
Запашку люпина на зеленое удобрение проводят в конце цветения — начале завязывания бобов, когда зеленая масса максимальна. Если после запашки предполагается размещение озимых, её проводят не позже чем за 2-3 недели до посева. Для более удобного запахивания зеленой массы её предварительно скашивают или прикатывают, затем дискуют. Если почва после запашки перед посевом озимых не успевает осесть, проводят её прикатывание.
В случае поукосного или пожнивного возделывания люпина, обработку почвы проводят сразу после уборки предшественника, чтобы дать возможность накопить максимальную зеленую массу. Заделка её в почву проводиться поздней осенью или ранней весной.
Особенности возделывания многолетнего люпина
По рекомендации Д.Н. Прянишникова многолетний люпин можно выращивать 8-10 лет в выводном поле севооборота, получая два укоса за год на зеленое удобрение: скошенную массу вывозят на паровое поле с последующей запашкой под рожь. Также его подсевают в севообороте под ячмень и озимые, пожнивно после раноубираемых культур или самостоятельно в занятом пару.
Посеянный под покров, до осени многолетний люпин укореняется, образует розетку листьев и в таком состоянии зимует. Трогается в рост ранней весной, и к июню пригоден к запахиванию (в случае посева озимых).
Способ посева — рядовой. Норма высева — 35-40 кг/га. Семена подвергаются скарификации для повышения полевой всхожести и урожайность в 2 раза. Глубина посева 3-4 см.
В фазе цветения — завязывания бобов растения скашивают и перевозят на поле для запахивания. Иногда используют способ засева половины парового поля, после отрастания люпин скашивают и перевозят на другую половину для запахивания. Урожайность зеленой массы на второй год жизни достигает 25-30 т/га. Максимальный урожай на востоке европейской части страны достигается через 4-5 лет.
На семена люпин многолетний высевают весной по зяби ленточным способом (45×15 см) беспокровно. Норма высева составляет 8-10 кг/га. Предшественниками могут быть любые культуры, но предпочтительней озимые и пропашные.
Уборку начинают не позже созревания половины бобов, так как они могут легко растрескиваться. В благоприятных условиях со второго года жизни урожайность семян многолетнего люпина достигает 6-8 ц/га семян и 40 т/га зеленой массы.
Сорта
Сорта узколистного люпина
Беняконский 484. Сорт выведен Гродненской сельскохозяйственной опытной станцией. Возделывается в Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах, Бурятии, Мари-Эл, Мордовии, Кировской, Ленинградской и Псковской областях, а также в Белоруссии, Полесье Украины.
Новозыбковский. Сорт выведен Новозыбковской опытной станцией.
Розовый 399. Выведен Белорусским НИИЗ.
Немчиновский синий. Малоалкалоидный сорт.
Брянский.
Ладный.
Немчиновский 846.
Сорта желтого люпина
Быстрорастущий 4. Максимальная урожайность 2,0-2,5 т/га, содержание белка — 40%. Бобы не растрескиваются. Возделывается в Нечерноземной и Центрально-Черноземной зонах, на Украине, Белоруссии, Литве и Латвии.
Академический I.
Брянский 27.
БСХА 382.
Жемчуг.
Киевский мутант.
Житомирский юбилейный.
Родник.
Уть.
Факел.
Кастрычник. Урожайность зеленой массы до 95 т/га.
Сорта белого люпина
Горизонт.
Мановицкий.
Приморский.
Солнечный.
Старт.
Славутич.
Сорта многолетнего алколоидного люпина
Кировский.
Первенец.
Селивановский местный. Районирован во Владимирской области.
Литература
Растениеводство/П.П. Вавилов, В.В. Гриценко, В.С. Кузнецов и др.; Под ред. П.П. Вавилова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986. — 512 с.: ил. — (Учебник и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).
В.В. Коломейченко. Растениеводство/Учебник. — М.: Агробизнесцентр, 2007. — 600 с. ISBN 978-5-902792-11-6.
Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.
World vegetables : principles, production, and nutritive values / Vincent E. Rubatzky and Mas Yamaguchi. — 2nd ed. 1996.
