К. И. Довбан; доктор сельскохозяйственных наук, профессор
| Вид материала | Монография |
- Ветеринария. – 2011. №1(17). – С. 20-21 Нужен ли нам сегодня новый аграрно-технический, 46.59kb.
- Альманах издан при поддержке народного депутата Украины, 3190.69kb.
- Новых пород свиней на полигибридной основе, 812.01kb.
- Секция интенсивных методов обучения, 2428.86kb.
- В. О. Бернацкий доктор философских наук, профессор; > А. А. Головин доктор медицинских, 5903.36kb.
- Концепция устойчивого развития общества О. В. Тарасова, доктор сельскохозяйственных, 159.66kb.
- «Слова о Полку Игореве», 3567.27kb.
- Карамаев Сергей Владимирович. Г. А. Ларионов л 25 учебно-методическое пособие, 1270.9kb.
- Координаторы программы : Торшин Сергей Порфирьевич, доктор биологических наук, профессор,, 173.26kb.
- Д. В. Петров Диапозитивы текста изготовлены в тц сфера, 1451.22kb.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
главное управление ОБРАЗОВАНИЯ, науки И КАДРОВ
учреждение образования
«белорусская государственная сельскохозяйственная академия»
Т. Ф. Персикова, А.Р. Цыганов, А. В. КАКШИНЦЕВ
Продуктивность люпина узколистного
в условиях беларуси
монография
Минск 2006
удк 633.367.2(476)
Персикова, Т.Ф., Цыганов А.Р., Какшинцев А.В.
Продуктивность люпина узколистного в условиях Беларуси / Т.Ф. Персикова, А.Р. Цыганов, А.В. Какшинцев. – Минск: ИВЦ Минфина, 2006. 179 с.
ISBN 985-6782-75-9
В монографии освещены результаты исследований по изучению влияния регуляторов роста, одно и многокомпонентных бактериальных препаратов, ленточного способа внесения удобрений на различные сорта люпина узколистного.
Показано их действие на урожайность, качество урожая, азотфиксирующую способность люпина узколистного. Дана экономическая и агрономическая оценка приемов его возделывания.
Предназначена для научных работников, руководителей и специалистов хозяйств, преподавателей и студентов высших и средних сельскохозяйственных учебных заведений.
Табл. 50, ил. 2, библиогр. 411 назв.
Монография рекомендована к изданию научно-техничским советом Учреждения образования «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия».
Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук К.И. Довбан; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л.В. Сорочинский.
ISBN 985-6782-75-9 Персикова Т. Ф., Цыганов А.Р.,
Какшинцев А.В., 2006
Оформление.
УП «ИВЦ Минфина», 2006
ВВЕДЕНИЕ
Люпин узколистный, обладая рядом хозяйственнополезных свойств, в настоящее время рассматривается не только как источник сбалансированного, легкоусвояемого и экологически чистого белка, но и как фактор биологизации земледелия, энерго- и ресурсосбережения, способствующий решению проблемы сохранения и даже расширенного воспроизводства естественного плодородия почвы, является основным звеном в системе экологического земледелия, может возделываться как дешевый источник биотоплива.
Однако посевные площади люпина в Беларуси неоправданно малы и не покрывают потребности страны в белке. Так, например, в 2004 г. они составили всего 42,6 из необходимых 300 тыс. га [1]. В Австралии узколистный люпин высевается в качестве кормовой, пищевой и мелиоративной культуры на площади около 1 млн. га и является одной из статей экспорта и валютных поступлений. Беларусь вынуждена закупать соевый шрот по цене 270–360 долл. США за 1 т, в то время когда себестоимость 1 т зерна люпина в хозяйствах страны составляет 55–65долл. [2]. Расширение посевов люпина узколистного сдерживает относительно низкая и неустойчивая урожайность зерна, несмотря на то, что потенциал продуктивности составляет 40–60 ц/га. Наиболее перспективными приемами повышения семенной продуктивности люпина узколистного, с точки зрения энергосберегающей и экологически безопасной технологии возделывания, являются применение регуляторов роста, многокомпонентных бактериальных препаратов и ленточного внесения удобрений.
