Зернобобовые культуры: особенности возделывания, питание, болезни, вредители

Елена Власова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Федерального научного селекционно-технологического центра садоводства и питомниководства (ФГБНУ ФНЦ садоводства) в рамках live-беседы «Выращивание зернобобовых культур» рассказала об агротехнике возделывания, основных болезнях и вредителях, минеральном питании зернобобовых культур.

Зернобобовые, или зерновые бобовые культуры – группа сельскохозяйственных культурных растений, принадлежащих семейству Бобовые (Fabaceae). К основным зернобобовым сельскохозяйственным культурам относят: горох; вика; соя; чечевица; маш; вигна; чина; нут; кормовые бобы; люпин; арахис.

Кормовая ценность зерна зернобобовых определяется содержанием и качеством сырого протеина, углеводов, масла, незаменимых аминокислот и их перевариваемостью.

Наибольшее содержание белка свойственно таким культурам, как соя и люпин, меньшее содержание белка у чечевицы, фасоли, гороха (но тоже достаточно высокое от 25 и выше процентов). Больше всего жира содержится в сое (18%). Она считается не только высокобелковой, но и масличной культурой. Остальные бобовые культуры в основном ценятся за высокую белковость и содержание углеводов.

Следует учитывать, что в семенах зернобобовых культур содержатся антипитательные вещества, которые негативно влияют на здоровье скота, птицы и человека.

Антипитательные вещества могут быть общими для всех видов бобовых культур, как например, ингибиторы пищеварительных ферментов, или быть сугубо специфичными для определенных видов. При этом также играют роль сортовые особенности культур, поскольку селекция не стоит на месте.

Ингибиторы трипсина пептидной природы денатурируются и инактивируются только при длительном нагревании. Существенно снизить их активность можно путем обработки высокой температурой в сочетании с повышенным давлением. Предварительное замачивание семян или сбраживания увеличивает эффективность термообработки. Переваримость натуральной соевой муки составляет 50%, а обработанной теплом с целью удаления ингибитора трипсина 80%.

Детоксикация бобовых, таким образом, является важным резервом, повышающим эффективность использования протеина животными.

Зернобобовые культуры характеризуются медленным ростом и развитием молодых растений в первые 30-40 дней после посева по сравнению с зерновыми культурами, поэтому хуже используют накопленные в почве за зиму и весну запасы влаги.

Максимальная потребность во влаге зернобобовых культур – на стадии цветения и образования бобов. Наиболее требовательные культуры – кормовые бобы, горох, соя и люпин. Наименее требовательная – чечевица. Нут и чина наиболее устойчивы к летней засухе.

Возможность боронования посевов до всходов зависит от способа прорастания культур (эпигеического либо гипогеического). Поскольку одни культуры характеризуются наземным прорастанием – они выносят семядоли на поверхность почвы. Такие культуры (фасоль, соя, люпин) можно заделывать неглубоко, на глубину 2-4 см и нельзя бороновать до появления всходов. А такие культуры, как горох, чина, нут, чечевица, вика, кормовые бобы, характеризуются подземным прорастанием – не выносят семядоли на поверхность почвы. Их следует заделывать более глубоко, на 6-8 см, тогда возможно боронование до всходов.

Зернобобовые образуют стержневую корневую систему. По развитию корневой системы эти культуры можно грубо разделить на три подгруппы:

I подгруппа – стержневой корень сильно развитый, крепкий, толстый, глубоко проникающий в почву. Боковых корней немного, и они появляются поздно (к примеру, люпин).

II подгруппа – стержневой корень менее развит. В верхней части почвы образуются многочисленные боковые корни. К такой подгруппе можно отнести сою, нут, кормовые бобы, чину, горох, чечевицу.

III подгруппа – стержневой корень слабо развит и не в состоянии преодолеть почвенные уплотнения. Рано образуются многочисленные боковые корни (к данной группе относится фасоль).

Общее свойство всех зернобобовых культур выражено в способности фиксирования азота из воздуха благодаря симбиозу корневых систем с клубеньковыми бактериями. В результате инфицирования корней азотфиксирующими бактериями образуются клубеньки, которые начинают появляться через 10-14 дней после прорастания.

