Бобовые: в чем же секрет?

Первые почвенные бактерии, которые открыло человечество - клубеньковые. 13 марта тысяч растений формируют бульбочку около 1300, а в сельском хозяйстве используются 200 из них все обладают функцией фиксировать атмосферный азот. В почве на бульбочци поселяются и размножаются симбиотические микроорганизмы, которые, в определенной степени, могут заменить азотные удобрения. Еще более 2 тысяч лет назад земледельцы заметили, что бедные и «произведенные» почвы дают высокие урожаи после выращивания на них бобовых культур. Следующие попытки раскрыть этот секрет предпринимались в 1838 году: Ж.-Б. Буссенго решил, что именно листья бобовых культур фиксирует азот, однако исследования в то время не подтвердили этот факт. В 1901 году была открыта Azotobacter chroococcum (6 видов из рода азотобактер).

Растения не работают впустую

Сегодня принято считать, что все бобовые (однолетние и многолетние) обогащают почву азотом. Однако следует иметь в виду, что ни один вид растений не ставит своей задачей обогащения почвы азотом или другими элементами. Ведь бобовые растения «умеют» усваивать азот воздуха для того, чтобы выжить в конкурентной борьбе за существование и оставить потомство - семена. Зачем же им тратить большое количество энергии (углеводов) для расщепления молекул азота (N2), чтобы потом оставить его в почве на корнях? Эволюция живых организмов в том числе растений так уравновесила биологические процессы, среди них ни одного, который был бы ненужным для организма. Фиксация N2 осуществляется том, что в почве ощущается большой дефицит доступного азота в минеральной форме. Как только в почве появляется достаточное количество минерального азота, энергозатратный для растения процесс симбиотической азотфиксации немедленно прекращается. Итак, растения не будут тратить энергию фотосинтеза на фиксацию азота, если в почве есть минеральный азот.

Зернобобовых культур, которые имеют жизненный цикл в течение одного вегетационного периода нет необходимости накапливать любую значительное количество азота в корнях. Вся стратегия их роста и развития направлена ​​на формирование репродуктивных органов и продолжение вида. Поэтому питательные вещества накапливаются в вегетативных органах (листьях, стеблях и корнях) для того, чтобы передать их потомству. Например, растения гороха, фасоли и другие зернобобовые к фазе цветения накапливают 45-55% азота от максимального количества усвоенного за вегетацию.

Растения гороха, фасоли и другие зернобобовые к фазе цветения накапливают 45-55% азота от максимального количества усвоенного за вегетацию.

Голодная клубень

С наступлением фазы образования бобов происходит резкое изменение направленности физиолого- биохимических процессов во всех органах растения. Листья, стебли и корни работают теперь только на бобы до конца вегетации. Масса надземных вегетативных органов и корней увеличивается уже незначительно. В корнях, а следовательно, и клубни все меньше поступает углеводов. Клубни, чувствуя энергетический голод (дефицит углеводов), снижают активность азотфиксации, усиливается отток азота и других элементов с вегетативных в репродуктивные органы, растения стареют, начинают процесс саморазрушения. Растение мобилизует все ресурсы на образование максимально возможного количества семян высокого качества. Около 70-80% азота, накопленного до цветения в вегетативных органах, зерно-бобовые культуры перераспределяют в семена. В отличие от клевера, люцерны и других многолетних бобовых однолетние зернобобовые культуры к концу периода вегетации очень истощают корневую систему, изымают из нее все, что только можно удалить. В период уборки в корнях зернобобовых культур остается около 20-30 кг/га азота. Это примерно столько же, сколько содержится его в корнях небобовых культур. С надземными растительными остатками в поле остается примерно столько же азота, сколько содержится его в скелетных корнях растения в период сбора семян.

Достаточно точно количество азота, остается зернобобовыми культурами в поле, можно определить по разнице между максимальным содержанием его в растениях в фазу полного налива бобов и количеством азота, отчужденного с поля урожаем. При этом учитывают все опавшие вегетативные органы, а также пожнивные и корневые остатки. Величина этой разницы зависит, прежде всего, от урожайности и от полноты, забирается побочная продукция (солома) с поля. При урожайности семян гороха на уровне 25 ц/га, в поле остается около 35-40 кг/га азота. В корнях этих культур при сборе содержится примерно половина этого количества азота. Это намного меньше, чем растения потребляют из почвы.

 

Если хорошие предшественники

Важно отметить: если зернобобовые собирают на зеленую массу в фазу цветения или в начале образования бобов, то в их корнях, в зависимости от урожайности, содержится в среднем вдвое больше азота (40-60 кг/га), чем при полной спелости. Естественно, что убирать зернобобовые в эту фазу нерационально, поскольку к этому времени они накапливают не более половины урожая. Однако на практике вику и горох часто высевают в чистых и смешанных посевах на зеленую массу.

