Биология и технология возделывания гороха

Ботанико-морфологическая характеристика культуры

Горох относится к семейству Fabaceae,роду Pisum. Род Pisum не отличается многообразием форм по сравнению с другими культурами. Однако классификация его многократно менялась.

По старой классификации, признанной П. М. Жуковским (1951 г), все формы гороха были отнесены к двум видам - горох посевной (P. sativum L) и горох полевой (P. arvense L). Однако эта классификация неоднократно пересматривалась.

По Р. Х. Макашевой (1973 г), род Pisum L. состоит из видов: P. formo-sum - горох красивый (единственный многолетний вид, дикорастущий в горах); P. fulvum - горох красно-желтый (известен в диком состоянии); P. syria-cum - горох сирийский (в дикой флоре) и P. sativum - горох посевной (культурные и дикие формы).

Вид P. sativum разделен на 5 подвидов: закавказский (ssp. franscaucasi-cum) - представлен сорнополевыми и культурными формами; высокий (ssp. elatius) - самый примитивный из культурных форм; абиссинский (ssp. abys-sinicum) - преобладают культурные формы; посевной (ssp. sativum) - возделывают на зерно, зеленый корм, как овощной и сидерат.

В России возделывают преимущественно горох посевной.

По современной классификации подвид посевной - ssp. sativum состоит из нескольких групп разновидностей (convar), те - из разновидностей (var) и подразновидностей (subvar).

Основные группы разновидностей зернового гороха - convar. vulgare - обыкновенная, convar. sativum - посевная и convar. mediterranicum - средиземноморская; овощного - convar. melileucum - медово-белая и ruminatum - руминированная; кормового - convar. speciosum - красивая [16].

Для гороха характерна стержневая корневая система, проникающая в почву до 1,0-1,5 м, с большим числом боковых корней, которые располагаются преимущественно в верхнем плодородном слое. Именно здесь сосредоточивается до 80% корневой системы растения. На корнях, в клубеньках, находятся азотфиксирующие бактерии. Они содержатся в почве или в удобрениях (нитрагине, ризоторфине), которыми обрабатывают семена перед посевом, если высевают горох на этом участке впервые. Эти клубеньковые бактерии обладают способностью усваивать азот из воздуха и синтезировать физиологически активные вещества, в том числе витамины группы В [5]. Стебель округлый, неясно четырехгранный, внутри полый, обычно полегающий, различной высоты (ниже 50 см - карликовые формы; 51 - 80 см - полукарликовый; 81 - 150 см - средней длинны; более 150 см - высокий), зависящий от почвенно-климатических, погодных условий и отдельных технологий. Лист сложный, имеет черешок, 2 - 3 пары листочков, попарное число усиков (3 - 5, иногда до 7), являющихся видоизмененными листочками. Сумма листочков и усиков относительно постоянная. С помощью усиков цепляется за любую опору, что стеблю позволяет расти в вертикальном положении.

Может иметь несколько типов листа: парноперистый, непарноперистый или акациевидный (листочков более 6). Они редко не имеют усиков, но если нет, то лист может быть безлисточковым или усатым и тогда он состоит из переходящего в многократно разветвленную главную жилку черенка, заканчивается усиками, листочков нет.

Листочки разнообразные по форме (продолговатые, яйцевидные, обратнояйцевидные, широкояйцевидные, обратноширокояйцевидные, округлые), окраска (желтовато-зеленая, светло-зеленая, зеленая, сизо-зеленая, темно-зеленая) зависит от возраста растения и листа, отдельных элементов технологии (является сортовым признаком) и характера их края (цельнокрайние, зубчатые, пильчатые, пильчато-зубчатые, прерывисто-зубчатые, прерывисто-пальчатые, городчатые).

У основания черешка имеется прилистник, который крупнее листочка, полусердцевидной формы, у окрашенноцветковых форм почти всегда в пазухе имеются антоциановые полукольца (бывает с двойным, а иногда пятно).

На листочках и прилистнике имеется серебристо-сероватого цвета мозаичный рисунок, состоящий из пятен различной величины. Растения покрыты восковым налетом и поэтому имеют серебристо-серый, а если его нет, то изумрудный оттенок.

