9086 [26] — ↓ Активность альфа-глюкозидазы на 32,6% 5 5 5 [37]5 ↑ ↑ Уровни инсулина в крови Нет изменения инсулина ↑ Номер инсулина Авторы Тип исследования Glycaemia Glycaemia Isulin Isulin INSULIN EBETION EBITE Прочие виды деятельности Удани et al., 2004 [24] In vivo   Человек двойной контрольный тест 1500 мг водного экстракта белой фасоли обыкновенной/день — — 29 ↓ИМТ — ↓ Триглицериды уровня Udani и Singh, 2007 [25] in vivo человека двойной пустой тест 1000 мг фракционированный белый экстракт бобов / день — — ↓ИМТ — — Celleno et al. , 2007 [26] in vivo человек рандомизированные, двойные слепые, плацебо-контролируемые 445 мг Фаза 2 + 0,5 мг цинома Picolinate — — ↓ИМТ — ↓ Вес тела ↓ Жирная масса ↓ WHR [27] [27] [27] in vivo человек Двухместный тест Azuki сок 150 г * 5 /день — — ↓ИМТ — ↓Уровень триглицеридов Maruyama et al. , 2008 [27] In vitro   100 мг экстракта фасоли азуки — — — Yao et al. [28] in vivo Mice Контрольная группа Vitexin и Isovitexin MBS (3 и 2 г/кг * 11,68, 5,40 мг/г) MBSC (3 г/кг * 15,22, 11,42 мг/г) ↓Уровень глюкозы в крови ↑Иммунореактивность инсулина — — ↓С-пептид плазмы, ↓Глюкагон, ↓Общий холестерин, ↓Триглицериды, ↓АМК Choi et al. , 2008 [29] In vivo   Мыши контрольная группа Генистеин и дайдзеин 0,2/кг/сут ↓Уровень глюкозы в крови ↑Выработка инсулина — — ↓ триглицериды градиент в печени Kim et al., 2008 [30] in vivo Mice Группа 5 G Denistein / 100 г диета — ↑ Продукция инсулина ↑Чувствительность к инсулину — — — Cederroth et al., 2008 [31] in vivo Mice 198 PPM Daidzein и 286 PPM Genistein / День — ↑ Инсулин Чувствительность — — ↓ Липидное содержимое в адипоцитах, ↑ фосфорилирование ампустых и ацетил-COA карбоксилаза (ACC), ↑ экспрессия (ppr-l γ ) Fu и Liu, 2009 [32] In vitro клон клетки инсулина секретируют (ins-le le) Genistein — ↑ глюкоза-стимулированная инсулина секрета — — — Vinson et al. , 2009 [33] In vivo   Человек перекрестный, плацебо-контролируемый Фаза 2 750 мг, 1500 мг ↓ уровня глюкозы крови — — — — — Udani et al. [34] in vivo человек . Фаза 2 1500, 2000, 3000 мг ↓Уровень глюкозы в крови — — — — Wu et al., 2010 [35] In vivo   Человек двойное слепое плацебо-контролируемое исследование Фаза 2 2000 мг — 2 ↓ BMI — — Нет изменений в WHR Gobert et al. , 2010 et al. Нет изменений уровней глюкозы или инсулина натощак и после приема пищи Нет изменений индексов чувствительности и резистентности к инсулину — — Нет изменений уровней HbA1c Бертольо и др., 2011 [37] in vivo крысы Контроль плацебо γ -Conglutin 10,5 мг, 21 мг и 42 мг ↓ уровень глюкозы в крови — — — — — [37] in vivo человек γ -конглютин 157. 5 мг, 315 мг и 630 мг ↓ уровень глюкозы в крови — — — — — Dove et al., 2011 [38] in vivo Контроль 22 г белок люпина ↓Постпрандиальная гликемия — — — — Spadafranca et al., 2013[39] In vivo   Человек двойное слепое рандомизированное перекрестное исследование Ингибитор альфа-амилазы 6% * 100 мг ↓Глюкоза крови уровень ↑Уровень инсулина — ↓Прием пищи ↓ C-пептидная концентрация в плазме крови ↓ Грелин после еды Choo et al. [40] in vivo Mice и крысы контрольная группа Vitexin 1, 3 и 15 мг 50, 100 и 200 мг Изовитексин 1, 3 и 15 мг 20, 50 и 100 мг ↓Постпрандиальная гликемия — — — — Fu et al., 2012 [41] In vivo   Мыши контрольная группа Генистеин 250 мг * кг (-1)/день ↓ Hyperglycaemia ↑ Толерантность клюкозы-положительный 0 β Клетки изысканий Нет изменения Без изменений Squadrito et al. , 2013 [42] In vivo   Человек плацебо-контролируемое исследование Генистеин 09 6 дней/ 54 90 мг ↓Уровень глюкозы ↓Уровни инсулина Без изменений — ↓ Общий холестерин и триглицерид ↑ Уровни HDL ↓ Систолические и диастолические BP ↓ Visfatin и Homocysteine ​​ Уровни Kim и Lim, 2013 [43] in vivo Мыши контрольная группа Генистеин 0.1%, 0,025% в ежедневной диете 0.025 ↓ FBG без изменений ↑ No Food — — Loi et al. , 2013 [44] In vivo   Крысы контрольная группа Ингибитор альфа-амилазы/кофеилхинная кислота ↓Уровень глюкозы в крови — — ↓Прием пищи — Park et al., 2013 [45] In vivo   Мыши контрольная группа Дайдзеин 10 мг * кг массы тела/день ↓ PostPrandial Glycaemia — — — — — Yao и REN, 2014 [46] in vivo Крыс Контроль Экстракт экструдированной фасоли Adzuki 200 мг ↓Уровень глюкозы в крови — — — — , 2014 [47] In vivo   Крысы плацебо-контролируемое исследование γ -конглютин 125 мг 9 9 9 ↓Уровень глюкозы в крови — — ↓Прием пищи —

3.

3.1. Исследования на животных

Генистеин и даидзеин являются двумя наиболее известными флавоноидами, влияющими на секреторные функции поджелудочной железы.Исследования подтверждают, что эти вещества в физиологически достигаемых концентрациях оказывают благотворное влияние на функции клеток поджелудочной железы β [48].

Чой и др. проверили влияние генистеина и дайдзеина на метаболизм глюкозы и инсулина на нежирных мышах, у которых развился аутоиммунный, инсулинозависимый диабет [29]. Изофлавоноиды, вводимые в дозе 0,2 г/кг в течение девяти недель, приводили к поддержанию продукции инсулина клетками поджелудочной железы β , в то время как у мышей контрольной группы продукция инсулина не появлялась [29].Другое исследование in vivo , проведенное на нежирных мышах с STZ-индуцированным диабетом, которых кормили ферментированной соей (5 г генистеина/100 г 6-недельного рациона), показало, что дозы инсулина в поджелудочной железе были выше в группе мышей, которых кормили соей. сравнению с контрольным. Помимо увеличения выработки инсулина поджелудочной железой, соевая диета способствовала улучшению чувствительности периферических тканей к инсулину [30]. Аналогичные результаты были получены Lu et al. тестирование крыс с STZ-индуцированным диабетом, получавших диету с высоким содержанием изофлавонов [48].

Изофлавоноиды сои также обладают способностью регулировать синтез триглицеридов в печени. Согласно упомянутому исследованию Lu et al. проведенные на мышах без ожирения, диабетических мышах, изофлавоноиды сои, генистеин и даидзеин применялись в соотношении 0,2 мг/кг для снижения уровня глюкозы в крови, тем самым снижая градиенты триглицеридов в печени. Исследование подтвердило снижение активности глюкозо-6-фосфатазы и фосфоенолпируваткарбоксикиназы (PEPCK) вместе с увеличением активности глюкокиназы, предполагая, что генистеин и дайдзеин блокируют выработку глюкозы в печени [29, 30].

Седеррот и др. проверили эффект добавок дайдзеина и генистеина на здоровых мышах CD-1. В результате богатой фитоэстрогенами диеты (198 ppm даидзеина и 286 ppm генистеина) с периода зачатия до взрослого возраста наблюдалась активация AMP-активируемой протеинкиназы (AMPK) в печени и белой жировой ткани, а также в мышцы. Это включает снижение содержания липидов в адипоцитах, повышенное фосфорилирование AMPK и ацетил-КоА-карбоксилазы (ACC), повышенную экспрессию гамма-коактиватора рецептора, активируемого пролифератором пероксисом (PPAR-1 γ ), и генов, участвующих в биогенезе митохондрий и активных форм кислорода. ферменты детоксикации (АФК), повышенная чувствительность к инсулину и снижение пути мишени рапамицина/рибосомального протеина S6 киназы бета-1 (mTOR/S6K1) у млекопитающих в скелетных мышцах.Было обнаружено, что диета с высоким содержанием фитоэстрогенов может изменять митохондриальный метаболизм и нарушать экспрессию альфа-рецептора, активируемого пролифератором пероксисом (PPAR α ) и PPAR-1 γ , в печени, белой жировой ткани и мышцах, что предполагает бета-жирные кислоты. окисление [31]. Потенциально у нежирных мышей активация PPAR α может привести к изменению утилизации глюкозы на окисление жирных кислот вместо новой прогрессии триглицеридов [49]. Повышенное окисление жирных кислот может защитить от неалкогольного стеатоза печени и улучшить чувствительность к инсулину и метаболизм глюкозы в печени.Более того, снижение уровня триглицеридов в печени коррелирует со снижением резистентности к инсулину; однако основной механизм влияния триглицеридов на резистентность к инсулину не установлен [50].

Ким и Лим исследовали мышей с диабетом, которые были разделены на две группы в зависимости от уровня глюкозы натощак (ВГС): средне-высокий ВГН (ДММГ; ВГН 250–450 мг/дл) и высокий ВГН (DMH; ВГН 450–600 мг/дл). ). Мышей кормили разными диетами и далее делили на следующие группы (или по 10 особей в каждой группе): мыши без диабета (CON), мыши с диабетом в контрольной группе (DMC; DMMH-C, DMH-C), которых кормили без добавок генистеина, и диабетические мыши с добавлением генистеина: DMMH-0. 0,25 %, ДМГ — 0,025 %, ДММГ — 0,1 % и ДМГ — 0,1 %. В конце лечения один раз в неделю измеряли массу тела, потребление пищи и уровень глюкозы в крови натощак. Добавление генистеина не предотвратило снижение массы тела. Потребление пищи значительно увеличилось у мышей с диабетом при добавлении генистеина по сравнению с группой CON. Только 0,025% добавки генистеина в DMMH значительно снижали уровень FBG. Добавление генистеина в DMH не отражается на разнице в уровнях FBG.Концентрации общего холестерина и триглицеридов в плазме были более высокими при ДМК, чем при КОН. Не было никаких существенных различий между DMC и группами, получавшими генистеин. Плазменные уровни холестерина липопротеинов высокой плотности не отличались между группами [43].

