Ювелирное обозрение

В воспроизводстве плодородия почвы важная роль принадлежит бобовым культурам, способным фиксировать азот атмосферы.

Среди зерновых бобовых культур большой интерес вызывает люпин узколистный. Люпин узколистный с успехом может возделываться как сидеральная и кормовая культура. Повышение доли люпина однолетнего в качестве зернобобового компонента в структуре посевных площадей позволяет резко повысить содержание кормового белка естественного, растительного происхождения в концентрированных кормах (зернофураже) собственного производства, что способствует снижению затрат на обеспечение сбалансированных рационов кормления сельскохозяйственных животных. Одновременно происходит экологизация круговорота азота в агроэкосистеме за счет биологической фиксации азота воздуха.

В зерне наиболее распространенной в Российской Федерации зернобобовой культуры – гороха посевного содержание белка находится на уровне 20%, тогда как люпина узколистного до 40%.

При благоприятных условиях симбиоза за год количество азота, фиксируемого, например, горохом, достигает 100-130 кг, кормовыми бобами – 120-200 кг, соей – 220 кг, люпином – до 300 кг на 1 га. В связи с этим в решении проблемы растительного белка зернобобовым культурам принадлежит весьма важная, если не решающая роль.

Целью наших исследований явилось определение особенностей внедрения люпина узколистного в сельскохозяйственное производство Чувашской Республики.

Зеленое удобрение несколько снижает кислотность почвы, уменьшает подвижность алюминия, повышает буферность и емкость поглощения. При запашке зеленой массы растений улучшается структура, уменьшается объемная масса пахотного слоя и плотность сложения почвы. Это очень важно, так как при этом устраняются отрицательные последствия уплотнения пахотного слоя почвы тяжелой техникой. При запашке сидератов значительно увеличивается водопроницаемость и влагоемкомсть почвы, вследствие чего снижается поверхностный сток осадков и резко возрастает содержание влаги в почве. Благодаря этому активизируется жизнедеятельность почвенных микроорганизмов.

Полевые опыты проводятся с 2008 года на светло-серых лесных среднесуглинистых почвах с содержанием подвижного фосфора и обменного калия соответственно по 189 мг и 140 мг на 1 кг почвы и рН сол равной 5,7, в условиях УНПЦ «Студенческий» (Чебоксарский район Чувашской республики).

Последействие люпина изучалось в звеньях: люпин узколистный – картофель – ячмень и люпин узколистный – яровая пшеница – ячмень. Контрольным предшественником определена озимая рожь.

Для посева использовали следующие сорта сельскохозяйственных культур, рекомендованные для возделывания в условиях Чувашской Республики: озимая рожь (Secále cereále) – «Кировская-89»; люпин узколистный (Lupinus angustifolius) – «Кристалл»; картофель (Solanum tuberarium) –«Удача»; яровая пшеница (Triticum aestivum) «Приокская»; ячмень (Hórdeum) – «Биос 1. Повторность опыта 3-х кратная, площадь делянок 108 м² (10.8х10,0), ширина защитных полос 70 см.

Технологические приемы ухода за растениями на опытах в течение вегетационного периода – общепринятые в Чувашской Республике.

Закладка опыта, учеты и наблюдения проводились по стандартным методикам.

Перевод урожайности в сопоставимые единицы – по справочным данным.

Достоверность данных по урожайности сортов определена методом дисперсионного анализа.

Качественные показатели определяли по следующим методикам: содержание клейковины в зерне (ГОСТ Р 54478-2011); биохимический состав зерна и соломы зерновых культур проводили на приборе ИК – анализатор «SpectraStar-2400».

Клубни в лабораторных условиях подвергались анализу по следующим методикам: содержание сухого вещества методом высушивания, содержание крахмала по удельной массе клубней, содержание нитратов по методу ЦИНАО.

Содержание сырого белка в зерне различных сортов люпина однолетнего и яровой пшеницы – пересчетом по количеству азота.

По сбору сырого протеина с 1 га люпин узколистный значительно превосходил озимую рожь, хотя и уступал по урожайности зерна. Известно, что одной из задач кормопроизводства является обеспечение сборов белка на уровне 1 т/га.

Следует отметить более высокую технологичность люпина узколистного, по сравнению, например, с горохом посевным, растения не полегают, и уборка урожая происходит без особых затруднений, бобы после созревания зерна не растрескиваются.

