На плодородных почвах и в оптимальных метеорологических условиях Нечерноземья кормовые бобы дают до 45—70 ц/га семян и 250—450 ц/га зеленой массы, благодаря чему они обеспечивают наиболее высокие урожаи протеина (13—20 ц/га) из всех зерновых и зернобобовых культур.
Требования кормовых бобов к элементам питания. Кормовые бобы требовательны к питательным веществам. Потребность в калии особенно высока, причем он поглощается в первые шесть недель роста растений, в то время как поглощение фосфора, кальция и магния происходит равномерно по всему вегетационному периоду, фосфор потребляется значительно меньше, причем кормовые бобы имеют, как и все зернобобовые культуры, высокую усвояемость этого элемента из почвы. Кормовые бобы имеют высокую потребность в азоте. При урожайности 40—60 ц/га потребляется 300—400 кг азота на га. При нормальных условиях они удовлетворяют эту потребность на 70—80% за счет фиксации азота из воздуха клубеньковыми бактериями, остальную часть поглощают из почвы. Во внесении азотного удобрения при нормальных условиях выращивания кормовые бобы не нуждаются. При худших почвенно-климатических условиях внесение «стартовой дозы» азота в фазе «азотного голодания» может быть целесообразным.
Потребность кормовых бобов в микроэлементах, особенно в боре, марганце и молибдене, высокая. Чаще всего встречаются симптомы недостатки бора, особенно при засухе и повышенных показателях рН. При актуальном недостатке бора можно проводить внекорневую подкормку жидкими борными удобрениями.
Кормовые бобы – один из самых лучших азотфиксаторов. Клубеньки на корнях появляются в фазе 2—4 пар листьев, клубеньковые бактерии сохраняют активность до начала созревания бобов. Интенсивное развитие клубеньков наблюдается в период цветения.
Факторы, влияющие на формирование элементов продуктивности кормовых бобов
Анализ состояния кормовой базы Северо-Кавказского региона России и вариантов ее развития указывает на необходимость резкого увеличения высокобелковых бобовых культур и в том числе кормовых бобов. К наиболее эффективным направлениям научного поиска относится рациональное агроэкологическое районирование сортов кормовых бобов, основанное на их агробиологической оценке, учете природных факторов и конструировании агротехнологий.
Кормовые бобы, обладая высоким биологическим потенциалом продуктивности, характеризуются большим колебанием урожаев. Основные причины нестабильности урожаев зерна кормовых бобов и их потерь – продолжительность вегетационного периода, большая потребность во
влаге, которая не всегда удовлетворяется при возделывании культуры, а также неустойчивость к осыпанию.
Один из важных признаков пригодности возделывания сортов кормовых бобов на семена – продолжительность вегетационного периода (от 90 до 140 дней). Бобы с продвижением на север укорачивают свой вегетационный период [95]. Продолжительность вегетационного периода резко колеблется в зависимости от условий произрастания. У раннеспелых форм она составляет в среднем 90—105 дней, у среднеспелых – 110—125 и у позднеспелых 130—145 дней [9].
От продолжительности вегетационного периода в значительной степени зависит урожайность зеленой массы бобов. Так, в опытах Института кормов позднеспелый сорт Украинский имел урожайность зеленой массы 28 г с 1 га, среднеспелый сорт Эстонский – 19,5 т с 1 га, раннеспелый сорт Омский 14,5 т с 1 га. Из этих данных видно, что позднеспелые формы и сорта могут давать значительный урожай зеленой массы [114].
В опытах Московского отделения ВИР (1962 г.) период вегетации всех сортов был сильно растянут и у большинства из них массового (75%) созревания не было. Чувствительность к погодным условиям в фазы цветения и созревания и относительно длинный период генеративного развития – основные причины нестабильности урожаев кормовых бобов. Урожай зерна большинства сортов кормовых бобов находится в прямой зависимости от продолжительности сроков цветения. Результаты опытов показывают, что сумма температур в период «всходы – начало цветения» тесно коррелирует с его продолжительностью. Удлинение этого срока на день соответствует повышению термической константы на 12,1 °С (по Благовещенской, 1984).
Исследования, проведенные во ВНИИ зернобобовых и крупяных культур со 136 образцами коллекции ВИР разного эколого-географического происхождения, показали, что вегетационный период определяется не только биологическими особенностями генотипов, но и погодными условиями [11]. Так, при жаркой погоде и недостатке влаги продолжительность вегетации разных образцов составила 80—103 дня, а в прохладное влажное лето – 133—161 день.
