Морфологические особенности
Корневая система зернобобовых культур - стержневая, проникающая на глубину 1-2м. Многочисленные боковые корни 1,2,3 порядков, размещаются в основном в пахотном слое почвы. Оптимальная плотность почвы для нормального развития корневой системы – 1-1,3г/см³
По строению листа зернобобовые делятся на 3 группы:
1. С перистыми листьями (горох, чечевица, чина, нут, кормовые бобы)
2. С тройчатыми листьями (соя, фасоль)
3. С пальчатыми листьями (люпин)
Эти группы отличаются по характеру начального роста, а в связи с этим и по особенностям агротехники.
Растения 1 группы прорастают за счет эпикотелиальной ткани и поэтому не выносят семядоли на поверхность почву, они допускают более глубокую заделку семян, боронование до появления всходов и после.
Растения 2-3 группы растут благодаря растяжению подсемядольного колена (гипокотиля), и выносят на поверхность почвы семядоли, требуют мелкой заделки семян, нельзя бороновать до появления всходов.
Стебель
Прямостоячий (соя, бобы, люпин, нут, кустовые формы фасоли)
Полегающий (горох, чина, чечевица) Верхушечные листочки перистых листьев перистых листьев редуцированы в усики, с помощью которых растения цепляются друг за друга. До полного налива зерен, стебель поддерживается в вертикальном положении, к созреванию стебли полегают. У сои, люпина, кормовых бобов, нута и кустовых форм фасоли стебли прочные и сохраняют вертикальное положение в течение всей вегетации.
Вьющийся (фасоль)
Цветки неправильные, околоцветник двойной. Венчик состоит из лепестков неодинаковой формы и величины (лодочка, парус, крылья) и формы. В цветке 10 тычинок и один пестик с одногнездной завязью и несколькими семяпочками. Окраска венчика – белая, красная, фиолетовая. У большинства зернобобовых цветки собраны в соцветия (КИСТЬ).
Плод – боб, разной величины и формы, раскрывается двумя створками, и содержат несколько семян (от 1-2 до 6-8). После созревания у большинства видов, бобы растрескиваются по продольным швам, и семена разбрасываются по полю. У нута и сортов люпина бобы не растрескиваются. Селекционерам удалось создать сорта фасоли и чины со слабой растрескиваемостью бобов.
Семена имеют разнообразную форму, величину и окраску. Семя состоит из семенной оболочки и зародыша. На месте прикрепления семян к плоду сохраняется семенной рубчик, а у фасоли бугорки халазы и микропиле.
Зародыш состоит из двух мясистых семядолей и заключенных между ними зародышевого корешка и почки, из которых формируется надземная часть растения. Семядоли представляют собой зародышевые листья, в них откладываются питательные вещества, используемые при прорастании.
У зерновых бобовых отмечается 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
Особенности биологии
Требования к теплу
Зернобобовые делятся на 3 группы по биологическим особенностям:
1. Наиболее холодостойкие
2. Холодостойкие
3. Теплолюбивые
В разные периоды роста и развития они предъявляют неодинаковые требования к температуре. К наиболее холодостойким относятся – нут, который переносит в фазу всходов заморозки до …-8-9°С; Горох, чечевица, чина -6-7, Люпин и кормовые бобы – до … -6°С, соя – до …-2-3°С. Наиболее чувствительна к заморозкам фасоль, всходы погибают при …-1-2°С. Для зернобобовых особенно важны повышение температуры в фазе налива и созревания семян, что не позволяет проводить посев в более поздние сроки и ограничивают продвижение некоторых из них в северные районы.
Требования к влаге
Зернобобовые предъявляют повышенные требования к влагообеспеченности в течение вегетации. Это связано с тем, что даже при непродолжительном дефиците влаги, клубеньки отмирают из-за недостатка углевода, ассимиляция листьев направляется на рост мелких корней, которые должны обеспечить растения водой. Прекращение симбиотической азотфиксации снижает продуктивность. При восстановлении оптимальной влажности почвы на периферии корневой системы образуются новые клубеньки, однако, азотный стресс отрицательно сказывается на урожайности культур.
