Кормовые бобы высокобелковая кормовая культура. Монография

По содержанию белка бобовые растения близки к мясу. Причем белок гороха, сои или фасоли усваивается нашим организмом намного легче мясного. При обычных способах приготовления, бобовый белок усваивается на 70—80%. Так же, в бобовых много необходимых нам органических кислот, жиров, витаминов и минеральных солей. Все бобовые культуры успешно применяются в лечебной практике. В зеленом горошке, например, присутствуют активные противосклеротические вещества.

Богатые калием и фолиевой кислотой, бобы можно считать целебной пищей. Они защищают наш организм от инфекций и очищают кровь. Бобы содержат большое количество витаминов группы В, что снижает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Бобовые благотворно действуют на наше пищеварение, поскольку содержат много клетчатки и пищевых волокон. Это именно то, чего очень не хватает в питании современного человека. В бобах присутствует в достаточном количестве марганец, благодаря которому наши волосы становятся крепкими и красивыми.

Диетологи утверждают, что уже через две – три недели ежедневного употребления 100— 150 г бобов, наступает заметное снижение холестерина в крови. Институт питания АМН определяет минимальную норму потребления бобовых овощей, необходимую для поддержания здоровья, в 15—20 кг в год на человека. Еще одно полезное свойство бобов то, что они снабжают наш организм белком без сопровождения жира, который всегда присутствует, даже в постном мясе. Это делает их просто незаменимыми в диетическом и вегетарианском питании.

Районы возделывания и урожайность. В настоящее время кормовые бобы возделываются во многих странах, хотя занимаемые ими площади небольшие, по данным ФАО (1992), – 3,2 млн. га в мире. Китай является главным производителем этой культуры. Здесь выращивается 62,8% мировой продукции зерна бобов. Большие площади они занимают в Эфиопии (325 тыс. га), Бразилии (173), Италии (162), Марокко (130) и Египте (105 тыс. га). В пределах Европы наибольший уровень концентрации культуры отмечается на Мальте и в Италии. Возделыванию кормовых бобов придается первостепенное значение во многих странах – Чехии, Испании, Германии, Австрии, Англии, Франции и др.

Уровень урожайности кормовых бобов в этих странах различный. В то время как в Эфиопии собирают примерно по 20 ц/га, урожайность в Египте и Марокко составляет лишь половину этого уровня. В отдельных странах Центральной и Северной Европы уровень урожайности достигает 30 ц/га. В нашей стране даже нет точного учета посевных площадей этой культуры, селекция ее ведется в незначительных масштабах. Однако с учетом современного положения в мировом и отечественном земледелии площади под этой ценнейшей зернобобовой культурой должны быть расширены.

В России посевы кормовых бобов сосредоточены в районах с достаточным увлажнением и относительно длинным вегетационным периодом. Благоприятными для ежегодного выращивания кормовых бобов на семена являются почвенно-климатические условия ЦЧЗ, где культуру можно выращивать без каких-либо дополнительных мероприятий (чеканка, обязательная тепловая сушка семян и др.). В юго-восточной части ЦЧЗ могут вызревать на зерно даже позднеспелые формы.

Особенно перспективны кормовые бобы на тяжелых глинистых, глинистых и подзолистых почвах северо-западных областей России, в Приуралье и в Сибири.

Кормовые бобы обладают высоким потенциалом продуктивности. По данным сортоиспытаний продуктивность зерна кормовых бобов достигает 100 – 11О ц/га зерна. Однако, в производственных условиях урожаи зерна кормовых бобов значительно снижаются. Тем не менее, в благоприятные годы в Брянской и Калужской областях получают урожай зерна до 70—80 ц/га и выше. В условиях Черноземья кормовые бобы дают до 66,6 ц/га зерна и до 410,0 ц/ га зеленой массы, 31,2 ц/га соломы и до 100 ц/га сухой массы. Сбор кормовых единиц, в среднем, составляет 36,5. В условиях же западных регионов эти показатели на 20—30% выше.

