14778 (Люпин — древнейшее культурное растение)

Реферат

Люпин — древнейшее культурное растение

Содержание

1. Народнохозяйственное значение

2. Требования к факторам внешней среды

3. Биологические особенности культуры

4. Место культуры в севообороте

5. Потребность культуры в удобрениях

6. Технология возделывания культуры

7. Подготовка семян к посеву, сроки и способы посева

8. Обработка почвы

9. Уход за посевами

10. Сорта культуры

Список литературы

2. Народнохозяйственное значение

Люпин — древнейшее культурное растение. Ещё 4000 лет назад в средиземноморских странах, в Египте, древней Греции и античном Риме существовала развитая культура люпина, и возделывавшиеся уже тогда формы мало отличались от современных культурных сортов. В литературных памятниках люпин впервые упоминается у греческого врача Гиппократа (460-364 лет до н. э.), который, в своих книгах «О питании человека» даёт физиологическую оценку люпину, расценивая его в сравнении с другими бобовыми как наиболее питательное по своему составу средство. Более подробное описание люпина, и притом, в качестве сельскохозяйственной культуры, имеется у Теофраста (375-289 лет до н. э.) в работах «История растений» и «Физиология растений». С давних времён люпин возделывали как зерновую культуру, обезгорченные семена которого широко использовались в качестве пищевого продукта и в корм сельскохозяйственным животным. Известно было также применение люпина в качестве зелёного удобрения, восстанавливающего плодородие почвы.

В средние века люпин возделывался повсеместно в странах Средиземноморья: Италии, Франции, Испании, Португалии и др., где он сеялся на паровых полях и запахивался осенью в качестве удобрения. Сведения о люпине, прежде всего как о лекарственном, а затем как о пищевом и сидеральном растении, начинают проникать в страны Центральной Европы. Неоднократные попытки введения этого вида люпина в Германии в культуру не увенчались успехом, так как белый люпин встречал здесь два препятствия. Одно из них заключалось в позднеспелости культуры и в необходимости постоянного завоза семян из других стран.

Другое затруднение было связано с поражением белого люпина фузариозом. Возникла необходимость поиска других, более подходящих для Германии видов люпина. Такими видами оказались жёлтый люпин и узколистный люпин, которые в диком виде произрастали почти во всех странах Средиземноморского побережья. Со времени начала окультуривания этих видов в истории культуры люпина наступил новый этап (Алексеев Е.К., 1940). Наконец, в Германии было обеспечено нормальное и надёжное вызревание семян, что способствовало быстрому расширению площадей посева люпина. К концу XIX столетия они достигали 400 тыс. гектаров. Однако введённые в культуру виды люпина не были ещё достаточно окультурены и сохранили многие признаки дикорастущих растений. Оба вида характеризовались высоким содержанием алкалоидов и были пригодны только для использования на зелёное удобрение и для кормления овец. Животные, в том числе нередко и овцы, при поедании люпина заболевали так называемым люпино-зом, часто заканчивавшимся их гибелью. Различные способы искусственного обезгорчивания семян не получили сколько-нибудь широкого распространения ввиду их дороговизны, а также ввиду сильного снижения при этом содержания в них питательных веществ. Появление в начале XX века более дешёвых минеральных удобрений также послужило причиной снижения посевных площадей люпина.

В результате общая площадь посевов люпина в Германии к тридцатым годам сократилась вдвое. Впервые идея о выведении люпина, лишённого горьких и ядовитых алкалоидов и полностью пригодного для кормового использования была высказана Т. Рёмером (1916) и несколько позднее Д.Н. Прянишниковым (1924) (Хотылева Л.В., Савченко А.П., 1988). К отысканию безалкалоидных или малоалкалоидных люпинов делались многочисленные, но безуспешные попытки. Основным препятствием в этом отношении было отсутствие методов быстрого и дешёвого определения содержания алкалоидов, пригодного для массового анализа многих тысяч отдельных растений. Такая методика была впервые разработана в Центральном институте генетики (г. Мюнхеберг под Берлином) селекционером Зенгбушем, который в 1927-1930 гг. выделил практически безалкалоидные формы жёлтого (3 растения) и узколистного люпина (2 растения). Признак безалкалоидности оказался устойчивым, и новый — сладкий люпин, и по продуктивности не уступал горькому люпину. На этой основе началась интенсивная селекционная работа по выведению кормовых люпинов. Первоначально разработанные Зенгбушем методы анализа на содержание алкалоидов и результаты селекции были строго засекречены и опубликованы лишь в 1942 г. На вывоз семян новых сортов был также наложен строжайший запрет. Большой и непрерывно возраставший интерес к люпину имел место в Польше, где обилие песчаных земель вызывало заботу об их улучшении. Возделывание люпина в Польше началось с 1850 г. с люпина узколистного, семена которого были завезены из Германии.

За сорок лет культура стала повсеместно известной, и возделыванием его на зелёное удобрение занимались не только крупные, но и мелкие хозяйства. Серьёзная и планомерная селекционная работа с люпином начата в Польше с 1890 г. В развитии научной работы с люпином большую роль сыграл Познаньский центр под руководством профессора С.Барбацкого, где проводилась не только селекционная работа, но и разработка приёмов его агротехники.

В Россию первые сведения о люпине проникают ещё до введения его в культуру в Германии. Наиболее ранние указания на люпин в качестве декоративного растения имеются в Трудах Вольно-Экономического Общества 1811 г. И только в шестидесятых годах XIX столетия в журналах и газетах начинает появляться ряд статей, посвященных культуре люпина и её значению как зелё- ного удобрения. Большая заслуга в распространении в России люпина как си-деральной культуры принадлежит профессору С. М. Богданову и академику Д.Н. Прянишникову, настойчиво пропагандировавших люпин в своих многочисленных статьях и выступлениях. Коллективные опыты 1910-1914 гг. в ряде губерний (Черниговской, Волынской, Киевской, Минской, Могилёвской) с посевом люпина на зелёное удобрение в паровых полях крестьянских земель под- крепили пропаганду люпина и сыграли видную роль в деле распространения его культуры. Они показали возможность значительного повышения урожаев ржи без применения навозного удобрения (Майсурян Н.А., Атабекова А.И., 1974).

В эти же годы для широкого изучения люпина и проведения селекционной работы с ним организуется ряд опытных станций в зоне супесчаных и песчаных почв. В 1913 году была создана Беняковская, в 1914 году Полесская и в 1916 году Новозыбковская сельскохозяйственные опытные станции. Первоначально исследования на этих станциях были направлены на изучение люпинов в качестве сидератов. Систематическое изучение агротехники люпина, разработка новых методов его возделывания и приёмов семеноводства было начато первым директором Новозыбковской опытной станции Е. К. Алексеевым ещё в 1917 г. Здесь же начиналась в 1923 г. планомерная селекционная работа с люпином, в результате которой был выведен ряд продуктивных сортов узколистного люпина на зелёное удобрение.

Селекционная работа по выведению кормовых сортов жёлтого и узколистного люпина стала возможной после того, как в биохимической лаборатории Всесоюзного института растениеводства в 1931 г. под руководством Н. Н. Иванова был установлен экспрессс-метод анализа растений люпина на алка-лоидность как в лабораторных, так и в полевых условиях. Этот метод отличался простотой по сравнению с методом Зенгбуша, и с его помощью были выделены практически безалкалоидные растения (Иванов Н.Н., Смирнова М.И., 1932; Смирнова-Иконникова М.И., 1938). По мнению Н. И. Вавилова (1932) обнаружение безалкалоидного люпина - это открытие, представляющее исключительный интерес для агрономической практики. Именно с этого времени и начался отсчёт становления люпина как кормовой культуры. Первыми сортами отечественной селекции кормового жёлтого люпина были сорта Юбилейный (Пушкинская опытная станция), Белорусский кормовой, Белорусский 6, Быстрорастущий 3 (Белорусский институт земледелия). На Новозыбковской опытной станции был создан ряд малоалкалоидных сортов жёлтого люпина -Малоалкалоидный 1, Малоалкалоидный 2, Малоалкалоидный 3. Приобрёл большое значение и распространение сорт этой станции Быстрорастущий 4, созданный К.И. Саввичевым. Сорт был районирован в 36 областях бывшего Советского Союза, а его автор впоследствии стал Героем Социалистического труда. Появились и первые в нашей стране кормовые сорта люпина белого (Носовский 3) и узколистного люпина (Синий 1, Сине-розовый 2). Энергичная селекционная работа с люпином привела к значительному расширению его посевов, как на зелёное удобрение, так и на корм. Уже в 60-70-х годах посевные площади люпина на зерно в бывшем СССР приближались к 500 тыс. га, а на зелёный корм и силос составляли около 1,5 млн. га.

Обнаружение безалкалоидных растений жёлтого, узколистного и белого люпинов в конце 20-х — начале 30-х годов XX века ознаменовало наступление нового этапа люпиносеяния, открывшие огромные возможности использования этой культуры в животноводстве для укрепления кормовой базы и увеличения производства растительного белка. С этого времени люпин стал занимать всё более значительное место в мировом земледелии. В настоящее время большое внимание люпиносеянию уделяют в таких странах как Австралия, Германия, Португалия, Франция, Испания, Италия, Перу, Чили и других (Турбин Н.В., Лавриненко Г.Т., 1974; Гатаулина ГГ., 1977; Таранухо Г.И., 1989).

Однако, история возделывания люпина в мировом земледелии не была безоблачной. Массовое распространение фузариоза и отсутствие в то время устойчивых к этому заболеванию сортов вызвали быстрое и значительное сокращение посевных площадей (Дорожкин Н.А., Чекалинская Н.И.,1965; Дорожкин Н.А., Чикалинская Н.И., Нитиевская В.И.,1978). И в 1990 году люпин на зерно в Российской Федерации возделывался лишь на 40 тыс. га (Такунов И.П., Лихачёв Б.С., 1994). Потребовалось около двадцати лет, чтобы селекционным путём преодолеть фузариозное увядание люпина (трахеомикоза), вызываемое грибом Fusarium oxysporum Schl. Было создано новое поколение фузариозо-устойчивых сортов, внедрение которых послужило возрождению культуры люпина (Саввичева И.К., 1986, 1992; Лихачёв Б.С., 1995,19976; Лихачёв Б.С., Саввичева И.К., Агеева П.А. и др., 1996,2000).

В связи с успехами селекции интерес к люпину в современном земледелии вновь возрастает. Люпин, в отличие от других кормовых культур, обладает способностью хорошо произрастать на лёгких низкоплодородных почвах, характеризуясь при этом высокой азотфиксирующей способностью по сравнению с другими однолетними бобовыми культурами (Жуков М.С., 1973).

1. Требования к факторам внешней среды

К почвам люпин нетребователен. Может расти и на солнце, и в полутени. Предпочитает влажные места. Холодостоек. В сухую погоду его необходимо поливать.

В первой половине вегетации люпин не требователен к теплу. Люпин – растение холодостойкое, семена прорастают при 3-5°С, всходы переносят кратковременные заморозки …-3…-6°С. Вегетативные органы хорошо растут при 7-12°С, для развития плодов требуется более высокая температура. Люпин особенно требователен к теплу в период налива семян и созревания, при температуре ниже 14°С эти процессы приостанавливаются, вегетация сильно затягивается. За вегетационный период растениям люпина белого требуется сумма активных температур – 2600-2800°С, желтого – 2400-2600°С, узколистного – 1800-2000°С (для современных скороспелых сортов с ограниченным ветвлением на 200-500°С меньше).

Общий расход воды на создание единицы сухого вещества (коэффициент водопотребления) составляет за вегетацию – 350-400. Однако, эта величина зависит от периода развития растений и условий влагообеспеченности. Потребление влаги посевом постепенно возрастает с момента всходов до фазы сизых бобов.

Для набухания и прорастания семян требуется более 120% воды от их сухой массы. Критическая ситуация в развитии посева может возникнуть в период посева – всходов, если весна сухая, с сильным ветром. В этом случае верхний слой почвы быстро иссушается. Запоздание с посевом, неравномерная заделка семян, отсутствие прикатывания могут привести к поздним, недружным и изреженным всходам, урожайность резко снижается. Люпин особенно чувствителен к недостатку влаги в период бутонизации – цветение и завязывание плодов. Дефицит влаги в это время приводит к резкому ограничению вегетативного роста, сокращению завязываемости плодов и понижению урожая в 3-4 раза, по сравнению с урожаем в оптимальных условиях. В период налива и созревания семян потребность во влаге снижается.

Люпин – светолюбивое растение. Для него характерно явление гелиотропизма – листья всегда повернуты перпендикулярно лучам Солнца. Размещение более 100 растений на 1м² способствует быстрому отмиранию нижних слабоосвещенных листьев. Современные сорта люпина быстрее растут и развиваются в условиях длинного дня.

1. Биологические особенности культуры

Уровень фиксации атмосферного азота симбиотическими системами люпина зависит не только от применяемого штамма клубеньковых бактерий, но и от биологических особенностей растений. Специфические особенности разных генотипов люпина оказывают влияние на жизнедеятельность бактерий и, следовательно, на эффективность симбиоза в целом. В связи с этим необходимы исследования, которые имели бы целью повышение отзывчивости люпина на симбиоз с клубеньковыми бактериями. Главным направлением в усилении биологической азотфиксации и увеличении белковой продуктивности является подбор сортов, способных к активному симбиозу и формированию высокого урожая и установление комплементарных симбионтов для определённых условий почвенно-климатических зон.

По размерам фиксации молекулярного азота воздуха люпин не имеет себе равных среди всех однолетних бобовых культур. Но чтобы максимально использовать этот уникальный биологический потенциал, необходимо усилить генетическое сродство растения-хозяина и штамма клубеньковых бактерий. Это возможно за счёт параллельной селекции на повышение симбиотической активности макро- и микросимбионта, а также за счёт создания симбиотических систем из уже существующих сортов люпина и производственных штаммов на основе их комплементарно-сти. Однако вопросы видо- и сортоспецифичности люпина к клубеньковым бактериям и штаммоспецифичност к растению-хозяину недостаточно изучены, не установлены комплементарные сочетания для определённых экологических условий.

4. Место культуры в севообороте

Место в севообороте зависит от хозяйственного назначения посева. Лучшие предшественники белого люпина – озимые зерновые культуры; хорошие результаты получают при размещении его после кукурузы, сахарной свеклы, приемлем посев и после яровых зерновых культур. Если нет угрозы поражения фузариозом, и используют фузариозо-устойчивые сорта, люпин может занимать два поля в восьмипольном севообороте (в качестве занятог8о пара – на зеленый корм и в пятом поле на семена).

Люпин нельзя сеять после зернобобовых культур, многолетних бобовых трав во избежание распространения болезней, особенно фузариоза. Высевать люпин повторно на том же участке следует не ранее через 4-5 лет, а для сортов, неустойчивых к фузариозу, – через 7-8лет. При возделывании на семена нежелательно размещать люпин на пониженных увлаж-ненных участках. В таких условиях образуется большая вегетативная масса, удлиняется период вегетации, затягивается созревание.

При выращивании люпина на зеленое удобрение, его размещают в паровом поле севооборота, перед озимыми, а в районах с теплой продолжительной осенью, используют как пожнивную культуру после озимой ржи и ячменя.

5. Потребность культуры в удобрениях