У люпина основная масса клубеньков формируется на главном корне в виде опухолевых разрастаний. В меньшем количестве клубеньки образуются на боковых корнях.

У остальных культур клубеньки образуются преимущественно на боковых корнях.

В производственных условиях с 1 га зернобобовых культур может фиксироваться до 500 кг/га азота. Показатели полностью зависят от вида культуры.

Размеры фиксации азота в производственных условиях (кг/га)

• 40-100 – чечевица, нут, фасоль;
• 140-240 – люпин;
• 60-300 – соя;
• 50-500 – горох;
• 100-450 – кормовые бобы.

Количество фиксированного азота составляет:

• Горох – 2,8-3,2;
• Соя – 2,3;
• Бобы кормовые – 3,1;
• Чечевица – 3,0;
• Нут, фасоль – 2,3;
• Люпин – 3-4% от урожая семян.

Эффективность азотфиксации повышается при создании благоприятных почвенных условий: аэрации, влажности, температуры, влагообеспеченности и кислотности почвы (рН=5,5…6,0).

Клубеньковые бактерии более или менее узко специализированы к определенным видам – хозяевам.

Для хорошей азотфиксации требуется хорошая обеспеченность элементами: Fe, Mo, Co, P.

При этом надо учитывать повышенную усвояемость фосфора зернобобовыми культурами.

По эффективности фиксации азота из воздуха зернобобовые культуры можно разделить на два типа:

I тип: с высокой и длительной азотфиксацией и низкой долей перемещения азота из других органов при обеспечении семян азотом. Минеральное удобрение азотом не влияет на образование сухой массы растений.

II тип: с низкой и рано заканчивающейся (после цветения) азотфиксацией и большой долей перемещения азота из других органов для обеспечения им семян. Минеральное удобрение азотом положительно влияет на образование сухой массы растений.

Минимальные температуры прорастания семян – у гороха, вики, люпина, чечевицы, чины, кормовых бобов и нута – до 4^оС. Но при минимальных температурах всходы появляются через 20-26 дней, а при оптимальных (10-20^оС) через 6-10 дней.

Температурный оптимум зернобобовых культур находится в пределах 20-25^оС. Повышение температуры воздуха ускоряет развитие растений на всех этапах онтогенеза.

Большинство зернобобовых культур – растения длинного дня. При выращивании в условиях длинного дня у них ускоряется наступление цветения и созревания бобов. Напротив, соя – культура короткого дня. При удлинении светового дня цветение и созревание задерживаются, увеличивается период вегетации. При чрезмерном удлинении светового дня цветение может отсутствовать.

Селекционерами по многим культурам получены фотопериодически нейтральные сорта, благодаря чему повысилась их скороспелость и адаптивность.

Для повышения устойчивости к полеганию, равномерного созревания селекционерами созданы сорта зернобобовых культур (соя, люпин, бобы) с разными типами роста и ветвления.

Недостатком сортов детерминантного типа является пониженная урожайность. Детерминантные сорта бобов и сои как правило короткостебельные и основная масса бобов расположена в нижнем ярусе, что ведет к повышению потерь при комбайновой уборке.

После уборки семена зернобобовых культур необходимо досушивать до влажности 14%, поскольку они очень чувствительны к избытку влаги, в буртах быстро упревают и прорастают, теряя качество и всхожесть.

Клубеньковые долгоносики на горохе, бобах, вике, люпине овально выгрызают края семядольных и молодых листьев («фигурное объедание») и точки роста, что приводит к угнетению роста молодых растений или гибели входов. Личинки после отрождения проникают к азотфиксирующим клубенькам и вгрызаются в них, повреждая ткани клубеньков.

Гороховая тля повреждает горох, вику, люцерну, чечевицу и другие культуры. Дает в год около 10 генераций. Заселяет молодые ткани и соцветия. Личинки и имаго высасывая сок, вызывают скручивание листьев, задержку развития, деформации поврежденных органов, снижение урожая. Тля переносит вирусные заболевания. Массовое размножение тли наблюдается в условиях теплой дождливой погоды.

