Способ выращивания нута в засушливых условиях степного крыма - RU2661815C2

Описание

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к технологии возделывания нута в засушливых условиях степного Крыма, который относится к зернобобовым культурам.

Эта группа растений довольно необычна. На корнях растений имеются клубеньки, содержащие клубеньковые бактерии, улавливающие из воздуха азот и производящие из него различные вещества, которые легко усваиваются растениями, что является основой белкового вещества, которое накапливается в семенах.

И самое главное, что растение нут получает азот из воздуха, а почва не истощается, а обогащается, делаясь более плодородной.

В настоящее время в мире растет производство бобовых культур, которые имеют неоценимое значение в структуре посевных площадей, в азотном балансе почвы и белковом ресурсе для питания человека и кормления животных. Эти культуры способны синтезировать и накапливать в семенах и зеленой массе большое количество высококачественного белка, а также в симбиозе с клубеньковыми бактериями усваивать молекулярный азот - неисчерпаемый источник питания для растений и для обогащения почвы.

Современное высокопродуктивное и стабильное аграрное производство должно ориентироваться на эффективное использование возобновляемых природных ресурсов, применение малозатратных мероприятий, которые базируются на процессах самообновления агроэкосистемы.

Именно экономика заставляет искать культуры, которые могли бы давать высокие урожаи с улучшенными качествами зерна, и внедрение в производство новых высокопродуктивных сортов с высокими биохимическими характеристиками, а также совершенствовать оптимальные условия их выращивания и соблюдать основные агротехнические приемы.

Известен способ выращивания бобовых культур, где для повышения продуктивности проводят предпосевную обработку семян, обволакивая их измельченным зерном той же культуры. Затем семена смешивают с антибактериальным препаратом Бализ-2 и высевают. Спустя 10-15 дней после появления всходов и в фазу цветения посевы опрыскивают минеральной водой «Нальчик», добавляя препарат Бализ-2 в пределах 2-3 кг/га (Патент №2440709, А01С 1/00. Россия. Заявл. 20.12.2010. Опубл. 27.01.2012).

Этот способ предусматривает обработку семян от болезней бобовых культур в период начала развития растений, формирования клубеньков и в период цветения, когда растения поражаются фузариозом, антакнозом, аскохитозом, ржавчиной мучнистой росой. Притом он является высокозатратным способом из-за использования дорогостоящих компонентов.

Известен способ возделывания нута в условиях орошаемого земледелия, который предусматривает предпосевную обработку семян, посев, междурядные уходы, поливы дождеванием и уборку. Высев ведут тремя районированными сортами с междурядьями 60-70 см. Рядом с высокорослыми и урожайными сортами растений нута в смежные рядки высевают низкорослые сорта с более ранним сроком созревания. Уборку ведут раздельным комбайнированием в фазу полной спелости семян низкорослых сортов (Патент №2256314, А01В 79/02, А01С 7/00. Россия. Заявл. 21.11.2003. Опубл. 20.07.2005).

Этот способ не предусматривает обработку семян, притом совсем не приемлем для засушливой зоны Крыма.

Известен также способ восстановления и повышения малопродуктивных светло-каштановых и бурых почв путем выращивания высокобелковой культуры нута.

Этот способ наиболее близко подходит к нашему способу в плане предпосевной обработки семян, но главным образом различными химическими препаратами, однако в основном резко отличается от предложенного нами способа (Патент №2563376, А01В 79/02, А01С 21/00. Россия. Заявл. 30.07.2014. Опубл. 20.09.2015).

Все протравливатели негативно действуют на формирование клубеньков и снижают их азотфиксирующую активность.

Поэтому задачей предложенного нами способа является повышение урожайности нута за счет стимулирования азотфиксирующей активности клубеньковых бактерий, исключение применения гербицидов и минеральных удобрений, экономия материально-технических и энергетических средств за счет исключения многих агротехнологических операций, повышение эффективности производства нута как высокобелковой культуры и снижение потерь урожая за счет своевременной его уборки в период полной спелости семян.

