Опыление и продуктивность кормовых бобов Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

12

Сельскохозяйственные науки

УДК 633.1

ОПЫЛЕНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КОРМОВЫХ БОБОВ

Магомедов К. Г., доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В. М. Кокова», г. Нальчик

E-mail: m.kamal61@yandex.ru

Данная статья посвящена особенностям развития, опыления разных сортов растений кормовых бобов. В ходе которого исследовали биологию цветения, опыления и формирование семян кормовых бобов. Такое исследование позволило выяснить потенциальные возможности кормовых бобов и их реализации в оптимальные сроки для роста и развития растений - в конечном счете причины получения высококачественной продукции.

Установлено, что, в основном, главным фактором, вызывающим раннее начало цветения, климатические условия, складывающиеся в период от всходов до начало цветения. Как правило, при высокой температуре в этот период растения быстрее зацветают, цветки кормовых бобов (60%) самоопыляются, однако цветки кормовых бобов привлекают насекомых, особенно пчел на нектар и пыльцу и этот фактор обеспечивает хорошее их опыление и повышенный урожай. В основном урожай самоопыленных бобов составляет менее 16 ц/га, в то время как урожай перекрестноопыленных бобов превысил 45 ц/га. Анализ цветения кормовых бобов (нижний ярус) показал, что медоносные пчелы прокалывают основание цветка, чтобы легче добраться до нектара, хотя среды пчеловодов распространено мнение, что проколы цветка способны делать лишь шмели. Напротив, на делянках самоопыления не были обнаружены ни одного цветка с отверстием у основания. Самоопыленные растения к концу вегетации были несколько выше, дольше оставались зелеными, созревали на 10-14 дней позднее. Это объясняется тем, что меньше цветки оставались неоплодотворенными и не завязывали семян. Как правило, на самоопыленных делянках отмечалось также значительное осыпание бобов.

Ключевые слова: кормовые бобы, цветения, самоопыления, перекрестное опыление, пчелы и шмели, продуктивность кормовых бобов.

FEEDING AND PRODUCTIVITY OF FEED BEETS

Magomedov K. G., doctor of agricultural sciences, рrofessor of the,

FSBEI HE "Kabardino-Balkarian state agrarian university named after V. M. Kokov", city of Nalchik E-mail: m.kamal61@yandex.ru

This article is devoted to the peculiarities of development, different pollination of plants' varieties of fodder beans. During this investigation we studied the biology of flowering, pollination and formation of seeds of forage beans. Such study made it possible to elucidate the potential possibilities of fodder beans and their realization at the optimum time for growth-the development of plants-ultimately, the reasons for obtaining high-quality products. It is established that, generally, the main factor causing early onset of flowering, climatic conditions develops during the period from shoots till the beginning of flowering. As a rule, plants grow faster at high temperature during this period, flowers of fodder beans (60%) self-pollinate, however, the flowers of forage beans attract insects, especially bees for nectar and pollen, and this factor provides good pollination and increased yield. In general, the yield of self-pollinated beans is less than 16 c/per hectare, while the yield of cross-polluted beans exceeded 45 per hectare. Analysis of flowering beans (lower tier) showed that honey bees pierce the base of flower to make it easier to reach nectar, although among beekeepers it is widely believed that only bumblebees can make flower punctures. On the contrary, no flower was found in the plots of self-pollination with an opening at the base. Self-pollinated plants were slightly higher at the end of vegetation; they stayed longer green for 10-14 days later. This is because of less flowers remained unfertilized and did not bind seeds. As a rule, significant shedding of beans was also noted on self-pollinated plots

Задача интенсивного развития животноводства вызвала необходимость расширения и укрепления кормовой базы. При этом особое внимание уделяется кормовым культурам, содержащий высокий процент белка или способным обогатить белком корма, бедные ими. В связи с этим возрос интерес к бобовым растениям, занимающим до последних лет незначительные площади. Среди кормовых бобовых культур наиболее ценными по содержанию белка являются кормовые бобы, в семенах которых нередко содержится до 30-35 % белка. Высокая кормовая ценность бобов заключается также в их повышенной продуктивности, выражающейся как в высоких урожаях зеленой массы и семян, так и в сборе большого количества кормовых единиц с 1 га.