Фу и др. протестировали 32 самца мышей C57BL/6 с ожирением и диабетом, вызванными высоким содержанием жира в рационе и инъекциями низких доз стрептозотоцина. Мыши были разделены на 4 группы (по 8 мышей в каждой группе) и получали стандартную диету с 10% калорий из жира, диету с высоким содержанием жира (60% калорий из жира) и диету, содержащую 250 мг генистеина/ кг массы тела. Потребление генистеина (250 мг/кг (-1)) приводило к улучшению гипергликемии, толерантности к глюкозе и уровням инсулина в крови. Эта диета не влияла на увеличение массы тела, потребление пищи, жировые отложения, профиль липидов в сыворотке или периферическую чувствительность к инсулину. Генистеин вызывал увеличение количества инсулин-позитивных клеток β островков, способствовал выживанию островков β и сохранял массу островков [41].

Парк и др. провели исследование на самцах мышей Slc: ICR, у которых диабет индуцировали инъекцией STZ, на ингибирующее действие даидзеина на альфа-амилазу и альфа-глюкозидазу.Здоровых мышей и мышей с диабетом, индуцированным стрептозотоцином, случайным образом разделили на 3 группы по 7 мышей. В состоянии голодания мышам перорально вводили растворимый крахмал (2  г/кг) или даидзеин, крахмал (10 мг/кг) или акарбозу и крахмал (10 мг/кг). Влияние даидзеина на уровень глюкозы в крови после приема пищи изучали на нормальных мышах и мышах с диабетом. Уровни глюкозы в крови у мышей, получавших дайдзеин, были ниже, чем у контрольных мышей и мышей, получавших диету с добавлением акарбозы. При добавлении дайдзеина к диете здоровых мышей повышение постпрандиального уровня глюкозы в крови значительно подавлялось (, и   ммоль через 30, 60 и 120 минут соответственно, ).Постпрандиальные уровни глюкозы в крови у здоровых мышей, получавших даидзеиновый крахмал, также были значительно ниже. Точно так же площадь под кривой уровня глюкозы в крови в группе мышей с диабетом, получавших крахмал и дайдзеин ( ммоль мин л), была значительно ниже ( ммоль мин л) по сравнению с контрольной группой ( ммоль мин л) [45].

Исследования in vitro указывают как на действие (S)-эквола на активацию PPAR, так и на повышение экспрессии GLUT4 и IRS-1, что, в свою очередь, приостанавливает стимулированное инсулином поглощение глюкозы адипоцитами.Другие исследования in vitro показали, что (S)-эквол влияет на ген SHARP 2 у крыс. Выводы обоих исследований показывают, что (S)-эквол и даидзеин могут быть полезны для контроля диабета 2 типа [51, 52].

3.2. Клинические исследования

Клинические исследования показывают противоречивые результаты.

Генистеин не влияет на экспрессию транспортера глюкозы-2 или клеточную продукцию аденозинтрифосфата (АТФ), но увеличивает стимулированную пируватом секрецию инсулина в клетках INS-1E, что указывает на то, что улучшение секреторной функции инсулина за счет длительного воздействия генистеина не связано с альтернативные пути поглощения глюкозы или гликолиза.Повышенная секреция инсулина за счет генистеина связана с повышенным внутриклеточным градиентом ионов Са ²⁺ и является зависимой от протеинкиназы А вместе с синтезом новых белков, и этот эффект полностью блокируется N-[2-(п-бромциннамиламино)этил]- 5 или изохинолинсульфонамид циклогексимид. Эти результаты доказывают, что генистеин может быть новым биологически активным соединением, проявляющим антидиабетические эффекты за счет улучшения секреции инсулина клетками поджелудочной железы β [32].

В рандомизированном 12-месячном двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании приняли участие 120 женщин с метаболическим синдромом в возрасте 49–67 лет в постменопаузе не менее 12 месяцев. Они получали либо генистеин (54 мг/день), либо плацебо (2). Содержание генистеина в сыворотке увеличилось через 6 и 12 месяцев только у пациентов в группе, получавшей генистеин. В этой группе уровни глюкозы и инсулина были значительно снижены. Эти два параметра не изменились в группе плацебо. Горизонтальный уровень общего холестерина и триглицеридов статистически снижался в обе временные точки по сравнению с плацебо. Уровни ЛПВП значительно увеличились в группе, получавшей генистеин. В группе плацебо изменений не было.Систолическое и диастолическое артериальное давление были значительно снижены в группе, получавшей генистеин. ИМТ не показал существенных изменений в обеих группах. Уровни висфатина и гомоцистеина были значительно снижены через 6 и 12 месяцев исследования только в группе, получавшей генистеин [42].

В рандомизированной двойной слепой плацебо-контролируемой группе Gobert et al. изучали действие соевого белка и изофлавонов и не получили положительного результата. Были исследованы взрослые с диабетом 2 типа (+), потребляющие диету, содержащую соевый белок (SPI) и изолят молочного белка (MPI). Исследование длилось 57 дней. Периоды диетического SPI и MPI были разделены 4-недельным вымыванием. Образцы крови собирали в дни 1 и 57 каждого периода лечения для анализа HbA1c натощак, постпрандиальной глюкозы и глюкозы в плазме натощак, а также уровня инсулина в сыворотке натощак и рассчитанных соотношений и чувствительности к резистентности к инсулину. Для анализа изофлавонов в моче образцы собирали через 24 часа после окончания каждого периода лечения. Изоляты были сопоставимы со следующим содержанием энергии и питательных веществ в день: 837 кДж, 8-9 граммов углеводов, 40 граммов белка из сои (SPI) или молока (MPI), 88   мг (SPI) или 0   мг (MPI) изофлавонов. (65% генистеина, 31% дайдзеина и 4% глицитеина).Экскреция изофлавонов была значительно выше в группе SPI по сравнению с MPI. 20,7% пациентов () были отнесены к экскреторам эквола. Потребление SPI-диеты не оказало существенного влияния на уровень глюкозы натощак и после приема пищи, инсулина, HbA1c натощак и индексы чувствительности и резистентности к инсулину.

Когда авторы рассматривали анализ экскреторов эквола как переменную в статистической модели, результаты не изменились, и не было выявлено значимого взаимодействия между выработкой эквола отдельными лицами и диетой без маркеров гликемического контроля [36].

4. Ингибиторы альфа-амилазы

Белки являются одним из основных компонентов пищи, но имеют различную пищевую ценность, поскольку содержат очень разные аминокислотные составы. Величина определяется количеством аминокислот в белках, их качественным составом, биодоступностью и усвояемостью. Белки обеспечивают правильное построение тканей, регулируют обменные процессы, облегчают усвоение минералов. Пептиды, полученные из пищевых белков, влияют на систему кровообращения, нервную систему, пищеварительную систему, иммунную систему и функциональные свойства.Одним из нескольких видов деятельности является регуляция пептидов, ингибирующих ферменты. На клеточном уровне белки могут действовать, инактивируя рибосомы или ингибируя клетки активного центра, такие как ингибиторы альфа-амилазы [53].

Мониторинг переваривания углеводов, а также всасывания глюкозы позволяет лучше контролировать постпрандиальную гликемию, особенно после высокоуглеводной пищи. Высвобожденная глюкоза поглощается кишечными энтероцитами через трансмиттеры. Ингибирование пищеварительных ферментов или переносчиков глюкозы снижает высвобождение и всасывание глюкозы в тонком кишечнике и, как следствие, подавляет постпрандиальную гипергликемию.

В исследовании in vitro было доказано, что белая фасоль связывает альфа-амилазу, образуя комплекс 1 : 1, блокирующий фермент. Исследования на крысах показали, что он снижает базовый и постпрандиальный уровни глюкозы в крови. Более того, он снижает аппетит, что, в свою очередь, способствует контролю веса [54].

В трех экспериментах на здоровых крысах Wistar Loi et al. изучали влияние на гипогликемию и снижение потребления пищи экстракта Phaseolus vulgaris (PVE) и экстракта Cynara scolymus (CSE).В эксперименте 1 36 крыс были разделены на 4 группы (). За три дня до эксперимента крысам остро вводили три разных состава ПВЭ, ЭПС, ПВЭ+ЭПС или без экстрактов. В эксперименте 2 использовали 32 крысы. Крыс кормили шоколадным напитком, обычной пищей и водой. После 15-дневного кормления крыс разделили на 4 группы () и лечили остро в течение 3 дней, как и предыдущую группу. В опыте 3 28 крыс после 6-часового голодания были разделены на 4 группы (в) трех разных составов ЭПК, ЭКС, ЭКС+ЭКС (дозы были разными по сравнению с группами 1 и 2) или без экстрактов.При выключенном свете в клетках крысам давали 3  г/кг крахмала. В эксперименте 1 введение композиций, содержащих только PVE или PVE+CSE, показало статистически значимый эффект в отношении снижения уровня глюкозы в крови и потребления в течение 24 часов (1). Потребление пищи сократилось в среднем на 25%. В эксперименте 2 после употребления шоколадного напитка в день тестирования в группах ЭПК и ЭПК+КПЭ отмечено снижение уровня глюкозы в крови и потребления пищи по сравнению с контрольной группой (). Снижение потребления пищи составило в среднем 35%.В результате эксперимента 3 в группе ПВЭ+КСЭ () было выявлено статистически значимое снижение уровня глюкозы в крови до 33% [44].

Экстракт белой фасоли, помимо ингибирования альфа-амилазы, стимулирует холецистокинин (ХЦК) и нарушает механизм усвоения пищи. Высокая доля применения фазеоламина ослабляет скорость роста крыс [55]. Исследования, проведенные на людях, показали противоречивые результаты.

Удани и др. исследовали влияние водного экстракта белой фасоли обыкновенной на потерю веса и уровень триглицеридов.Рандомизированное исследование проводилось с использованием двойного слепого теста на группе из 39 человек с ожирением (35 женщин и 4 мужчин), которым давали 1500 мг водного экстракта белой фасоли обыкновенной во время еды два раза в день. Обследование длилось 8 недель. Результаты показали более высокую потерю веса и снижение уровня триглицеридов в группе, получавшей экстракт. Различия не были статистически значимыми [24]. Другое контрольное обследование, проведенное среди 10 участников с нормогликемией, показало, что фазеоламин вызывал более быстрое снижение постпрандиальной гликемии, чем в контрольной группе, а абсорбция глюкозы была ниже на 57% [56].

В рандомизированном двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании с участием 60 человек с избыточным весом (на 5–15 кг больше) Celleno et al. показали, что использование Фазы 2 приводит к статистически значимому снижению массы тела, жировой массы и WHR. Пациенты получали либо одну таблетку 445 мг Фазы 2 + 0,5 мг пиколината хрома, либо плацебо ежедневно в течение 30 дней подряд перед приемом пищи, богатой углеводами (2000–2200 калорий). Масса тела, ИМТ, жировая масса, толщина жировой ткани и окружность талии/бедра/бедра уменьшились через 30 дней [26].