Оптимальная влажность почвы для всех культур, обеспечивающая самую активную азотфиксацию и наибольший урожай лучшего качества – это влажность не менее 70 от НВ. В период набухания и прорастания требуют много воды (от 100 до 120% от массы семени), так как содержат много белка.
Требования к свету
Зернобобовые делятся на 3 группы:
1. Растения длинного светового дня (чина, чечевица, горох, люпин, кормовые бобы). Период вегетации укорачивается с удлинением светового дня;
2. Растения короткого светового дня (соя, и некоторые виды фасоли). Период вегетации сокращается с уменьшением светового дня и увеличивается с продвижением на север;
3. Нейтральные (большинство сортов фасоли обыкновенной и нута).
Однако почти каждая культура имеет сорта, которая к продолжительности дня имеют нейтральное отношение.
Требования к почве
Зернобобовые требовательны к почвам. Наиболее благоприятны: среднесвязные, слабокислые, нейтральные суглинистые и супесчаные почвы, с достаточным содержанием фосфора, калия и кальция, но плохо зернобобовые растут на кислых и песчаных почвах, исключение – люпин желтый, который даже при рН=4-4,5 дает хорошие урожаи. На песчаных слабокислых почвах неплохо удается и горох полевой (пелюшка).
Требования к элементам питания
Поскольку зернобобовые содержит большое количество питательных веществ и выносят из почвы соответственно, то потребность их в элементах минерального питания выше, чем у мятликовых культур.
Показатели выноса определяют в период уборки урожая. Максимальное накопление всех элементов минерального питания и накопление органического вещества у зернобобовых культур наблюдается в фазе полного налива семян, когда нижние бобы начинают желтеть, верхние выполнены, но листья еще не опадают. Затем начинаются сбрасывание листьев, опад недоразвитых генеративных органов и отмирание мелких корней. Этот процесс продолжается до полного созревания семян, в результате чего часть элементов питания растения теряют. Разность между максимальным накоплением и отчуждением с урожаем равна количеству питательных веществ, которое оставляет после себя культура в поле с корневыми, пожнивными остатками и растительным опадом.
В средней, с 1т семян и соответствующим количеством органической массы, растения зернобобовых выносят по 110кг азота, фосфора и калия, что почти в двое больше по сравнению с мятликовыми культурами (58 кг на тонну, злаковые 34 кг, при этом считается что 2/3 части азота они усваивают из воздуха) . Поэтому при низкой активности симбиоза или его отсутствия зернобобовые дают урожай в 1,5-2раза меньше, чем мятликовые. В засушливое лето на формирование 1т зерна зернобобовых культур используется фосфора меньше, чем во влажный период, а калия – больше. При недостатке влаги, вынос азота и содержание белка в семенах всегда меньше, чем в годы с нормальной влагообеспеченностью (из-за низкой активности симбиоза).
Динамика потребления элементов питания подтверждена сроками уборки. Если горох убирают в фазе цветения, то с урожаем собирают в 3 раза меньше. Рациональнее эту культуру убирать, когда средние бобы полностью выполнены и заканчивается налив семян в верхних бобах. В это время формируется наибольший урожай зеленой массы и выше сбор сырого белка.
Большое значение для зернобобовых имеют микроэлементы молибден и бор, молибден в составе фермента нитрогеназы, который важен для фиксации азота из воздуха. Бор способствует лучшему развитию сосудисто-проводящей системы и повышает завязываемость плодов.
Элементы технологии возделывания зернобобовых культур
Место в севообороте
Зернобобовые культуры можно размещать в севообороте после любых культур, кроме многолетних бобовых трав и зернобобовых. Размещение их по бобовым культурам ведет к накоплению в поле специфичных вредителей и болезней и снижению урожайности. Считают, зернобобовые культуры можно возвращать на то же поле не ранее чем через 3-4 года, когда численность специфичных вредителей и болезней снизится.
Сами зернобобовые культуры – хорошие предшественники для зерновых, пропашных и технических культур, поскольку при благоприятных условиях симбиоза они менее, чем другие культуры, истощают почву азотом.