Кормовые бобы - исконная русская культура. Остатки древней культуры бобов сохранились в самых различных зонах, начиная от южных районов и кончая районами северных областей, что указывает на пригодность их возделыванию в различных почвенно-климатических условиях.

Следует отметить, что одновременно растет интерес и к изучению биологии и агротехники кормовых бобов. В Северо-Кавказском регионе это ценная кормовая культура занимает незначительную площадь среди зернобобовых культур. По нашему мнению главной причиной является почти полное отсутствие семеноводческих хозяйств в регионе, и как правило, проблема с семенами и научно обоснованной технологией возделывания. Хотя практика производства показывает, что в условиях вертикальной зональности Северного Кавказа можно с успехом получать высокие урожаи кормовых бобов.

В основном количество и качество получаемой продукции кормовых бобов зависит не только от погодных условий, но и в равной степени от агротехники - главным образом от срока посева. Как правило, при раннем сроке посева продуктивность кормовых бобов повы-шается на 2-20 ц/га семян. Но к сожалению до последнего времени нет единого мнения среди ученых о преимуществе ранних сроков сева кормовых бобов, в частности когда речь идет о возделывании кормовых бобов на семена.

При исследовании технологии возделывания кормовых бобов в разные годы и сроки высева, мы в своих исследованиях изучали особенности развития и опыления разных сортов растений кормовых бобов. В ходе которого исследовали

биологию цветения, опыления, оплодотворения, формирование, налив и созревание семян. Данные, полученные нами, позволили нам понять потенциальные возможности кормовых бобов и их реализацию в оптимальные сроки для роста и развития растений - в конечном счете причины получения высококачественной продукции.

Исследования проводили на 4 сортах разной скороспелости. Работа проводилась со среднеспелыми сортами; Аушра и Дагестанские местные. Экспериментальную работу проводили в 2013-2016 гг. на опытном поле УПК КБГАУ им. В. М. Кокова. Опытный участок характеризуется следующими агрохимическими показателями: Почвы опытного участка по данным Керефова К. Н. и Фиапшева Б. Х. (1977) - черноземы выщелоченные, среднемощные, малогу-мусные, тяжелосуглинистые (содержание физической глины 56,7 %). С содержание гумуса в пахотном горизонте - 3,8 %, емкость поглощения -34,4 мг на 100 г почвы. Реакция почвенного раствора - нейтральная (рН - 7,0). Содержание подвижного фосфора - 56 мг/кг почвы (по Чири-кову), гидролизуемого азота - 156 мг/кг почвы (по Корнфилду). Обеспеченность обменным калием повышенная - 90 мг на 100 г почвы (по Чирикову). Мощность гумусового горизонта 28 см, среднее содержание гумуса в этом горизонте 3,75 %. Зона проведения исследований относится к умеренно жаркому району, в теплый период выпадает от 250 до 560 мм осадков; по почвенно-эрозионному районированию он подвержен слабой ветровой и водной эрозии. Сумма температур за период активной вегетации колебалась 3000-3200 ° С. Лимитирующий фактор - влага. Относительная влажность воздуха за вегетационный период колеблется в пределах от 75 до 85 %. Посев проводили в три срока. Ранний - в марте (при первой возможности), следующие - через 10 дней, один после другого. В 2014 году 10, 20, 30 марта; 2015 году - 9,19,29 марта; 2016 году -8,18, 28 марта. Учетный площадь делянки 50 м2, повторность - четырехкратная. Норма высева 250 всхожих семян на 1 га, с междурядьем 30 см. Мониторинг за кормовыми бобами и их цветением проводился на 50 растениях, данные показали, что цветение у них обильное (рис.1). В среднем на растении формируются 15-20 соцветий от 1 до 12 цветков, в зависимости от расположения соцветия на растениях. Как правило, их в верхних соцветиях меньше. В основном на одном растении