Ву и др. в рандомизированном, двойном слепом и плацебо-контролируемом исследовании обследовали 101 добровольца (50 групп плацебо и 51 группу исследования) с ИМТ от 25 до 40. Исследовательская группа получала две капсулы фазы 2 по 1000 мг или эталонное вещество в форме из двух капсул, содержащих микрокристаллическую целлюлозу, и внешний вид капсул Фазы 2. Субъекты, получавшие Фазу 2, показали статистически значимо большее снижение массы тела на 1,9 кг по сравнению с 0,9 кг.4 кг в группе плацебо и окружность талии 1,9 см по сравнению с 0,4 см. Соответственно, масса тела и ИМТ также значительно снизились. Существенных изменений в окружности бедер не произошло. Из биохимических показателей только значение креатинина было выше, а ГПТ ниже в группе, получавшей 2-ю фазу; однако различия не были статистически значимыми [35].

В дальнейших исследованиях авторы получили статистически значимые результаты, но тестируемые группы были не очень большими.

В исследовании Удани и Сингха использовался метод рандомизированного двойного слепого теста, который длился 4 недели и включал 25 здоровых участников. Дважды в день испытуемые принимали 1000 мг фракционированной белой фасоли PVE или плацебо между приемами пищи. Все испытуемые дополнительно прошли курс похудения, основанный на диете (некоторые участники употребляли пищу с высоким содержанием углеводов) и упражнениях. В обеих группах, получавших экстракт и получавших плацебо, наблюдалась потеря веса.Разделение проводилось по количеству потребляемых углеводов. В группе с наивысшим терцилем усвоения углеводов, тестируемой панели, получавшей фракционированную белую фасоль PVE, наблюдалась значительно большая потеря веса вместе с уменьшением жировой массы по сравнению с группой плацебо () [25].

Удани и др. еще раз проверили влияние фазы 2 на уровень глюкозы в крови в открытом, перекрестном, рандомизированном исследовании с 6 группами, в котором приняли участие 13 человек с ИМТ 18–25. На этот раз авторы хотели определить, снижает ли ГИ фаза 2 продуктов с высоким ГИ (белый хлеб).Они провели стандартизированные тесты GI, измерив концентрацию глюкозы в крови после употребления белого хлеба с маслом, с добавлением и без добавления фазы 2 в виде капсул или порошка. В обоих препаратах фаза 2 вводилась в дозах до 1500 мг, 2000 мг и 3000 мг. Порошок фазы 2 смешивали с маслом. Дозировка 2000 мг и 3000 мг капсул фазы 2 привела к небольшому снижению ГИ. Дозировка 1500 мг и 2000 мг порошка фазы 2 вызывала небольшое снижение ГИ.Значительный результат был получен при дозировке 3000 мг порошка Фазы 2, что примерно на 34,11% снижает уровень глюкозы в крови после еды () [34].

Винсон и др. получили результаты, аналогичные Udani et al. когда они провели 2 исследования, перекрестное исследование и плацебо-контролируемое. В первом исследовании приняли участие 11 респондентов (мужчины и женщины в возрасте от 21 до 57 лет). Субъектам давали 4 ломтика белого хлеба и 42 г маргарина с добавлением или без добавления 1500 мг фазы 2. Фаза 2 добавлялась к маргарину.Еда содержала 610 калорий и 60,5 г углеводов. Тесты проводились с интервалом в одну неделю для измерения концентрации глюкозы в плазме крови. В основной группе средняя концентрация глюкозы в плазме в зависимости от кривой времени была на 66% ниже по сравнению с контрольной группой (). Сделан вывод, что добавление 1500 мг Фазы 2 к еде будет поглощать 1/3 углеводов из белого хлеба. Во втором исследовании с 7 пациентами (мужчины и женщины в возрасте 23–43 лет) авторы протестировали другую меньшую дозировку фазы 2: 750 мг. Участники ранее ели замороженные блюда, состоящие из жареного стейка, картофельного пюре, стручковой фасоли и вишнёво-яблочного пирога с 750 мг фазы 2 (в смеси с соусом) или без неё. Еда содержала 630 калорий и 64 г углеводов. Исследование снизило среднюю концентрацию глюкозы в плазме в зависимости от кривой времени на 28%. Делается вывод, что 2/3 углеводов из пищи усваивается. Это видно из результата дозовой зависимости [33].

Spadafranca et al., как и предыдущие авторы, изучали влияние ЭПК на уровень глюкозы и инсулина, концентрацию С-пептида в плазме крови и грелина после еды и влияние на контроль аппетита.В двойное слепое рандомизированное перекрестное исследование были включены 12 здоровых лиц (6 женщин, 6 мужчин) в возрасте 20–26 лет с нормальной массой тела (ИМТ: 19,7–23,5, жир: 31,5–11,5%). Субъекты, находившиеся натощак в течение не менее 12 часов, получали стандартизированную пищу, состоящую из бутерброда с белым хлебом, ветчиной, маслом и помидорами + 100 мг таблеток PVE (≥6% протестированного ингибитора альфа-амилазы и фитогемагглютинина) или 100 мг таблетки плацебо. Таблетки PVE или плацебо принимались непосредственно перед едой. После 7-дневного периода вымывания тест повторяли.Добавка PVE снижала постпрандиальные выбросы глюкозы, инсулина и С-пептида и влияла на ощущение сытости, вызывая снижение желания есть [39].

5. Ингибиторы альфа-глюкозидазы

Альфа-глюкозидаза, вырабатываемая эпителием тонкой кишки, является одним из ключевых ферментов, ответственных за переваривание углеводов и всасывание триглицеридов. Его функция является одним из модулирующих факторов постпрандиальной гипергликемии. Кишечные супрессоры активности альфа-глюкозидазы, так же как и альфа-амилаза, могут задерживать процесс пищеварения и всасывания углеводов и снижать постпрандиальную гипергликемию [8, 57].

Фасоль «Азуки» прошла тщательное исследование биологической активности. В Азии, особенно в Японии, Корее и Китае, эта пища рекомендуется как подходящая для больных диабетом из-за высокого содержания пищевых волокон, а также белка [58]. Последние исследования подтвердили наличие в его составе большого количества биоактивных компонентов, в том числе фенольных соединений [59]. Ито и др. доказали, что бобы «Азуки» проявляют активность по блокированию фермента альфа-глюкозидазы у крыс с диабетом, вызванным стрептозотоцином.Также было замечено, что «Азуки» проявляет наибольшую способность блокировать этот фермент среди шестнадцати других разновидностей фасоли. Исследования противодиабетических свойств фасоли «Азуки» были сосредоточены в основном на активности экстракта фасоли, и его компоненты не были строго определены [60].

Шрирама и др. в своих исследованиях, проведенных на экстрактах четырех видов бобов (мунг, мотылек, красный и черный варианты «Азуки»), подтвердили наибольшее влияние с точки зрения блокирования альфа-глюкозидазы в варианте черной фасоли «Азуки».Бобы мунг показали наименьшую активность [57].

В своем исследовании Yao et al. впервые приписаны соединения, присутствующие в бобах «Азуки», которые являются активными и проявляют активность по блокированию фермента альфа-глюкозидазы. Используя 70% этанола, авторы экстрагировали четыре фракции из бобов «Азуки». Растворимая в этилацетате (EtOAc) фракция проявляла наибольшую активность по блокированию альфа-глюкозидазы. Два основных активных компонента, витексин и изовитексин, были выделены из бобов «Азуки». Исследование флуоресцентной спектроскопии подтвердило эти свойства флавоноидов.Наиболее благоприятный эффект достигается при температуре 37°С, в лабораторных условиях [21].

Ранее авторы изучали противодиабетическое действие экстракта ростков маша (MBS: DCI, витексин и изовитексин: 24,16, 11,68, 5,40 мг/г) и экстракта кожуры семян фасоли (MBSC: DCI, витексин и изовитексин: 0,0053, 15,22). и 11,42 мг/г) с использованием мышей с диабетом 2 типа: 50 самцов мышей KK-Ay и 10 здоровых самцов мышей C57BL/6. Мыши с диабетом были разделены на пять групп и получали разные дозы МБС (1, 2, 3 г/кг), МБСК (3 г/кг) и без экстрактов.Группа 6 включала мышей линии C57BL/6. Для всех мышей измеряли следующее: глюкозу крови, С-пептид плазмы, глюкагон, общий холестерин, триглицериды и азот мочевины крови (АМК). Пероральное введение MBS (3 и 2 г/кг) и MBSC (3 г/кг) показало снижение уровня глюкозы в крови по сравнению с контрольными мышами KK-Ay. Добавление MBS (2 г/кг) и MBSC (3 г/кг) изменило уровни С-пептида и глюкагона в крови у животных с диабетом 2 типа по сравнению с необработанными мышами с диабетом. У мышей, которых кормили MBSC и 3 и 2 мкг/кг MBS, повышение уровня триглицеридов и общего холестерина было устранено.Уровни BUN в плазме в группах MBS (2 мкг/кг) были снижены по сравнению с контрольной группой мышей KK-Ay. У мышей, принимавших MBS (2 г/кг) и MBSC (3 г/кг), наблюдалось значительное повышение иммунореактивности инсулина по сравнению с необработанными мышами с диабетом [28].

Чу и др. получили положительные результаты на здоровых и больных диабетом животных, а также исследовали ингибирующее действие изовитексина и витексина из Ficus deltoidea на альфа-глюкозидазу.

Авторы использовали здоровых мышей и крыс с диабетом, индуцированным стрептозотоцином, разделенных на 8 групп по 6 животных. Шести группам мышей через пероральный желудочный зонд вводили три разные дозы (1 мг/кг, 3 мг/кг и 15 мг/кг) витексина или изовитексина. Группе мышей положительного контроля давали акарбозу (3 мг/кг). Шести группам крыс через желудочный зонд вводили различные дозы витексина (50, 100 и 200 мг/кг) или изовитексина (20, 50 и 100 мг/кг). Крысы положительного контроля получали акарбозу (5 мг/кг). После введения препаратов мышам и крысам их обрабатывали сахарозой в дозах 2,5 г/кг и 4 г/кг соответственно.У мышей с нормогликемией, получавших 1 мг/кг витексина, наблюдалось значительное () снижение уровня глюкозы в крови на 24,7%. При более высоких дозах 3 и 15 мг/кг процентное снижение увеличивалось до 26,5% и 31,3%. Когда мышам давали 1, 3 и 15 мг/кг изовитексина, уровень глюкозы в крови был значительно ниже через 30 минут. Самое высокое (19,7%) снижение уровня глюкозы в крови наблюдалось у крыс с диабетом через 60 минут при пероральном введении 200 мг/кг витексина. После введения 100 мг/кг изовитексина наблюдалось наибольшее снижение уровня глюкозы в крови (19. 7%). Введение всех трех доз изовитексина значительно снижало постпрандиальную концентрацию глюкозы в крови [40].