Эта задача решается тем, что в способе выращивания нута в засушливых условиях степного Крыма, включающем предпосевную обработку семян, посев, уход за растениями и уборку, согласно изобретению высевают нут после обработки семян биопрепаратами на основе селекционных штаммов клубеньковых бактерий для повышения симбиотической азотфиксации, например ризобофитом, в ранние сроки при температуре +2, …+4°С с междурядьями 45-70 см, а для получения дружных всходов при температуре +5…+6°С семена заделывают на одинаковую глубину во влажный слой почвы на 6-8 см, при среднем увлажнении - на 9-10 см, при сухом - на 15 см до достижения влажного слоя почвы с последующим ее прикатыванием, при этом посев размещают в звене севооборота «озимая пшеница или ячмень - нут - озимые», а уборку урожая ведут в фазу полной спелости семян.

Нут - это пенная кормовая культура. Латинское название нута - Cicer произошло от греческого «Kikus», что значит «сила» или «мощь». И оправдывая свое название, нут наделяет силой не только тех, кто его потребляет, но и делает более мощными и сильными тех, кто его выращивает, так как включение нута в севооборот сказывается благотворно и имеет целый ряд положительных моментов.

Одним из самых больших достоинств этой культуры является то, что она самая засухоустойчивая культура среди всех бобовых культур. Благодаря мощной кормовой системе и экономичному расходованию влаги, нут наиболее приспособлен для выращивания в регионах, которые страдают от частых засух в летний период. Это единственная бобовая культура, которая дает устойчивый урожай в засушливых и жарких условиях Крыма.

Все агротехнологические процессы по выращиванию нута проводились на опытном участке ФГБУН «Института сельского хозяйства Крыма».

Нут выделяется из всех зернобобовых культур наибольшей устойчивостью к засухе, жаре, суховеям. Возделывается он, в основном, на богаре, не устойчив к избытку влаги, хотя иногда отзывчив на орошение. Ценность семян нута в энергетических свойствах: 1 кг содержит 334 ккал, 28-32% белка, до 7% масла, 43-56% углеводов и 6-9% клетчатки.

Для выращивания нута не нужна какая-то специальная техника, можно использовать ту, что и для зерновых.

При высокой агротехнике можно получить до 20 ц/га нута. Цена на нут высокая - это определяется большим спросом на эту культуру. Нут по своей питательности не уступает другим бобовым, а по содержанию жира даже превосходит.

Нут, как правило, производится на легких почвах и даже каменистых, с содержанием извести. Поэтому на мергелистых, известковых и песчаных почвах он дает хороший урожай зерна и довольствуется таким же физическим состоянием почвы, как и обычные бобовые.

Нут адаптирован к засушливым и жарким природно-климатическим условиям степного Крыма и имеет уникальные биологические особенности. Растения нута в симбиозе с клубеньковыми бактериями способны усваивать за вегетацию до 120-150 кг/га молекулярного азота из воздуха. Он отличается высокой холодоустойчивостью и морозоустойчивостью по сравнению с другими зернобобовыми культурами.

Минимальная температура для прорастания семян +2…+4°C, для всходов +5…+6°C. Всходы выдерживают кратковременные заморозки до -16°C, а взрослые растения не погибают при -8°C.

После появления всходов нут более требователен к теплу, особенно во время «цветения-налива бобов», минимальная температура +20°C, оптимальная +25°C. Продолжительность вегетационного периода от 60 до 120 дней.

Нут - культура длинного дня, поэтому его нельзя сеять в повторных посевах. Он потребляет много влаги во время набухания семян (более 120% относительно своей массы) и в период бутонизации. Высота нута - 0,7 м, иногда 0,44-0,53 м.

Для нута вредны затяжные дожди и повышенная влажность воздуха в период бутонизации-цветения препятствует опылению, цветки и бутоны опадают, идет процесс дубения стебля и вторичного отрастания боковых ветвей, что приводит к плохой завязываемости и резкому снижению продуктивности.

Включение нута в севооборот позволяет обогатить почву азотом и является очень хорошим предшественником для всех зерновых культур. Под нут не надо вносить азотные удобрения, так как на корнях его образуются клубеньки с азотфиксирующими бактериями, которые усваивают азот из воздуха и не только обеспечивают свою потребность, но и после уборки этой культуры на каждом гектаре остается до 50 кг азота.

Нут обладает также и высокой морозостойкостью. Всходы выдерживают заморозки до -6-8°C, что позволяет производить посев в самые ранние сроки и максимально продуктивно использовать весеннюю почвенную влагу для получения ранних всходов.