Рис. 1. Опытный участок, кормовых бобов

по годам насчитывалось от 45 до 75 цветков. Первые бутоны в условиях предгорной зоны КБР закладываются в зависимости от сорта и погодных условий года. Через 30-65 дней после посева начинается цветение. Цветки в фазе бутона находятся 3-5 дней. В основном массовое раскрытие наблюдается около 17 часов. В раскрытом состоянии цветок находится 2-3 дня. Цветение кормовых бобов происходит снизу вверх, в порядке дифференциации цветочных бугорков. Почти у всех сортов, независимо от продолжительности срока вегетации, в начале цветут в кистях, в основном первые цветки, а затем цветение распространяется вверх по кисти и по растению. Чем выше кисть расположена на растении, тем она позже зацветает. Как правило цветения кисти продолжается 3-6 дней. Исследования показали, что на цветение оказывают огромное влияние погодные условия. У более скороспелых сортов цветение начиналось раньше, чем у позднеспелых. Практика показывает, что в основном главным фактором, вызывающим раннее начало цветения, - климатические условия, складывающейся в период от всходов до начала цветения. Как правило, при высокой температуре в этот период растения быстрее зацветают. Обычно растения кормовых бобов цветут в течение продолжительного периода.

Так во влажном 2015 году у сорта Аушра был продолжительный период цветения ( 45 дней), в сухие и теплые ( 2014, 2016) коротким 25-30 дней соответственно. Как правило, при раннем сроке посева раннеспелых сортов цветение заканчивается раньше, чем у растений поздних сроков посева. Так в наших исследованиях эта разница -растений раннего и среднего сроков посева в 2016 году составила 5-7 дней, а при позднем посеве цветение продолжается до уборочного срока. В сухом и теплом 2014 году эта разница составила соответственно 3-15 дней. Таким образом в основном оптимальные условия цветения складываются при раннем высеве кормовых бобов; что в условиях вертикальной зональности Кабардино-Балкарии очень важно. В результате семена успевают вызреть. Как показывает практика у кормовых бобов продукционные возможности формирования цветков огромная, но к сожалению - основная часть их опадает. В вопросе возделывания кормовых бобов это имеет большое хозяйственное значение, так как лишь небольшая часть цветков образует плоды. В наших опытах опадение цветков достигало 52-90 %. В основном этому в период цветения, способствует высокая температура и низкая влажность воздуха. Как правило, анализ опытных данных показывает, что в основном в массовом

количестве цветки опадают при поздних сроках посева, в связи с тем, что начало цветения у этой группы кормовых бобов совпадают условиями повышенной температуры. По этой причине процент завязывания уменьшается, в результате чего уменьшается и урожай семян. В связи с этим, следует сказать, что в прошлом и в настоящее время прилагают усилия, направленные на повышение урожая бобов. В последние годы к разрешению этой проблемы шли разными путями: подбирали сорта, выводили новые сорта, изменяли способы возделывания, глубину высева и расстояние между рядами, вносили различные элементы минерального питания, стимулировали развитие клубеньковых бактерий, проводили опрыскивания для лучшего завязывания плодов, усиливали мероприятия по борьбе с вредителями и болезнями. В результате проведенных работ мы больше знаем о физиологии бобов, однако их урожаи не повысились. Поставленная цель не была достигнута, по-видимому, потому, что не учитывали один из основных природных явлений - характер опыления. Как правило, цветки бобовых растений привлекают насекомых, особенно пчел на нектар и пыльцу, Принято считать, что у бобов 60 % цветки самоопыляются. Предполагая, что пчелы незначительное влияние оказывают на завязывание или даже вовсе отрицая их роль на него, некоторые селекционеры занялись выведением полностью самофертильных растений. По мере приближения к цели, получаемые ими растения становились все мельче, с меньшим количеством цветков, образующих семена. Этот факт объясняет вырождение бобов в районах с недостаточным количеством насекомых-опылителей. Исследуя процесс опыления клеверов, капусты и плодовых культур, мы выявили большое значение пчел как опылителей. Как правило, медоносные пчелы играют важную роль при опылении. Поэтому в первую очередь мы решили выяснить, повлияет ли на продуктивность бобов увеличение численности пчел в районах с низкими урожаями. Соответствующий опыт показал, что в период цветения кормовых бобов наличие пчел на посевах обеспечивает хорошее их опыление и повышенный урожай [3], затем мы сравнивали эффективность самоопыления и перекрестного опыления. Для этого делянки во время цветения бобов были покрыты нейлоновой сеткой, а возле открытых делянок установили ульи. Получен