Удобрения
Все бобовые культуры охотнее используют минеральные формы азота, чем азот воздуха. Однако азотные удобрения угнетают азотфиксацию тем сильнее, чем выше норма азота. При благоприятных условиях симбиоза (рН=6-7, почвы достаточно обеспечены Р, К, Mg, B, Mo, наличие специфически вирулентно активных штаммов клубеньковых бактерий и оптимальной влажности) под зерновые бобовые культуры не следует вносить азотные удобрения. Они угнетают симбиоз, снижают количество фиксированного азота воздуха на величину усвоенного азота удобрений и не повышают семенную продуктивность зернобобовых культур (высокие нормы азотных удобрений иногда снижают ее).
Таким образом, для научно обоснованного определения видов и норм минеральных удобрений под зернобобовые культуры необходимо знать: каково содержание питательных веществ в почве данного поля, есть ли возможность обеспечить оптимальные условия для симбиотической фиксации, применить орошение на данном поле, а также какой урожай планируется.
Потребность в фосфорно-калийных удобрениях и нормы их внесения под зернобобовые культуры определяются в первую очередь содержанием этих элементов в почве конкретного слоя.
Микроэлементы зернобобовые культуры потребляют в незначительных количествах, однако они имеют большое значение для симбиотической фиксации. При их недостатке резко снижается, а иногда полностью прекращается фиксация азота воздуха. Наибольшую влажность 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 зернобобовых культур применяют бактериальные удобрения. Для образования клубеньков на корнях бобовых культур необходимо наличие специфичного вирулентного штамма ризобий. Практически везде в почве есть клубеньковые бактерии гороха, вики, кормовых бобов. Инокуляция семян этих культур, как правило, бывает неэффективной. А такие культуры, как люпин и соя, всеваемые впервые на данном поле, требуют искусственного заражения.
Самым совершенным и наиболее эффективным инокулянтом считается ризоторфин – культура ризобий на основе стерилизованного торфа. Семена обрабатывают в день посева, еще лучше делать это непосредственно перед посевом, так как ризобии, нанесенные на поверхность семян, быстро гибнут – уже через 5-6 часов после обработки их число уменьшается вдвое. Если не были высеяны в тот же день, их снова обрабатывают в день посева.
Обработку проводят в крытых помещениях или под навесом, чтобы на семена не попадали прямые солнечные лучи, губительно действующие на бактерии. По этой причине высевать инокулированные семена необходимо при закрытом ящике сеялки.
Инокуляцию семян можно проводить вручную или механизировано. При ручной обработке семена (1% массы семян), перемешивают, опудривают соответствующим количеством ризоторфина и тщательно перемешивают до равномерного распределения препарата на поверхности семян. Предварительное суспензирование ризоторфина дает худшие результаты.
Механизированную уборку семян ризоторфином осуществляют машинами для протравливания семян по такой же технологии, как протравливание.
При инокуляции и обработке семян пестицидами необходимо учитывать следующие правила:
1. Протравливание семян Фентиурамом, ТМТД и аналогичными препаратами лучше осуществлять заблаговременно, не менее чем за 1мес до посева;
2. Обработку семян препаратами, менее токсичными для клубеньковых бактерий (Фундазолом, БМК и другими протравителями, изготовленными на основе беномила), можно совмещать с обработкой ризоторфином в день посева;
3. Для лучшей удерживаемости ризоторфина и протравителей, на гладкой по-верхности семян, необходимо использовать прилипатели;
4. Концентрат барды твердой или жидкой (1-1,2кг/т), патоку, мучной или крах-мальный клейстер (0,5кг/т). Прилипатели разводят в 8л воды на 1т семян.
Обработка почвы
Основная обработка почвы под зернобобовые культуры та же, что и под зерновые мятликовые. При посеве их после зерновых проводят лущение стерни дисковыми лущильниками на глубину – 7-8см. Через 2-3недели проводят зяблевую вспашку на черноземных почвах на глубину – 25-27см, на прочих почвах на глубину пахотного слоя (20-22см) плугами с предплужниками.