Место прикрепления прилистника к черешку листа и стеблю называется узлом, а часть стебля между ними междоузлием. Оно бывает коротким (короче или равно его длине), средним (незначительно длиннее) и длинным (длиннее прилистника в 1,5 раза и более). Узлы до первого цветка называют неплодущими (неплодоносящими), их число - сортовой признак (скороспелые имеют 7-11; среднеспелые 12 - 15 и позднеспелые - 16 и более). Счет неплодущих узлов начинается от первого недоразвитого, нижнего, расположенного над корневой шейкой чешуйчатого листа. Узлы, имеющие цветок, называют плодущими (фертильными). Общее число узлов, но особенно фертильных, не только сортовой признак, но зависит и от условий выращивания.

Цветонос выходит из пазухи прилистника, часто имеет 1 - 2 и редко 2 - 3 цветка, у окрашенноцветковых форм может иметь антоциановую пигментацию. Длина его относительно постоянный признак, и он бывает очень короткий или почти сидячий, короткий (примерно на 1/3 короче прилистника), средний (почти равный длине прилистника), длинный (превышает прилистник) и очень длинный (превышает прилистник в 2 раза и более).

Соцветие -кисть, а у фасциированных форм - ложный зонтик. На цветоносе нижнего плодущего узла сначала появляется бутон, а затем раскрывается цветок. Этот процесс идет снизу вверх по растению и растянут во времени, а поэтому одновременно имеются бутоны и цветки. Цветки с двойным околоцветником. Венчик мотылькового типа и состоит из 5 лепестков: паруса или флага (обратноширокояйцевидной формы или суженный, а в нижней части как бы срезанный), двух весел или крыльев (удлиненносерповидной формы) и лодочки, образованной в результате срастания 2 лепестков.

Окраска венчика у сортов зернового и овощного направления белая, а кормового и сидерационного - розовая различной интенсивности: красно-

пурпурная, красно-фиолетовая, зеленовато-краснофиолетовая и редко белая. Парус окрашен слабее крыльев. Окраску цветка определяют по крыльям.

Чашечка колокольчатая, сростнолистная, вздутая с верхней стороны, с 5 зубцами (2 верхних значительно шире 3 нижних). Формы с окрашенным венчиком имеют антоциановую пигментацию.

В цветке 10 тычинок (одна свободная и 9 сросшихся до половины в тычиночную трубку). Завязь почти сидячая, с семяпочками до 12 шт., столбик равен или короче завязи, у основания изогнут к ней почти под прямым углом.

Плод гороха - боб, состоит из двух створок с тремя - десятью семенами.

Семена округлые, угловато-округлые, овально-удлиненные, шаровидные, плоско - или неправильно-сдавленные. Поверхность гладкая, иногда с мелкоячеистой морщинистостью семенной кожуры или мелкими ямками на семядолях, морщинистая. Окраска светло-желтая, желто-розовая, реже зеленая, оранжево-желтая (восковая), однотоннобурая с одинарным (фиолетовая крапчатость, пятнистость или бурая мраморность) или двойным (бурая мраморность в сочетании с фиолетовой крапчатостью или пятнистостью) рисунком. Толщина, ширина и длина в пределах 3,5-10 мм. Масса 1000 семян 100...350 г в зависимости от сорта и условий возделывания [1].

В зависимости от наличия в створках бобов так называемого пергаментного слоя, состоящего обычно из 2-3 рядов одревесневших и 1-2 рядов неодревесневших клеток, различают лущильные и сахарные или овощные формы гороха [5]. Лущильные сорта гороха растрескиваются при пересыхании, сахарные (овощные) - не растрескиваются и труднее вымолачиваются. Их нередко используют целыми (зелеными) бобами.

Форма бобов лущильной группы разнообразны: прямая, слабоизогнутая, изогнутая, саблевидная, вогнутая, серповидная. У сахарной группы сортов, кроме того, различают четковидной (створки узкие, плотно облегают семена) и мечевидной (створки широкие, значительно больше диаметра семян формы). Лущильная и сахарная группы гороха легко различимы по своим зеленым бобам. Бобы сахарной группы (без пергаментного слоя) легко переламываются (даже сухие), а лущильные при наличии пергаментного слоя труднее переламываются [16].

Биологические особенности культуры

 Требования к свету.

Горох относится к длиннодневным растениям. Сорта же раннего срока созревания почти не реагируют на укорачивание дня. Большинство возделываемых в нашей стране сортов гороха относится к растениям длинного дня, поэтому период от всходов до цветения проходит более быстро в северных районах. Но период цветения - созревание в годы с избыточным увлажнением и пониженной температурой воздуха, как правило, затягивается [5].

Требования к теплу.

Горох относительно малотребователен к теплу.