Клубеньки на корнях люпина узколистного формировались без инокуляции посевного материала эффективными штаммами клубеньковых бактерий – за счет их аборигенных (местных) популяций. Тем не менее, существует возможность активизации биологической фиксации за счет инокуляции люпинов культурными штаммами Rhizobium lupini.

Можно предположить, что при инокуляции посевного материала люпина узколистного высокоэффективными штаммами клубеньковых бактерий эффективность люпино-ризобиального симбиоза будет выше. На опытах с люпином узколистным, проводимых кафедрой земледелия, растениеводства, селекции и семеноводства на дерново-подзолистых суглинистых почвах (СХПК «Рассвет» Красноармейского района) на корнях клубеньки не формировались, и урожайность была ниже.

Люпин узколистный при оценке как предшественник по сравнению с озимой рожью оказывал более существенное воздействие на развитие картофеля в течение всего вегетационного периода.

Продуктивность картофеля по фону люпина однолетнего составила 23,71 т/га, а по фону озимой ржи – 17,92 т/га (НСР05 = 1,38 т). На 21.08 урожайность картофеля по люпину достигла уровня 40,33 т/га и на 16,1 т превысила урожайность по озимой ржи (НСР05 = 6,02 т). Качество клубней картофеля по фону люпина однолетнего была несколько выше, чем по фону озимой ржи и соответственно составляла: по содержанию сухого вещества – 24,3 % и 24,8 %, а по содержанию крахмала – 17,0% и 17,5 %.

Отмечается некоторое повышение массы 1000 семян яровой пшеницы по фону люпина и более существенное количества белковых компонентов в зерне яровой пшеницы на вариантах, где в качестве предшественника выступает люпин однолетний. Содержание сырого протеина в зерне на этом варианте увеличивалось на 3,1 % (повышение в 1,3 раза), а клейковины на 9,0 % (повышение в 1,5 раза), что напрямую связано с биологической фиксацией азота воздуха в симбиозе люпина однолетнего с клубеньковыми бактериями и последействием его растительных остатков, богатых азотом.

Урожайность яровой пшеницы по люпину однолетнему составляла 3,61 т/га, тогда как по озимой ржи всего 2,83 т/га при НСР05 = 0,72.

Таким образом, показано значение люпина однолетнего не только как кормовой культуры с высоким содержанием белка, но и как хорошего предшественника картофеля и яровой пшеницы.

Отмечается повышение продуктивности и качества урожая по третьей культуре севооборота – яровому ячменю.

В соответствии с целью наших исследований проведены расчеты по определению продуктивности звеньев севооборота (люпин узколистный – яровая пшеница – ячмень; люпин узколистный – картофель – ячмень; озимая рожь – яровая пшеница – ячмень и озимая рожь – картофель – ячмень) в сопоставимых единицах – сборах зерновых и кормовых единиц и перевариваемого протеина с единицы площади.

Из изучаемых звеньев севооборота за три года максимальные сборы питательных веществ обеспечивало звено люпин узколистный – картофель – ячмень. По этому звену сборы зерновых единиц составили 16,6 т/га, кормовых единиц – 19,7 т/га и переваримого протеина – 1481,4 (рис.).

По звену озимая рожь – яровая пшеница – ячмень показатели продуктивности были минимальными и соответственно составили 9,2 т/га, 10,5 т/га и 801,0 кг/га. Следует отметить, что звенья севооборота с участием картофеля были более продуктивными, чем звенья с яровой пшеницей как с озимой рожью в качестве первой культуры, так и с люпином узколистным.

(Таблица)

Рисунок 1. Продуктивность различных звеньев севооборота (по звену севооборота), с 1 га

Примечание:

1-е звено севооборота: озимая рожь – картофель – ячмень;

2-е звено севооборота: озимая рожь – яровая пшеница – ячмень;

3-е звено севооборота: люпин узколистный – картофель – ячмень;

4-е звено севооборота: люпин узколистный – яровая пшеница – ячмень

Таким образом, значение люпина узколистного проявляется именно в качестве предшественника. Более продуктивными по всем показателям являются звенья севооборота с участием люпина узколистного. В то же время продуктивность по зерновым и кормовым единицам по сравнению с контрольным предшественником – озимой рожью самого люпина узколистного значительно ниже (соответственно на 0,7 и 1,0 т/га).

