Введение

Люпин – род растений семейства бобовых. Главным образом травянистые однолетние и многолетние растения. Родина Люпин – побережье Средиземного моря и Северная Америка. В Западном и Восточном полушарии произрастает свыше 200 видов Люпин В культуру введено более 10 видов. Наибольшее распространение в Европе имеют 3 однолетних вида – узколистный, или синий, жёлтый, белый.

Проблема дефицита растительного белка во многих странах мира вызвала повышенный интерес к люпину. Высокое содержание ценного белка и его способность к адаптации к различным почвенно-климатическим условиям делает люпин незаменимой кормовой культурой.

Конъюнктура современного зернового рынка негативно сказалась на структуре посевных площадей. В настоящее время в Челябинской области доля пшеницы от площадей всех зерновых достигла почти 80%, что приводит к практически бессменному выращиванию ее на полях.

Актуальностью темы является увеличения производства высокобелковых кормов, возделывание высокопродуктивных зернобобовых культур, к числу которых относится люпин узколистый, в Челябинской области.

Так как сельскохозяйственные предприятия испытывают недостаток финансовых ресурсов на приобретение минеральных удобрений и средств защиты растений, это приводит к резкому снижению урожайности пшеницы и качества получаемой продукции. Что, в свою очередь, отрицательно влияет на экономическую эффективность производства пшеницы, делая его зачастую убыточным. Особенно актуально это для северной лесостепной и горнозаводской зон, где получить пшеницу продовольственных кондиций сложно, а фуражная имеет очень низкую цену.

Исправить эту тупиковую ситуацию мог бы более грамотный подход к составу культур в структуре посевных площадей. При существующей ситуации закономерно напрашивается вывод, что на часть площадей, отводимых сейчас под пшеницу целесообразнее посеять другие культуры. Серые хлеба из-за сходной биологии и низких закупочных цен, для этой цели не подходят. Лучше, если это будут растения из других семейств, что в биологическом плане оптимизировало бы условия произрастания культур в севооборотах (за счёт значительного улучшения фитосанитарной обстановки, режима питания и других объективных факторов).

Положительным моментом для таких культур явилась бы и возможность выращивать их имеющимися в хозяйствах наборами сельскохозяйственных машин для зерновых. Они должны обеспечивать продуктивность на уровне пшеницы. По цене реализации на получаемую продукцию и по объёму рынков сбыта эти культуры должны иметь показатели, не уступающие пшенице. Несмотря на кажущуюся сложность задачи подбора конкурентных с пшеницей культур, она вполне решаема. Благодаря целенаправленной и плодотворной работе селекционеров, в настоящее время появился достаточно широкий набор различных культур и их сортов, отвечающих всем перечисленным требованиям. Сейчас для любого хозяйства, в зависимости от зоны можно подобрать несколько таких культур. Для северной лесостепи и более северных районов большой интерес в этом плане представляет люпин. Неприхотливость люпинов и их способность давать на бедных и кислых почвах высокую продуктивность известна давно.

Люпин можно выращивать в более суровых климатических условиях. Он способен прорастать при более низких температурах, а всходы не боятся заморозков. Люпин способен даже на малоплодородных и кислых почвах формировать мощную корневую систему, усваивающую труднодоступные фосфаты и в достаточном количестве фиксировать азот атмосферы в симбиозе с клубеньковыми бактериями. При использовании люпинов в качестве сидерата на каждый гектар поля попадает от 40 до 80 тонн богатой доступными элементами питания органики. В настоящее время из-за финансовых затруднений и снижения поголовья скота внесение органических удобрений хозяйствами области, практически не производится. С помощью сидерального люпина можно значительно удешевить внесение органического вещества в паровом поле. Особенно полезны сидеральные пары для севооборотов с интенсивным использованием пашни, где большие площади отводятся под овощи и картофель. Даже если люпин и убирается на различные цели, то всё равно с пожнивными и корневыми остатками в почву поступает до 100 кг в пересчёте на действующее вещество доступных форм азота. По этой причине люпин является очень хорошим предшественником для многих культур.

Самым скороспелым из люпинов является люпин узколистный, поэтому цель нашего исследования заключалась в определении возможности выращивания ряда наиболее скороспелых сортов люпина узколистного в северной лесостепной зоне Челябинской области.

Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи.

1. Определить продолжительность вегетации у исследуемых сортов.

2. Выяснить какие сорта более продуктивные по зеленой массе и зерну.

3. Рассчитать экономическую эффективность при их выращивании.

В сортоиспытании 2005 и 2008 годов участвовали две группы сортов люпина узколистного. Первая группа сидерального направления состояла из алколоидных сортов Радужный и Сидерат (семена с типичной для люпина узколистного пестрой окраской). Вторая группа из безалкалоидных сортов Кристалл, Снежеть, Белозерный и Надежда (семена белозерные). Исследования проводились на опытном поле института Агроэкологии, находящегося в Красноармейском районе.

1. Литературный обзор

1.1 Народно-хозяйственное значение

Одна из важных проблем современного аграрного производства - полное обеспечение животноводства высокобелковыми кормами собственного производства при сохранении почвенного плодородия и экономии энергетических ресурсов. В создании прочной кормовой базы большое значение придается зернобобовым культурам, особенно кормовому люпину, культуре нетребовательной к почвенному плодородию. По количеству белка в урожае люпин превосходит горох, кормовые бобы и вику, а по качеству белка и усвоению его животными не уступает сое. Люпин – ценная бобовая культура, используемая на зеленый корм, силос, зернофураж и в качестве сидерата. Во многих странах мира ряд видов люпина имеет также пищевое, фармацевтическое и косметическое применение. Люпин часто называют «северной» или «европейской» соей из-за высокого содержания белка (30–55%), сбалансированного по аминокислотному составу, жира (5,3–20%), витаминов, микро-и макроэлементов.

Все это определяет высокое кормовое достоинство люпина и его роль в сокращении дефицита растительного кормового белка. К несомненным достоинствам растений люпина следует отнести и такие качества, как способность расти на бедных и закисленных почвах, высокая активность азотфиксации. Глубоко проникающие корни позволяют растениям извлекать из подпахотных горизонтов и переносить в пахотный слой почвы фосфор, калий и другие элементы питания, поэтому люпин служит прекрасным предшественником для многих зерновых и пропашных культур. Основным лимитирующим фактором для производства люпина остается подверженность растений различным заболеваниям – антракноз, фузариоз, и др. В связи с этим ведутся поиски устойчивых к болезням форм среди диких видов, которые могут быть вовлечены в интрогрессивную селекцию или стать альтернативой возделываемым. В отличие от других зернобобовых культур многие виды люпина введены в культуру совсем недавно: узколистный и желтый – в середине XIX века, другие виды – в ХХ веке. Только два вида люпина – изменчивый и белый – древние культурные растения, возделываемые на протяжении тысячелетий; современные культурные формы этих видов далеко ушли по морфологии, окраске и размеру семян от древних предков. В отличие от других зернобобовых культур многие виды люпина введены в культуру совсем недавно: узколистный и желтый – в середине XIX века, другие виды – в ХХ веке. Только два вида люпина – изменчивый и белый – древние культурные растения, возделываемые на протяжении тысячелетий; современные культурные формы этих видов далеко ушли по морфологии, окраске и размеру семян от древних предков.

Разные виды и сорта люпина можно выращивать в суровых климатических условиях и на мало плодородных почвах, где люпин обычно превосходит сою и другие зернобобовые культуры по урожайности и сбору белка. Эти преимущества люпина связаны с такими его биологическими особенностями, как способность развивать на малоплодородных почвах, мощную корневую систему, усваивать труднорастворимые фосфаты почвы и в достаточных количествах фиксировать азот воздуха в симбиозе с клубеньковыми бактериями на кислых почвах.

Однолетние виды люпина были известны в культуре за 2000 лет до н.э. Родина – страны Средиземноморья. В настоящее время люпин возделывают в Западной Европе, наибольшие площади находятся в Германии, Польше. В РФ люпин начали возделывать в 19в. Площади кормового люпина составляют около 100 тыс. га. Основные площади сосредоточены в Северо-Западном и Центральном регионах.

Большое внимание возделыванию люпина уделяют в Австралии. В настоящее время эта страна является мировым лидером по производству люпина. Из 1320874 га, занятых под культурой на Земном шаре, на Австралию приходится 90% [1]. Между тем все виды люпина на этот материк завезены первыми поселенцами из Америки или Средиземноморья.