Для нормального развития всходов достаточна температура 5С. При ЮС всходы появляются через 5...7 дней. Всходы большинства сортов переносят заморозки до - 4 С. Все это свидетельствует о возможности и целесообразности посева гороха в ранние сроки.

Вегетативные органы хорошо формируются при невысокой температуре (12...16 С). Требования к теплу повышаются в период образования плодов (до 16...20 С), а во время роста бобов и налива семян - до 16...22 С. Жаркая погода (выше 26 С) неблагоприятна для формирования урожая. Сумма активных температур наиболее распространенных сортов составляет за вегетацию всего 1200...1600 С, поэтому так широк ареал гороха в нашей стране.

Требования к влаге.

Горох требователен к влаге. Для набухания и прорастания необходимо 100...120% воды от сухой массы семян. Ранний посев во влажный слой почвы при выровненной поверхности поля создает условия для быстрого, равномерного набухания семян и появления дружных всходов. Тогда как недостаток влаги в почве, как отмечено в ряде работ [8,17], приводит к минимальному формированию клубеньков на корнях гороха. При снижении влажности почвы до 40% и менее (НВ), т.е. ниже влажности разрыва капилляров, существенно замедляется образование клубеньков, наблюдается их "сброс", соответственно значительно снижается количество и масса клубеньков, и как следствие снижается активный симбиотический потенциал.

В периоды бутонизации, цветения и завязывания бобов гороху требуется влага, недостаток воды в это время вызывает опадение цветков и завязей. Варьирование урожая у гороха в основном связано с изменчивостью числа бобов, сформировавшихся на единице площади. Благоприятные условия влагообеспеченности в этот период особенно важны для формирования высокого урожая.

Требования к почве.

Горох предъявляет высокие требования к почвам. Он хорошо растет на черноземных, серых лесных и окультуренных дерново-подзолистых почвах среднего гранулометрического состава, характеризующихся хорошей аэрацией. На кислых и тяжелых заплывающих почвах симбиоз ослаблен и растения испытывают азотное голодание.

Фазы роста и развития культуры.

У растений гороха отмечают фазы всходов, бутонизации, цветения и созревания. Последние фазы отмечаются по ярусам, так как цветение и созревание происходят последовательно снизу вверх по стеблю. В одно и тоже время генеративные органы, расположенные на разных ярусах, находятся на разных этапах органогенеза.

В вегетационном периоде гороха выделяют начальный и конечный этапы, когда фотосинтез отсутствует: первый этап - посев - всходы и второй - созревание, когда листья полностью пожелтели и налив семян уже закончен, но содержание влаги в семенах еще высокое.

От всходов до начала созревания в развитии гороха выделяют четыре периода, каждый из которых характеризуется важными для формирования урожая качествами.

Первый период (от всходов до начала цветения) длится у гороха 30...45 дней в зависимости от сорта и условий среды. В это время определяется густота растений. Вначале медленно, а затем все быстрее нарастает листовая поверхность, образуются и функционируют клубеньки.

Второй период (цветения и образования плодов) длится 14...20 дней. В это время быстро нарастают листовая поверхность и биомасса, продолжается и к концу периода завершается рост растений в высоту, одновременно происходят цветение и образование плодов. В конце этого периода отмечается максимальная площадь листьев и формируется основной показатель, определяющий будущий урожай, - число плодов в расчете на растение и на единицу площади. Это критический период в формировании урожая, когда из-за недостатка влаги, низкой активности симбиоза или других лимитирующих факторов может снизиться завязываемость плодов.

В течение третьего периода происходит рост плодов, которые к его концу достигают максимальных размеров. В это время определяется число семян на единице площади. Суточные приросты биомассы высоки, как и во втором периоде. В конце третьего периода отмечается максимальный за вегетацию урожай зеленой массы. Во втором и третьем периодах посев как фотосинтезирующая система функционирует с наибольшей интенсивностью. В это же время растения, особенно высокорослые, полегают.

В четвертом периоде происходит налив семян. Идет отток пластических веществ, особенно азота, из других органов в семена. Увеличение массы семян - главный процесс этого периода, завершающий образование урожая. В этот период определяется такой элемент продуктивности, как масса 1000 семян.

Затем посев вступает в период созревания, когда влажность семян постепенно уменьшается [14].