Экструзия является следующим методом получения экстрактов из бобов «Азуки». Этот метод снижает антиоксидантную активность экструдированных бобов «Азуки» на 41,86% и повышает антидиабетическую активность ингибированной альфа-глюкозидазы кишечника крыс в экструдированных бобах «Азуки» на 307,60% по сравнению с сырыми бобами «Азуки».

Яо и Рен изучали противодиабетическое действие экструдированных бобов «Азуки» на 80 голодающих самцов крыс.У 40 крыс диабет индуцировали с помощью 45 мг/кг STZ. Здоровые крысы и крысы с диабетом были разделены на 4 группы: контрольная группа, группа положительного контроля (50 мг/кг акарбозы), группа экстракта фасоли “Азуки” (ABE, 200 мг/кг) и группа экструдированного экстракта фасоли “Азуки” (EABE). , 200 мг/кг). Через 30 минут после введения препарата животным перорально вводили сахарозу натощак (2  г/кг). В контрольной группе здоровых крыс уровень глюкозы в крови в среднем составил 10,4  ммоль/л через 30 минут после введения сахарозы. В группе, получавшей EABE, уровень глюкозы через 30 минут в среднем составлял всего 8,79 ммоль/л по сравнению с контрольной группой. Уровень глюкозы в крови снизился на 15,6% при лечении ЭАБЭ и на 22,6% при лечении акарбозой. В контрольной группе диабетических крыс уровень глюкозы в крови повышался в среднем до 31,2 ммоль/л через 30 минут после введения сахарозы. Однако измерение уровня глюкозы в крови в группах, получавших EABE и акарбозу, было затруднено. По сравнению с контрольной группой уровень глюкозы снизился на 28.4% в случае введения 300 мг/кг ЭАБЭ и 23,0% при введении 20 мг/кг акарбозы [46].

Для сравнения, Maruyama et al. протестировали активность экстракта фасоли «Азуки» на группе из 33 студенток. Средний возраст 33 испытуемых составил годы, ИМТ, некурящие, без метаболических заболеваний, с регулярным менструальным циклом, ранее не применявшие препараты с экстрактом фасоли «Азуки». В качестве метода был выбран двойной контрольный тест. Испытуемые были случайным образом разделены на три группы: контрольная, «Азуки» и концентрированный сок «Азуки» (КА). Все выпивали по 150 г изокалорийного сока 5 раз в день в течение одного менструального цикла вместе с их основным рационом питания. Результаты показали, что в контрольной группе масса тела немного увеличилась, а уровень триглицеридов существенно снизился в группе, потреблявшей соки фасоли (1), тогда как в группе, принимавшей СА, уровень триглицеридов снизился статистически незначимо (2). Авторы исследовали способность сока «Азуки» и СА блокировать альфа-глюкозидазу in vitro .Доза экстракта фасоли 100 мкг снижала активность фермента на 32,6% [27].

6. Conglutin Gamma Protein

Люпин, популярность которого растет в Западной Европе и Австралии, наряду с соей признаны одним из наиболее ценных источников растительного белка. В исследованиях in vitro использование выделенного из люпина белка, называемого гамма-конглютином, показало способность связывать инсулин и снижать постпрандиальную гликемию. Эту активность сравнивают с метформином [61].В рандомизированном исследовании на 24 взрослых людях было доказано, что добавление муки из косточек люпина с 12,5 г клетчатки и 22 г белка (люпина) в напиток, содержащий 50 г глюкозы, приводило к снижению постпрандиальной гликемии по сравнению с субъектами из контрольной группы, употреблявшими напиток. с добавлением 50 г глюкозы. Аналогичные результаты были достигнуты в группе, употреблявшей напиток с добавлением 50 г глюкозы, а также 12,5 г клетчатки и 22 г белка из изолятов сои (сои) [38].

Капраро и др. изучали контролируемое увеличение массы тела и гипогликемические свойства белков, полученных из растений люпина, включая гамма-конглютин.Авторы наблюдали в течение 3 недель две группы крыс (кормили макаронами с добавлением или без добавления чистого белка от Lupinus). В результате наблюдалось значительное снижение потребления пищи и гликемии у животных, которых кормили макаронными изделиями с добавлением белка люпина [47].

В другом эксперименте Bertoglio et al. исследовали характеристики сухого экстракта, богатого гамма-конглютином (содержание гамма-конглютина составляло около 47% от общего количества белков в сухом порошке) у крыс и впервые у людей.Исследование на животных проводилось на 100 крысах, разделенных на 5 групп: плацебо, группа положительного контроля (метформин 50 мг/кг) и три группы с различными дозами гамма-конглютина (10,5, 21,0 и 42,0 мг). За 30 минут до эксперимента с перегрузкой глюкозой (2  г/кг) проводилось лечение. Через 0, 30, 60 и 90 мин после введения глюкозы все крысы получали дозу тиопентала натрия 50 мг/кг. Другая часть исследования касалась людей (плацебо-контролируемое исследование) и проводилась на 15 здоровых взрослых участниках.К 7 неделям участникам предлагали либо одну из трех доз порошка из экстракта растения люпина (750, 1500 и 3000 мг = 157,3, 315 и 630 мг конглютина гамма), либо плацебо за 30 минут до еды, состоящей из 85 г белого рис (75 г углеводов). Исследование на крысах показало статистически значимую корреляцию между дозировкой порошкового экстракта и уровнем глюкозы в крови. В зависимости от уровня дозировки глюкозы она была снижена на 14%, 42% и 64%. Эффект, полученный после введения максимальной дозы, не отличался от эффекта введения 50 мг/кг метформина.Результаты исследований на людях подтвердили гипогликемические свойства конглютина гамма. По сравнению с контрольной группой, после трех доз за 60 минут уровень глюкозы снизился в среднем на 81%. Через 90 минут доза 750 мг вызвала повышение уровня глюкозы на 83% по сравнению с группой плацебо, но доза 1500 мг повысила уровень глюкозы примерно на 61%, а доза 3000 мг повысила уровень глюкозы примерно на 71% по сравнению с группой плацебо. В результате измерений площадей под кривой уровень глюкозы значительно снизился при дозах 1500 мг на 75% и 3000 мг на 79% по сравнению с плацебо.Достоверных различий в уровне сывороточного инсулина не было [37].

7. Биодоступность активных компонентов фасоли

Интерес к активным компонентам пищевых продуктов обусловлен преимущественно результатами эпидемиологических исследований. Чтобы установить однозначные доказательства эффективности этих соединений, включая полифенолы, в их роли профилактики заболеваний, необходимо определить их биодоступность и затем их биологическую активность.Биодоступность различных фенольных соединений сильно различается, и те, которые в основном потребляются в основном рационе, не всегда демонстрируют положительные профили биодоступности [62].

Большинство исследовательских задач, связанных с влиянием фенольных соединений, поступающих с пищевыми продуктами, выполнялись в условиях in vitro или на животных моделях с учетом концентраций, превышающих те, которые потребляются в повседневном рационе. Следует отметить, что полифенольные профили для данного продукта обычно остаются одинаковыми, тогда как различия в концентрациях имеют место, например, в случае винного сорта винограда Каберне Совиньон в долине Напа (Калифорния, США) в 1989 г.Он содержал 0,9 мг/л ресвератрола, тогда как в 1994 году он содержал 8,9 мг/л.

Основными факторами, влияющими на биодоступность полифенолов, являются следующие: факторы окружающей среды (воздействие солнечных лучей, степень зрелости), доступность пищевых продуктов, приготовление и термическая обработка, гомогенизация, лиофилизация, хранение и наличие других соединений, которые подавляют или усиливают усвоение , соединения, изготовленные из белков или других полифенолов со сходными механизмами всасывания, химической структурой, концентрациями в пище, количествами, потребляемыми с пищей, активностью ферментов, временем прохождения через кишечник, составом микрофлоры кишечника, возрастом, состоянием здоровья, генетическими факторами и физиологическими состояниями [62]. ].

Соединения, обнаруженные в бобовых растениях, противодиабетическая активность которых подтверждена лабораторными испытаниями и на животных моделях (например, генистеин, даидзеин, ингибиторы альфа-амилазы и альфа-глюкозидазы), обладают низкой биодоступностью, генистеин в основном из-за его плохой растворимости в воде. Ингибиторы ферментов альфа-амилазы и альфа-глюкозидазы теряют свои свойства при термообработке [20, 60, 62].

8. Заключение

(1) Бобовые должны составлять постоянный элемент сбалансированного питания, особенно у пациентов с диабетом 2 типа.(2) Бобовые являются источником полезного белка, пищевых волокон и биоактивных веществ, проявляющих антиоксидантную активность вместе с противовоспалительными и противоопухолевыми свойствами. (3) Исследование in vitro с использованием экстрактов бобовых растений подтвердило их антидиабетические свойства. (4) Бобовые растения следует использовать для пропаганды здорового образа жизни в качестве функциональной пищи. (5) Необходимы дополнительные исследования для оценки потенциальной роли бобовых растений в терапии, включая рак, воспаление и коронарные заболевания.

Сокращения

ABE / EABE:	ABE / EABE:	Adzuki Extry Bean Extract / Extruded Extruded Adzuki Extract
Acc:	Acetyl-Coa Carboxylase
Alfa-Ai1:	A-Amylase Ингибитор ингибитора 1
ALFA-AI2:	ALFA-AI2:	A-AMYLASE ингибитор изоформ 2
ALFA-AIL:	A-Amylase ингибитор изоформ
AMPK:	AMP-активированный белок Kinase
ATP:	Adenozynotrifosforran
BMI:	Mass Mass Mass
BUN:		BUN азот
	CA:	Concepted Azuki
Лагерь:	циклический аденозин монофосфат
CCK:	Холецистокинин
CSE:	Экстракт Cynara scolymus
DMC:
DMC:	Диабетическая Mice Control Group
DMH / DMH-C:	Группа диабетических мышей FBG / -Control Group
DMMH / DMMH-C:	Диабетические мыши Средний Hight FBG / — — Контроль группы
EGCGG:	Egigallocatechingallate
	FBG:	Глюкозная глюкоза
GI:	гликемический индекс
Glut4:	Insulin Treatulated Glucose Transporter
GPT:	GlutaMate Pyruvate Transaminase
GSIS:		GSIS.	Субстрат инсулинового рецептора 1
K АТФ :	АТФ-чувствительный калий
MBS / MBSC:	MUNG Bean Rowouts Extract / MUNG BEAL Extrict Extract
MOTOR:	Тропия MAMMALAL MATHION MATHION PAPAMYCIN
Pepck:	PHOSPHOENOLPYRUVATE CARBOXYKINASE
PGC-1 γ :	Peroxisome Prealiferator-активированный рецептор γ COATTIVATOR
PHA:	PHAPATHATHAMAGGLUTININ
PPAR α :	Peroxisome, активированный пролифератор рецептор Alpha
PPR1 γ :	Peroxisome Prealiferator — активированный рецептор Gamma COATTIVATOR
PVE:	Pasteafolus Vulgaris Extract
ROS:	Реактивные виды кислорода
S6K1:	RiboSomal белок S6 Kinase Beta-1
SHARP 2:	Гипоксия-ре регулируемый фактор транскрипции
SPI/MPI:	Рацион, содержащий соевый белок/рацион, содержащий молочный белок.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дополнительные материалы

В таблице представлены результаты исследований активных соединений бобовых культур in vivo, проведенных в 2004-2013 годах. В большинстве этих исследований наблюдалось улучшение таких параметров, как уровень глюкозы в крови, чувствительность к инсулину, ИМТ, потребление пищи или других субъектов.