Все без исключения виды люпина содержат в семенах и вегетативных органах алкалоиды (люпин, спартеин, люпанин, оксилюпанин и др.) Количество алкалоидов в семенах варьирует в зависимости от видовых, сортовых особенностей и условий выращивания от 0,002 до 3,9%, у кормовых сортов – от 0,002 до 0,12%. Сухое вещество семян и растений алкалоидного люпина содержит 0,3–1,2% алкалоидов, у сортов кормовых люпинов содержание алкалоидов не превышает 0,1%, в то время как в диких образца их обычно было 1,5–2,5%. Вегетативная масса и семена таких форм люпина не имеют горького вкуса и могут применяться на кормовые цели без ограничения. Их можно добавлять в другие корма, создавая рационы, сбалансированные по белку. Это тем более актуально, что по содержанию белка в семенах (35–42%) и аминокислотному составу люпин не уступает сое.

В зеленой массе люпина алкалоидность обычно в 5–10 раз меньше, чем в семенах. Для корма пригоден люпин с содержанием алкалоидов в сухом веществе не больше 0,1%, у алкалоидных же люпинов этот показатель может достигать 3,9%. Богатая алкалоидом зеленая масса люпина обычно запахивается на зеленое удобрение.

В неблагоприятных условиях возделывания (сухие, песчаные почвы, недостаток органического удобрения, содержание хлора, минеральные удобрения и т.д.) содержание алкалоидов в растениях увеличивается. Все факторы, способствующие развитию зеленой массы, снижают алкалоидность. Узколистный кормовой люпин является также ценным растанием занятого пара, так как он улучшает плодородие почв.

Люпин повышает плодородие почвы и при возделывании его на зерно, так как пожнивные и корневые остатки обогащают почву органическим веществом и содержащимся в них азотом.

Содержание белка в семенах люпина часто достигает 40–50%. Но использование его на корм, до недавнего времени, осложнялось тем, что в его семенах и в наземной массе содержалось также 1–2% горьких и ядовитых алколоидов (люпинин, люпанин, спартеин и др.).

По инициативе Д.Н. Прянишникова в нашей стране были выведены безалколоидные, или так называемые сладкие сорта люпина, в которых алколоидов не более 0,0025%. Эти сорта пригодны для кормовых и даже пищевых целей. Выведены и малоалколоидные сорта (алкалоидов не более 0,2%); они устойчивее, чем сладкие сорта. К болезням и вредителям и могут быть использованы на корм животным.

Люпин – это высокоурожайная культура. Сорта узколистного кормового люпина могут давать свыше 400 ц зеленой массы с 1 га. В Брянской области на площади 570 га урожайность его составляла 450 ц/га, на некоторых опытных станциях ВИУА поднималась до 700 ц/га.

Новые безалколоидные формы зернового люпина (Киевский мутант и др.) в лесостепной зоне превосходят по урожайности сорта гороха на 8 ц с га, а по сбору белка почти вдвое. В 1 кг. Зерна кормового люпина содержится 425 г. протеина, 18.9 г. лизина, 4.2 г. метионина, 4.6 г. цистина, 3.8 г. триптофана [2].

Таким образом, люпин является высокоурожайной культурой, способной давать свыше 400 ц зеленной массы с 1 га и превосходит по урожайности сорта гороха.

По содержанию белка некоторые сорта люпина узколистного превосходят сою.

1.2 Ботанико-биологические особенности

Люпины – однолетние или многолетние растения семейства бобовых с пальчато-сложными листьями.

В сельском хозяйстве наибольшее значение получили средиземноморские люпины, из которых используются три вида – желтый, узколистый и белый.

В зависимости от содержания алкалоидов в сухой массе семян люпины всех видов можно разделить на 3 группы: алкалоидные (горькие), содержание алкалоидов 0,1% и больше; малоалкалоидные, содержание алкалоидов
0,025–0,1%; безалкалоидные, или кормовые, содержание алкалоидов не больше 0,025%.

На кормовые цели идут как безалкалоидные, так и малоалкалоидные люпины. В Нечерноземной зоне используется главным образом узколистный кормовой люпин.