Текст книги "Кормовые бобы высокобелковая кормовая культура. Монография"

7. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КОРМОВЫХ БОБОВ

7.1. Сравнительные приемы возделывания кормовых бобов, как основа высокопродуктивных посевов

Дальнейшее расширение площадей и увеличение урожайности кормовых бобов во многом зависят от комплекса агротехнических приемов. Правильный подбор сортов для конкретных почвенно-климатических условий, выбор способов посева, инокуляция семян, своевременный уход за посевами, определение оптимальных сроков и способов уборки растений на зеленую массу и семена дают возможность повысить их урожайность.

Весьма ценное биологическое свойство семян бобов – возможность посева их в самые ранние сроки. Многолетние опыты, проведенные на полях Всероссийского научно-исследовательского института кормов [44], показали, что ранний апрельский посев всегда дает более высокие урожаи и ускоряет созревание растений.

В многочисленных опытах Эберта, Фокке, Клейна и др. (1981) при раннем посеве кормовые бобы формировали меньшую вегетативную массу, чем при посеве в более поздние сроки. При раннем посеве нижние бобы закладывались относительно близко к поверхности почвы (на высоте 30 см) и на растении образуется больше бобов, чем при позднем посеве. При возделывании на силос, бобы можно высевать в более поздние сроки – через 8—12 дней после начала сева ранних яровых культур [95].

Другим приемом, влияющим на продуктивность кормовых бобов, является способ посева. При возделывании бобов их можно высевать и рядовым и широкорядным способами, причем, при возделывании на силос используют широкорядный способ посева (45 см). В опытах Ленинградского ветеринарного института (1962) наиболее высокий урожай зеленой массы получен при «широкорядном способе посева, что объясняется лучшими условиями освещения и большей площадью питания.

При дальнейшем увеличении ширины междурядий кормовые бобы недостаточно используют площадь питания, и, хотя урожайность семян с одного растения увеличивается, в расчете на единицу площади она уменьшается. Но в опытах НИИСХ ЦРНЗ наибольший урожай зеленой массы был получен при рядовом способе [41] / В опытах ВНИИ зернобобовых культур с увеличением густоты стояния растений с 400 до 700 тысяч на 1 гектар уменьшалась засоренность посевов на 15%, причем однолетними сорняками на 32%. Способ посева влияет на созревание бобов и качество урожая. По наблюдениям А. К. Антония, А. П. Пылова (1960—1978 гг.) более равномерно растения созревают при загущенном посеве, когда у них сравнительно много боковых побегов (1,5—3% от общей массы растений), в то время как на более изреженных посевах их много (35—45%). В Мордовии (1985 г.) получен высокий урожай семян бобов при рядовом способе посева, при этом отмечались повышенная выравненность семян и энергия прорастания, сокращались сроки созревания семян на 4—5 дней, послеуборочная влажность семян.

По рекомендациям выращивания зернобобовых культур [123] следует высевать не менее 45 семян бобов на 1 м для получения стабильно высокого урожая зерна. Повышенная густота посева лишь в том случае оказывает прямое положительное влияние на урожайность, если погодные условия являются ограничивающими рост отдельного растения факторами. Густота посева в значительной мере влияет на урожай зерна кормовых бобов. Это влияние сказывается в степени проявления отдельных компонентов урожайности. С увеличением густоты посева на каждом растении формируется меньшее количество бобов. При этом число зерен в бобе не меняется, масса отдельного зерна увеличивается, значит и масса 1000 семян тоже. С повышением густоты отчетливо увеличивается число бобов на единице площади.

Во влажные годы преимущество имеет сплошной рядовой способ, в /засушливые – широкорядный с междурядьями 45 см [35]. В опытах НИСХ ЦРНЗ 12] при возделывании бобов на зеленую массу сплошной рядовой способ с нормой посева 600 тыс. всхожих семян на 1 га по урожайности значительно превзошел широкорядный (на 12 т с 1 га). С этими данными согласовываются и результаты опытов зарубежных исследователей [25 и др.]

Для повышения урожайности и кормовой ценности бобов используют инокуляцию – обработку семян ризоторфином, препаратом, приготовленном на основе высокоактивных штаммов клубеньковых бактерий. Отзывчивость бобов на инокуляцию ризобиями практически не изучена.