По наиболее важному показателю для кормовых культур – по сбору переваримого протеина – люпин однолетний превосходит озимую рожь на 377,5 кг/га (или в 2.5 раза), а в целом по звеньям обеспечивает превышение на 601,6 и 482,6 кг/га соответственно с участием картофеля и яровой пшеницы (или в 2,0 и 1,8 раза).

Яковлева М.И., к. с.-х. наук, ст. преподаватель,

Димитриев В.Л., к. с.-х. наук, доцент,

Лаврентьев А.Ю., д-р с.-х. наук, профессор

ФГБОУ ВО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»

Сидераты – одно из эффективных и экологически чистых видов удобрений. Узколистный люпин улучшает физико-механические свойства почвы, повышает ее плодородие, связывает азот и фосфор в форму, которая легко усваивается растениями. Применение люпина в качестве сидерата позволяет увеличить урожайность озимых культур и тех растений, которые будут выращиваться после него в следующем году. Растение нетребовательно в уходе и к качеству почвы для выращивания.

Люпин в качестве сидеральной бобовой культуры начали применять в середине 19 в. в Германии. В то время использовалась только одна разновидность этого растения – люпин узколистный с синими цветками. Название этой культуры произошло от латинского слова lupus – «волк», так как в составе семян содержатся ядовитые вещества. Многие виды этого растения, как однолетние, так и многолетние, перспективны для использования в качестве кормовой культуры и зеленого удобрения.

В частных огородно-садовых хозяйствах наиболее широко используются однолетние виды:

• синий (узколистный, Lupinus angustifolius );
• белый;
• желтый.

Люпин узколистный представляет собой хорошо облиственное однолетнее растение, с прямостоячим стеблем и стержневым корнем, имеющим множество боковых ответвлений. На корнях формируются клубеньки, основная часть их (70%) растет на центральном корне. Образование клубеньков начинается уже в фазе 4-5-го листа. Листья состоят из 7-9 ланцетных листочков. Бобы длиной до 5 см, в них находится 4-6 округло-яйцевидных семян. Количество семян в 100 г – около 500 шт. Существует несколько сортов узколистного люпина (по состоянию на 2017 г – 23 сорта, зарегистрированных в Госреестре селекционных достижений), отличающихся окраской цветков и листьев. Семена многолетнего люпина можно отличить от однолетнего по тому, что они имеют твердокаменную оболочку, требующую обязательного предпосевного замачивания.

Люпин оказывает следующее влияние на качество почвы:

1. 1. Накапливает большое количество азота в клубеньках на корнях, а также оксид фосфора и калия, которые обогащают землю.

Клубеньковые бактерии связывают азот, содержащийся в воздухе, с тканями растения, в результате чего образуется аспарагиновая и другие виды аминокислот. Азот нужен всем огородным и садовым растениям, особенно в период начала вегетации для наращивания зеленой массы. В то же время этот химический элемент является летучим и его запасы в почве быстро истощаются. В навозе азот содержится в форме, более трудно усваиваемой растениями. Клубеньковые микроорганизмы переводят также фосфор из нерастворимых фосфатов в доступный для растений оксид. По питательности зеленая масса люпина, запаханная в землю, приближается к навозу.

Сравнительная характеристика люпина и других видов сидератов.

Сидерат	Зеленая масса, ц/га	Время от посева до максимальной продуктивности, дней	Накопленный в биомассе азот	Накопленный в биомассе оксид фосфора	Накопленный в биомассе оксид калия
Люпин однолетний	526	80	231	63	209
Горох	219	80	117	71	215
Вика	257	90	160	73	201
Фацелия	317	60	78	52	196
Редька масличная	462	50	86	66	248
Бобы	157	80	58	24	59

1. 2. Разрыхляет почву за счет длинной корневой системы, углубляющейся в землю на 1,5-2 м.
2. 3. Препятствует жизнедеятельности проволочника, нематоды, личинок майского жука – самых распространенных огородных вредителей.
3. 4. Раскисляет землю.
4. 5. Подавляет рост сорняков.
5. 6. В отличие от других органических удобрений, таких как навоз, компост или птичий помет, не содержит патогенных микроорганизмов и личинок.

