Занятие № (лекция 2 ч)
Вопросы:
1. Морфологические и биологические особенности зернобобовых культур.
2. Особенности выращивания на корм в чистых и смешанных посевах.
Морфологические и биологические особенности. У всех зерновых бобовых растений есть ряд общих особенностей. По строению листьев зерновые бобовые делятся на три группы: растения с перистыми листьями (горох, чечевица, чина, нут, бобы); с тройчатыми листьями (фасоль, соя); с пальчатыми листьями (люпины).
Растения первой группы прорастают за счет эпикотиля и поэтому не выносят семядоли на поверхность. Они допускают более глубокую заделку семян, боронование до появления всходов и после. Растения второй и третьей групп растут вначале благодаря растяжению подсемядольного колена (гипокотиля) и выносят на поверхность почвы семядоли. Они требуют более мелкой заделки семян, их нельзя бороновать до всходов.
Корневая система зерновых бобовых имеет главный стержневой корень, проникающий на глубину до 1 – 2 м, и многочисленные боковые корни второго, третьего и последующих порядков, размещенные в основном в пахотном слое.
Стебель у зерновых бобовых имеет различное строение. У гороха, вики, чечевицы, чины и некоторых форм фасоли стебли лазящие. Верхушечные листочки перистых листьев редуцированы в усики, с помощью которых растения цепляются друг за друга. До полного налива семян стебли поддерживаются в вертикальном положении, к созреванию стебли полегают. У сои, люпина, бобов, нута, кустовых форм фасоли стебли прямостоячие и сохраняют вертикальное положение в течение всей вегетации.
Цветки обоеполые, околоцветник двойной. Венчик состоит из лепестков неодинаковой величины и формы (лодочка, парус и крылья). В цветке 10 тычинок и один пестик. Окраска венчика от белой до ярко-красной и фиолетовой. У большинства зерновых бобовых цветки собраны в соцветия (головка, кисть) на верхушке главного стебля и боковых побегов.
Плод – боб. Раскрывается он двумя створками и содержит несколько семян. После созревания у большинства видов бобы растрескиваются по продольным швам, створки боба скручиваются и семена разбрасываются. У нута и некоторых видов и сортов люпина бобы не растрескиваются. В последнее время удалось создать сорта сои, чины и фасоли со слабой растрескиваемостью бобов.
Семена состоят из семенной оболочки и зародыша. Зародыш состоит из двух мясистых семядолей и заключенных между ними зародышевого корешка и почечки, из которых формируется надземная часть растения. Семядоли представляют собой зародышевые листья, в них откладываются питательные вещества, используемые при прорастании.
У зерновых бобовых отмечают 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.
Требования к температуре. Зерновые бобовые по их отношению к температуре делят на три группы: наиболее холодостойкие, холодостойкие и теплолюбивые. Холодостойкие культуры (нут, горох, чечевица) переносят в фазе всходов заморозки до -8 °С, люпин и кормовые бобы до -6 °С, а соя до -3 °С. Наиболее чувствительна к заморозкам фасоль, всходы ее погибают при температуре -1 °С. Для зерновых бобовых растений особенно важны повышенные температуры в фазы налива и созревания семян, что не позволяет проводить посев в более поздние сроки и ограничивает продвижение некоторых из них в более северные районы.
Требования к влаге. Зерновые бобовые предъявляют более высокие требования к влагообеспеченности в течение вегетации, чем другие зерновые культуры. Это связано с тем, что даже при непродолжительном дефиците влаги клубеньки отмирают из-за недостатка углеводов. Прекращение симбиотической азотфиксации вызывает азотное голодание растений и снижение продуктивности. При восстановлении оптимальной влажности почвы на периферии корневой системы образуются новые клубеньки, однако азотный стресс отрицательно сказывается на урожайности культур. Наиболее требовательны к влаге соя, люпин, кормовые бобы, горох. Группу засухоустойчивых составляют чина и нут. Промежуточное положение занимают фасоль и чечевица.
Оптимальная влажность почвы для всех культур, обеспечивающая самую активную азотфиксацию и наибольший урожай лучшего качества – это влажность в диапазоне от 100 % ППВ до влажности разрыва капилляров (около 60 % ППВ).