1. Дополнительная таблица

Расшифровка состава и функции корневого микробиома бобовых растений | Микробиом

6.

Peiffer JA, Spor A, Koren O, Jin Z, Tringe SG, Dangl JL, et al.Разнообразие и наследуемость микробиома ризосферы кукурузы в полевых условиях. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110:6548–53.

КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

17.

Schlaeppi K, Bulgarelli D. Микробиом растений в действии.Mol Plant Microbe Interact. 2015;28:212–7.

КАС Статья пабмед Google Scholar

37.

Магоч Т., Зальцберг С.Л. FLASH: быстрая корректировка длины коротких ридов для улучшения сборки генома. Биоинформатика. 2011;21:2957–63.

Google Scholar

41.

Quast C, Pruesse E, Yilmaz P, Gerken J, Schweer T, Yarza P, et al. Проект базы данных генов рибосомной РНК SILVA: улучшенная обработка данных и веб-инструменты. Нуклеиновые Кислоты Res. 2013;41:D590–6.

КАС Статья пабмед Google Scholar

Бобовые растения — ответы на кроссворды

Уточните результаты поиска, указав количество букв. Если какие-то буквы уже известны, вы можете предоставить их в виде шаблона: «CA????».

Найдено 1 решений для Бобовые растения .Лучшие решения определяются по популярности, рейтингу и частоте поиска. Наиболее вероятный ответ на подсказку — ГОРОХ .

С crossword-solver.io вы найдете 1 решения. Мы используем исторические головоломки, чтобы найти наилучшие ответы на ваш вопрос..

БЛАГОДАРНОСТЬ

Авторы выражают благодарность г-ну Терри Дорн-

Буш за его финансовую поддержку этого исследовательского проекта

.

Dr. Mark Plummer, Warner-Lambert/

Parke-Davis Pharmaceutical Research Laboratories –

в Анн-Арборе, Мичиган, для поддержки ВЭЖХ

и руководства

.

Dr. Nicolle

O’Neill,

Патологоанатом, USDA/ARS/BARC-West,

Белтсвилль, Мэриленд, за помощь с токолом pro-

, используемым для экстракции и очистки, Ju-

Дит Л. duCellier из USDA/ARS/NGRL/

PEO,

BARC-West, Beltsville, Maryland, за помощь в редактировании

, а также следующих студентов

, которые помогли с аналитической работой: Allison

Combs, Дженнифер

Мелия,

Мэри Гратиот, Рэйчел

Уильямс, Даниэль Рейхенбах, Аарон Томп-

сын. Мы выражаем признательность следующим лицам, предоставившим Dr. James

Duke семена для этого исследования: Dr.George

White из Министерства сельского хозяйства США/ARS/NGRL в Белтсвилле,

Мэриленд; д-р Алан М. Капулер из Peace Seeds,

Корваллис, Орегон; и д-р Джин Аксланд, Re-

source Seeds, Inc., Visalia, California.

ССЫЛКИ

Bensky

D,

Gamble, A. Материя китайской травяной медицины

Medica; Eastland Press, Сиэтл, Вашингтон, 1990.

Бойк Дж. Пищевые непитательные факторы и их влияние на

рак.В области рака и натуральной медицины: учебник

фундаментальных наук и клинических исследований; Oregon Medical

Press,

Princeton, MN, 1996.

Chang H, But P. Pharmacology and Applications of Chi-

nese Materia Medica Vol. 1; World Scientific Publish-

ing Co., Teaneck, NJ,

1986.

Dixon R, Dey P, Lamb C. Phytoalexins: Enzymology and

молекулярной биологии. Доп. фермент.

Отн.

Области Мол.

Биол. 1983;55,1-136.

Герцог }. Psoralea corylifolia L. (Fabaceae). Экон. Бот.

1987;41:524-526.

Duke

J.

Комментарий — Роман

Психотерапевтические препараты:

роль этноботаники. Психофармак. Бык. 1995;31:

177-182.

Fotsis T, Pepper M, Aldercreutz, Hase T, Montesano R,

Schweiger

L.

Генистеин, пищевой изофлавоноид,

ингибирует пролиферацию клеток и ангиогенез in vitro.J.

Питание

1995;125:790s.

Graham T.

Распределение гавоноидов

и изофлавоноидов в тканях де-

проростков сои, а также в экссудатах семян и корней

. пл. Физиол 1991;95:594-603.

Graham T. Клеточная биохимия фенилпропаноидных реакций сои на инфекцию

Phytophthora

sojae.

В

Справочник по метаболизму и действию фитоалексина.

Даниэль М., Пуркаястха Р. (ред.). Марсель Деккер, New

York, 1995.

Грэм Т., Грэм М. Передача сигналов в реакциях фенил-

пропаноидов сои. ПЛ Физиол. 1996; 110:1123-1133.

Graham T, Kim J, Graham M. Роль конститутивных изофлавоновых конъюгатов

в накоплении глицеолина

в сое, зараженной мегаспермой

Phytophthora

.

Mole-

Plant Microbe Interactions 1990; 3:157-166.

Kaufman P,

Bemal

J, Stutland B, Gratiot M, Williams R,

Malone W. Синтез генистеина и дайдзеина в выращенных и выращенных в темноте соевых бобах

и индийском хлебном корне.

пл. Физиол. 1996; 111:145.

Kennedy A. Доказательства эффективности соевых продуктов в качестве профилактических средств против рака

. J. Nutrition

1995;125:733s.

Линдсей В., Лэмб С., Диксон Р. Микробиологическое распознавание

и активация систем защиты растений.Trends Micro-

биол. 1993; 1:181-187.

Мацукава Ю., Маруи Н., Сакаи

Т,

Сатоми Ю., Ёсида М.,

Мацумото К., Нишино Х., Аоике А. Генистейн арестовывает

прогрессирование клеточного цикла в

G2-M

Рак Рез. 1993;53:

1328-1331.

Мацуура М., Обата А., Фукусима Д. Неприятный привкус соевого молока, возникающий при замачивании соевых бобов

и борьба с ним. Дж. Пищевая наука, 1989; 54:602-605.

O’Neill N, Saunders J. Совместимые и несовместимые ре-

реакции семядолей люцерны на расы 1 и 2 из

Col-

letotrichum trifolii. Дж. Фитопат. 1994;3:283-287.

Oomen A, Dixon R, Paiva N. Индуцируемый элиситором промотор изофлавонредуктазы al-

falfa придает различные

паттерны экспрессии в развитии гомологичных

и гетерологичных трансгенных растений. Plant Cell 1994;6:

1789-1803.

Петерсон Г. Оценка биохимических мишеней генистеина

в опухолевых клетках. J. Nutrition 1995; 125:784с.

Стаффорд Х. Пути изофлавоноидов. В метаболизме флавоноидов

. CRC Press, Boca Raton, FL, 1990.

Tierra M. Planetary Herbology- Lotus Press, Twin Lakes,

WI,

1988

Укун Ф., Эван

W,

Кхликс Уодд Форс L,

Chel-

strom L, Burkardt A,

Bolen

J, Myers D.Биотерапия

B-клеток

предшественников лейкемии путем нацеливания генистеина на

CD19-ассоциированные тирозинкиназы. Наука 1995; 267:

886-891.

Чжан Ф., Смит Д. Предварительная инкубация Brachyrhizobium

japonicum с генистеином ускоряет развитие клубеньков сои при субоптимальных температурах корневой зоны.

Завод физиол. 1995; 108:961-968.

Adress Remint Запросы:

Peter B. Kaufman

Отдел

Biology

4103B Натуральный

Наука

830 Улица Северный Университет

Ann Arbor, MI

48109 -1048

Улучшение почвы бобовыми культурами | Почвы, плодородие и питательные вещества

Бобовые

Бобовые — это растения, семена которых находятся в стручках. Они заметно отличаются от трав, злаков и других небобовых культур, поскольку большая часть необходимого им азота производится путем фиксации атмосферного азота бактериями в клубеньках на их корнях. В результате бобовые богаты белком. Во всем мире известно более 16 000 видов бобовых, включая травы, кустарники и деревья, но культивируется лишь около 200 видов. В Саскачеване в промышленных масштабах выращивают лишь несколько видов бобовых (таблица 1), и на большом количестве акров выращивают только чечевицу, полевой горох, люцерну и донник.

Таблица 1. Бобовые, выращиваемые в Саскачеване

Старый и новый интерес к бобовым

Кормовые бобовые, такие как люцерна и донник, стали выращивать в чередовании со злаками вскоре после того, как поселенцы впервые освоили прерии на рубеже веков. В эти первые годы бобовые, как правило, не улучшали почвенные условия, потому что недавно возделываемые почвы все еще имели хорошую структуру и большие запасы органического вещества.Кроме того, уровни доступного азота в почве были настолько высоки, что биологическая фиксация азота в бобовых в значительной степени подавлялась.

Со временем запасы органических веществ в почве уменьшились из-за выращивания зерновых и частых паров. Это привело к увеличению количества сидератов, а значит, к увеличению значения бобовых культур.

Однако после Второй мировой войны земледелие было быстро механизировано, а от традиционных «бобовых-злаковых» севооборотов отказались, поскольку стали широко доступны относительно дешевые азотные удобрения, которые оказались более эффективными, чем бобовые, для повышения урожайности зерновых.

Еще одной причиной сокращения использования бобовых культур в севооборотах было растущее количество свидетельств того, что глубоко укоренившиеся кормовые бобовые часто снижали урожайность последующих зерновых культур, истощая запасы влаги в почве, особенно в более засушливые годы и в более засушливых районах.

В последние годы пшенично-паровые севообороты и пар, особенно механический пар, подвергаются все большей критике. Парообразование способствует повышению засоления и трате почвенного азота и воды. Механический пар считается основной причиной повышенной эрозии почвы.

В течение первых 70-80 лет выращивания пшеница в прериях, как правило, приводила к потере от 40 до 50% органического вещества в верхних 6 дюймах почвы. Некоторая потеря также произошла на глубине 6-12 дюймов. Кроме того, способность почвы снабжать сельскохозяйственные культуры азотом ухудшилась в еще большей степени.

На рис. 2 показан чистый азот, минерализованный из почвы в течение среднего периода летнего пара в Саскачеване. Этот азот поступает из почвенного гумуса и недавно выращенной соломы, корешков и почвенных микробов. Горизонтальная линия представляет собой количество азота, необходимое для урожая пшеницы 25 буш/акр (1700 кг/га). Когда дерн в прерии был разрушен, количество азота, высвобождаемого во время парового периода, было более чем достаточным для выращивания урожая. Солому можно было бы даже убрать для использования в другом месте, и только из гумуса было бы произведено достаточно азота, чтобы удовлетворить средний урожай.Однако со временем обработка почвы и эрозия уменьшили способность гумуса снабжать азотом. Теперь многие поля под паром нуждаются в азотных удобрениях.