Эффективность регуляторов роста на люпине исследовали В.П. Деева [3], В.К. Шутов [4], А.В. Мироненко [5], А.И. Заболотный [6], В.В. Сушкевич [7], В.Г. Таранухо [8], М.Н. Заякин [9] и др. Однако в «Каталоге пестицидов, разрешенных для применения в Республике Беларусь на 2000–2010 годы» на люпине зарегистрирован только один регулятор роста. В то же время, например, на пшенице зарегистрировано 25 регуляторов роста [10]. Среди экологически безопасных регуляторов роста обращают на себя внимание эпин и эмистим-С. Они способны в исключительно малых концентрациях стимулировать рост и развитие растений, повышать устойчивость к стрессовым условиям произрастания, увеличивать продуктивность многих сельскохозяйственных культур.
Изучение чистых культур микроорганизмов не может дать объективной характеристики их жизнедеятельности, поскольку в естественных условиях наблюдается подавление развития одних видов и стимуляция других. Одновидовые системы микроорганизмов, как и монокультуры в сельском хозяйстве, неустойчивы для конкурентов, возбудителей болезней и других факторов, оказывающих отрицательное влияние на их функционирование в агроценозах. Подбором компонентов бактериальной ассоциации можно усилить положительные свойства микроорганизмов и, таким образом, получить больший выход необходимого продукта, повысить интенсивность азотфиксации за счет усиления синергических отношений ризобий с другими группами бактерий. В этом направлении наиболее известны работы Н.И. Мильто [11], Л.А. Суховицкой [12], Н.А. Михайловской и др. [13].
Люпин при высоком уровне потребления питательных веществ слабо отзывается на применение фосфорных и калийных удобрений [14,15,16,17]. Поэтому важнейшей задачей является повышение эффективности минеральных удобрений, их окупаемости прибавкой урожая, коэффициентов использования элементов питания. Способы внесения удобрений, регулируя условия питания, оказывают большое модифицирующее влияние на интенсивность поглощения и направленность использования элементов питания. По данным многих исследователей, при локальном способе внесения удобрений окупаемость дополнительным урожаем и их агрохимическая эффективность повышается в 1,5–2,0 раза [18,19,20].
Анализ литературных источников по проблеме семенной продуктивности люпина узколистного показывает, что исследование приемов ее повышения необходимо вести на различных сортах. Во многих странах (Чехия, Словакия, Австрия, Бельгия, Швейцария) использование регуляторов роста растений осуществляется с учетом сортовой реакции растений, что обеспечивает более целесообразное и эффективное их применение [21]. Эффективность функционирования искусственных растительно-бактериальных ассоциаций в значительной степени зависит от специфичной реакции различных видов и сортов растений на инокуляцию. Биологической основой энергосберегающих технологий в растениеводстве должны быть агрохимически эффективные сорта, у которых более высокий коэффициент использования удобрений и меньшие затраты NPK на производство единицы дополнительной продукции [22].
В настоящей монографии представлены результаты исследований влияния ленточного способа внесения минеральных удобрений, инокуляции семян бактериальными препаратами, обработки люпина узколистного регуляторами роста на зерновую и белковую продуктивность, на продукционный процесс, фотосинтетическую деятельность, азотфиксацию, биологическую ценность белка, его аминокислотный состав, потребление элементов питания, проведенные за период с 1997 по 2001 гг.
1. Распространение люпина
Род люпина (Lupinus L.) относится к семейству бобовых (Fabaceae Lind.). По данным профессора Г.И. Таранухо [23], описано около 1000 травянистых, полукустарниковых и кустарниковых, однолетних, зимующих и многолетних видов люпина.
Установить происхождение люпина в настоящее время не представляется возможным. Н.А. Майсурян, А.И. Атабекова [24], С.И. Степанова [25] отмечают, что видообразование данного рода происходило в трех генетических центрах: в странах Средиземноморья, в Северной и Южной Америке. Наличие центров рода Lupinus в трех различных континентах явилось основанием для предположения, что эти генцентры являются вторичными. Была выдвинута гипотеза о зарождении рода люпина 50...165 млн. лет назад в меловой и последующие периоды в Лавразии до расхождения континентов.
Люпин известен с глубокой древности. П.М. Жуковский отмечал, что семена люпина были найдены в гробницах египетских фараонов, похороненных за 2000 лет до н.э.
В 1779 г. белый люпин из Италии был завезен в Германию. Большое значение в распространении люпина в этот период имели опыты Шульца, проведенные им в Германии на песчаной почве. Шульц впервые применил комбинированные способы улучшения песчаной почвы путем систематического запахивания зеленого удобрения вместе с минеральными. Он показал, какое огромное значение имеет люпин в мелиорации песков и превращении их в плодородные земли. Путем длительного культивирования люпина Шульц превратил сыпучие пески в плодородную почву, на которой могла успешно выращиваться даже пшеница, которая, как известно, очень требовательна к почве. Из Германии люпин был вскоре вывезен в Польшу, а оттуда в западные районы России, где он возделывался сначала как декоративное растение, а потом как сидеральная культура. Первые сведения о люпине в России были опубликованы в трудах Вольного экономического общества в 1811 г. Он рассматривался как декоративная культура. Лишь в 60-х годах XIX столетия начали упоминаться сидеральные посевы люпина. В западном регионе страны первые посевы люпина в крестьянских хозяйствах появились в 1903 году в Глуховском уезде Черниговской губернии. В 1910–1914 годах начались производственные опыты по разработке некоторых элементов агротехники люпина в Черниговской, Киевской, Волынской, Минской и Могилевской губерниях. Наиболее интенсивно площади сидеральных посевов люпина увеличивались на легких почвах Белоруссии. К 1935 году они достигли в республике 134 тыс. га из общей посевной площади в стране 178 тыс. га [23].
Первый сорт узколистного сладкого люпина был предложен сельскохозяйственному производству в Германии в 1933г. Но из-за растрескиваемости бобов, низкой нестабильной урожайности, позднеспелости, неустойчивости к болезням и неблагоприятным факторам среды широкого распространения он не получил. В середине прошлого столетия интенсивно распространялся желтый люпин, так как в культуру были введены малоалкалоидные, используемые на кормовые цели сорта. В Белоруссии за период с 1953 по 1966 гг. посевы люпина на зерно возросли с 6,4 до 244,8 тыс. га, т.е. в 38 раз, республикa заняла первое место с СССР по размерам посевной площади кормовых люпинов. Исследования по узколистному люпину из-за отсутствия успехов в практической селекции были прекращены и возобновились только в 1976 году.
Большое значение в распространении этой культуры имели работы отечественных авторов П.В. Будрина и С.М. Богданова. Изучением этой культуры занимались такие видные ученые, как Д.Н. Прянишников, Е.К. Алексеев и П.М. Жуковский, труды которых сыграли большую роль в пропаганде использования люпина в земледелии, животноводстве и других отраслях народного хозяйства.
Люпин занимает по производству и по посевным площадям выращивания среди зернобобовых восьмое место в мире, Европе и среди стран ЕС, четвертое на Украине и среди стран СНГ, третье в Германии и России, второе в Беларуси, первое в Океании [26]. Значительный прирост производства люпина в Австралии в последние двадцать лет происходил почти исключительно за счет расширения посевных площадей под узколистным люпином (Lupinus angustifolius L.). Австралийские селекционеры первыми вывели скороспелые и устойчивые к растрескиванию сорта сладкого узколистного люпина. Площади выращивания узколистного люпина расширялись там от 97 тыс. га в 1981 г. до 1151 тыс. га в 1994 г. Производство люпина в Австралии составляло в 1995 г. почти 90% мирового производства люпина и 2,7 % мирового производства зернобобовых [27].
Значительные площади люпин занимает в Польше, Прибалтийских республиках, где он используется в качестве альтернативы сои для увеличения производства кормового белка. В качестве кормовой и си-дерационной культуры, кроме вышеуказанных стран, возделывается в Германии, Дании, Венгрии, Швеции, США, Чили, Бразилии, Южной Африке и других странах [28]. В европейской части России, по сведениям И.П. Такунова [29], ареал возделывания люпина включает Нечерноземную зону с северной границей, проходящей по линии 56° северной широты. Внедрение в производство современных сортов позволило увеличить посевные площади в России с 8,2 в 1999 до 23 тыс. га в 2002 г.
В Беларуси в последние годы, реализуя принципы адаптивного земледелия, возросло внимание к зернобобовым культурам. Возделываются узколистный (L. аngustifolius L.), желтый (L. luteus L.), белый (L. album L.) и многолетний (L. polyphyllus Lind.) виды люпина. Наибольшее распространение в последние годы получил люпин узколистный, что связано с его устойчивостью к антракнозу.
Значительная работа по селекции и разработке агротехники люпина в Белоруссии проведена Беняконской сельскохозяйственной опытной станцией (ныне Гродненский зональный НИИСХ). Разработкой приемов возделывания, повышения эффективности использования люпина в сельском хозяйстве, а также его селекцией и биологией в Белорусской государственной сельскохозяйственной академии занимается Г.И. Таранухо, в Белорусском научно-исследовательском институте земледелия и кормов – Е.К. Алексеев, Я.Н. Свирский, Н.С. Купцов, В.В. Гринь и др., которые вывели ценные кормовые сорта желтого, узколистного и других видов люпина.
Для совершенствования структуры производства зерна, устранения существующей диспропорции в обеспечении кормов белком необходимо расширение посевов зернобобовых культур, которые по научнообоснованным рекомендациям в структуре посевных площадей должны занимать не менее 5 % пашни, или 12 15 % от посевов зерновых, т.е. около 720 тыс. га, не считая посевов на семенные цели [30]. Однако из-за низких, неустойчивых урожаев и недостатка семян расширение посевов узколистного люпина идет медленно.
2. Значение люпина узколистного
Многие ученые отмечают огромное и многостороннее значение люпина [29,31–34]. Он используется в различных целях в земледелии, животноводстве, лесоводстве, садоводстве, цветоводстве, почвозащитном деле, медицине, парфюмерии, лакокрасочной промышленности.
Во многих средиземноморских странах это растение вначале использовалось как продукт питания [35]. Греческий врач Диоскорид (по Н.И. Шарапову), живший в 1 веке н.э., в своих сочинениях о лекарственных средствах сообщал о применении люпина в медицинских целях [36]. Он отмечал, что люпин, лишенный горечи (алкалоидов), становится съедобным; смешанный с уксусом – употребляется как противорвотное средство и повышает аппетит. Б.М. Либкинд [37] сообщает о том, что “еще до сих пор в Египте, Палестине, Италии вареные, сильно посоленные семена люпина употребляются населением как лакомство”.
Римский писатель Беррон (по А.В. Мироненко) в своих трактатах о сельском хозяйстве рекомендовал использовать люпин для зеленого удобрения, кроме того, он предлагал способ удаления из люпина горьких и ядовитых веществ (алкалоидов) при использовании его в пищу [38].
Люпин может служить сырьем в производстве искусственного волокна, клея, красок, пластмассы, различных лекарственных средств. Экстракты из семян горького люпина имеют потенциальную фармакологическую ценность и оказывают влияние на снижение артериального давления, биоэлектрическую активность сердца, моторную и психическую активность, не оказывая при этом наркотического воздействия. Изучается вопрос использования алкалоидов в качестве природного инсектицида. Возможно использование экстрактов люпина в качестве регуляторов роста [23].
Возделывание люпина способствует решению целого комплекса проблем современного сельскохозяйственного производства.
Проблема кормового и пищевого белка. В последнее десятилетие уровень обеспеченности кормовых рационов переваримым протеином не превышал 90% от потребности. В лучшем случае его приходилось 75 граммов на одну кормовую единицу, а чаще 60–70 граммов. Недостаток одного грамма белка в корме приводит к перерасходу кормов на 1,5–2%. Так, на 1 кг привеса крупного рогатого скота в среднем в Беларуси в 2003 г. затрачено 13,8 к.ед. (норматив 7,5) свиней – 6 (норматив – 4) и на 1 л молока – 1,4 к.ед. (норматив – 1,1). Из-за несбалансированности концентратов по переваримому протеину и незаменимым аминокислотам в республике теряется более 600 тыс. тонн зернофуража [29,39–41].
В семенах узколистного люпина накапливается 32 – 39 % белка, 4 – 8 – жира, 30 – 40 % – углеводов. Белок узколистного люпина состоит из легкоусвояемых фракций (альбуминов и глобулинов), что определяет его высокую сбалансированность по аминокислотному составу и биохимическую переваримость на уровне 87–94% [42]. В нем содержатся все незаменимые аминокислоты, а его белок относится к лучшим растительным белкам. Из-за отсутствия ингибиторов протеазы может использоваться на корм любым животным без предварительной термообработки, что обязательно при использовании зерна сои. Наряду с белками в семенах люпина содержатся и другие ценные вещества – углероды, жиры, витамины, минеральные вещества. Так, по обобщенным данным научной литературы, семена люпина содержат белка 43%, безазотистых веществ – 23, клетчатки – 12,8, жира – 5, золы – 3,8%; 1 кг зерна содержит кальция 4,12 г, фосфора – 3,18, калия – 3,39, натрия – 4,61 г, йода – 0,096 мг, меди – 6,2, марганца 82,25, цинка – 41,67, железа – 181, кобальта – 0,042, никеля – 2,163 мг [43].
Однако наибольшее количество белка с единицы площади получают при выращивании и использовании на корм животным вегетативной зеленой массы люпина, в сухом веществе которой содержится в среднем 20 – 25% белка. При урожайности зеленой массы 700 ц/га обеспечивается свыше 10 тонн сбора сухого вещества, в котором содержится более 2 тонн высококачественного кормового белка. 300 ц зеленой массы люпина по сбору переваримого протеина приравнивается к 700 ц зеленой массы кукурузы или 90 ц зерна ячменя [44,45]. Как зеленая масса люпина, так и приготовленные из него корма (силос, сенаж, сено, витаминная мука, гранулы и брикеты) хорошо поедаются всеми видами животных.
В 1 ц зерна люпина содержится в 3 – 4 раза больше переваримого протеина по сравнению с овсом и ячменем, что дает возможность широкого его использования в комбикормовой промышленности. В зерне люпина содержится около 280 г, а в зеленой массе – 200 г переваримого протеина в расчете на 1 кормовую единицу [43].
Учеными установлено, что использование зерна люпина в качестве белковой добавки весьма эффективно в кормлении разных видов сельскохозяйственных животных и птицы. Культура люпина вышла на новый, качественно более высокий уровень “второй сои”.
Многие авторы сообщают о проводимых исследованиях в разных странах по использованию белка люпина в пищу человека. Так, в США разработана технология производства макаронных изделий из мягкой пшеницы и муки люпина.
Характерной особенностью белка люпина является полное отсутствие в нем проламинов. В связи с этим люпин является сырьем для создания безглютинных пищевых продуктов, обладающих диетическими и лечебно-профилактическими свойствами для детского питания. На основе люпина создается питание для диабетиков. Люпин не вызывает аллергических реакций в организме, как это бывает при употреблении соевых продуктов. В то же время из люпина можно приготовить такие же пищевые продукты, которые готовят из сои.
Кроме кондитерских, макаронных, булочных изделий, белковая паста из люпина может использоваться в колбасной и мясоконсервной промышленности, она пригодна для приготовления различных полуфабрикатов. Люпиновая мука и белковая паста используется для приготовления кондитерских изделий, пудингов, заменителей молока, соусов, которые снижают содержание сахара в крови больных диабетом. В Германии разработана технология получения чистого белка, масла, волокна и алкалоидов люпина. В США мука люпина используется при приготовлении макаронных изделий, которые не развариваются, не требуют добавления соли и масла [29]. Н.С. Купцов [34] считает, что в Беларуси, так же как в Австралии, России, ЕС необходимо, помимо кормового, развивать и пищевое направление использования зерна узколистного люпина.
Проблема энерго- и ресурсосбережения. Выращивание люпина обеспечивает условие энергосберегающих технологий в растениеводстве – экономию не возобновляемой энергии на единицу продукции и снижение ее себестоимости. Стоимость белка бобовых в 2–3 раза ниже, чем белка злаков [46,47]. Себестоимость переваримого протеина зерна люпина составляет 156 у.ед., а, например, зерна гороха – 260, сена бобовых трав – 300, люцерновой муки – 360 у.ед. На выращивание зеленой массы люпина требуется в 4 раза меньше энергозатрат, чем на выращивание кукурузы, подсолнечника и других небобовых культур, а с учетом его повышенной белковости энергоемкость 1 ц люпивого силоса в 10 раз меньше кукурузного [2].
На производство азотных удобрений расходуется около 1/3 всей энергии, потребляемой сельскохозяйственным производством [32]. Д.Н. Прянишников [48] неоднократно указывал, что «биологически фиксированный азот следует считать даровым». Люпин накапливает в почве биологический азот эквивалентный внесению 0,5–0,6 т/га аммиачной селитры [49]. На производство и внесение в почву одного килограмма азота удобрений расходуется такое количество энергии, которое можно получить при сжигании 1,65 л бензина [50].
Белок люпина по сравнению с соевым белком не требует для повышения переваримости при скармливании различным видам животных дорогостоящей заводской термической обработки зерна, что также рассматривается как фактор энергосбережения.
Люпин узколистный является одним из лучших биоисточников возобновляемой энергии. По удельной теплоте сгорания биомасса узколистного люпина (15,8 МДж/кг) превосходит торф (8,1), дрова (10,2) и приближается к каменному углю (22,0) [51,52]. Размещение энергоплантаций на площади 140 тыс. га обеспечит получение дешевой энергобиомассы, эквивалентной всему количеству каменного угля (520 тыс. т), использованному в Беларуси в 2000 г. [34].
Проблема сохранения и расширенного воспроизводства естественного плодородия почвы осуществляется посредством разных факторов.
Люпин узколистный обладает самой высокой азотфиксирующей способностью, удельный вес атмосферного азота от общего содержания его в растениях может достигать в благоприятных условиях 75 – 85% [15], и даже больше – до 95% [26]. При благоприятных условиях он способен накапливать в почве 150–200 кг/га симбиотического азота [49]. Исследования показывают, что в восстановлении почвенного плодородия доля биологического азота от общего его поступления может составлять до 45–50% [47]. Использование на зеленое удобрение люпина равнозначно внесению 35 – 40 т/га навоза, не считая затрат на перевозку последнего от ферм и комплексов на поля [53]. Запаханная зеленая масса люпина разлагается постепенно, и в растениях не накапливается свободный азот, что часто наблюдается при избыточном минеральном азотном питании растений [54].
Благодаря узкому соотношению между углеродом и азотом органическое вещество пожнивных и корневых остатков способствует образованию обменного гумуса, агрегатированию почвенных частиц, уменьшению объемной массы почвы. Корневые выделения и корневые остатки усиливают микробиологическую мобилизацию труднодоступных элементов питания и усиливают несимбиотическую азотфиксацию.
Хорошо разветвленная глубокопроникающая (до 2-х м) корневая система люпина обеспечивает рыхление и оструктуривание подпахотного горизонта и пахотного слоя, а также действует как экологический мелиорант, улучшающий поступление в пахотный слой влаги, а это позволяет переносить люпину кратковременную воздушную и почвенную засуху [55].
Корневая система с помощью специальных выделений способна растворять труднорастворимые фосфорные соединения, недоступные для других культур, и накапливать в почве усвояемые формы фосфора [56]. Кроме того, благодаря глубоко проникающей корневой системе, люпин усваивает в подпочвенных горизонтах вымытые туда ранее и недоступные для других растений питательные вещества, в том числе и другие макро- и микроэлементы, и, действуя как естественный насос, накапливает их в своей биомассе и вновь возвращает в пахотный слой почвы при запашке зеленой массы или пожнивных остатков. Люпин выступает здесь в роли мелиоранта, снижает эрозию почвы, предотвращая миграцию подвижных химических элементов в грунтовые воды, предохраняя тем самым от загрязнения окружающую среду, увеличивает урожайность и улучшает качество следующей в севообороте культуры [15].
Поры, оставляемые стержневыми корнями люпина, улучшают газо-, тепло- и водообмен в почве. Люпин усиливает антифитопатогенный потенциал почвы, очищая ее от нематод, многих возбудителей болезней картофеля, зерновых и других культур севооборота.
Все это определяет высокую ценность люпина как предшественника для всех культур севооборота, кроме бобовых. Это актуально в современных условиях, так как доля злаковых зерновых и кормовых культур в севооборотах составляет более 70%.
Экологическая проблема. В последние 15–20 лет отмечают еще одну важную роль бобовых культур, в том числе и люпина узколистного, – экологическую.
Из изложенного выше очевидно, что возделывание люпина узколистного позволяет:
– снизить в севообороте применение химических средств защиты растений;
– применять почвозащитные способы безплужной обработки почвы после его выращивания;
– благодаря уникальной способности люпина фиксировать в симбиозе с клубеньковыми бактериями атмосферный азот, он способен без минеральных азотных удобрений не только формировать высокобелковый, экологически чистый урожай, но и оставлять в почве значительные количества азота, используемого последующей культурой, делая безопасным в экологическом отношении два поля севооборота.
Учитывая выше сказанное, узколистный люпин, так же как в Дании [57], должен стать основной зернобобовой культурой экологического земледелия Беларуси.
Экологическое земледелие определяется как система производства, в котором все его компоненты (минералы почвы, органическое вещество, микроорганизмы, насекомые, растения, животные и человек), согласованно взаимодействуя, создают экономически выгодный и экологически безопасный качественный урожай. Посевные площади под экологическим земледелием в мире постоянно растут и в 2004 г. составили 24,1 млн. га, в том числе в Европе 5,8 млн. га [58]. Этому способствует выравнивание цен на продукцию, полученную в экологических и классических хозяйствах, что усиливает спрос на нее. В Германии на 1 га вкладывается всей энергии в классическом земледелии 19,4 ГДж, а в экологическом – 6,8 ГДж [59]. Ключевыми положениями экологического земледелия являются осторожное механическое вмешательство, минимальное внесение калийных и фосфорных удобрений, самообеспечение азотом за счет симбиотической и ассоциативной азотфиксации, ограниченное применение химических средств и полный отказ от них. По мнению Н.С. Купцова [34], Беларусь должна в ближайшие годы иметь 4–6 % пашни под экологическим земледелием. Таким образом, в настоящее время люпин рассматривается не только как высокобелковая культура, но и как фактор энергосбережения и биологизации земледелия.
Из возделываемых видов люпина в Беларуси узколистный имеет преимущества по скороспелости (88 – 120 сут.), благодаря чему он способен вызревать во всех зонах республики даже в самые неблагоприятные годы. Быстрые темпы первоначального роста, способность давать высокие урожаи зеленой массы в короткий период времени делают данный вид неоценимым при использовании в качестве поукосной и пожнивной культуры для использования на корм и зеленое удобрение [23,60].
Кроме неоспоримой ценности узколистного люпина как мощного азотонакопителя и культуры, эффективно улучшающей плодородие почв, он обладает потенциальной возможностью давать урожайность зерна до 6 т/га. На некоторых опытных участках Западной Австралии урожайность узколистного люпина достигaла 62 ц/га, в Италии в производственных посевах урожайность составила 40 ц/га, что на 10 ц/га выше, чем у желтого люпина [27].
Данные Госкомиссии по результатам сортоиспытания сельскохозяйственных культур в Беларуси за 1996 – 1998 гг. свидетельствуют, что узколистный люпин по урожайности зерна является более продуктивным (28,1 ц/га), чем желтый (20,5 ц/га). В результате этого сбор белка с единицы площади у него во многих случаях оказывается выше по сравнению с самым высокобелковым желтым люпином [61,62].
Перечисленным положительным свойствам люпина противостоит ряд свойств, которые сдерживают расширение его посевов. В первую очередь, это относительно низкая и неустойчивая урожайность. За период с 1965 по 1989 гг. урожайность зерна люпина в среднем по годам не превышала 11,8ц/га (за исключением 1973г. – 14,3 ц/га) [32]. В среднем за 1995–1997 гг. урожайность люпина составляла 12,6 ц/га [26]. Даже в государственном сортоиспытании средняя урожайность узколистного люпина за 1998–2000гг. составляла 17,0–28,4 ц/га. Потенциальные возможности реализуются в лучшем случае на 50% [23]. Поэтому разработка приемов технологии возделывания люпина узколистного с целью повышения его семенной продуктивности является актуальной научной задачей огромной практической значимости.
Низкая урожайность люпина в производстве объясняется как объективными (вытекающими из биологии культуры), так и субъективными причинами, вызывающими огромную абортивность цветков, семян в бобах и частично сформированных бобов, достигающую 80–90% от числа цветков на растении.
В.С. Шевелуха и др. [63] отмечают, что фундаментальными составляющими механизма реализации наследственной программы онтогенеза растений являются генетическая, энерготрофическая и гормональная регуляция роста и развития. В связи с этим представляют интерес приемы, направленные на улучшение условий питания, в том числе и симбиотрофного, а также влияние регуляторов роста на семенную продуктивность люпина узколистного в зависимости от генетических особенностей сорта.
Таким образом, люпин имеет огромный биологический и экологический потенциал, который до настоящего времени полностью не используется.