Отношение к свету. По требованиям к свету зерновые бобовые классифицируют на 3 группы: 1 – растения длинного дня (горох, чечевица, чина, люпин и бобы) у них период вегетации укорачивается с удлинением светового дня; 2 – растения короткого дня (соя и некоторые виды фасоли), у них период вегетациии сокращается с уменьшением светового дня; 3 – группа нейтральных растений (большинство сортов фасоли обыкновенной и нута). Однако почти у каждой культуры есть сорта, которые к продолжительности дня относятся нейтрально.
Требования к почве. Наиболее благоприятны для зерновых бобовых среднесвязные, слабокислые или нейтральные суглинистые и супесчаные почвы, содержащие достаточно фосфора, калия и кальция. Они плохо растут на кислых и песчаных почвах. Исключение составляет люпин желтый, который дает хорошие урожаи на песчаных почвах даже при рН = 4,0 – 4,5. На песчаных слабокислых почвах неплохо растет горох полевой (пелюшка).
Оптимальная плотность почвы для нормального развития корневой системы 1,0 – 1,3 г/см3. Особые требования зерновых бобовых культур к объемной массе почвы обусловлены необходимостью повышенной аэрации корневой системы, так как для биологической фиксации 1 мл азота воздуха в энергетических центрах клубеньков расходуется 3 мл кислорода, поступающего через поверхность клубеньков. На связных почвах с повышенной плотностью симбиотическая система испытывает кислородное голодание, и активность биологической азотфиксации снижается. Это определяет дифференциацию технологических приемов.
Размещение в севообороте и система удобрений. Зерновые бобовые размещают в севообороте после любых культур, кроме многолетних бобовых трав и зерновых бобовых. Считают, что зерновые бобовые культуры можно возвращать на то же поле не ранее чем через 3 – 4 года, когда численность специфичных вредителей и болезней снизится. Сами зерновые бобовые культуры являются хорошими предшественниками для зерновых, пропашных и технических культур, поскольку при благоприятных условиях симбиоза они менее, чем другие культуры, истощают почву азотом.
Поскольку зерновые бобовые культуры содержат больше питательных веществ в единице урожая, то и потребность их в элементах минерального питания выше, чем у злаковых культур. При очень низком и низком содержании в почве фосфора и калия и повышенной кислотности внесение даже высоких норм фосфорно-калийных удобрений и извести непосредственно под бобовую культуру не обеспечивает активной азотфиксации и хорошего урожая из-за наличия в пахотном слое почвы многочисленных очагов с повышенной кислотностью и низким содержанием фосфора и калия. На такой почве рекомендуется высевать бобовые на второй год после известкования и внесения фосфорно-калийных удобрений.
Морфологические и биологические особенности. У всех зерновых бобовых растений есть ряд общих особенностей. По строению листьев зерновые бобовые делятся на три группы: растения с перистым листьями (горох, чечевица, чина, нут, бобы); с тройчатыми листьями (фасоль, соя); с пальчатыми листьями (люпины).
Растения первой группы прорастают за счет эпикотиля и поэтому не выносят семядоли на поверхность. Они допускают более глубокую заделку семян, боронование до появления всходов и после. Растения второй и третьей групп растут вначале благодаря растяжению подсемядольного колена (гипокотиля) и выносят на поверхность почвы семядоли. Они требуют более мелкой заделки семян, их нельзя бороновать до всходов.
Корневая система зерновых бобовых имеет главный стержневой корень, проникающий на глубину до 1 – 2 м, и многочисленные боковые корни второго, третьего и последующих порядков, размещенные в основном в пахотном слое.
Стебель у зерновых бобовых имеет различное строение. У гороха, вики, чечевицы, чины и некоторых форм фасоли стебли лазящие. Верхушечные листочки перистых листьев редуцированы в усики, с помощью которых растения цепляются друг за друга. До полного налива семян стебли поддерживаются в вертикальном положении, к созреванию стебли полегают. У сои, люпина, бобов, нута, кустовых форм фасоли стебли прямостоячие и сохраняют вертикальное положение в течение всей вегетации.