Характерной особенностью кормовых бобов является неравномерность созревания: сначала созревают нижние бобы, затем верхние. При поздней уборке бобы трескаются, семена осыпаются, а при слишком ранней уборке часть семян не успевает сформироваться, что приводит к снижению посевных качеств, к недобору урожая. Установлено, что при перестое растений на корню не растрескиваются те створки бобов, у которых внешне не видно пергаментного слоя [24]. Это свойство учитывается и используется при селекции кормовых бобов на осыпаемость.
Во многих странах, выращивающих кормовые бобы, проводят селекцию сортов на низкорослость (особенно за счет укорочения верхних междоузлий), что обеспечивает более раннее и дружное цветение и созревание, облегчает механизированную уборку. Полученный на Свадефской селекционной станции (Швеция) раннеспелый сорт кормовых бобов Svmg имеет высоту стебля около110 см, что на 22 см (4 междоузлия) короче, чем у сорта Primus, и обеспечивает урожай зерна в благоприятных условиях свыше 5 т/га (Broad beans, 1984). По результатам исследований [62] у районированного в Нечерноземной зоне России сорта Аушра высота растений к уборке составила 138,3 см с высоким расположением бобов (на 7,7 узле) нижнего яруса плодов.
Рост растений, как и темп прироста не остается постоянным, а изменяется в широких пределах в зависимости от многих причин как климатического, так и агротехнического характера. Высота растений кормовых бобов значительно меняется, например, в разные годы выращивания, что объясняется различием внешних условий: увлажнения, тепла, освещения. Растения кормовых бобов [43] в первую половину вегетации растут медленно, давая прирост в высоту от 1 до 3-х см за пятидневку. Во вторую половину вегетации темп роста у них значительно возрастает и прирост составляет 6—7 см.
Размер площади листовой поверхности имеет большое значение для растений кормовых бобов, [37], так как в значительной степени определяет суммарную интенсивность фотосинтеза, а следовательно, и урожайность. Кроме того, вес листьев в общем урожае растений, выращиваемых на зеленый корм, силос, представляет определенный интерес как показатель качества корма: в листьях содержится значительная часть питательных веществ.
Наблюдения показывают, что облиственность растений зависит от фазы вегетации и условий выращивания. Например, в опытах Бебина (1965), количество листьев увеличивается с увеличением густоты стояния растений кормовых бобов. Тем самым улучшается кормовое достоинство зеленой массы.
Биологическая фиксация азота кормовыми бобами наиболее дешевый экологически чистый источник их продуктивности. Наивысшие азотфиксирующей активностью обладают вступающие в симбиоз с бобами клубеньковые бактерии. Высокая эффективность симбиотической азотфиксации обусловлена тем, что этот процесс происходит в специфических структурах, образуемых на корнях бобовых растений (клубеньках).
Количество фиксированного азота растениями кормовых бобов может колебаться в зависимости от условий возделывания, сложившихся погодных условий. Эффективность азотфиксации в большей мере обусловлена сортовыми особенностями кормовых бобов.
В целях ускорения решения проблемы создания прочной кормовой базы в Северо-Кавказском регионе России необходимо возделывание раннеспелых, устойчивых к осыпанию, низкорослых сортов кормовых бобов, что облегчает механизированную уборку, сокращает потери и способствует повышению их продуктивности.
5. РОЛЬ СОРТА В ПОВЫШЕНИИ ПРОДУКТИВНОСТИ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР
Роль сорта в увеличении производства зерновой продукции трудно переоценить. Посев сортовыми семенами – гарантированная прибавка урожая при равных прочих условиях агротехники. Однако хозяйственно ценные признаки их проявляются не везде одинаково и зависят от почвенно- климатических условий региона и уровня агротехники. Лучшие вновь районированные сорта зернобобовых культур могут давать прибавку урожайности 0,2—0,4 т/га и более по сравнению со старыми сортами [46,47,48,49,50].
Сорт – это биологический фундамент, на котором строятся все другие элементы высокой урожайности. Создание сорта кормовых бобов с возможным уровнем продуктивности представляет одну из самых трудных задач, что связано с необычной сложностью, компенсацию одного признака. Чтобы сорт кормовых бобов мог давать высокие урожаи, его растения должны обладать такими важными признаками, как комплексная устойчивость к болезням и вредителям, засухоустойчивость, высокая устойчивость к полеганию при оптимальной для каждой зоны длине стебля, скороспелость, высокое качество зерна. Каждый из перечисленных признаков сам по себе является очень сложным и требует специфических методов селекции.