поразительный результат: урожай самоопыленных бобов составил менее 16 ц, в то время как урожай перекрестноопыленных бобов превысил 46 ц с I га. В опытах были следующие варианты. 1. Самоопыление. Делянки были изолированы, чтобы предотвратить перекрестное опыление цветков и обеспечить завязывание семян лишь в результате самоопыления. 2. Свободное опыление в полевых условиях. От начала цветения до его окончания не было обнаружено заметных различий между вариантами опыта ни в типе цветков, ни в количестве соцветий на одном растении. В исследованиях в условиях вертикальной зональности республики медоносные пчелы и шмели встречались в большом количестве в годы с хорошими урожаями.

Рис. 2

Анализ цветения кормовых бобов (нижний ярус) показал, что медоносные пчелы прокалывают основание цветка, чтобы легче добраться до нектара (рис. 2). Однако среди пчеловодов распространено мнение, что проколы цветка способны делать лишь шмели. Напротив, на делянках самоопыления не было обнаружено ни одного цветка с отверстием у основания. Самоопыленные растения к концу вегетации были несколько выше, дольше оставались зелеными и созревали на 10-14 дней позднее. Это объясняется тем, что многие цветки оставались неоплодотворенными и не завязывали семян. На самоопыленных делянках отмечалось также значительное осыпание бобов. Погодные условия благоприятствовали росту бобов. Урожай на делянках - вручную. Растения, которые трудно было

Рис.3. Массовое цветение кормовых бобов

заметить в полевых условиях, стали очевидными при взвешивании урожая. Сборы бобов на всех открытых делянках были намного выше, чем на изолированных делянках [1], это подтвердило наше мнение о том, что пчелы являются опылителями и, следовательно, увеличивают урожай бобов. Весной 2016 года растения развивались медленнее, чем в предыдущем году, и начали цвести на 3 недели позже, чем в 2015 г.

Погода в этот период была довольно холодной и ветреной и не благоприятствовала лёту пчел. Тем не менее, пчелы на открытом поле довольно хорошо посещали опытные посевы. Наблюдения подтвердили, что пчелы не только прогрызают основание цветка, но и проникают в его трубку, чтобы собрать пыльцу (рис. 4, 5).

Рис. 4. Шмели в поиске нектара

Рис. 5. Цветки боба с отверстием у основания трубки для сбора нектара

Дождливая погода ( 2016) обусловила очень быстрый и мощный рост бобов. Небольшая разница между вариантами выражалась лишь в том, что растения на самоопыленных делянках были выше, дольше оставались зелеными и созрели на 2 недели позднее. Дождь и ветер затруднили уборку. Учет урожая показал, что даже при неблагоприятных погодных условиях наличие пчел вблизи посевов существенно повышало сбор бобов. Как и в предыдущем году, урожай зерна с перекрестноопыленных делянок в 2 раза превысил урожай с самоопыленных делянок. На другом участке, где имелось большое количество шмелей и пчел, разница в урожаях между свободноопыленными и изолированными делянками достигла порядка 45-50 %.

Заключение. Как правило, при сборе нектара и пыльцы, одновременно пчелы и шмели опыляют и цветки. Если цветки открытые, например, у плодовых культур, любое посещение цветка насекомым означает его опыление [2], но у бобов цветки трубчатые, поэтому для сбора нектара пчелы прокалывают цветок снаружи, не производя при этом опыления. Когда же пчелы собирают пыльцу, они проникают в трубку цветка и действуют как насекомые-опылители, перенося пыльцу с одного цветка на другой. В период наиболее активного роста пчелиной семьи (апрель - май) пчеломатка откладывает ежедневно несколько тысяч яиц. В среднем каждый день появляется около 2000 личинок, пищей которым служит смесь меда и цветочной пыльцы. Чтобы воспитать из личинки пчелу, надо 10 обножек пыльцы. Для выращивания 4500 пчел необходимо 450 г пыльцы. Сильная семья, воспитывающая в течение сезона около 200 тыс. пчел, потребляет около 25 кг пыльцы. Пчела должна посетить примерно 300 цветков, чтобы собрать одну