Цветки обоеполые, околоцветник двойной. Венчик состоит из лепестков неодинаковой величины и формы (лодочка, парус и крылья). В цветке 10 тычинок и один пестик. Окраска венчика от белой до ярко-красной и фиолетовой. У большинства зерновых бобовых цветки собраны в соцветия (головка, кисть) на верхушке главного стебля и боковых побегов.
Плод – боб. Раскрывается он двумя створками и содержит несколько семян. После созревания у большинства видов бобы растрескиваются по продольным швам, створки боба скручиваются и семена разбрасываются. У нута и некоторых видов и сортов люпина бобы не растрескиваются. В последнее время удалось создать сорта сои, чины и фасоли со слабой растрескиваемостью бобов.
Семена состоят из семенной оболочки и зародыша. Зародыш состоит из двух мясистых семядолей и заключенных между ними зародышевого корешка и почечки, из которых формируется надземная часть растения. Семядоли представляют собой зародышевые листья, в них откладываются питательные вещества, используемые при прорастании.
У зерновых бобовых отмечают 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.
Требования к температуре. Зерновые бобовые по их отношению к температуре делят на три группы: наиболее холодостойкие, холодостойкие и теплолюбивые. Холодостойкие культуры (нут, горох, чечевица) переносят в фазе всходов заморозки до -8 °С, люпин и кормовые бобы до -6 °С, а соя до -3 °С. Наиболее чувствительна к заморозкам фасоль, всходы ее погибают при температуре -1 °С. Для зерновых бобовых растений особенно важны повышенные температуры в фазы налива и созревания семян, что не позволяет проводить посев в более поздние сроки и ограничивает продвижение некоторых из них в более северные районы.
Требования к влаге. Зерновые бобовые предъявляют более высокие требования к влагообеспеченности в течение вегетации, чем другие зерновые культуры. Это связано с тем, что даже при непродолжительном дефиците влаги клубеньки отмирают из-за недостатка углеводов. Прекращение симбиотической азотфиксации вызывает азотное голодание растений и снижение продуктивности. При восстановлении оптимальной влажности почвы на периферии корневой системы образуются новые клубеньки, однако азотный стресс отрицательно сказывается на урожайности культур. Наиболее требовательны к влаге соя, люпин, кормовые бобы, горох. Группу засухоустойчивых составляют чина и нут. Промежуточное положение занимают фасоль и чечевица.
Оптимальная влажность почвы для всех культур, обеспечивающая самую активную азотфиксацию и наибольший урожай лучшего качества – это влажность в диапазоне от 100 % ППВ до влажности разрыва капилляров (около 60 % ППВ).
Отношение к свету. По требованиям к свету зерновые бобовые классифицируют на 3 группы: 1 – растения длинного дня (горох, чечевица, чина, люпин и бобы) у них период вегетации укорачивается с удлинением светового дня; 2 – растения короткого дня (соя и некоторые виды фасоли), у них период вегетациии сокращается с уменьшением светового дня; 3 – группа нейтральных растений (большинство сортов фасоли обыкновенной и нута). Однако почти у каждой культуры есть сорта, которые к продолжительности дня относятся нейтрально.
Требования к почве. Наиболее благоприятны для зерновых бобовых среднесвязные, слабокислые или нейтральные суглинистые и супесчаные почвы, содержащие достаточно фосфора, калия и кальция. Они плохо растут на кислых и песчаных почвах. Исключение составляет люпин желтый, который дает хорошие урожаи на песчаных почвах даже при рН = 4,0 – 4,5. На песчаных слабокислых почвах неплохо растет горох полевой (пелюшка).
Оптимальная плотность почвы для нормального развития корневой системы 1,0 – 1,3 г/см3. Особые требования зерновых бобовых культур к объемной массе почвы обусловлены необходимостью повышенной аэрации корневой системы, так как для биологической фиксации 1 мл азота воздуха в энергетических центрах клубеньков расходуется 3 мл кислорода, поступающего через поверхность клубеньков. На связных почвах с повышенной плотностью симбиотическая система испытывает кислородное голодание, и активность биологической азотфиксации снижается. Это определяет дифференциацию технологических приемов.