При длительном теплом периоде после вспашки проводят две культивации зяби для уничтожения сорняков.
Предпосевная обработка заключается в культивации, выравнивании и прикатыва-нии почвы. После культивации под культуры, выносящие семядоли на поверхность, проводят прикатывание.
Подготовка семян к посеву
За 3-4 недели до посева семена протравливают против корневой гнили и аскохитоза препаратом ТМТД 80% с.п. – 3-4кг/т, Фундазолом 50% с.п. – 2-3кг/т, Фентиурамом – 3-4кг/т. Против корневой гнили особенно эффективен препарат Тачигарен – 1-2кг/т. При необходимости непосредственно перед посевом их обрабатывают ризоторфином и микроэлементами, как описано ранее.
Cроки посева
Холодостойкие культуры – горох посевной, горох полевой, кормовые бобы и другие – высевают в самые ранние сроки. При запаздывании с посевом на 7-12 дней их урожайность снижается на 15-20% и более. Теплолюбивые культуры (сою и фасоль) сеют при температуре верхнего слоя почвы – 8-12°С.
Норма высева
Она зависит от места, цели возделывания и способа посева. В районах с достаточной влагообеспеченностью применяют более высокие нормы высева, чем в засушливых районах, при широкорядном способе они меньше, чем при рядовом; при посеве на зеленую массу нормы высева выше, чем при посеве на семена.
Уход за посевами
Основные мероприятия при уходе за посевами заключаются в уничтожении почвенной корки, борьбе с сорняками, вредителями и болезнями растений. Эти рпиемы специфичны для разных зерновых бобовых и изложены при описании соответствующих культур.
Уборка урожая
В связи с неравномерностью созревания семян большинство зернобобовых культур убирают двухфазным способом. Нут и сою убирают прямым комбайнированием.
Выращивание зерновых бобовых культур на зеленую массу
Максимальной урожай зеленой массы бобовых культур наилучшего качества и с наименьшими затратами можно получить при выращивании многолетних бобовых трав в чистых посевах. Однако из-за ограниченности таких посевов для получения высокобелковой зеленой массы, используемой на травяную муку, сенаж, подкормку животным в летний период, широко выращивают однолетние бобовые культуры. Семена таких култур, как горох полевой, вика посевная и мохнатая, практически не используют в комбикормовой промышленности. Эти культуры выращивают преимущественно на зеленую массу. Кроме того, на зеленую массу возделывают и культуры типично зернового использования – горох посевной, кормовые бобы, чину, сою, люпин белый.
Агротехника зернобобовых культур на зеленую массу в основном не отличается от агротехники их на семена. Лишь норму высева семян в первом случае увеличивают на 10-15%.
Уборку урожая на зеленую массу проводят в период полного налива семян в средних бобах, когда нижние бобы начинают желтеть (буреть), верхние заканчивают налив семян, но растения еще не сбрасывают листья. При уборке в фазе цветения большинство культур накапливают лишь 30-40% белка от максимально возможного.
При необходимости ранней уборки на зеленую массу в хозяйстве целесообразно высевать несколько видов зернобобовых культур, отличающихся различной динамикой формирования урожая. Разновременное наступление фаз цветения и налива семян позволит продлить срок уборки зеленой массы до 40 дней с минимальным недобором урожая.
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. Так, в зеленой массе овса содержится вдвое меньше белка, чем в зеленой массе вики посевной, зеленая масса кукурузы по содержанию переваримого белка уступает гороху посевному в 2,5 раза, а сое и чине посевной – в 4 раза.
При выращивании зернобобовых культур в смеси с культурами семейства Мятликовые повышаются количество белка в зеленой массе, усваиваемость и перевариваемость белка мятликовых. Например, в зеленой массе овса содержится 11% сырого белка, а в смеси овса с викой – в 1,5 раза больше. При добавлении сои в посевы кукурузы содержание чистого белка возрастает вдвое.
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 все-го 20-30%, то белка – не более 9%.