У кормовых бобов самый высокий среди зернобобовых показатель по сбору белка с гектара. Они формируют 0,66 т/га сырого протеина с урожаем зерна и 0,98 т/га с урожаем биомассы.

Культура кормовых бобов имеет наиболее благоприятное соотношение между соломой и зерном – 1:1, в то время как у других зернобобовых выход семян от наземной массы составляет от 1,5 до 3,5%.

Таким образом, кормовые бобы имеют много достоинств и преимуществ, но тем не менее эта ценная культура используется в кормопроизводстве и биологизации земледелия недостаточно. В связи с этим исследователи в свои работах постоянно возвращаются к вопросам изучения технологии возделывания кормовых бобов.

3. КЛАССИФИКАЦИЯ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

Бобы – одна из древнейших сельскохозяйственных культур. Выращивать их начали уже в период неолита в Средиземноморье и Малой Азии. В конце 5 тыс. до н.э. бобы проникли на восточное побережье Испании. Находки семян, сделанные в Северной Италии, датируются бронзовым веком, в Британии – железным. Бобы упомянуты в античной греческой (Гомер) и римской литературе (Плиний).

В народных сказках Китая (100 лет до н.э.) и Японии (700 лет н.э.) существует описание мелкосеменных форм бобов. В Европу бобы, вероятно, были завезены испанцами. С командой Колумба они проникли в Новый Свет. В 16 веке испанцы и португальцы ввели в культуру бобы в Южной и Центральной Америке и Мексике. Находки семян бобов в России (в раскопках в Новгороде) датируются 12 веком.

Бобы – двудольные растения порядка бобовоцветных (Fabales Nakai, Leguminales Jones), относятся к семейству бобовых (Fabaceae Lindl, Leguminosae Juss), к одному из крупных подсемейств – собственно бобовые или мотыльковые (Faboideae, Papilionatae DC), трибе Viciae Вгопп, роду виковых (Vicia L.), виду Vicia faba L. (синонимы Faba bona Medic, Faba vulgaris Moench., Faba sativa Bernh.).

Наличие таких характерных признаков, как положение рубчика на переднем конце семени, замена обычного у виковых усика острием, прямой и крепкий стебель и т.д., прежде давало повод обособлять бобы в отдельный род Faba. Хотя еще Турнефор выделил бобы в самостоятельный род Faba, а Линней объединил род Vicia с родом Faba и описал бобы как вид Vicia faba, положив в основу внутривидовой классификации величину и форму семян.

На основе этого он выделил у вида Vicia faba две группы: minor – мелкосеменную и major – крупносеменную.

Мелкосеменные бобы часто называют полевыми или кормовыми, среднесеменные – конскими, крупносеменные бобы – овощными или пищевыми.

В 1807 году Persoon выделил третью группу – среднесеменную (equina). Это деление на группы осталось и до настоящего времени (Куркина), мы, оформили его в виде таблицы 2.

Таблица 2 – Деление бобов (Vicia faba L.) на группы по массе 1000 семян

В зависимости от характера строения плода, группы делятся на подгруппы с нежными и грубыми створками [130], каждая из которых далее подразделяется на формы по морфологии семян (табл. 3).

Таблица 3 -Деление группы Vicia faba minor

Группа equina также содержит подгруппы с нежными (rugosa) и грубыми (reticulata) створками. Деление группы крупносеменных бобов представлено в таблице 4.

Таблица 4 – Деление группы Vicia faba major

B.C. Муратова (1931) объединила группы minor, equina и major в подвид Ей faba, а также выделила подвид paucijuga, который узко локализован в Индии. Некоторые зарубежные исследователи предлагают подвид paucijuga не выделять вообще или считать его разновидностью, но во всем остальном систематики других стран согласны с классификацией, предложенной B.C. Муратовой.

Вид Viciafaba L. является довольно изолированным от других видов рода Vicia. По происхождению наиболее близки бобам дикие виды Vicia narbonensis, V. serratifolia и Vicia Pliniana. Первые два вида имеют сходство с кормовыми бобами в строении цветка, форме листочков и присутствии губчатой паренхимы внутри плода, но они отличаются цитологически: Viciafaba имеет 12 хромосом, а растения других видов – по 14.