Гороховая зерновка (брухус) откладывает яйца на створки бобов. Личинка питается внутри боба.

Фасолевая зерновка кроме фасоли может повреждать нут, чину, бобы, горох и другие бобовые культуры. Самки откладывают яйца в полевых условиях на трещинах швов боба или в ямки, выгрызаемые на шве боба. Развитие личинки и дальнейших стадий проходит внутри семян. В одном зерне может развиваться несколько личинок. В местах хранения может продолжать развитие (до двух поколений) и в зимний период.

Гороховая плодожорка повреждает горох, реже вику и чину. Гусеницы, внедряясь в бобы, обгрызают семена.

Бобовая или акациевая огневка. Бабочка откладывает яйца на недозрелые бобы, остатки цвета. Гусеницы сразу после отрождения питаются под кожицей боба, затем семенами. Развиваются в 2-3 поколениях. Развитие первого поколения происходит на акации, горохе, вике, чине. Второе и третье поколение представляет опасность для сои, люпина, гороха.

Бобовые культуры поражаются аскохитозом, антракнозом, ржавчиной, мучнистой росой, фузариозным увяданием, а также бактериальными и вирусными заболеваниями и цветковыми паразитами.

Аскохитозом поражаются все наземные органы гороха, фасоли, сои, кормовых бобов и др. проявляется в виде желтовато-бурых окаймленных пятен с пикнидами. Зараженные семена щуплые, легковесные с пятнами.

Мучнистая роса поражает горох, фасоль, сою, нут, кормовые бобы, вику, чечевицу и чину. Широко заболевание распространяется во второй половине вегетации. Этому способствует пониженное тургорное давление у растений, высокие температуры и средняя относительная влажность воздуха. При поражении на листьях и стеблях развивается мучнистый налет белого цвета, который в дальнейшем уплотняется и темнеет.

Ржавчина поражает вику, бобы, нут, фасоль, горох, чину, сою, люпин и др. На листьях образуются сначала ярко-оранжевые пылящие, а позже черно-бурые плотные подушечки. При сильном поражении листья преждевременно отмирают и опадают. Болезнь чаще проявляется во второй половине вегетации растений. Наиболее сильно болезнь развивается в теплые и влажные годы.

Фузариоз поражает сою, горох, кормовые бобы, вику, нут,люпин во все фазы развития. У пораженных растений буреет и загнивает корень, корневая шейка. На срезе обнаруживаются потемневшие сосудистые пучки. Растения гибнут и легко выдергиваются из земли.

Корневая гниль вызывается грибами различных родов (Pythium, Fusarium, Aphanomyces, Phoma и др.). Заражение растений происходит во все фазы развития растений и приводит к их гибели. На пораженных растениях наблюдается загнивание корешков и оснований стеблей.

Антракнозом поражаются все зернобобовые культуры на всех фазах развития и на всех надземных органах. Во время всходов на семядолях появляются красно-коричневые пятна, в центре которых можно наблюдать спороношение в виде красноватых подушечек. На листьях зернобобовых культур появляются темные пятна с более светлой центральной частью. На бобах пятна вдавленные округлые, с каймой. Возбудитель проникает и в семена, вызывая снижение всхожести.

Аскохитоз вызывают узкоспециализированные по видам бобовых (гороху, сое, нуту, бобам, чечевице, чине, вике, фасоли) грибы с высокой степенью паразитизма. Возбудитель своей грибницей пронизывает створки бобов и проникает в семена. Зараженные семена часто дают пораженные всходы, которые погибают. Болезнь проявляется преимущественно на бобах и в меньшей степени на листьях и стеблях в виде светло-каштановых пятен, темно-коричневых пятен, некротических пятен. Вредоносность их резко увеличивается в условиях теплой и влажной погоды.

Церкоспороз сои поражает все надземные органы, в т.ч. и семена сои, вигны, бобов, люпина, проявлись на листьях в виде ржавых либо крупных пятен со светлым центром.