Для преодоления основных причин снижения потенциального урожая кормовых бобов (опадение цветков и бобов) селекционеры должны создать такие формы, у которых данное свойство было бы сведено к минимуму. Опадение цветков обусловлено недостаточным их опылением насекомыми. Облигатное перекрестное опыление приводит к снижению урожая зерна и его нестабильности. В связи с этим представляет интерес создание сортов с повышенной самоопыляющей способностью. Опадение молодых бобов обусловлено недостатком продуктов ассимиляции. Растения идеального типа имеют удлиненные листья с многочисленными устьицами, 5 цветков на междоузлии, пирамидальный тип куста, неветвящийся стебель Вклад селекции в повышение урожайности важнейших сельскохозяйственных культур оценивается в 30—70%, что связано с тенденцией экологизации и биологизации производства [51,49,46]. В то же время о значимости сорта в увеличении урожайности зерновых и зернобобовых культур не существует единого мнения. Так, по мнению специалистов США, 50% прироста урожайности достигается за счет внедрения новых сортов, а 50% – за счет совершенствования технологии. К аналогичному заключению пришли ученые стран западной Европы [45,51;90].
Требования интенсификации сельскохозяйственного производства на первый план выдвигают задачи создания сортов с высоким генетически обусловленным потенциалом продуктивности. Сорту принадлежит очень важная роль в освоении энерго- и ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур.
Критерием оценки правильного подбора сортов следует считать возможности создания оптимальных условий произрастания, обеспечивающих максимальное использование его продукции. То есть потенциальные возможности новых интенсивных сортов реализуются только при благоприятных метеорологических условиях и в хозяйствах с высоким уровнем агротехники. В неблагоприятные годы урожайность их резко снижается. Вопрос в том, чем определяется интенсивность сорта, остается открытым до тех пор, пока не будут выявлены основные факторы и механизмы, гарантирующие высокую пластичность и стабильную продуктивность растений в широком диапазоне условий. Создание и внедрение в производство экологически пластичных сортов является важным условием стабилизации урожайности [60,61]. Чем лучше сорт приспособлен к каждому фактору, тем выше потенциал системы «растение – среда обитания». Обладая высокой степенью гомеостатичности, пластичные формы обеспечивают стабильные сборы зерна в разнообразных условиях возделывания [60;47].
В производстве нельзя делать ставку только на один сорт, даже если он очень хороший. Возделывать сорта, взаимодополняющие друг друга своими качествами, крайне необходимо. Даже в одном хозяйстве условия возделывания одной культуры могут быть различными. Надо иметь в хозяйстве два, а при высоком удельном весе культуры – три сорта [1]. Это обеспечивает устойчивое развитие производства зерна, улучшает фитосанитарную обстановку на полях, предотвращает возможность эпифитотий [116;110], современной селекции все больше отдается предпочтение принципу «мозаичного» размещения сортов. Для хозяйства рекомендуются сорта, имеющие разную природную устойчивость к болезням, различные по длине вегетационного периода, в разной степени, реагирующие на уровень агрофона, сроки сева, предшественники. Благодаря такому подходу практически каждому из рекомендованных к районированию сортов находится своя ниша, соответствующая его биологическим особенностям [90].
Среди факторов внешней среды большое значение в формировании урожайности кормовых бобов имеют запасы почвенной продуктивной влаги, а также количество и характер распределения атмосферных осадков в период вегетации. Около 80% всех значительных засух распространяется на период от посева до молочной спелости нижних бобов, реже наблюдаются засухи только во вторую половину вегетации, но их повторяемость не превышает 18% случаев. Это, естественно, приводит к резким перепадам производства зерна. Таким образом, создание засухоустойчивых сортов – одно из основных направлений отечественной селекции.
Большой ущерб урожаю зернобобовых культур наносят болезни. Самый дешевый и надежный способ защиты от болезней – использование устойчивых сортов в производстве зерна. Если устойчивость к болезням или вредителям заложена в основе сорта, то с лихвой окупается при его возделывании,
От сортов, наследственно не обладающих хорошими технологическими качествами, никакими агротехническими приемами нельзя получить хорошего зерна. Сорт же с хорошей наследственностью по этим признакам дает возможность получить высококачественное зерно, хотя эта наследственность может быть и не реализована по тем или иным причинам.
В современной селекции уже существуют сорта кормовых бобов, сочетающие высокие показатели основных хозяйственных признаков, таких как продуктивность семян и вегетативной массы, сбор сухого вещества и протеина, с высокой экологической пластичностью.
Однако, для целей разностороннего использования – зелёную массу, сенаж, зернофураж необходимо подбирать наиболее адаптированные к местным агроклиматическим условиям и высокопродуктивные сорта. Подбор таких сортов, способных накапливать максимум продукции высокого качества, и разработка агротехнологии применительно к сорту и району являются крупными резервами увеличения сбора зерна.