Размещение в севообороте и система удобрений. Зерновые бобовые размещают в севообороте после любых культур, кроме многолетних бобовых трав и зерновых бобовых. Считают, что зерновые бобовые культуры можно возвращать на то же поле не ранее чем через 3 – 4 года, когда численность специфичных вредителей и болезней снизится. Сами зерновые бобовые культуры являются хорошими предшественниками для зерновых, пропашных и технических культур, поскольку при благоприятных условиях симбиоза они менее, чем другие культуры, истощают почву азотом.
Поскольку зерновые бобовые культуры содержат больше питательных веществ в единице урожая, то и потребность их в элементах минерального питания выше, чем у злаковых культур. При очень низком и низком содержании в почве фосфора и калия и повышенной кислотности внесение даже высоких норм фосфорно-калийных удобрений и извести непосредственно под бобовую культуру не обеспечивает активной азотфиксации и хорошего урожая из-за наличия в пахотном слое почвы многочисленных очагов с повышенной кислотностью и низким содержанием фосфора и калия. На такой почве рекомендуется высевать бобовые на второй год после известкования и внесения фосфорно-калийных удобрений.
С давних времен культивируется одновременное выращивание двух или нескольких сельскохозяйственных культур на одном поле. Особенно часты смешанные посевы бобовых со злаковыми. Такие смеси имеют ряд преимуществ перед их одновидовыми посевами. При совместном выращивании повышается содержание белка в корме за счет высокого содержания протеина в бобовом компоненте, облегчается уборка и сокращаются потери урожая культур, склонных к полеганию, улучшаются процессы фотосинтеза и полнее используется плодородие почвы, почва бобовыми культурами обогащается биологическим азотом, что ставит смеси в разряд хороших предшественников для озимых и других культур.При составлении смесей обращают внимание на особенности роста и развитии растений, продолжительность их вегетации, строение корневой системы и надземных органов, процессы фотосинтеза и почвенного питания. В последнее время придается значение корневым выделениям и их влиянию на биологические процессы.
Решающим условием создания высокопродуктивных смесей является правильный выбор сортов зернофуражных и зернобобовых культур, так чтобы их уборочная спелость наступала одновременно. Кроме того, злаковый и бобовый компонент в смешанном посеве должны взаимодополнять друг друга.
Также важно обеспечить оптимальное соотношение компонентов в смеси. При этом нужно ориентироваться на нормы высева (в млн всхожих семян на гектар), применяемые в условиях хозяйств при возделывании культур в одновидовых посевах. Для получения зернофуража с содержанием переваримого протеина не менее 100 г на корм.ед. и лизина в протеине не менее 4,5% следует высевать смеси ячменя и овса с горохом посевным и кормовым (пелюшкой) при соотношении 70 — 75% семян злакового и 25 — 30% бобового компонента от полной нормы высева в одновидовых посевах.
Уборку смесей проводят прямым комбайнированием при полном созревании культур. Если зерно имеет повышенную влажность, то после первичной очистки на имеющихся в хозяйствах машинах его сушат, складируют, а затем перерабатывают и используют на корм животным.
Контрольныевопросы:
1.Какова роль зерновых бобовых культур в организации полноценного кормления сельскохозяйственных животных?
2.Охарактеризуйте фазы роста и развития зернобобовых культур?
3. Перечислите отличительные признаки зернобобовых культур по семенам, всходам, листьям, стеблям и плодам?
4. Какие общие биологические особенности зернобобовых культур вам известны?
Основные источники:
1.Донских, Н.А. Кормопроизводство / Н.А. Донских, А.Б. Никулин; Министерство сельского хозяйства РФ, Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Кафедра земледелия и луговодства. – Санкт-Петербург: СПбГАУ, 2019. – 113 с.
Дополнительные источники:
1.Коломейченко, В.В. Кормопроизводство: учебник / В.В. Коломейченко. — Санкт-Петербург: Лань, 2016. — 656 с.
2.Демидова, А.Г. Кормопроизводство 2019-08-27 / А.Г. Демидова. — Белгород: БелГСХА им. В.Я. Горина, 2016. — 170 с.