Роль люпина узколистного в севооборотах

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»