Основы агрономии





Зернобобовые культуры



Значение зернобобовых культур

К зерновым бобовым культурам относятся горох, фасоль, кормовые бобы, соя, нут, чечевица, чина, люпин белый, люпин желтый, люпин узколистный и другие культуры семейства Мотыльковые (Бобовые) - Fabaceae. Все эти культуры отличаются высоким содержанием белка в семенах благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями, которые усваивают азот из атмосферы. По содержанию белка зернобобовые значительно превосходят злаковые культуры, даже самые ценные сорта пшеницы. Белок зернобобовых содержит большое количество незаменимых аминокислот (лизин, валин, триптофан, метионин и др.).
Кроме того, семена этих культур содержат жиры (особенно много - в сое), минеральные вещества, витамины группы А, В1, В2, С, Д, Е, РР, поэтому зернобобовые растения являются ценными продовольственными и кормовыми культурами.

Одна из мировых продовольственных проблем связана с недостатком белка в продуктах питания, и эта проблема с каждым годом становится все ощутимее. По медицинским нормам человек должен потреблять в сутки 90 г белка. В среднем в мире этот показатель составляет 60 г, в развитых странах - 90, в развивающихся - 25 г в сутки. Наблюдается дефицит белка, особенно животного происхождения, его потребляется в 4 раза меньше нормы.

В кормах для животных также не хватает белка. По зоотехническим нормам на одну кормовую единицу сбалансированного по белку корма должно приходиться 110-115 г переваримого белка, а фактически в среднем по стране приходится 96 г, то есть 87% от нормы, что приводит к перерасходу кормов и их недостатку. Решать эту проблему необходимо с помощью широкого привлечения бобовых культур, так как они содержат в урожае в 2-3 раза больше белка по сравнению со злаковыми культурами. Кроме того, белок этих культур более полноценный, так как содержит в 1,5-3 раза больше незаменимых аминокислот.

зернобобовые культуры

Высокую продовольственную ценность имеют такие культуры, как горох посевной, фасоль обыкновенная, соя, чечевица крупносемянная. Семена этих культур используют в пищу, получают крупу, муку, добавляют в кондитерские изделия. Овощные сорта гороха, фасоли едят в свежем виде, консервируют.
Соя имеет наиболее ценный аминокислотный состав, близкий к животному белку, поэтому ее добавляют в колбасные изделия. Один из белков сои - глицин - способен при закисании свертываться, поэтому ее широко используют для получения кисломолочных продуктов. Из семян сои получают соевое масло, а жмых и шрот содержат до 40% белка и используются на корм скоту.

Зерно гороха, сои, кормовых бобов, чины, нута, безалкалоидных сортов люпина используется для приготовления высокобелковых концентрированных кормов для животных. В 1 кг зерна этих культур содержится до 1,1-1,3 к.ед. и до 170-250 г белка.
Кроме семян на корм скоту используют сено, зеленую массу, солому этих культур. Сухая зеленая масса содержит 3-8% белка, то есть в 2 раза больше, чем у злаковых культур.

Высоко также агротехническое значение этих культур как хороших предшественников, так как они меньше истощают почву азотом, чем небобовые растения, оставляя с пожнивными остатками 40-100 кг азота на 1 га, что приравнивается к 10-20 т/га навоза.
При использовании бобовых культур в качестве сидеральных удобрений почва обогащается биологическим азотом, который усваивается ими в процессе симбиотической азотфиксации. Этим обуславливается большое значение этих культур в биологическом растениеводстве.

В мировом земледелии зернобобовые занимают около 13% посева зерновых культур, тогда как в нашей стране доля этих культур в структуре менее чем 1%. Увеличение площади их посева является главным резервом в решении проблемы белка. В нашей стране наиболее распространен горох. В сухостепных районах большее значение имеют нут, чина.
В более южных районах, а также на Дальнем Востоке распространена соя, в более влажных районах лесной и лесостепной зоны - горох, кормовые бобы, на песчаных почвах - желтый люпин.