Нут практически не имеет общих болезней и вредителей с зерновыми культурами, которыми, как правило, насыщены зерновые севообороты. Нут является не злаковой, а широколиственной культурой, его включение в севооборот позволяет более эффективно бороться с однолетними и многолетними злаковыми сорняками.

Нут созревает позже, чем основные зерновые культуры - пшеница и ячмень. Поэтому уборка зерновых и нута не совпадает, что дает возможность более эффективно использовать уборочную технику.

Дружное созревание зерна нута на всем растении позволяет убирать его прямым комбайнированием. Нут не полегает и не осыпается даже при задержке уборки. Урожай убирают без потерь. Остается еще время провести качественную подготовку почвы под озимые культуры и накопление влаги. Пожнивных остатков после нута остается мало.

Зерно нута созревает достаточно равномерно на всем растении, бобы не растрескиваются и не осыпаются, растения не полегают. Поэтому уборку проводят прямым комбайнированием. Вегетационный период - 80-120 дней в зависимости от сорта и условий выращивания. Поэтому в наших условиях убирают его в конце июля - начале августа при полном созревании бобов и влажности семян не более 12-14%. При перестое нута на корню возможно осыпание бобов за счет пересыхания плодоножки и при сильных ветрах.

Для уборки используют имеющиеся в наличии комбайны. Высоту среза регулируют так, чтобы на поле не оставалось неубранных бобов, обычно 10-15 см (высота прикрепления нижнего боба у нута 20-40 см). При перестое на корню уборку надо проводить в утренние часы, чтобы бобы не отлетали.

Семена нута сохраняют свою всхожесть не менее 3-х лет. Не рекомендуется высевать нут после бобовых культур и многолетних трав. Его лучше размещать в звене «озимая пшеница или ячмень - нут - озимые». В свою очередь, он является отличным предшественником для большинства сельскохозяйственных культур. Урожайность озимой пшеницы после нута почти такая же, как после черного пара.

После выращивания нута с корневыми и пожнивными остатками поступает в почву до 30% симбиотрофного (биологического) азота, а это эквивалентно внесению около 110 кг/га аммиачной селитры, что позволяет значительно повысить урожайность последующей культуры.

Нут рано освобождает поле, при этом создаются благоприятные условия для подготовки почвы и накопления влаги.

Биологические особенности этой культуры позволяют использовать последействие минеральных и органических удобрений. Потребность в азоте удовлетворяется за счет действия клубеньковых бактерий. Нитрагинизация нута увеличивает урожайность семян на 1,7-6,5 ц/га (15-39%).

Комплексное предпосевное применение бактеризации семян ризобофитом с микробными препаратами (фосфоэнтерин, полимиксобактерин, биополицид и другие) способствует повышению продуктивности растений нута на 1,6-40,3%.

Применение высокоэффективных в симбиозе с современными сортами бобовых культур штаммов ризобий повышает продуктивность растений на 20-30% и увеличивает содержание белка в семенах на 2-6% даже при наличии в почве популяции аборигенных или ранее интродуцированных клубеньковых бактерий.

Поэтому обязательным агроприемом в технологии выращивания нута должна быть предпосевная обработка семян биопрепаратами на основе селекционных штаммов соответствующих видов клубеньковых бактерий.

Обработку семян бобовых культур, и нута в частности, проводят в тени навеса, избегая действия прямых солнечных лучей, которые губительны для микроорганизмов. Бактеризованные семена после восстановления их сыпучести затаривают в мешки и высевают во влажную почву.

Исследования показали, что применение стартовых доз азота (20-30 кг/га) под бобовые культуры нецелесообразно совмещать с нитрогенизацией семян, поскольку задерживается образование клубеньков и уменьшается конкурентоспособность интродуцированных штаммов клубеньковых бактерий.

Отрицательно влияющим фактором на симбиоз нута с клубеньковыми бактериями является применение гербицидов. Происходит существенное изменение физиолого-биохимического состояния растения и его взаимодействия с полезной микрофлорой, блокируется клубнеобразование.

Растения нута очень страдают от наличия в посевах сорняков, особенно на начальных этапах вегетации. Поэтому необходимо внимательно отнестись к выбору участка посева и к его тщательной подготовке.