Характеристика различных видов люпина.

Вид люпина	Скорость роста	Тип почвы	Кислотность почвы
Синий	Средняя	Легкие – средние	Очень кислая – нейтральная
Желтый	Низкая	Легкие	Кислая
Белый	Высокая	Средние – тяжелые	Кислая – слабощелочная

В сельском хозяйстве этот сидерат чаще всего сажают на тех участках, которые в текущем году остаются под паром. Преимуществами люпина перед другими сидеральными культурами являются следующие факторы:

1. 1. Возможность посадки на самых бедных, неокультуренных почвах.
2. 2. Наивысшая азотфиксирующая способность среди других сидератов. При хороших условиях роста люпин накапливает в среднем 170 кг атмосферного азота на 1 га земли, что равноценно 5 ц аммиачной селитры.
3. 3. Не требуется внесение удобрений для его роста.
4. 4. Быстрое созревание зеленой массы. Запашку сидерата можно делать через 50 дней после посева.
5. 5. Неприхотливость растения.
6. 6. Посев производится в открытый грунт, не требуется выращивание рассады.
7. 7. Высокая декоративность.

Синий узколистный люпин, по сравнению с другими видами растения, обладает более высокой скоростью роста и длинными корнями. Он более устойчив к пониженной температуре и менее чувствителен к кислотности почвы, а также самоопыляем. Так как он созревает на 2-3 недели раньше других видов, то рекомендуется его выращивание в Сибири. Белый люпин более засухоустойчивый и поздний по срокам созревания, поэтому он больше подходит для южных районов.

Заделку семян производят на 2-3 см. Норма высева для люпина узколистного составляет 2,3 -2,5 кг семян на сотку. При такой норме высева всходы имеют оптимальную густоту, и корневая система хорошо пронизывает землю, улучшая ее свойства. Для получения более дружных и быстрых всходов семена замачивают в воде на сутки непосредственно перед посевом.

Для посева люпина предварительно требуется перекопать и прорыхлить землю. На участке делают грядки или ряды, расстояние между которыми составляет 15-30 см. Семена сажают так, чтобы расстояние между растениями было не меньше 5 см. Можно просто раскидать их по поверхности земли и слегка заделать граблями. После посева почву поливают водой, затем присыпают землей и поливают еще раз, так как для прорастания семян требуется влаги в 1,5-2 раза больше, чем их масса.

На больших огородных участках посев люпина можно производить поэтапно – сначала на одной части, а в следующем году – на другой. Можно сажать узколистный люпин полосами, чередуя с картофелем и другими овощами. После скашивания травы ее оставляют в рядах, а на следующий год сажают на этом месте овощи.

Посев узколистного люпина производят в конце лета или весной. Как только освобождаются грядки от лука, редиса, чеснока, раннего картофеля, капусты и других культур, можно сразу сеять люпин. Лучше всего производить посев до 10 августа, так как это растение плохо переносит холодные ночи и весенние заморозки. Оптимальной температурой для прорастания семян являются +9…+12 градусов. На ранних стадиях роста люпин лучше растет в полутени, а взрослому растению требуется много света, поэтому его сажают на открытых участках. Весенний люпин выращивают в основном на семена.

Через 10-14 дней после посева всходы достигают 10-15 см в высоту. Люпин хорошо отзывается на внесение калийных удобрений. Поэтому если часть посаженных растений остается для выращивания семян, рекомендуется произвести подкормку.

Влажность почвы оказывает прямое влияние на формирование корневых клубеньков. Если погода стоит жаркая, то рекомендуется производить полив растения. Продолжительность вегетации люпина зависит от механического состава земли – в северных районах его лучше сеять на легких почвах.

Траву люпина скашивают в фазе бутонизации, до того, как он начнет цвести, так во время цветения и созревания бобов он начинает поглощать питательные вещества из земли. Есть и другая причина – в более зрелом возрасте у растения деревенеют стебли, и оно дольше разлагается в почве. Люпин скашивают и перекапывают вместе с землей с помощью лопаты или мотыги. При более долгом выращивании, в том числе на семена, зеленую часть растений используют для компостной кучи.