Фомопсис выявлен у люпина, сои. При поражении на стеблях, влагалищах листьев появляются темно-бурые пятна и затем при повышении влажности воздуха пятна быстро увеличиваются, покрывая почти весь стебель. Пораженные растения преждевременно усыхают.

Ботритис – факультативные паразиты (некротрофы) из рода Botrytis при прохладной и влажной погоде проявляют сильную патогенность, поражая растения гороха, чечевицы, бобов, фасоли.

Вначале на листьях и стеблях появляются шоколадно-округлые пятна, затем образуются красно-бурые ободки, а центр пятна становится светло-сероватым.

Бурая пятнистость листьев у видов люпина при сиольном поражении приводит к опаданию бобов, резко уменьшается размер семян.

Пероноспороз или ложная мучнистая роса поражает все надземные органы. Широко распространена среди зерновых бобовых культур, особенно, в районах с достаточным увлажнением. Болезнь приводит к пятнистости листьев и общему угнетению растений.

Бактериальные болезни зерновых бобовых культур распространены повсеместно, и хотя по своей вредоносности не столь губительны, как грибные и вирусные болезни, в отдельные годы наносят значительный ущерб урожаю.

Вирусные болезни зерновых бобовых культур по вредоносности не уступают болезням микозной природы. Наиболее вредоносными на различных зерновых бобовых культурах являются: вирус обыкновенной мозаики фасоли, вирус желтой мозаики фасоли, вирус мозаики семян гороха, вирус обыкновенной мозаики фасоли и некоторые другие.

Меры борьбы с болезнями бобовых культур

1. После уборки зяблевая вспашка с заделкой растительных остатков и сорняков, на которых сохраняется инфекция.
2. Соблюдение севооборота и пространственной изоляции посевов.
3. Обработка фунгицидами во время вегетации.
4. Применение минеральных удобрений.
5. Тщательная очистка, сортировка, калибровка и просушивание семян до кондиционной влажности.
6. Протравливание семян и применение фунгицидов в период вегетации.
7. Борьба с насекомыми-переносчиками вирусных болезней.

Макро- и микроудобрения в посевах зернобобовых культур оказывают существенное влияние на физиологические процессы и азотофиксирующую способность растений. Фосфорные и калийные удобрения следует вносить под основную вспашку и при посеве в рядки. У культур с низкой эффективностью азотфиксации (горох, люпин белый, фасоль, соя, нут, чина, чечевица) эффективно применение азотных удобрений – в предпосевную культивацию и в подкормки – в фазу всходов и в период формирования бобов.

Основная обработка почвы

Включает лущение стерни и глубокую осеннюю (зяблевую) вспашку. Предпосевная обработка почвы включает ранневесеннее боронование для закрытия влаги и 2-3 культивации. Первую культивацию проводят на глубину 8-12 см, предпосевную – на глубину заделки семян.

Предпосевные мероприятия

Во время основной и предпосевной обработки почвы уничтожают сорняки, ведут борьбу с болезнями и вредителями, накапливают и сохраняют влагу в почве, снижают плотность и улучшают водно-физические свойства, выравнивают поверхность почвы.

Посев

Зернобобовые культуры сеют сплошным рядовым способом (горох, люпин, вика) либо широкорядным (соя, нут, бобы, фасоль) с междурядьями от 45 до 100 см.

Уход за посевами/посадками

Зернобобовые культуры характеризуются медленным ростом и развитием молодых растений в первые 30-40 дней после посева, поэтому зернобобовые культуры не в состоянии эффективно конкурировать с первой волной сорняков в потреблении влаги, питательных веществ, использовании света.

Потери урожая от сорняков могут составлять 30-50%.

Для борьбы с сорняками применяют довсходовое и послевсходовое боронование и гербициды.

Уборка урожая

Проводится при полной спелости, когда бобы побуреют, семена в них затвердеют, а листья большинства сортов опадут, при влажности семян 14-16%. Для ускорения созревания растений, получения семян с высокими товарными посевными качествами используется десикация с помощью химических веществ за 10-12 дней до уборки.