Из сказанного следует, что зернобобовые культуры большую часть усвоенного азота используют для формирования зерна, и отчуждают с поля с урожаем примерно столько же азота, сколько его связывают, а большая часть минерального азота, который они использовали из почвы, в нем же и остается , то есть зернобобовые не имеют способности значительно обогащать почву азотом, а только меньше, чем другие культуры, истощают его. Кроме того, органические остатки бобовых скорее минерализуются и высвобождают элементы питания для последующих культур. Все это делает их хорошими предшественниками.

Трудности азотфиксации

Внесение азотных удобрений под бобовые можно исключить только при оптимальных экологических условиях для симбиотической деятельности клубеньковых бактерий. Высокой интенсивности этого процесса достигают при оптимальной влажности, реакции среды, наличия достаточного количества фосфора и калия, наличия в почве активных штаммов клубеньковых бактерий или при заражении растений вирулентными штаммами специфических рас клубеньковых бактерий. Если какие-то из факторов находятся в неоптимальных раз-мерах, то фиксация азота проходит слабо или он совсем не усваивается.

 

Считается, что три урожая бобовых сидератов - то же, что полная доза навоза.

 

К сожалению, в реальной сельскохозяйственных производстве агрохимические свойства почвы (pH, содержание макро- и микроэлементов), водный и температурный режимы или другие факторы среды далеко не всегда способствуют симбиотической азотфиксации. Бобовые растения в этом случае испытывают азотное голодание, переходят на гетеротрофное азотное питание, как и небобовые культуры, и при дефиците минерального азота дают низкие урожаи. Поэтому, при неблагоприятных для азотфиксации условиях повысить производительность бобовых можно только путем применения азотных удобрений. При этом важно учитывать, что внесение азотных удобрений под зернобобовые культуры повышает урожайность только при отсутствии азотфиксации или когда симбиоз ослаблен. Высокая эффективность азотных удобрений в посевах бобовых свидетельствует о низкой их симбиотические активность.

Надежные сидераты

Исследователи утверждают, что сегодня роль гороха и сои при выращивании на эродированных почвах все же не оценена принадлежат образом. Благодаря симбиотической фиксации атмосферного азота, который является элементом первого минимума в таких почвах, а также способности мобилизовать и усваивать труднодоступные формы питательных веществ, они обладают мощным фитомелиоративные потенциал. Высокая урожайность, ценные кормовые и пищевые качества и уникальные биологические свойства определяют эти культуры как источник белка, один из лучших предшественников колосовых культур и надежный улучшитель плодородия почвы при недостаточном внесении минеральных и органических удобрений.

Одним из эффективных мер, направленных на пополнение почвы органическим веществом и питательными веществами являются сидерация. Бобовые (клевер, люцерна, эспарцет, нут, горох, бобы, соя, чечевица, вика, люпин, фасоль) для этого агромероприятия подходят как нельзя лучше. Считается, что три урожая бобовых сидератов - то же, что полная доза навоза.

Бобы являются хорошим источником азота и устойчивы к морозам. Достаточно часто для сидерации используют горох и вику. Последняя насыщает почву кислородом и органическими веществами. Вику засевают в осеннее время сразу после уборочных работ вместе с рожью или пшеницей. Полевой горох создает густой зеленый покров на почве. Устойчив к морозам. Благодаря клевере почву обогащается калием. Этот сидераты быстро развивается, выдерживает морозы, но не подходит для кислых почв. Засевать клевер можно и весной, и летом. В июне высевают красный клевер, почва должна быть хорошо увлажненной. Люпин - сидераты, который садоводы используют в нескольких видах: желтый, синий и белый. Это однолетнее растение дает замечательные результаты и на песчаных, и на суглинистых почвах, но теряют свои свойства на слишком глинистых. Многолетний люпин приспосабливается к любым почв, по своим питательным свойствам схож с навозом.

Люцерна из семейства бобовых - это многолетнее растение, которое обогащает почву органическими веществами. С люцерны почву получает также азот и фосфор. В почву эта культура вносится весной.

Исследователи и производители сельскохозяйственной продукции постоянно дискутируют о бобовые культуры, поскольку существует множество разнообразной информации об их пользе для почвы и последующих культур севооборота. Некоторые из семьи - достаточно привередливые при выращивании, но рентабельные и пользуются большим спросом на рынке. Кто-то утверждает, что бобы истощают именно верхний слой почвы, тогда как корни других культур достигают значительно глубже, вынося элементы питания более равномерно по профилю. Исследования во многих странах продолжаются, поэтому мы в ожидании новой, полезной и увлекательной информации о бобы.

Виктория Олейник,

агрохимик-консультант

ООО "Агроскоп Интернешнл"

канд. сельскохозяйственных наук