Вид Vicia Pliniana был найден ботаником Trabut в Алжире и возведен им в ранг разновидности. B.C. Муратова на основании морфологических особенностей и географической локализации выделила его в отдельный вид. Этот вид является наиболее близким родичем бобов, но практического значения не имеет. Все возделываемые в мире сорта принадлежат к одному виду – бобы конские, которые в диком состоянии не обнаружены. Название «конские бобы» (horse bean) было дано по причине использования мелко- и среднесеменных форм на корм лошадям в армии США.

Согласно учению Н. И. Вавилова (1926) о центрах происхождения культурных растений, культура бобов возникла и получила свое дальнейшее развитие в области, ограниченной с запада Атлантическим океаном, а с востока – Гималаями. Первенствующее значение в формировании вида и его дифференциации принадлежит Юго-западной Азии, поскольку здесь сконцентрировано наибольшее разнообразие форм. Средиземноморье является центром образования и развития крупносеменной группы.

Дифференциальное изучение признаков в их эволюции с учетом количественных, морфологических и биологических различий, образовавшихся под влиянием среды и отбора, привело к установлению 17 эколого- географических групп: Индийской, Кашмирской, Белуджистанской, Памиро- Бадахшанской, Иранской, Горно-Дагестанской, Сванетской, Сирийской, Египетской, Средиземноморской, Горно-Африканской, Южноевропейской, Западноевропейской, Среднеевропейской, Бореальной, Японо-Китайской и Абиссинской.

Современные ученые выделяют 6 крупных региональных экотипов: приморский – растения с полегающим стеблем, нерастрескивающимися плодами и крупными семенами; континентальный – с крепким стеблем и растрескивающимися плодами; северный – скороспелый с низким стеблем и большим числом плодов; индийский – с очень мелкими семенами; высокогорный – скороспелый, с мелкими семенами; иранский – с высоким и хорошо облиственным ветвистым стеблем.

Эти группы кормовых бобов служат исходным материалом для селекции с целью улучшения имеющихся сортов и для получения всего многообразия типов.

3.1. Морфологические признаки и особенности

Кормовые бобы (Vicia faba L.) относятся к однолетним травянистым растениям, которые имеют стержневую корневую систему.

Корень – проникает в почву на глубину до 150 см. Боковые ответвления охватывают большой объем почвы. Основное количество придаточных корней находится в пахотном горизонте.

Фото 1. Стержневой корень кормовых бобов с азотофиксирующими клубеньками

Клубеньки на корнях образуются на 5-8-ой день после всходов. Их количество и масса возрастают до фазы образования бобов в среднем ярусе. Учеными установлена тесная корреляция между сухой массой клубеньков, стеблей и корней. В оптимальных условиях симбиоза на одном растении формируется до 200—300 клубеньков. Нарастание сухого веса клубеньков до фазы цветения идет интенсивно в интервале температур от +7—9 до +18—22°С и влажности почвы 50—65% полной влагоемкости. При температуре ниже +5°С в зоне корней происходит угнетение роста клубеньков. Интенсивная фиксация азота отмечается в фазе образования бобов и продолжается до полного налива семян в верхних бобах. Активный симбиотический потенциал достигает 35—40 тыс. кг дней/га (тысяч килограмм за определенное количество дней с гектара), что намного больше, чем у других зернобобовых культур.

Стебель четырехгранный, полый, устойчивый к полеганию, хорошо облиственный. По высоте стебля растения могут быть карликовые (10 см), низкие (10—45 см), средние (45 – 90 см) и высокие (выше 90 см). Низкорослые бобы называют «пешие», они более скороспелые, высокие – «кодовые». Длина междоузлий также различна: короткие – до 2 см, длинные – до 5,5 см. По толщине стебель может быть толстый (1 см) и тонкий (0,5 см). Ветвление свойственно всем мелкосеменным сортам.

Листья сложные парноперистые, мясистые, голые, сизо-зеленые.