Можно поступить и другим образом – применить люпин в качестве мульчи. Данный способ используется в практике беспахотного природного земледелия. В этом случае растение обрезают плоскорезом или мотыгой на высоте 2-3 см от земли и оставляют на грядке. Органическая масса сидерата на поверхности почвы начнет быстро разлагаться на открытом воздухе. Грубые стебли можно предварительно измельчить для более быстрого перегнивания. Частично переваренная бактериями и грибками зеленая масса люпина становится пищей для дождевых червей, которые выполняют функцию разрыхления почвы. В результате переваренные червями остатки растения превращаются в гумус, дополнительно повышая плодородие грунта. Если лето засушливое, то мульче требуется полив, так как ее активное перегнивание происходит только во влажной среде.

Весной оставшийся слой мульчи сгребают с грядок и высевают овощные культуры – морковь, лук, редис, зелень и другие. Слой мульчи из люпина можно использовать и в период роста овощей – капусты, томатов, огурцов и картофеля (при рядном способе выращивания). Траву нужно укладывать толстым слоем.

Посев можно производить под посадку озимых и других овощных культур, плодово-ягодных кустарников. Желательно сделать это сразу после заделки люпина в землю.

Если посев не был сделан осенью, то можно произвести его весной, в начале мая. За несколько недель люпин успеет нарастить зеленую массу и далее, после его скашивания, можно сажать овощи, выращиваемые рассадным способом.

После люпина можно посадить все виды овощей и ягод. Особенно хорошо растут после него лук, чеснок, клубника и земляника, картофель. Посадка люпина позволяет оздоровить почву перед выращиванием этих культур, в частности, избавиться от проволочника, часто повреждающего картофель.

Так как люпин относится к бобовым культурам, то лучше не сеять его до или после посадки бобов, фасоли, гороха. У этих растений общие болезни и вредители, поэтому урожайность может ухудшиться.

1. Изучить структуру корня, несущего корневой клубенек на примере представителей семейства бобовых, обратить внимание на форму клубеньков, размер, окраску (рисунок 3).

2. Рассмотреть структуру клубенька на постоянном препарате под микроскопом при малом и большом увеличениях. Отметить на схематическом рисунке первичную кору, ксилему и бактероидную ткань.

Рисунок 3 – Клубеньки на корнях люпина

Задание 4: Микоризные корни

1. Изучить эндотрофную микоризу корня любки двулистной на постоянном препарате. У любки двулистной корни двоякого рода. Одни из них представляют собой корневые шишки (клубни), запасающие питательные вещества (рисунок 4 А). Другие корни белые тонкие, в клетках их коровой паренхимы развиваются грибные гифы в виде плотно сплетенных клубков (рисунок 4 Б).

2. На готовом микропрепарате рассмотреть поперечный срез через молодой корень любки и найти элементы структуры корня, клетки, содержащие гифы гриба. Зарисовать микоризные корни, отобразив на рисунке корневые клубни. Отметить на рисунке-схеме участка поперечного среза покровную ткань, коровую паренхиму, клетки с грибными гифами, флоэму, ксилему.

Рисунок 4 – наружная (эктотрофная) микориза ( I ) – сосна, береза,

дуб, бук, ива, некоторые кустарники, пшеница, просо, лен;

– внутренняя (эндотрофная) микориза ( II ) – орхидные,

земляника, томат, злаки, яблоня, груша).

Вопросы для самоконтроля и задания

1. Какие органы растений относят к вегетативным?

2. На какие группы можно разделить корни по происхождению?

3. Перечислите типы корневых систем.

4. Каково морфологическое разнообразие корней?

5. Что представляют собой корнеплоды?

6. Какие типы корнеплодов вы знаете?

7. Каково значение бактериальных клубеньков?

8. Что такое микориза?

1. Андреева И. И., Родман Л.С. Ботаника. – 3, 4-е изд. – М.: КолосС, 2003, 2005, 2007, 2010.

2. Андреева И. И., Родман Л.С., Чичев А.В. Практикум по анатомии и морфологии растений. – М.: КолосС, 2005.

3. Лотова Л. И. Ботаника. Морфология и анатомия высших растений. М.: КомКнига, 2007.

4. Хржановский В.Г., Пономаренко С.Ф. Практикум по курсу общей ботаники.- М.: Агропромиздат, 1989.- 416 с.

5. Хржановский В.Г., Пономаренко С.Ф. Ботаника.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1988. – 383 с.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9402 – | 7312 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно