В современных условиях при постоянно растущих ценах на энергоносители и другие производственные ресурсы внедрение в производство культур, сортов и технологий их возделывания, обеспечивающих экономию трудовых и энергетических ресурсов, минеральных удобрений, гербицидов и других химических средств защиты растений, является весьма актуальным.
Люпин — универсальная культура, обладающая высоким средообразующим, кормопродукционным и ресурсосберегающим потенциалом и, как ни одна другая культура, наиболее полно соответствует вышеуказанным требованиям.
Обладая уникальной азотфиксирующей и высокой фосфатмобилизующей способностями, люпин выращивается без применения азотных и фосфорных минеральных удобрений, а разработанная технология его возделывания в смешанных посевах со злаковыми зерновыми культурами позволяет без применения минеральных удобрений, гербицидов и других химических средств защиты посевов, повысить продуктивность пашни в 1,5-2 раза за счет биологической интенсификации продукционного процесса, получить дешевые, экологически чистые, сбалансированные по белку непосредственно в поле концентрированные, грубые и сочные корма для всех видов сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы, а также экологически чистое продовольственное зерно ячменя, овса и яровой пшеницы при сохранении почвенного плодородия и окружающей природной среды.
Люпин — культура многоцелевого использования. Прежде всего, это высокобелковая кормовая культура. В его семенах содержится в среднем от 32 до 46% белка в зависимости от вида. По количеству белка в урожае люпин превосходит горох, сою, вику и другие кормовые культуры. В 1 кг зерна люпина содержится в 3 раза больше белка, чем в зерне злаковых культур, и в 1,5 раза больше, чем в горохе.
Кроме того, по качеству белка (содержание незаменимых аминокислот) люпин также занимает лидирующее положение.
Важным источником высокобелковых кормов является и вегетативная масса люпина, в сухом веществе которой содержится от 18 до 23% белка. Зеленая масса хорошо поедается животными как в свежем виде, так и в виде заготовленных из нее зерносенажа и силоса.
Все виды люпина содержат в семенах и зеленой массе физиологически активные вещества — алкалоиды. Безалкалоидных люпинов в природе нет, как нет и люпинов с содержанием алкалоидов более 3,5%. Предельный уровень содержания алкалоидов для кормовых сортов — до 0,3% в зерне и до 0,14% в зеленой массе в расчете на сухое вещество.
Современные сорта люпина содержат в среднем 0,02-0,05% алкалоидов в зерне и 0,01-0,04% в зеленой массе в расчете на сухое вещество и входят в группу малоалкалоидных. Это позволяет использовать люпин для производства концентрированных, грубых и сочных кормов и скармливать их в рационах всех видов сельскохозяйственных животных и птицы без ограничений.
В то же время содержание таких антипитательных веществ, как ингибиторы трипсина в зерне люпина в 100 раз ниже, чем в сое, что обусловливает его высокую переваримость и позволяет использовать в корм животным без предварительной термической обработки.
В последнее время повысился интерес к более широкому использованию зерна люпина в пищевых целях. Мука из зерна люпина и белковые изоляты используются в хлебобулочной, макаронной, кондитерской и мясоперерабатывающей промышленности, в производстве диетических и лечебно-профилактических продуктов.
В связи с тем, что соевый белок по причине трансгенности становится все более непривлекательным, выбор остается за люпином в качестве основной экологически чистой немодифицированной белковой добавки в пищевых продуктах.
Велика агроэкологическая роль люпина. Он является уникальной сидеральной культурой. Обогащая почву симбиотическим азотом и органическим веществом, люпин не истощает почву, а, наоборот, повышает уровень ее плодородия и улучшает ее физическое, химическое и фитосанитарное состояние.
Повышение роли люпина в земледелии позволит увеличить производство дешевого полноценного экологически чистого кормового растительного белка, снизить импорт модифицированных соевых белковых компонентов, что особенно актуально в связи с Доктриной продовольственной безопасности нашей страны.
Люпин может возделываться в полевых и кормовых севооборотах и не предъявляет особых требований к почвенному плодородию. Основное требование сводится к тому, чтобы почва была хорошо аэрирована и обеспечивала растения в достатке влагой в период прорастания семян и появления всходов. Нельзя размещать посевы люпина на тяжелых, плохо дренируемых, глееватых и заплывающих почвах с близко расположенными грунтовыми водами, где процессы азотфиксации затруднены.
Лучшими предшественниками являются культуры, хорошо очищающие почву от сорной растительности и обладающие способностью снижать фитотоксичность почвы. При выращивании на семена и зерновые цели люпин размещают в зерновом поле севооборота после озимых культур, ячменя, овса, яровой пшеницы, гречихи, капустных (редька масличная, горчица белая и др.) и пропашных культур (картофель, сахарная свекла, кукуруза на зерно и др.) при условии, что под эти культуры азотные удобрения вносились в дозах не более 60-90 кг д.в. на 1 га, так как более высокие дозы азотных удобрений, внесенные под предшествующую культуру, в результате своего последействия снижают активный симбиотический потенциал люпина тем сильнее, чем выше доза азота (задерживают образование клубеньков и снижают их массу), ингибируют азотфиксацию и задерживают рост люпина в начальных фазах его развития.
Не рекомендуется высевать люпин после зерновых культур, которые обрабатывались гербицидами из группы сульфуронов: хлорсульфурон (Кросс, Ленок, Ковбой, Дифезан, Фенизан, Секатор и др.), метсульфуронметил (Ларен, Магнум, Зингер и др.), триасульфурон (Логран, Дукат, Трезор и др.), так как люпин очень чувствителен к этим гербицидам и их остаточное последействие вызывает сильное угнетение в начальный период его роста, особенно узколистного люпина, урожайность зерна и зеленой массы которого может снижаться до 30% и более.
Нельзя размещать люпин после бобовых культур (горох, кормовые бобы, вика-овес и др.), по пласту многолетних бобовых и бобово- злаковых трав, а также на соседних с ними полях, так как это приведет к распространению общих для культур вредителей и болезней.
При выращивании люпина и люпино-злаковых смесей для использования на кормовые или сидеральные цели посевы размещают в паровом поле севооборота.
В свою очередь люпин, обладая высоким азотфиксирующим потенциалом и другими средоулучшающими функциями, обогащает почву азотом, органическим веществом, улучшает фосфатный режим почвы и является хорошим предшественником для озимых, яровых зерновых, картофеля и других культур.
Смешанные люпино-злаковые посевы позволяют без применения гербицидов и минеральных удобрений за счет фактора гетерогенности значительно увеличить продуктивность пашни, повысить качество получаемой продукции при сохранении почвенного плодородия и окружающей природной среды.
Исследования, проведенные в ГНУ ВНИИ люпина на серой лесной легкосуглинистой почве, показали, что для получения семян люпина, продовольственного и фуражного зерна в гетерогенных посевах наиболее совместимыми с люпином являются ячмень и яровая пшеница, а для получения зеленых кормов и заготовки зерносенажа или силоса — овес.
При посеве 1 млн всхожих семян узколистного люпина (100% нормы высева в одновидовом посеве) и 2,5 млн семян злаковой культуры (50% нормы высева одновидового посева) на 1 га формируются агрофитоценозы, обладающие способностью успешно конкурировать с сорной растительностью. При этом количество сорных растений снизилось на 84%, а их вегетативная масса — на 88% по сравнению с кон- трольным вариантом одновидового посева люпина.
При дальнейшем загущении посевов до 1,25 млн семян люпина и 3,75 млн семян ячменя на 1 га гибель сорняков возросла до 91%, а вегетативная масса уменьшилась на 93%, в то время как при внесении баковой смеси почвенных гербицидов (Прометрин (3 кг/га) + Харнес (1,5 кг/гa) под люпин в одновидовом посеве количество сорняков к уборке снизилось только на 73%, а вегетативная масса — всего на 45%. В таких посевах значительно уменьшилось количество многолетних сорняков, в том числе корневищных, корнеотпрысковых и других трудноискореняемых видов. Оставшееся в ценозе небольшое количество сорных растений находилось в припочвенном ярусе в угнетенном состоянии и не оказывало существенного влияния на развитие культурных растений. Отпала необходимость в применении гербицидов.
При формировании саморегyлирующихся агрофитоценозов необходимо учитывать степень засоренности и видовой состав сорняков засеваемого поля. При слабой и средней засоренности с преобладанием в основном однолетних видов достаточно высевать 1 млн семян люпина и 2,5 млн семян злаковой культуры. При сильной засоренности участка и достаточном количестве многолетних корнеотпрысковых и корневищных видов необходимо норму высева люпина увеличить до 1,25, а злаковой культуры до 3,5-3,75 млн семян на 1 га.
В таких агроценозах культурные растения не испытывают отрицательного аллелопатического влияния со стороны сорных растений и их конкурентной борьбы за элементы минерального питания, солнечный свет и влагу, а также стрессового состояния от воздействия гербицидов. К тому же, люпиновый компонент агроценоза за счет своей азотфиксирующей и фосфатмобилизующей способностей улучшает минеральное питание злакового компонента, в результате чего урожайность зерносмеси без внесения азотных и фосфорных минеральных удобрений возрастает в среднем в 2 раза, т.е. с 1 га смешанных посевов мы получаем такое же количество зерна люпина и злаковой культуры, как с их одновидовых посевов на удвоенной площади.
Люпин благодаря растворяющей способности корневых выделений и эндомикоризы полностью обеспечивает себя и произрастающие с ним злаковые культуры калийным питанием и при обеспеченности 10-12 мг К2О на 100 г почвы не отзывается на калийные удобрения. При более низком содержании калия в почве калийные удобрения следует вносить.
У злаковой культуры, произрастающей в совместном посеве с люпином, повышается белковость зерна в среднем на 1-2%. Соответственно увеличивается и выход белка с каждого гектара с урожаем зерносмеси в 2-2,2 раза по сравнению с его содержанием в урожае люпина и злаковой культуры при раздельном посеве. При этом полученная люпино- злаковая зерносмесь является полноценным, сбалансированным по белку непосредственно в поле кормом, в каждом килограмме которого содержится 123-134 г переваримого протеина и 12,3-14,1 МДж обменной энергии. Аналогичные результаты получали при возделывании белого люпина в смеси с яровой пшеницей.
В опытах при нормах высева люпина 0,6-0,8 и яровой пшеницы 2,5- 3,5 млн всхожих семян на 1 га гибель сорных растений составила от 80,2 до 90,4%, а сухая масса оставшихся в посеве сорных растений уменьшилась на 85,7-96,2% по сравнению с одновидовым посевом люпина. Наибольшая урожайность зерносмеси получена на вариантах с нормами высева 0,8 млн семян люпина и 3-3,5 млн всхожих семян яровой пшеницы на 1 га — 34,9-35,7 ц/га. При этом урожайность семян люпина соответствует его урожайности в одновидовом посеве с нормой 1 млн всхожих семян на 1 га и с применением гербицидов, а урожайность яровой пшеницы в составе зерносмеси составляет более 20 ц/га, что выше ее урожайности в одновидовом посеве с нормой высева 5 млн семян на 1 га.
Таким образом, люпин в гетерогенном агроценозе способствует лучшему росту и развитию злаковой культуры, а та, в свою очередь, оказывает существенную роль в угнетении и подавлении сорной растительности. В результате этого положительного взаимного влияния проявляется как бы синергический эффект, способствующий трансгрессии продуктивности.
Установлено, что люпино-злаковые агроценозы обладают более высокой экологической устойчивостью. В них отмечено снижение поражаемости растений люпина антракнозом и другими грибными и вирусными болезнями в среднем в 1,5-2,5 раза, а в отдельные эпифитотийные годы — более чем в 3 раза по сравнению с одновидовыми посевами люпина за счет барьерного эффекта злаковой культуры при вторичном и последующих перезаражениях растений люпина, что дает возможность даже в эпифитотийные годы получать семена с пониженной инфицированностью без обработки посевов фунгицидами в вегетационный период.
Исследования также показали, что люпино-злаковые посевы дают не только более высокие урожаи, но и в значительной степени повышают их стабильность по годам по сравнению с одновидовыми посевами. Из табл. 6 видно, что разница в урожае зерна люпина и ячменя в одновидовых посевах по годам составляет 8,8 и 9,3 ц/га, что по отношению к их средней урожайности достигает соответственно 85 и 40%.
Разработанная в ГНУ ВНИИ люпина безгербицидная технология возделывания люпина и злаковых культур в смешанных посевах прошла производственную проверку на полях ГНУ ВНИИ люпина, СПК «Комаричский», СПК «Память Ленина» и других сельскохозяйственных предприятиях Брянской области. Так, в СПК «Комаричский» производственный опыт был заложен на участке с серой лесной среднесуглинистой почвой площадью 84 га, из которых по 12 га занимали одновидовые посевы узколистного люпина сорта Кристалл (норма высева — 1,25 млн всхожих семян на 1 га) и яровой пшеницы сорта Мунг (норма высева — 5 млн семян на 1 га), а на площади 60 га эти культуры высеяны в смешанном виде с нормами высева люпина и яровой пшеницы соответственно 1,25 и 3,75 млн всхожих семян на 1 га.
Никаких удобрений и средств защиты посевов не применяли. Яровая пшеница в чистом виде дала 28 ц/га зерна. Люпин же в одновидовом посеве без применения гербицидов зарос сорняками, в результате чего урожайность зерна составила 12,8 ц/га. В то же время люпино-пшеничный агроценоз успешно справился с подавлением сорняков и без применения гербицидов и минеральных удобрений дал 35,9 ц/га зерна, что в 2,8 раза больше урожая люпина, в 1,3 раза — урожая яровой пшеницы и на 15,5 ц больше их средней урожайности в одновидовых посевах в пересчете на идентичную площадь.
Таким образом, данная технология основана на биологической интенсификации продукционного процесса, не требует никаких дополнительных материально-технических затрат, проста и широко доступна для любого сельскохозяйственного товаропроизводителя.
