К этой группе относятся следующие культуры: горох, чечевица, вика, чина, арахис, соя, фасоль, маш, нут, бобы, вигна и люпин, принадлежащие к семейству Fabaceae.
Они отличаются высоким содержанием в семенах белков, в состав которых входят важнейшие аминокислоты — лизин, триптофан, валин и др. (Шпаар Д. и др., 2000). Кроме того, семена некоторых из них содержат много жира (арахис, соя), минеральных веществ и витаминов (А, В1, В2, С, D, Е, РР и др.), что значительно повышает их пищевое значение. Зернобобовые культуры широко используются в пищевой промышленности (консервированные в зеленом виде горох и фасоль, крупа, мука, масло и др.). Из них также производится много различных материалов, которые требуются в быту (растительный казеин, лаки, эмаль, пластмассы, искусственное волокно, экстракты для борьбы с вредителями и т. д.). Большое значение эти культуры имеют в кормопроизводстве из-за высокого содержания белка в зеленой массе, зерне, полове и соломе. Поэтому при составлении сбалансированных по протеину рационов их приходится добавлять к злаковым растениям. Например, для повышения качества кукурузного силоса широко практикуются смешанные посевы с кормовыми бобами, соей и другими культурами.
Значительное количество белка образуется бобовыми растениями за счет симбиотической фиксации азота. Клубеньковые бактерии, которые находятся на корнях, связывают азот атмосферы и обогащают им почву. Установлено, что на 1 га зернобобовых культур может фиксироваться порядка 100-400кг азота из воздуха. В литературе имеются примерно такие данные по отдельным культурам: люпин — 400; соя — 150; люцерна — 140; донник — 130; клевер, горох, вика — 100. Эффективность фиксации азота из воздуха с помощью клубеньковых бактерий зависит от многих факторов: обеспеченность питательными веществами, влагой, воздухом, светом; невысокая концентрация нитратов, которые тормозят жизнедеятельность клубеньковых бактерий; нейтральная реакция почвы; благоприятна» температура (до +27°С), достаточное количество органического вещества и др. Если же условия неблагоприятные, то клубеньковые бактерии не могут полностью обеспечить бобовые растения азотом, и они вынуждены удовлетворять свою потребность в нем за счет почвы.
Установлено, что хорошо работающие клубеньки имеют розовую окраску, а слабые — белую или бледно-зеленую. Для активизации их деятельности вместе с семенами вносится ризоторфин или нитрагин. Клубеньковые бактерии представляют собой палочки, которые в свободном состоянии являются строгими аэробами и не могут усваивать азот из воздуха. Фиксация его в природе является результатом сложного процесса взаимодействия между бактериями и растениями. Установлено несколько видов клубеньковых бактерий, которые отличаются между собой по отношению к растению-хозяину. Некоторые виды могут заражать целую группу бобовых растений (горох, вика, кормовые бобы, чечевица, чина), другие очень специфичны и вступают в симбиоз только с отдельными культурами.
Каждый вид клубеньковых бактерий включает в себя очень много штаммов, которые могут приспособляться не только к различным культурам, но и к сортам.
В настоящее время уже начата селекция некоторых бобовых культур совместно с подбором специфических штаммов клубеньковых бактерий.
Средний биохимический состав семян различных видов зернобобовых культур
Культуры | Содержание, % | ||||
Русское название | Латинское название | Белок | Углеводы | Жир | Минеральные вещества |
Люпин желтый | Lupinus luteus | 43,9 | 28,9 | 5,4 | 5,1 |
Люпин белый | Lupinus albus | 37,6 | 35,9 | 8,8 | 4,1 |
Люпин узколистный | Lupinus angustifolius | 34,9 | 39,9 | 5,5 | 3,8 |
Соя | Glycine max | 33,7 | 6,3 | 18,1 | 4,7 |
Вика посевная | Vicia sativa | 26,0 | 49,8 | 1,7 | 3,2 |
Земляной орех (арахис) | Arachis hypogea | 25,3 | 8,3 | 48,1 | 2,2 |
Чечевица | Lens culinaris | 23,5 | 52,0 | 1,4 | 3,2 |
Кормовые бобы | Vicia faba | 23,0 | 55,0 | 2,0 | 3,1 |
Чина | Lathyrus sativus | 23,0 | 55,0 | 1,5 | 3,2 |
Горох | Pisum sativum | 22,9 | 41,2 | 1,4 | 2,7 |
Фасоль | Phseolus vulgaris | 21,3 | 40,1 | 1,6 | 4,0 |
Нут | Cicer arietinum | 19,8 | 41,2 | 3,4 | 2,7 |
В конце XX в. под зернобобовыми культурами (в том числе соя и арахис) в мире было занято около 160 млн га, то есть в 4,4 раза меньше, чем под зерновыми. Самые большие площади их находятся в Индии и Китае. Валовой сбор был 230 млн т (в 9 раз меньше, чем зерновых культур). Средняя урожайность составила порядка 1,5т/га. Вначале XX в. (2001-2005 гг.) в России под зернобобовыми культурами было занято 1,2 млн га, то есть в 38 раз меньше, чем под зерновыми. Валовой сбор был 1,8 млн т. (в 44 раза меньше, чем зерновых). Средняя урожайность составила 1,6 т/га (на 0,3 т/га ниже, чем у зерновых культур). Приведенные статистические данные говорят о том, что в нашей стране отношение к зернобобовым культурам было плохим и раньше, а в современной России стало еще хуже. Поэтому все наши разговоры о биологизации и экологизации современного земледелия являются самой заурядной демагогией.
Самой распространенной культурой в нашей стране является горох. Остальные зернобобовые культуры занимают очень маленькие площади. Кроме того, селекция их находится в примитивном состоянии, что говорит о бесперспективности улучшения российского земледелия в будущем. У зернобобовых культур отмечаются следующие фазы роста и развития: прорастание семян, всходы, ветвление, бутонизация, цветение, образование бобов, созревание, полная спелость семян.