Перед посевом семена нута обрабатывают препаратами клубеньковых бактерий. Бобоворизобиальный симбиоз очень чувствителен к пестицидам, использование которых нежелательно. Все протравливатели негативно действуют на формирование клубеньков и снижают их азотфиксирующую активность. Протравливание семян нута химическими препаратами в засушливые годы снижает урожайность на 6,3%. Вместо химических фунгицидов против заболеваний целесообразно использовать препараты микроорганизмов-антагонистов фитопатогенов, таких как: хетомик, фитоспорин, бацифор, триходермин и другие. Применение биопрепаратов повышает урожайность этой культуры на 2,6-23,6%.

Сеют нут после ранних зерновых культур, когда почва прогрелась на 5-6°C на глубину заделки семян. Запаздывание с посевом ведет к недобору урожая, существенному снижению урожайности. Наиболее продуктивный широкорядный посев на 45 см. При изучении способов посева на сплошном посеве урожайность составила 9,4 ц/га, а на широкорядном на 45 см - 14,7 ц/га, широкорядном на 70 см - 10,5 ц/га. Важным условием получения дружных всходов является равномерная заделка семян на одинаковую глубину во влажный слой почвы.

Для получения стабильных урожаев нута необходимо соблюдать все агротехнологические требования выращивания этой культуры.

В последние годы увеличилась потребность сельского хозяйства в препаратах, которые обеспечивают высокие урожаи в условиях водного дефицита, засоления почв, влияния низких и высоких температур и других отрицательных и неприятных показателей, особенно загрязнения почвы тяжелыми металлами. В связи с этим возникает необходимость использовать и регуляторы роста для ослабления негативного влияния последних в целях повышения стойкости растений в результате активизации антиоксидантной системы защиты.

Таким образом, наличие отличительных признаков объекта изобретения в совокупности признаков находится в причинно-следственной связи с достигнутыми техническими результатами. А именно с целью обеспечения возможности проведения исследований в условиях засушливого климата Крыма были предприняты определенные мероприятия, позволяющие вырастить нут с хорошими показателями наличия белка в зерне за счет реализации потенциала микробно-растительного взаимодействия, то есть развития и работе клубеньковых бактерий, которые отрицательно реагируют на применение гербицидов, пестицидов и других химических веществ, которые блокируют клубнеобразование, что влияет на физиолого-биохимическое состояние растения и его взаимодействие с микрофлорой.

В связи с возрастанием потребности растительного белка для продовольственных и фуражных целей, а также в целях повышения плодородия пахотных земель и усовершенствования структуры посевных площадей, есть необходимость увеличения производства зернобобовых культур за счет внедрения новых высокоурожайных сортов нута, увеличения площадей под ними и освоения инновационных технологий производства в комплексе мероприятий, направленных на повышение урожайности зернобобовых культур, приспособленных к почвенно-климатическим условиям Крыма. Применение биопрепаратов для предпосевной обработки семян позволяет увеличить симбиотическую способность азотфиксации, исключив искусственные химические препараты.

Экономическая эффективность подтверждает возможность повышения рентабельности производства нута от 15,7 до 28,02% за счет совместного применения именно биопрепаратов разного функционального действия при повышении урожайности нута на 2,6-23,6%.

А главное, получен экологически чистый высокобелковый продукт, что особенно важно для Крыма как курортной зоны.

Реферат

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к технологии возделывания нута в засушливых условиях степного Крыма, который относится к зернобобовым культурам. Способ включает предпосевную обработку семян, посев, уход за растениями и уборку. При этом нут высевают после обработки семян биопрепаратами на основе селекционных штаммов клубеньковых бактерий для повышения симбиотической азотфиксации, например ризобофитом, в ранние сроки при температуре +2÷+4°С с междурядьями 45-70 см. Для получения дружных всходов при температуре +5÷+6°С семена заделывают на одинаковую глубину во влажный слой почвы на 6-8 см, при среднем увлажнении - на 9-10 см, при сухом - на 15 см до достижения влажного слоя почвы с последующим ее прикатыванием. Посев размещают в звене севооборота «озимая пшеница или ячмень - нут - озимые», а уборку урожая проводят в фазу полной спелости зерна. Способ позволяет повысить урожайность за счет стимулирования азотфиксирующей активности клубеньковых бактерий, исключить применение гербицидов и минеральных удобрений и снизить потери урожая.

Формула