Фото 2. Парноперистые листья кормовых бобов

Верхушечный усик редуцирован в остроконечие. Морфологическая ярусность листьев отражает стадийную разнокачественность тканей стебля, по которой листья кормовых бобов можно условно разделить на листья вегетативной и генеративной сферы. Нижние листья 1-парные, средние 2-парные, верхние 3-, 4-парные. Листочки по величине делят на: узкие – до 3 см, широкие – до 5 см, короткие – 5—7 см, длинные – 7—8 см. Прилистники бывают мелкие (1,4—1,6 см) и крупные (2,1—2,5 см). Они могут быть с антоциановым пятном или без него.

Цветки появляются в пазухах листьев на коротких цветоножках, собраны в кисть и имеют приятный аромат. Кисти зацветают снизу вверх по стеблю, таков же порядок зацветания цветков в кисти.

Фото 3. Типичные цветы кормовых бобов

Наиболее типичная для бобов окраска цветка – белая с черными или темно-фиолетовыми пятнами на крыльях, хотя существует желтая, красная, коричневая и чисто белая. Пазушные цветки крупные – 2,5—3,5 см. Их размер зависит от положения в кисти: верхние всегда уступают в размере расположенным ниже.

В кисти образуется разное количество цветков: малоцветковая кисть имеет 2 цветка, среднецветковая – 5, многоцветковая – 8—10 цветков. Наиболее распространены соцветия с 5-6-ю цветками, реже с 2—3 (f. griseoviridis) и с 10 цветками (f. agrorum). Первые кисти на растениях обычно малоцветковые. У позднеспелых сортов многоцветковых кистей больше, чем у раннеспелых.

Цветки в кистях от 2 до 12, крупные – от 2 до 3,5 см длины, белые, с темно-коричневым пятном на крыльях и коричневыми продольными полосами на парусе. Встречаются также цветки белые, желтоватые, коричневые, красноватые и пестрые. Парус выемчатый, с острием наверху, лодочка сверху открытая, тесно соединена с крыльями. Чашечка голая, бледно-зеленая или окрашена антоцианом, трубчатая. Столбик согнут под прямым углом к завязи. Рыльце округлое, опушенное.

Цветение начинается рано на 22—36 день после всходов у мелкосеменных сортов во влажные годы может продолжаться до осенних заморозков. В годы умеренно влажные цветение прекращается в фазе налива нижних плодов (через 25—35 дней). Первыми распускаются цветки нижней кисти и нижние цветки каждой кисти с нижних узлов, порядковый номер первого плодоносящего узла зависит от скороспелости сорта, чем скороспелее сорт, тем ниже узел. Цветки начинают распускаться после полудня, когда температура воздуха начинает повышаться по сравнению со среднесуточной на 2

С и более. Однодневные цветки распускаются около 13 час, двухдневные в 11 час. Наибольшее количество раскрывшихся цветков можно наблюдать к 5—6 часам вечера при максимальных дневных температурах; в более поздние часы, когда температура воздуха приближается к среднесуточной, число их снижается и к 21 часу они закрываются на ночь.

Интенсивное выделение пыльцы происходит после 12 часов. Нектар выделяется в течение 3 дней, причем 65% в первый день. Внецветиковые нектарники выделяют нектар в течение всего дня. Количество его не невелико- 18 кг/га в пересчете на сухое вещество.

К моменту цветения бобы растут более интенсивно, поэтому при недостатке влаги, низкой относительной влажности воздуха и жаркой погоде цветки опадают, что часто случается при поздних сроках посева. На элиминацию цветков влияет и сокращенный световой день, и спектральный состав света во второй половине лета (в период цветения и плодообразования).

Плодоносят у кормовых бобов нижние кисти и нижние цветки в кистях. В соцветиях верхних кистей завязи образуются очень редко, больше всего их образуется на 3—5 кистях. Бобы отличаются обильным цветением, но только 11—15% цветков образуют бобы. В этом заключается биологическая специфика кормовых бобов- развивается значительно больше цветков, чем плодов. Поэтому важно улучшить аттрагирующую способность растений, т.е. направление пластических веществ, накопленных в вегетативной массе, преимущественно к генеративным органам.