Симбиотическая азотфиксация – это способность микроорганизмов вызывать молекулярный азот в симбиозе, прежде всего, с высшими растениями. Описано более 200 видов небобовых растений, относящихся к 24 родам и 8 семействам, в основном, древесных и кустарниковых пород (ольха, облепиха, мох, восковница и другие), которые имеют клубеньки и фиксируют азот в симбиозе с бактериями.

Наибольшее значение для практики земледелия имеют клубеньковые бактерии, относящиеся к роду Rizobium. Они живут в симбиозе с бобовыми растениями, образуя на корнях клубеньки. Из 20 тысяч бобовых растений, объединенных в 750 родов, способность к симбиотической азотфиксации обнаружена у более чем 90% изученных в этом отношении видов бобовых [100].

Клубеньковые бактерии представляют собой уникальную группу микроорганизмов, вступающих во внутриклеточный симбиоз с бобовыми растениями. В основе этого симбиоза, где участвуют представители двух основных царств живого мира, про– и эукариоты, лежит способность ризобий восстанавливать молекулярный азот атмосферы до аммония и обеспечивать им свои растения – хозяев, делая их в значительной степени независимыми от содержания азотных соединений в почве [101;104,105].

Клубеньковые бактерии, инокулирующие кормовые бобы, являются одним из наиболее изученных в генетическом отношении видов ризобий – Rhizobium legummosarum. В соответствии с принятой в настоящее время классификацией клубеньковые бактерии кормовых бобов относятся к семейству Rhizobiaceae, а еще в 1895 году Noble et al. сообщили, что ризобии, выделенные из клубеньков V. sativa, V. faba и Pizum sativum взаимосвязаны. Хотя известно немало примеров и того, что ризобиальные популяции даже одного и того же вида могут существенно различаться. Так, штаммы, выделенные из европейских почв, не способны образовывать клубеньки на корнях африканского гороха, который, в свою очередь, вступает в симбиоз только с «местными» штаммами [148]. Распространение ризобий тесно связано с распространением бобового растения, с которым они вступают в симбиоз. Бобовые культуры способны вступать в симбиоз с клубеньковыми бактериями, поэтому распространение и разнообразие последних определяется их растениями – хозяевами.

На основе штаммов клубеньковых бактерий готовят производственные препараты для искусственной инокуляции бобовых растений, в том числе и

кормовых бобов [67]. Первые работы по применению искусственной инокуляции семян бобовых культур в практике сельского хозяйства были проведены в США (1897 г.). Урожайность зеленой массы обработанных растений в 10 раз превышала контрольные растения. В нашей стране самая богатая коллекция клубеньковых бактерий собрана во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии и насчитывает 500 штаммов. Бактерии представлены 32 видами, являющимися симбионтами для всех бобовых растений, возделываемых в стране и перспективных для введения в культуру [93].

Установление взаимоотношений между клубеньковыми бактериями и растением-хозяином начинается с их дистанционных взаимодействий. В процессе своего развития бобовые растения выделяют различные вещества: простые сахара и аминокислоты, являющиеся хорошей питательной средой для почвенных микроорганизмов, аттрактанты, гормоны, фенолы, флавононы, флавонолы и т. п. [92], а также корни проростков бобовых растений, способных выделять в окружающую среду пектины. Известно, что пектины обладают широким спектром биологической активности.

Можно предположить, что присутствие пектинов в почве оказывает влияние на физиологию почвенной микрофлоры, оказавшейся вблизи развивающихся семян или на самих семенах, являясь достаточно устойчивыми к ферментному комплексу почвенных экстрактов, пектины некоторое время (не менее суток) могут сохранять в почве свою активность.

Известно, что одним из основных различий в составе корневых выделений бобовых и злаковых культур является значительно большее количество аминокислот в продуктах экзоосмоса бобовых. Интенсивное выделение аминокислот, наблюдаемое уже в первые дни прорастания семян и роста корня, может быть, одним из важных факторов, оказывающих влияние на процессы специфического проникновения клубеньковых бактерий в корневые волоски растения-хозяина [17].

Важно отметить, что стимуляция растениями развития популяций атмосферных микроорганизмов обычно сопровождается снижением численности и активности многих почвенных фитопатогенов. Этот эффект может быть обусловлен конкуренцией микроорганизмов за источники питания и энергии, связанной, например, со способностью некоторых штаммов Rizobium к синтезу.