***



Биологическая характеристика зернобобовых культур

Семена бобовых растений состоят из семенной оболочки и зародыша. Зародыш состоит из двух семядолей с запасом питательных веществ, зародышевого корешка и почечки. Плод у зернобобовых культур – боб, состоит из двух створок, между которыми крепятся несколько семян на семяножках. При созревании плоды растрескиваются по шву и семена высыпаются.
Листья зернобобовых культур сложные, состоят из черешка, нескольких листочков и прилистника. По строению листьев растения делят на группы: с перистыми листьями (горох, бобы, чина, чечевица), с тройчатыми (соя, фасоль), с пальчатыми (люпин).
Растения с перистыми листьями формируют проросток в основном за счет надсемядольного колена (эпикотиля) и не выносят семядоли на поверхность при прорастании. При посеве допускается более глубокая заделка семян этих культур и боронование до и после появления всходов.
Растения с тройчатыми и пальчатыми листьями прорастают за счет подсемядольного колена (гипокотиля), выносят семядоли на поверхность почвы. Их лучше сеять относительно более мелко, поэтому нельзя бороновать до всходов, иначе есть риск выборанивания проростков.

Корневая система у зернобобовых культур стержневая, то есть вначале образуется стержневой, главный корень, который может проникать на глубину до 1,5 м и больше, позже от него образуются боковые корни разного порядка, находящиеся в основном в пахотном горизонте. На корнях образуются клубеньки розоватого цвета, в которых поселяются клубеньковые бактерии рода Rhizobium, усваивающие атмосферный азот, улучшающие азотное питание бобовых и обогащающие почву азотом.

По строению стебля зернобобовых культур можно выделить следующие группы:
- имеющие прямостоячий относительно устойчивый к полеганию стебель (соя, бобы, люпин, нут);
- с полегающим стеблем (горох, чина, чечевица).
Растения второй группы, имея парноперистые листья, в которых верхние листочки редуцированы в усики, сцепляются между собой и до полного налива удерживаются в вертикальном положении.

Цветки у растений семейства бобовые неправильного, мотылькового типа. Венчик состоит из пяти лепестков. Верхний, непарный лепесток крупнее остальных – парус, два нижних – срослись основаниями, образуя лодочку, два боковых свободных – крылья. Тычинок – десять, девять из них срастаются, окружая вытянутую одногнездную завязь с несколькими семяпочками. По мере развития растений и образования новых вегетативных органов идет образование цветков или соцветий. У большинства видов образуются одиночные цветки или по 2-3 в пазухах листьев, только у люпина образуется верхушечная кисть.

Зернобобовые культуры являются в основном самоопылителями, но у кормовых бобов, люпина белого, желтого, многолетнего наряду с самоопылением наблюдается значительное (до 50%) перекрестное опыление, а у сои, фасоли, нута, чины наряду с самоопылением наблюдается незначительное перекрестное опыление.
У зернобобовых культур отмечают следующие фенологические фазы роста: прорастание, всходы, ветвление стебля, бутонизация, цветение, образование бобов, созревание, полная спелость.

Решающее влияние на формирование урожая зернобобовых культур имеют температура, влага, световой режим.
Большинство этих культур относятся к растениям длинного дня, по происхождению являются видами умеренных климатических зон, а именно: горох, бобы, люпин, чина, чечевица, нут. Они менее требовательны к теплу.
Соя и фасоль - короткодневные растения, но раннеспелые сорта этих культур нейтральны по фотопериодизму. Эти растения более южного происхождения, они более теплолюбивы.

Для зернобобовых культур необходимы более высокие температуры на период налива и созревания семян.
В целом зернобобовые культуры более влаголюбивы по сравнению со злаковыми. На период набухания и прорастания семян требуется много воды (от 100 до 120% от массы семян), так как семена содержат много белка.
Наиболее влаголюбивыми являются горох, бобы, соя, люпин, самыми засухоустойчивыми – нут и чина. Чечевица и фасоль относительно засухоустойчивы. Зернобобовые культуры отличаются достаточно высоким выносом элементов питания.

Вынос по азоту составляет в среднем 58 кг на 1 т семян, тогда как у злаковых – 34 кг. Считается, что 2/3 азота бобовые культуры усваивают из воздуха за счет симбиоза с клубеньковыми бактериями, остальное – из почвы. Поэтому при хороших условиях для азотфиксации эти растения менее требовательны к азотному питанию, но при неэффективной азотфиксации они переходят на питание азотом только из почвы, тогда урожай значительно снижается, особенно на малоплодородных почвах. Вынос по фосфору и калию также высокий, поэтому культуры более требовательны к этим элементам питания еще и потому, что эти элементы повышают эффективность симбиоза.

Большое значение для бобовых имеют микроэлементы молибден и бор. Молибден важен для биологической азотфиксации. Бор значительно повышает завязываемость плодов.
В целом для зернобобовых предпочтительнее нейтральные почвы среднего механического состава, содержащие достаточно фосфора, калия, кальция.

***

Особенности технологии возделывания зернобобовых культур

Описание основных видов зернобобовых культур