В зависимости от сорта и условий возделывания вегетационный период может составить 70...140 дней. Благодаря способности многих сортов к быстрому развитию эту культуру можно использовать в занятом пару и в промежуточных посевах. Как и другие зерновые бобовые культуры с перистыми листьями, горох не выносит семядоли на поверхность, поэтому возможна сравнительно глубокая заделка семян. Горох - самоопылитель, при выращивании его на семена пространственная изоляция не требуется.

Особенности технологии возделывания культуры

 Место в севообороте.

Лучшие предшественники для гороха - озимые - зерновые и пропашные (картофель, кукуруза, сахарная свекла). Горох часто размещают после яровых зерновых культур. В районах с достаточным количества тепла горох используют как парозанимающую культуру для озимых.

Не следует размещать горох после других зерновых бобовых культур и многолетних бобовых трав, а также возвращать на поле ранее, чем через 5-6 лет из-за опасности поражения вредителями и болезнями. В степной зоне его не следует размещать также после подсолнечника, сильно иссушающего почву. Кроме того, всходы падалицы подсолнечника снижают урожай гороха и затрудняют его уборку.

Удобрение.

Для формирования 1 т семян и соответствующего количества других органов горох потребляет, кг: N - 45 - 60, Р2 05 - 16 - 20, К2 0 - 20 - 30, СаО - 25 - 30 и Mg - 8 - 13, а также микроэлементы - молибден, бор и др.

Горох использует азот неравномерно в течение вегетации. При благоприятных условиях для бобоворизобиального симбиоза большую часть азота (70-75% общего потребления) растения могут получить в результате симбиотической фиксации азота воздуха. В таком случае горох не нуждается в применении азотных удобрений, для начального развития он использует азот семядолей и почвы [7, 12, 14].

Рядом исследований [21-24] установлено улучшение формирования бобово-ризобиального симбиоза с большей азотфиксирующей активностью привнесении ризосферных бактерий рода Pseudomonas. Инокуляция бобовых псевдомонадами увеличивает урожай и количество азота в растениях [11, 13 15, 20, 22,26]. Наибольшее повышение массы растений гороха, в том числе и зерна, а также выноса азота урожаем установлено при комплексной инокуляции клубеньковыми бактериями R. leguminosarum и бактерий Pseudomonas сравнении с ассоциативной диазотрофной бактерией Klebsiella [15].

Фосфорно-калийные удобрения под горох следует вносить с учетом выноса питательных веществ с планируемым урожаем. Коэффициенты использования питательных веществ из удобрений зависят от многих факторов, в том числе и от активности симбиоза.

Обработка почвы.

Осенняя обработка почвы зависит от предшественника и засоренности посевов. Если поле засорено корнеотпрысковыми сорными растениями, то через 2 недели после первого лущения проводят второе лемешными орудиями на глубину 10-12 см, а затем вспашку плугами с предплужниками.

Весной в Нечерноземной и Центрально-Черноземной зонах поля обрабатывают комбинированными агрегатами [9].

Посев.

Для посева используют кондиционные семена. Выделяют семена крупной и средней фракций и используют их для посева раздельно. Если влажность семян 17% и более, то за месяц до посева проводят воздушно-тепловую обработку на установках активного вентилирования при температуре воздуха 30-35 °С в течение 2-3 сут. Для повышения энергии прорастания. Семена гороха обычно протравливают заблаговременно за 2-3 месяца до посева. В работе [2] сообщают, что наиболее эффективными препаратами против семенной и почвенной инфекции являются препараты на основе беномила (фундазол, беназол) и тирама (ТМТД, актамыр).

Горох высевают в ранневесенние сроки, при этом он лучше использует осенне-зимние запасы влаги в почве, меньше поражается болезнями и вредителями, раньше созревает. В Западной Сибири горох сеют во второй половине мая из-за частых засух в июне.

Норма высева гороха зависит от зоны, особенностей сорта, гранулометрического состава почвы и других факторов. Она колеблется от 0,8 до 1,4 млн всхожих семян на 1 га. В Центрально-Черноземной зоне, Поволжье она составляет 1,2-1,4 млн, в Нечерноземной зоне - 1,2 млн всхожих семян на 1 га. При возделывании на тяжелых почвах, если предусмотрено боронование посевов, норму высева увеличивают на 10-15%. Весовую норму высева устанавливают с учетом массы 1000 семян и их посевной годности. Для крупносемянных сортов она составляет 240-300 кг/га, для мелкосемянных - 150-200 кг/га [14].

В Госреестр Российской Федерации включено 90 сортов посевного гороха (для использования на продовольственные цели и для животноводства) и укосного типа.