Практическим шагом по усилению симбиотической азотфиксации является грамотный отбор и использование отобранных штаммов клубеньковых бактерий. Для инокуляции бобовых растений используется широкий круг штаммов, выделенных из различных видов и родов растений, и различного географического происхождения. Штаммы, применяемые для инокуляции, должны быть адаптированы к определенным условиям внешней среды: почве, климату и генотипу растения-хозяина. Так, применение местных селекционированных штаммов ризобий было более результативным [117].

Анализируя работы по полиморфизму популяций R. legummosarum, следует признать, что численность и структура популяций клубеньковых бактерий в значительной степени зависит от свойств почвы, в частности, одного из наиболее важных признаков – кислотности [87;151], проводя анализ 60 проб почв, различающихся по кислотности, выявили различное ведение клубеньковых бактерий разных видов. Так, R. Meliloli либо совсем отсутствует, либо присутствует в малом количестве (10 1/2/А почвы), при рН <6. Их максимальное количество (10 1/2 почвы) наблюдалось при рН почвы, равной 7—8. Bradyrhzobium spp. (lupinus) вел себя иначе: бактерии практически отсутствовали в почвах с рН выше 6,5, но обнаружился (10 1/2) А почвы) в почвах с рН 4,5—5,5.

Кислотность почв оказывает влияние не только на наличие ризобий, но и на их эффективность. Многие исследователи отмечали, что из кислых почв выделяют, в основном, малоэффективные или неэффективные клубеньковые бактерии [87].

Использование препаратов с активными по азотфиксации штаммами Rhizobium не дает полной гарантии получения высокого хозяйственного эффекта, поскольку доминантная роль принадлежит растению, определяющему эффект азотофиксации. В связи с этим возникает необходимость подбора сорта с целью создания симбиотической ассоциации, отличающейся максимальной продуктивностью азотфиксации. Инокуляция семян препаратами клубеньковых бактерий относится к числу обязательных агрономических приемов, направленных на решение эффективности симбиоза и улучшение снабжения бобового растения биологическим азотом. Без этого приема выращивание бобовых растений может быть экономически невыгодным. Во многих странах нитрагинизации подвергается до 70—80% посевов бобовых культур. В районах традиционного возделывания бобовых культур прибавка урожая от применения нитрагина составляет 0,2—0,4 т на 1 га семян сои, 0,1—0,2 т на 1 га гороха и люпина, 8—10 т на 1 га сена клевера и люцерны [67,17].

Инокуляция семян дает неодинаковый эффект в различных условиях. Иногда она дает большую прибавку урожая, а в ряде случаев оказывается бесполезной. Наиболее выраженный положительный эффект от инокуляции наблюдается в том случае, когда проводят интродукцию бобового растения.

Особенно выраженный положительный эффект от инокуляции наблюдается на почвах, где бобовые культуры ранее не возделывали и в которых нет специфичных для них клубеньковых бактерий. Прибавка урожая в этом случае может возрастать в 1,5—2,0 раза. Что касается не всегда удовлетворительного поведения в почве производственных штаммов, то это часто объясняется неспособностью данного штамма конкурировать с местной популяцией ризобий, либо выживать в данных почвенных условиях [77,40], либо неспособностью вступать в симбиоз с определенными сортами бобовых [149,138], либо результатом различных плазмидных перестроек, происходящих у производственных штаммов в почве и приводящих к утрате ими симбиотических свойств. Так, при инокуляции вики в полевых опытах только в отдельные годы наблюдали увеличение урожая зеленой массы и семян [68].

Таким образом, для получения положительного эффекта от искусственной инокуляции ризобиями необходимо изучить специфичность взаимодействия высокоактивных производственных штаммов с различными сортами кормовых бобов.