обножку пыльцы. Для выращивания расплода одной пчелосемьи требуется пыльца 600 млн цветков. Подсчитано, что на 0,4 га посева бобов в течение сезона цветения (около трех недель) образуется от 6 до 20 млн цветков. В этот период для одной пчелосемьи нужна пыльца с 90 млн цветков. Примерно одной пчелосемьи достаточно для опыления 1,6 га бобов, однако необходимо учитывать также другие факторы, влияющие на опыление бобов: 1) не все пчелы собирают пыльцу; 2) весной, во время цветения бобов, имеется много растений, с цветков которых легче собирать пыльцу; 3) пчелы неохотно посещают влажные и колышущиеся на ветру растения бобов; 4) в плохую погоду пчелы оставляют улей только на короткий период. Практически для опыления 0,4 га бобов требуется один улей. Если плантация бобов достаточно большая, то ульи располагают вокруг нее. Важно учитывать, что пчелы обычно собирают пыльцу с растений, ближе расположенных к улью. Отсюда понятно, что чем больше площадь бобов вблизи улья, тем эффективнее идет их опыление. Наши наблюдения показали, что перекрестное опыление бобов в некоторой степени связано с густотой посева. Растения широкорядных посевов получают больше света, лучше цветут и более доступны пчелам и шмелям. На одном участке ульи стояли рядом с посевом (ширина междурядий 90 см) и урожай составил 43,9 ц с 1 га. Напротив, густые посевы необходимы там, где проходит самоопыление, так как завязывание бобов на нижних междоузлиях незначительное, а многие стебли вообще не имеют бобов. Если на каждом

растении образуется только три добавочных боба, то средний урожай увеличится на одну треть. Нашими опытами установлено что в районах, где мало пчел, посевы семенами, полученными в результате перекрестного опыления, дают более высокие урожаи, чем посевы семенами, полученными в основном в результате самоопыления. Сравнение урожая, полученных многими исследователями приводит нас к убеждению, что растения большей части посевов завязывают семена в результате самоопыления, но изучение индивидуальных растений из популяций бобов убедительно показывает, что эта культура является перекрестноопыляющейся. Однако вследствие недостатка насекомых-опылителей завязывание бобов происходит путем самоопыления. Мы полагаем, что сокра-щение числа пчел серьезно повлияло на культуру бобов [4]. Многолетние наблюдения в большинстве районов возделывания бобов позволяют нам сделать вывод, что успех зависит не только от почвенных и климатических условий и особенностей сортов ( хотя эти факторы играют очень важную роль), но и от количества шмелей, обитающих по межам и границам полей, или ульев пчел, которые содержатся в данном районе. В настоящее время, когда идет широкая распашка меж, а также ранее не использовавшихся участков, следует по возможности сохранить очаги расселения насекомых-опылителей. Уменьшение количества диких пчел должно быть возмещено также расширением пчеловодства. Нельзя губить пчел бессистемным применением ядохимикатов в борьбе с сорняками, болезнями и вредителями растений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Жеруков Б. Х., Магомедов К. Г., Ханиева И. М., Гарунова Ж. М. Перекрестное опыление и продуктивность кормовых бобов // Фундаментальные исследования. 2012. № 11-1. С. 100-103.

2. Ивашкина Л. А. Цветение, оплодотворение и формирование семян кормовых бобов в условиях Ленинградской области: Автореферат. дис. ... канд. с-х наук. Ленинград ,1965. -16 с.

3. Роль пчел в перекрестном опылении кормовых бобов МНПК памяти профессора Б. Х. Жерукова // Продовольственная безопасность и устойчивое сельское развитие: глобальные, национальные и региональные аспекты. Нальчик, 2014. С. 259-262.

4. Магомедов К. Г. Опыление кормовых бобов // Международный сельскохозяйственный журнал. 2012. № 6. С. 64-69.