В список сортов, наиболее ценных по качеству для ЦЧР включены: Аист, Битюг, Норд, Орловчанин, Труженик.

Уход за посевами.

После посева, особенно в сухую погоду, поле прикатывают кольчато-шпоровыми катками.

Горох сильно страдает от сорных растений. Урожай может снизиться на 30-50%, поэтому проводят боронование посевов. При этом уничтожается почвенная корка, уменьшается потеря влаги, улучшается аэрация. Если применять довсходовое и послевсходовое боронование, то можно уничтожить 60-80% однолетних сорных растений. Боронование до всходов проводят через 4-5 дней после посева, когда всходы сорных растений находятся в фазе белой ниточки и их легко уничтожить. Боронование по всходам гороха проводят в фазе 3...5 листьев в дневные часы при скорости агрегата не более 4-5 км/ч. Обработку проводят поперек рядков или по диагонали.

Наиболее эффективно сочетание боронования с применением гербицидов. Базагран, 48% в. р. (2-3 л/га), - наиболее эффективный контактный гербицид, применяемый в фазе 5-6 листьев у гороха. Двудольные сорные растения погибают на 3...4-Й день. В жаркую и сухую погоду эффективность препарата снижается, в этом случае его лучше вносить вечером.

Для защиты урожая от болезней и вредителей возделывают устойчивые сорта, применяют биологические, агротехнические и химические способы борьбы с вредителями и болезнями.

С учетом порогов вредоносности используют инсектициды: карбофос, 50% к. э. (0,5-1,2 л/га), фуфанон, 57% к. э. (0,5-1,2 л/га), и др.

Уборка урожая.

Полегание гороха отрицательно сказывается на урожае и усложняет уборку. Короткостебельные усатые сорта (с усиками вместо листочков) практически не полегают. Однако на больших площадях возделывают урожайные, но полегающие сорта. Для таких сортов основной способ уборки - раздельный. Неравномерность созревания, полегаемость стеблей и осыпаемость семян при созревании у многих районированных сортов делают уборку наиболее сложной операцией в технологии возделывания гороха. Скашивают горох при побурении 60-70% бобов. К этому времени заканчивается налив семян, их влажность составляет 35-40%. Продолжительность скашивания должна быть не более 3-4 дней. В этом случае потери минимальны.

Скашивают горох поперек полеглости, а низкорослый (до 40 см) - под углом 45° к ней или навстречу полеглости. Подбор и обмолот валков проводят зерновыми комбайнами при влажности семян 16-19% обычно через 2-3 дня после скашивания. При влажности семян менее 15%они могут дробиться во время обмолота, а влажные - сильно повреждаются. Качество обмолота проверяют в течение дня. При сухой массе зазоры между бичами барабана и планками деки увеличивают, при влажной - уменьшают.

У неосыпающихся сортов сроки двухфазной уборки можно сдвинуть на период, когда созреет 90-100% бобов, при этом улучшается вымолачиваемость семян. Чистые от сорных растений посевы целесообразно и экономически выгодно убирать прямым комбайнированием, когда бобы и стебли сухие, а семена твердые.

Зерновой ворох, поступающий от комбайна, содержит сухие семена и влажные примеси. В ворохе могут быть недозрелые семена и плоды, кусочки стеблей и семена сорных растений, поэтому ворох нужно пропустить через зерноочистительную машину. После очистки зерно с влажность более 17% следует просушить активным вентилированием или на сушилках шахтного типа. При сушке в напольных сушилках активного вентилирования температурный режим устанавливают в зависимости от влажности семян.

На сушилках шахтного типа семена гороха не должны прогреваться более чем до 35-45 °С. Подсушенные до кондиционной влажности (14%) семена сортируют и хранят в сухих помещениях с высотой насыпи в закромах не более 2,5 м [10, 14].

Задачи работы по совершенствованию технологии возделывания гороха

На основании вышеизложенного материала можно заключить следующее, что технология возделывания гороха представляет собой комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности и направленный на удовлетворение требований биологии культуры с целью получения высококачественного урожая.

Основными задачами по совершенствованию технологии возделывания гороха являются:

Оптимизация режима питания гороха.

Подготовка выровненного, уплотненного в верхней части ложа для посева семян.

Использование сорта устойчивого к действию неблагоприятных факторов.

Снижение конкуренции между выращиваемой культурой и сорняками.

Защита гороха от болезней и вредителей.

Снижение количественных и качественных потерь при уборке.