В условиях Нечерноземной зоны, Прибалтики, Белоруссии при неустойчивой дождливой погоде вегетация кормовых бобов и их созревание затягивается, листья остаются зелеными и не опадают. В этих случаях прибегают к искусственному ускорению созревания семян. Приостановить рост и цветение растений бобов можно таким приемом, как чеканка – удаление верхушек (10—12 см) главных стеблей, оставляя при этом на 6—7 узлах в нижней части стебля все завязавшиеся бобы. При этом дальнейший рост стеблей в высоту прекращается и усиливается налив зерна в завязавшихся бобах. Чеканку проводят за 4—6 недель до уборки, в период, когда полностью сформировались бобы в нижних ярусах, а в верхних ярусах продолжается цветение. Чеканка ускоряет созревание, снижает поражаемость бобов тлями и повышает урожай [106]. В опытах ВНИИ зернобобовых и крупяных культур после чеканки происходит более быстрое подсушивание растений на корню, через 15 дней вегетативная масса имела влажность 10—11%, в то время как на контроле она составляла 48—55%. Этот прием повышал урожайность в среднем за 3 года до 2,4 ц/гa [16].

В целях ускорения созревания подсыхания стеблей еще осуществляют десикацию посевов реглоном в дозе 0,5—0,8 кг действующего вещества на 1 га или хлоратом магния в дозе 15—20 кг на 1 га. Обрабатывают растения дисикантами при наступлении технологической спелости – почернение не менее 80% бобов [134,29].

Таким образом, получение высоких урожаев кормовых бобов зависит от того, насколько правильно учитываются и удовлетворяются все требования культуры в период вегетации, соблюдаются все агротехнические приемы, технологии их возделывания.

7.2. Требования к почвенно-климатическим условиям

Кормовые бобы предъявляют из всех зернобобовых самые высокие требования к месту выращивания. Они хорошо растут в местностях с умеренными летними температурами, равномерным распределением осадков, но очень чувствительны к экстермальным условиям температуры и влажности. Требования к температуре выполняются и в более северных т регионах. В регионах с умеренным, прохладным и влажным климатом кормовые бобы являются самой урожайной зернобобовой культурой. Это связано с их относительно длинным вегетационным периодом. По сравнению с горохом он длиннее на 40 дней. Световая реакция у них относительно слабо выражена, реакция на вернализацию выражена сильнее. Ограничивающим условием для их выращивания является обеспечение влагой. Они имеют высокое специфическое потребление (особенно при прорастании, в фазах цветения и закладки и резко реагируют на водный стресс. Так как они поздно смыкают ряды, при их выращивании длительное время происходит непродуктивное испарение воды. Хотя стержневой корень кормовых бобов может глубоко проникать в почву, а способность корней в поглощении воды на единицу длины высокая, и основная масса (около 80%) сосредоточена в верхнем слое (30 см) при определенных условиях кормовые бобы испытывают недостаток влаги. Как правило, детерминированные сортовые типы больше требовательны к влаге в период цветения и образования бобов. Кормовые бобы при выращивании требуют, в зависимости от почвенных условий, от 600 до 700 мм годичных остатков.

Относительно высокие требования кормовых бобов к почве. Она должна иметь хороший водный режим, не быть склонной к переувлажнению и к высушиванию. Она должна быть пригодна к ранней весенней обработке и раннему посеву кормовых бобов. Корневая система их преодолевает переуплотнения почвы или подпочвы, внедряется в глубокие почвенные слои, способна использовать их запасы влаги и питательных веществ.

Лучше всего пригодны для выращивания кормовых бобов богатые коллоидами почвы с мощным пахотным горизонтом и хорошим водным режимом, которые своей способностью к накоплению влаги во время вегетации могут обеспечить кормовые бобы влагой. Они хорошо растут на богатых известью и гумусом хорошо структурированных суглинках и илистых почвах. На более легких почвах они дают удовлетворительные урожаи только при равномерном распределении осадков в вегетационный период, относительно высоком стоянии грунтовых вод или при орошении. Оптимальный показатель рН для их возделывания – 6,5…7,0. Между урожайностью кормовых бобов и бонитетом почвы имеется четкая зависимость, что показывают опыты, проведенные в ГДР (табл.7).

Таблица7– Зависимость урожайности кормовых бобов от бонитета почвы (Анализы выращивания кормовых бобов в хозяйствах ГДР) [303]

7.3. Место в севообороте и предшественники кормовых бобов

Относительно требований к предшественнику и пригодности кормовых бобов, как предшественника для других культур, кормовые бобы не отличаются от гороха. Это относится и к сильно выраженной самонесовместимости, которая требует паузы в выращивании от 4 до 6 лет. Среди болезней севооборота, которые в большинстве идентичны с теми же, что и у гороха, относительно большую роль может играть вертициллезное увядание (Verticillium dahliae). Из-за поздней спелости они во многих регионах непригодны как предшественник для озимых культур. Выращивать рожь и овес после кормовых бобов нельзя, так как они поражаются той же расой стеблевой нематоды (Ditylenchus dipsaci), как и кормовые бобы.

Так как фиксация азота из воздуха у зернобобовых тем выше, чем выше урожайность, а кормовые бобы из зернобобовых– самая урожайная культура, то они оставляют со своими растительными остатками большое количество азота в почве. Так как из-за поздней спелости невозможно выращивать озимые культуры, которые осенью могут использовать этот азот, возникает опасность его вымывания. Для избегания этого проводят подсевы кормовых бобов травами, которые не влияют отрицательно на их урожайность. Для подсева используют и масличную редьку, и горчицу, которые пригодны в качестве пожнивных культур для консервации азота в почве до следующего года.

Кормовые бобы очень требовательны к выровненности поверхности поля. Даже в небольших впадинах они раньше всходят, но позже созревают. Очень неравномерно бобы созревают на холмистых и родниковых почвах.

Практика показала, что кормовые бобы хорошо растут и дают неплохой урожай на почвах, пригодных для выращивания озимой пшеницы, ячменя и клевера.

Доля всех бобовых культур в севообороте не должна превышать 25%.

Кормовые бобы, также как и горох, не очень требовательны к предшественникам (табл. 8).

Таблиц 8– Сравнительная урожайность зернобобовых культур, т/га (по данным ВНИИЗБК)

Бобы можно возделывать после яровых зерновых культур, если почва не засорена многолетними сорняками, особенно пыреем. Сорняки сильно угнетают растения бобов, способствуют распространению нематод, которые уничтожают корневые клубеньки, что приводит к значительным потерям урожая. При значительной засоренности полей сорняками, особенно осотом, в период сбора урожая повышается влажность вороха массы, что затрудняет уборку и увеличивает потери. Поэтому для получения высокой урожайности кормовых бобов борьбу с сорными растениями следует проводить уже в период выращиваний предшественника.

Бобы очень отзывчивы на последействие органических удобрений, поэтому их рекомендуют высевать после пропашных и озимых культур, удобренных навозом.

Предшественники кормовых бобов по пригодности можно разделить на 3 группы: хорошая пригодность – озимый ячмень, озимая пшеница, кукуруза; средняя – картофель, кормовые культуры, свекла; непригодны – рожь, овес, бобовые.

Выращивание кормовых бобов после бобовых предшественников убыточно. По данным экспериментального хозяйства ЛитНИИЗ урожай семян кормовых бобов после клевера и картофеля составил соответственно 2,5 и 4,0 т/га. Следует также избегать близости посевов бобов и других бобовых культур из-за возможного переноса насекомыми вирусных и других болезней.

Овес и рожь– плохие предшественники для кормовых бобов, так как повреждаются стеблевой нематодой, которая поражает и бобы.

Во избежание массового повреждения посевов вредителями кормовые бобы следует размещать на расстоянии не менее 500 м от других зернобобовых и бобовых многолетних трав. Возвращать эту культуру на прежний участок можно не раньше, чем через 3—4 года, в регионах с сильным инфекционным давлением болезней севооборота -8-10 лет.

Кормовые бобы используют как хороший предшественник для технических пропашных и яровых зерновых культур. В ЛитНИИЗ изучались предшественники ячменя. Как показали опыты, урожайность ячменя после бобов составила 2,66 т/га, после овса – 1,83 т/га. Более эффективным было действие бобов по сравнению с овсом на возделываемый после ячменя клевер – соответственно 12,1 и 11,3 т/га сена.

По данным Алтайского сельскохозяйственного института, урожайность пшеницы после кормовых бобов на 0,2—0,9 т/га выше, чем после других зернобобовых культур, а сырого протеина в зерне – на 1,8—2,7% больше. В Германии прибавка урожая озимой пшеницы, возделываемой после гороха и бобов, была аналогична прибавке от внесения 50—80 кг/га азота после предшественников овса и ярового рапса.

В районах возделывания – кормовые бобы используют в основном как предшественник для яровых злаковых. Смеси с кормовыми бобами на зеленую массу выращивают в занятом пару для озимых.