Растущая озабоченность по поводу снижения содержания органического вещества, плодородия почвы и роста стоимости энергии и азотных удобрений привела к возобновлению интереса к бобовым культурам. Таким образом, роль бобовых как поставщика азота в севообороте и как строителя органического вещества почвы, вероятно, будет приобретать все большее значение в будущем.

Фиксация азота

Биологическая фиксация азота

Исследования показали, что процесс биологической фиксации азота является наиболее эффективным способом обеспечения большого количества азота, необходимого бобовым культурам для получения высокоурожайных культур с высоким содержанием белка.Чтобы произошел процесс фиксации, бобовые растения должны вступить в «симбиотическое» или взаимовыгодное партнерство с определенными бактериями, называемыми ризобиями. Вскоре после прорастания семян бобовых ризобии, присутствующие в почве или добавленные в качестве инокулята семян, вторгаются в корневые волоски и перемещаются по инфекционной нити к корню. Бактерии быстро размножаются в корне, вызывая набухание клеток корня с образованием узелков.

Азот в воздухе почвенных пор вокруг конкреций «закрепляется», связывая его с другими элементами и, таким образом, переводя его в доступную для растений форму.Некоторые углеводы, производимые растением посредством фотосинтеза, переносятся в клубеньки, где они используются ризобиями в качестве источника энергии. Ризобии также используют некоторые углеводы в качестве источника водорода при превращении атмосферного N (N ₂ ) в аммиак (NH ₃ ).

Количество фиксированного азота варьируется в зависимости от вида и сорта бобовых. Внутри вида количество азота напрямую связано с выходом (сухого вещества). Большинство зернобобовых культур могут получать от 50 до 80 % своей общей потребности в азоте за счет биологической фиксации, но некоторые, например конские бобы, могут фиксировать до 90 % (таблица 2).

Таблица 2. Фиксация азота в инокулированных бобовых, выращенных в условиях орошения в Южной Альберте

*Определено методом изотопов 15N.

Источник: взято из R.J. Ренни, ранее работавшая на Исследовательской станции сельского хозяйства Канады, Летбридж, Альберта

Способность к фиксации азота напрямую связана с выживаемостью ризобий, степенью образования клубеньков и факторами роста растений. Любое неблагоприятное состояние почвы или стресс окружающей среды, которые влияют на рост растений, могут замедлить процесс фиксации азота.

На фиксацию азота также влияет уровень доступного азота в почве.Высокие уровни почвенного азота снижают фиксацию азота, поскольку бобовые растения будут преимущественно использовать большую часть доступного почвенного азота, прежде чем они начнут фиксировать атмосферный азот. Образование клубеньков будет постепенно подавляться по мере того, как уровни почвенного нитрата-N превышают примерно 35 фунтов/га, и фиксация будет незначительной. с уровнем азота в почве выше 55 фунтов/акр.

И наоборот, слишком низкий уровень азота в почве также может замедлить рост растений. Примерно через месяц с момента появления всходов (или начала отрастания кормовых бобовых) на корнях бобовых образуются клубеньки, которые начинают фиксировать азот.В течение этого периода бобовым культурам требуется около 15 фунтов азота на гектар, в зависимости от условий выращивания, из других источников. Обычно такое количество остаточного азота в почве будет доступно. В противном случае может оказаться эффективным добавление небольшого количества (от 20 до 30 фунтов/га) азотного удобрения, расположенного вдали от семян. Недавние исследования показали, что стартер N неэффективен для повышения урожайности.

Эффективность фиксации азота по сравнению с оплодотворением

Фиксация азота очень эффективна для удовлетворения высоких потребностей бобовых культур в азоте, поскольку преобразование газообразного N ₂ в NH ₃ происходит внутри растения.Весь связанный азот легко доступен и находится в форме, необходимой для соединения с углеводами с образованием аминокислот, используемых для производства белка. Кроме того, поскольку фиксация азота в корневых клубеньках находится в прямой зависимости от переноса углеводов из листьев, скорость фиксации полностью «синхронизируется» со скоростью роста растения. Эта тонкая настройка между подачей и потребностью в азоте является еще одной причиной высокой эффективности симбиотической фиксации азота.

Напротив, удобрение может быть несколько менее эффективным способом обеспечения азотом бобовых культур. Часть удобрений может быть временно или навсегда потеряна. Чтобы использовать остаток, бобовое растение должно затратить значительную энергию для перемещения азота через клеточные мембраны из почвы в корни. Как только азот оказывается внутри растения, требуется больше энергии, чтобы преобразовать его в форму, которая может метаболизироваться растением. В зависимости от почвенно-климатических условий эффективность удобрения бобовых обычно колеблется от 20 до 50%.

В таблице 2 показано, сколько азота симбиотически фиксируется инокулированными бобовыми в оптимальных условиях, а также эквивалентное значение этого азота в качестве удобрения

Роль бобовых

Влияние бобовых на качество почвы

Бобовые давно признаны и ценятся как культуры, способствующие формированию почвы. Выращивание бобовых культур улучшает качество почвы за счет их благотворного воздействия на биологические, химические и физические условия почвы. При правильном уходе бобовые будут:

• Повышение способности почвы снабжать азотом
• Увеличение запасов органического вещества в почве
• Стимулирует биологическую активность почвы
• Улучшение структуры почвы
• Уменьшение эрозии почвы ветром и водой
• Увеличение аэрации почвы
• Повышение водоудерживающей способности почвы
• Облегчить почву до

Масштаб этих улучшений почвы зависит главным образом от типа используемых бобовых культур, количества растительного материала, возвращенного в почву, а также почвенных и климатических условий.

Однолетние зернобобовые (бобовые культуры), как правило, оказывают меньшее и кратковременное воздействие на качество почвы, чем многолетние кормовые бобовые. Количества азота, фиксируемые зернобобовыми культурами, и их влияние на физические условия почвы ограничены их обычно небольшой и неглубокой корневой системой и коротким периодом роста. Поскольку основная часть растительного азота накапливается в семенах при созревании, большая часть связанного азота удаляется из почвы при уборке зерна зернобобовых культур.Однако в процессе роста зернобобовых культур происходит утечка азота из корней в почву в значительных количествах. Кроме того, пожнивные остатки этих культур имеют более высокое содержание азота, чем солома зерновых культур, и они легче разлагаются, выделяя азот в почву. Рисунок 4 показывает, что даже в засушливой зоне коричневой почвы выращивание зерновой чечевицы в севообороте с пшеницей привело к кумулятивному увеличению способности почвы снабжать азотом. Таким образом, зерновые культуры, следующие за зернобобовыми, требуют меньше азотных удобрений.Кроме того, недавние исследования в северо-восточной части Саскачевана показали, что последующие зерновые культуры могут получить еще большую пользу от преимуществ зернобобовых, не содержащих азота, таких как подавление болезней.

Таблица 4. Выход сухого вещества и азота из верхушек и корней донника, люцерны и красного клевера на второй год на деградированном черном суглинке в Уайт Фокс, Саскачеван

Источник: К. E. Bowren и др., Can. J. Plant Sci., Volume 49:61-68 (1969)

Легенда: F= пар; W = яровая пшеница; GM = сидераты донника; H = люцерна – кострец, скошенный на сено. Все три ротации были неоплодотворенными. ( ) указывает выбранный год ротации. Источник: А.К.А. Кэмпбелл и др., Can. J Почвенные науки. Том 71:43-53 (1991)

Рис. 5. Влияние бобовых сидератов или бобово-травяных сенокосов на (A) способность снабжать азотом и (B) органическое вещество почвы в верхнем слое почвы (0–6 дюймов) в Индиан-Хед, Саскачеван.

Легенда: F = пар; W = яровая пшеница; GM = сидераты донника; H = люцерна-кострец, косимая на сено. ( ) указывает выбранный год ротации. Все три ротации были неоплодотворенными. Источник: К.А. Кэмпбелл и др., Can. Журнал почвоведения, том 73:579-595 (1993)

Рисунок 6. Влияние бобовых сидератов и бобово-травяных сенокосов на структуру поверхности почвы по степени стабильной агрегации в Индиан-Хед, Саскачеван.

Кормовые бобовые намного эффективнее улучшают качество почвы из-за их крупной и глубокой корневой системы, более длительного периода роста и большей способности связывать азот. В более влажных районах области двулетние и многолетние кормовые бобовые культуры могут продуцировать большое количество органического вещества и азота на второй год после подсева зерновых (табл. 4). Для максимального улучшения почвы с кормовыми бобовыми следует обращаться как сидеральным удобрением, при этом всю поросль перекапывают до полного цветения.

Данные таблицы 4 показывают, что при уборке верхушки на сено или силос и переворачивании только стерни в почве остается менее одной трети сухого вещества бобовых и азота.Тем не менее, даже когда бобовые используются для производства сена или силоса, благотворное влияние на качество почвы и последующий урожай может быть значительным.

На деградированных почвах с обычно низким содержанием органического вещества регулярное внесение сидеральных удобрений с кормовыми бобовыми увеличивает содержание азота и органического вещества в почве в течение длительного периода времени. Выращивание бобовых на серой почве в Северной Альберте увеличило урожайность 12 последовательных культур пшеницы по сравнению с пшеницей в небобовом севообороте. Повышение урожайности пшеницы в последующие годы было в основном связано с улучшением физического состояния почвы за счет глубоко укореняющихся бобовых культур.

Основным эффектом превращения бобовых в фураж в качестве сидератов является добавление богатого азотом, легко разлагаемого растительного материала к небольшой части органического вещества почвы, способной к минерализации. Однако переворачивание под свежие бобовые также сильно стимулирует активность почвенных микробов и, как следствие, ускоряет круговорот питательных веществ.

Кроме того, несмотря на то, что большая часть доступного для растений фосфора находится на глубине от 0 до 6 дюймов, а на глубине 2 фута его мало, Campbell et al.(1993, Can. J. Soil Sci.) обнаружили, что многолетние бобовые растения с глубокими корнями поглощают фосфор из недр. Таким образом, сидеральное удобрение этих бобовых должно повысить уровень фосфора в пуле доступных для растений питательных веществ.

Увеличение легко разлагаемого или «активного» органического вещества почвы и микробной жизни также улучшает структуру почвы, связывая больше частиц почвы вместе в агрегаты и образуя больше пор. В результате почва становится более рыхлой и менее подверженной эрозии (рис. 6), ее легче обрабатывать и она может удерживать больше воды.

Исследования, проведенные на нескольких почвах в Саскачеване, показали, что потребность в мощности для обработки почвы была значительно ниже на почвах после многолетних бобовых культур, чем после зерновых культур (Таблица 5). С практической точки зрения это будет означать более низкие энергозатраты на обработку почвы.

Источник: П.Б. Хойт, Кан. Журнал почвоведения, том 70:109-113 (1990)

Рисунок 7. Увеличение урожайности непрерывной пшеницы после люцерны по сравнению с непрерывной пшеницей после пара в течение 15 лет в МакЛеннане, Альберта.

Легенда: F= пар; W = яровая пшеница; ГМ = сидераты донника. ( ) указывает выбранный год ротации. Источник: К.А. Кэмпбелл и др., Can. Журнал почвоведения, том 71:363-376 (1991)

Рисунок 8. Влияние бобовых сидератов на (A) микробную биомассу и (B) дыхание в верхнем слое почвы в Индиан-Хед, Саскачеван.

Таблица 5. Требования к осадкам для обработки почвы с бобовыми и без бобовых культур в севообороте (измеряется на глубину 6 дюймов с помощью 16-дюймовой лопаты при 3.75 миль в час)

*Разница несущественна.

Источник: адаптировано из M. Grevers и E. deJong, Вторая ежегодная конференция западных провинций по рационализации исследований и управления водными и почвенными ресурсами, Саскатун (1983).

Образование корки на поверхности почвы может уменьшить всхожесть культур на определенных почвах. Почвы с низким содержанием органического вещества могут образовывать прочную поверхностную корку, а появление всходов таких культур, как рапс, снижается по мере увеличения прочности корки. Эта проблема редко возникает на почвах с высоким содержанием органического вещества.

Кормовые бобовые могут уменьшить проблемы засоления. Люцерна с ее глубокими корнями и высоким водопотреблением может эффективно использовать избыток воды.

Проникновение корней многолетних бобовых культур также улучшит внутренний дренаж почвы. Таким образом, поля после люцерны будут быстрее осушаться весной, что позволит раньше начать полевые работы.

Влияние бобовых на последующее производство

Исследование, проведенное в Outlook с орошаемой люцерной, запаханной поздней осенью или ранней весной, показало, что следующей зерновой культуре требуется мало азотных удобрений, в то время как второй зерновой культуре требуется две трети ее обычного количества (Таблица 6). Хотя это и не указано в таблице, третья культура зерновых потребует полного рекомендуемого количества азота.

Таблица 6. Влияние люцерны на реакцию последующих зерновых культур на азотные удобрения при орошении в Аутлуке, Саскачеван.

Источник: Дж. Л. Генри, Университет Саскачевана, Саскатун

Двулетние бобовые, такие как донник, также могут заметно увеличить производство зерна. В многолетнем опыте на маломощном черноземе у Индиан-Хед урожайность пшеницы в 3-летнем севообороте с донниковым сидератом была стабильно выше, чем в сравнимом севообороте с паром, и аналогична урожайности хорошо удобренного севооборота. В течение первых 18 лет исследования неудобренный сидеральный пшенично-пшеничный севооборот также давал, безусловно, самые высокие показатели.

Таблица 7. Влияние сидеральных удобрений донника на урожайность пшеницы в Индиан-Хед, Саскачеван (1960–1977)

Источник: re Выходы: R. P. Zentner et al., Can. J. Plant Sci., Volume 67: 965-982 (1987)
Источник: R.P.Zentner et al., Can. J. Plant Sci., Volume 68: 389-404 (1988)

Однолетние бобовые, способные фиксировать большое количество азота в условиях хорошей влажности, могут значительно улучшить снабжение азотом последующих культур. Недавнее исследование, сравнивающее севообороты зернобобовые-ячмень-пшеница и ячмень-ячмень-пшеница в течение нескольких циклов на черноземах и сероземах в северо-восточном Саскачеване, показало, что конские бобы, полевой горох и чечевица улучшали последующее качество зерна и давали в среднем 21% более высокая урожайность ячменя в первый год и на 12% более высокая урожайность пшеницы во второй год показывает, что реакция урожайности ячменя на азотные удобрения была немного выше на ячмене, чем на пожнивных остатках.Однако кривые урожайности подчеркивают, что одно только удобрение, даже при дозах до 180 фунтов N/A, не может довести урожайность ячменя на ячменных остатках до максимальной урожайности, полученной на зернобобовых остатках. Это подтверждает, что выгоды от используемых культур обусловлены не только дополнительным азотом, который они обеспечивают для последующих зерновых культур, но также и положительным «эффектом севооборота» благодаря подавлению болезней, улучшению обработки почвы и другим улучшениям качества почвы.

Бобовые культуры и сидераты

Зеленые удобрения из бобовых имеют ряд преимуществ по сравнению с обычным летним паром, поскольку они улучшают, обогащают и защищают почву. Сидеральное удобрение донника может быть неэффективной заменой пара на темно-каштановых почвах при условии, что на второй год его переворачивают под в начале , чтобы уменьшить истощение влаги.Однако в более засушливой буроземной зоне глубоко укоренившиеся двулетние и многолетние бобовые культуры не пригодны для сидерального удобрения, так как чрезмерное истощение почвенной влаги приведет к снижению урожайности последующих посевов пшеницы на несколько лет.

Недавнее внедрение и оценка однолетних бобовых с высоким уровнем фиксации азота и эффективным водопользованием позволили разработать систему сидеральных удобрений из бобовых, которая более совместима с короткими севооборотами зерновых, обычно используемыми на бурых почвах.При исследовании бурого суглинка 4 однолетних бобовых растения были посеяны в стерню пшеницы с высокими полосами стерни для улавливания снега зимой. Во время цветения их либо срезают, либо подсушивают. На рис. 10 показаны некоторые преимущества плодородия всего через 3 месяца после внесения сидератов.

Таблица 8. Влияние условий влажности и использования однолетних бобовых сидератов на последующую урожайность пшеницы в Swift Current, Saskatchewan

Предыдущий урожай и обработка	Урожайность зерна (б/г)
	Влажный год (1986)	Сухой год (1988)	В среднем за 5 лет (1985-89)
Обычный пар	42. 0	12,3	24,5
Пар с полосами-ловушками для пшеницы	45,7	15,8	29,4
Пшеница непрерывного действия с азотными и фосфорными удобрениями	36,6	4,9	18,5
Однолетние бобовые:
Инокулированные/внесенные в период цветения	52.7	7,5	27,5
Инокулированные/высушенные при цветении	41,0	6.1	23,6
Инокулированные/выращенные до зрелости	36,9	3,6	17,5
Неинокулированные/внесенные в период цветения	37,2	3. 3	19,1

Источник: В.О. Бидербек, с. 291-305 в Proc. Great Plains Conservation Tillage symp., Бисмарк, Северная Дакота (1990)

Урожайность пшеницы после внесения этих сидеральных удобрений в значительной степени зависит от выращивания бобовых культур, но не от типа однолетней бобовой культуры.Средняя урожайность зерна после инокулированных и дискированных сидератов была на 12 % выше, чем на традиционном паре, и на 17 % выше, чем после химически высушенных сидератов (табл. 8). Важность управления снегом для производства зерновых на коричневых почвах подчеркивается 20-процентным преимуществом урожайности пшеницы, выращиваемой по пару с полосами-ловушками, по сравнению с пшеницей, выращиваемой по обычному пару. Урожайность пшеницы после выращивания бобовых культур, а также после внесения незасеянных дисковых сидератов в целом была такой же низкой, как и у хорошо удобренной сплошной пшеницы из-за повышенного истощения влаги и дефицита азота.Результаты этого и других недавних исследований сидеральных удобрений показывают, что замена пара однолетним бобовым сидеральным удобрением осуществима в зонах коричневой и темно-коричневой почв, но только в сочетании с каким-либо методом управления снегом и ранним внесением бобовых для улучшения почвы. водная подзарядка. Однолетние бобовые также могут уменьшить эрозию почвы за счет повышения устойчивости агрегатов. Однако не переусердствуйте с этими культурами. Серьезные случаи эрозии произошли после чрезмерного включения.Оставьте не менее 30% верхней части на поверхности для защиты почвы.

Агрономия и менеджмент

Однолетние зернобобовые культуры

Текущий, СК.

Однолетние зернобобовые культуры обычно выращивают для производства зерна, хотя некоторые производители используют их в качестве сидеральных культур.Выбор зерновых бобовых (например, гороха или чечевицы) и сорта бобовых для выращивания обычно зависит от ожидаемой рыночной цены на урожай, его приспособленности к данной местности (например, чечевица и нут более устойчивы к засухе, чем горох и фасоль). агрономические факторы, такие как устойчивость к болезням и наличие специализированного оборудования.

Выращивание однолетних зернобобовых культур может повысить урожайность последующих культур в севообороте. Это преимущество, называемое эффектом севооборота , связано не только с увеличением пожнивных остатков с высоким содержанием азота.Например, урожай гороха, дающий 2000 фунтов семян на акр, даст около 3000 фунтов растительных остатков, содержащих 1% азота, или около 30 фунтов N/A, примерно половина из которых будет доступна для последующей культуры. Однако культуры, выращенные после однолетних бобовых, дают больше, чем можно объяснить дополнительными 15 фунтами N/A (Рисунок 9). Таким образом, эффект ротации объясняется улучшением физических, химических и биологических характеристик почвы, что приводит к сокращению продолжительности и серьезности атак болезней и насекомых-вредителей.

Стоимость семян большинства однолетних бобовых непомерно высока из-за их широкого использования в качестве сидеральной культуры. Однако затраты на семена можно несколько снизить, если использовать мелкосеменной сорт гороха Trapper с нормой высева 110 фунтов/га. Полный азотсодержащий потенциал однолетних бобовых можно использовать, частично внося урожай на стадии первой стручки. В это время концентрация азота самая высокая (почти 3%), а верхний рост сочный и быстро разлагается, что приводит к усилению азотной минерализации.Частичное внесение помогает снизить потери азота при улетучивании непосредственно из разлагающегося растительного материала.

Однолетние зернобобовые культуры довольно устойчивы к ранним весенним заморозкам и поэтому могут быть высеяны раньше. Сильный мороз может уничтожить верхний рост, но отрастание произойдет из одного из узлов чешуи на поверхности почвы или под ней. Горох, чечевицу и бобовые следует сеять в твердую, влажную почву на глубину от 1 до 3 дюймов, чтобы они оказались ниже сухой поверхности почвы.

Для достижения высокой урожайности и содержания протеина требуется хорошее плодородие почвы.Внесение фосфорных удобрений вместе с семенами или рядом с ними особенно важно из-за эффекта «всплывания», который приводит к более энергичным всходам, способным лучше конкурировать с сорняками. Только ограниченное количество фосфорных удобрений можно вносить в узкой полосе с Превышение безопасных доз может привести к прорастанию и повреждению всходов Для получения дополнительной информации об удобрениях, вносимых семенами, см. бюллетень FarmFacts под названием Рекомендации по безопасным нормам внесения удобрений с семенами

Бобовые преимущественно используют доступный почвенный азот, а не фиксируют атмосферный азот. Таким образом, высокий уровень доступного почвенного азота (около 55 фунтов/га) значительно снижает количество азота, фиксируемого бобовыми. Тем не менее, в почвах с низким содержанием азота (менее 15 фунтов в год) небольшое количество стартового азота (от 20 до 30 фунтов в год) вдали от семян может стимулировать рост проростков бобовых до образования полностью функционирующих клубеньков. . Недавние исследования показали, что стартер N неэффективен для повышения урожайности.

Двухлетние кормовые бобовые

Единственным двулетним кормовым бобовым растением, выращиваемым в канадских прериях, является донник.Донник — это прямостоячее широколиственное бобовое растение с множеством стеблей и ветвей. В год посева растения развиваются до высоты 12-36 дюймов. На второй год появляются цветы, и к моменту созревания урожай вырастает до 4-5 футов в высоту. Два распространенных типа — с желтыми цветками и с белыми цветками.

Разновидности

Фермеры предпочитают сорт с желтыми цветками. Он более засухоустойчив, у него более короткие стебли и листья. Эти характеристики делают его более привлекательным кормом для скота и его легче использовать в качестве зеленого удобрения.

Сорт с желтыми цветками также быстрее растет ранней весной, и его можно собирать или заделывать раньше. Это позволяет увеличить период восстановления запасов влаги в почве. Там, где донник выращивают на корм, следует выращивать сорт Норгольд. Норгольд — сорт с желтыми цветками, который дает корм с низким содержанием кумарина. Низкокумариновый донник не представляет опасности вызвать «донник или кровоточивость» скота.

Посев

Донник и большинство других кормовых бобовых имеют мелкие семена, поэтому они прорастают только с небольшой глубины (менее 1 дюйма).Любая предпосевная обработка почвы должна быть как можно более мелкой, чтобы сохранить влагу у поверхности и обеспечить прочное семенное ложе. Экономические условия часто требуют, чтобы кормовые бобовые засевались сопутствующими культурами. Норма высева сопутствующей культуры должна быть снижена до 1/2-1/3 или менее от обычной нормы. Сопутствующая культура должна быть посеяна первой, а почва уплотнена боронами и/или катками. Затем кормовые бобовые следует сеять (предпочтительно) под прямым углом к ​​ряду сопутствующих культур, чтобы уменьшить конкуренцию.Бобовые следует высевать в течение нескольких дней после сопутствующей культуры, чтобы улучшить ее способность конкурировать и выживать с сопутствующей культурой.

Зерновые – наиболее подходящие сопутствующие культуры. Ограниченные исследования с рапсом показывают, что плохие насаждения возникают, вероятно, из-за затенения бобовых крупными листьями канолы. Использование льна в качестве сопутствующей культуры обычно приводит к засорению насаждений, так как лен не очень конкурентоспособен. Ячмень очень конкурентоспособен с кормовыми бобовыми культурами и обычно не рекомендуется в качестве сопутствующей культуры.однако он созревает раньше, чем другие яровые злаки, и в более влажных зонах у бобовых может быть возможность укорениться после сбора урожая. Пшеница и овес менее конкурентоспособны и перезревают, чем ячмень. Они более полезны в качестве сопутствующей культуры в зонах коричневых и темно-коричневых почв, где осадков часто недостаточно для значительного осеннего роста. Если сопутствующую культуру можно использовать в качестве зеленого корма, предпочтительнее овес. Раннее изъятие сопутствующей культуры в качестве корма полезно для выращивания кормовых бобовых, особенно если культура засорена или страдает от недостатка влаги.Созревание сопутствующей культуры для зерна значительно снижает энергию проростков корма в течение 1-3 лет после посадки.

Сеять донник как можно раньше весной. Ранний посев использует благоприятные условия влажности и позволяет всходам донника появиться и укорениться до того, как начнется рост сорняков. Осенний посев донника не рекомендуется. Инокулируйте семена подходящим инокулянтом непосредственно перед посевом, чтобы обеспечить оптимальную фиксацию азота.

Борьба с сорняками и удобрения

Информацию о гербицидах, зарегистрированных для использования при выращивании донника, см. в последнем «Руководстве по защите растений». Производство донника следует планировать заблаговременно, чтобы свести к минимуму популяции сорняков до посева. Вот несколько методов, которые оказались полезными для сокращения популяций сорняков и конкуренции.

• Сокращение популяций сорняков в предшествующих культурах за счет выбора культур и использования гербицидов.
• Опрыскайте стерню предыдущей осенью для борьбы с озимыми однолетниками.
• Засев относительно свободных от сорняков полей.
• Сохранение влаги за счет поверхностной предпосевной обработки почвы и
• посев как можно раньше весной (сразу после посева)
• обработка почвы.

Альтернативным методом обработки стерни является опрыскивание озимых однолетних и двулетних сорняков осенью, а затем опрыскивание гербицидом «выжигания» и нулевым посевом донника и сопутствующих культур непосредственно в нетронутую стерню весной.

Овес и лисохвост можно контролировать с помощью гербицидов; однако выбранный гербицид должен быть совместим как с сопутствующей культурой, так и с донником. См. последнюю версию Руководства по защите растений .

Внесение удобрений должно основываться на результатах испытаний почвы. При необходимости следует вносить фосфор, калий и серу. Правильное использование удобрений способствует формированию сильных конкурентоспособных насаждений донника и может способствовать повышению урожайности последующих культур.Дефицит серы может сильно угнетать рост донника. Поскольку культура двухлетняя, следует уделить внимание обеспечению достаточного количества этих питательных веществ, чтобы также удовлетворить потребности второго года. Донник удовлетворяет потребность в азоте за счет фиксации азота в корневых клубеньках. Если культура выращивается на стерне с соседней культурой, может быть желательно использовать некоторое количество азотных удобрений для сопутствующих культур. Однако следует избегать высоких доз азота, так как это снизит фиксацию азота.

Донник-долгоносик может причинить значительный ущерб местности. Эта культура и вредитель становятся более многочисленными по мере увеличения посевных площадей донника. Информацию о зарегистрированных инсектицидах и их использовании см. в Руководстве по защите растений.

Использование донника

Донник – одна из наиболее подходящих культур для использования в качестве сидерата. На второй год он быстро растет и может быть включен рано. Заделку следует проводить на стадии бутонов, так как к этому времени происходит фиксация азота в основном (таблица 4 и рисунок 12).Это дает время для восстановления запасов влаги в почве и разложения пожнивных остатков в период частичного пара. Более позднее внесение следует рассматривать только в тех случаях, когда желательно внесение максимального количества органического вещества. Примерами таких случаев являются умеренно засоленные почвы или почвы с плохой структурой из-за очень низкого уровня органического вещества. Однако чрезмерное истощение влаги из-за альтернативного роста может привести к замедлению разложения сидератов и низким запасам влаги для последующей культуры.

Донник наиболее полезен на серых лесистых почвах. Там, где донник растет как регулярная часть севооборота на таких почвах, последующие урожаи зерновых культур одинаковы, независимо от того, используется ли культура в качестве корма или в качестве сидерата. Там, где его выращивают реже, он может быть более ценным как сидеральное удобрение, чем как сено. Там, где он используется в качестве сена, требуется осторожность при сборе урожая, чтобы свести к минимуму потери листьев.

Производство донника на семена обычно увеличивает денежную стоимость урожая. Однако цены на семена могут сильно колебаться из года в год.Донник, выращиваемый на семена, снижает количество влаги, доступной для последующих культур, по сравнению с использованием донника в качестве сидератов или фуража. Восстановление влаги в почве можно улучшить, оставив как можно более высокую стерню или оставив полосы на корню для улавливания снега.

Большая часть азота из урожая удаляется вместе с семенами, что снижает количество азота, доступного для последующих культур.

оборотов

Донник хорошо подходит для коротких севооборотов с зерновыми культурами, потому что это двухлетнее растение.Он лучше всего подходит для использования на проблемных почвах, таких как деградированные почвы с низким содержанием органических веществ, почвы, где образование корки является проблемой, или на засоленных почвах. Во многих случаях он хорошо вписывается в севооборот в качестве заменителя летнего пара.

После донника следует выращивать зерновые культуры. Масличные культуры не так хорошо реагируют, как злаки, при выращивании сразу после донника (табл. 9). При выращивании в качестве второй культуры после донника масличные семена часто демонстрируют реакцию урожайности на деградированных почвах с низким содержанием органического вещества или на почвах с коркой.

Таблица 9. Реакция урожайности (фунт/га) пшеницы и рапса, выращенных после пара
и донника на серой лесистой почве на озере Лун, Саскачеван (в среднем за 1985-93 гг.).

*N Удобрение в среднем 32 фунта/га.
Источник: С. Брандт, неопубликованные данные

Донник можно заменить паром на более продуктивных почвах. Большинство почв выиграют от добавления дополнительного органического вещества и азота. Тем не менее, трудно задокументировать реакцию урожайности культур, следующих за донником на таких почвах. Часто наблюдается снижение урожайности культур после донника по сравнению с культурами, выращиваемыми по пару. Особенно это касается засушливых районов и засушливых лет.Такие потери можно компенсировать повышением урожайности в другие годы севооборота или снижением затрат на азотные удобрения.

Оставленные на зиму полоски донника задержат снег (рис. 13) и помогут восстановить запасы влаги в почве, однако следующей весной могут возникнуть проблемы с обработкой поля.

Многолетние кормовые бобовые

При включении в севооборот многолетних бобовых культур они фиксируют азот и добавляют в почву гумус и питательные вещества. Выбор многолетних бобовых будет зависеть главным образом от зоны почвы и предполагаемого использования культуры.

Люцерна — широко адаптированная высокоурожайная кормовая бобовая культура. Обладает хорошей засухоустойчивостью, умеренной засоленностью и устойчивостью к наводнениям, зимостойка. Урожайность люцерны составляет 1335-2225 фунтов/га за укос, и при хорошем влагообеспечении доступны два или более укосов. Эспарцет и трилистник птичьего лапа являются альтернативой вздутию живота. Эспарцет недолговечен и не очень засухоустойчив, а стоимость семян, как правило, высока. Урожайность трилистника птичьего ниже, чем у люцерны, и он не широко выращивается в Саскачеване.Alsike или красный клевер лучше всего подходят для парковой зоны или кислых почв, но производят меньше сухого вещества, чем люцерна.

Люцерна — основная многолетняя бобовая культура, выращиваемая в западной части Канады. Его выращивают на сено, пастбища, семена, а в некоторых районах — как основную культуру для обезжиривания. Люцерна адаптирована к широкому спектру почвенно-климатических условий. Продуктивность и стойкость благоприятны, когда люцерна выращивается на нейтральных или слабощелочных почвах и сильно ограничивается кислыми условиями (т.е., рН менее 6,0). Лучше всего люцерна растет на хорошо дренированных почвах. Он не переносит затопления и плохо растет на почвах с недостаточным внутренним дренажем. Однако люцерна довольно засухоустойчива благодаря своей глубокой корневой системе. Как и в случае с другими многолетними бобовыми, лучшие доступные в настоящее время сорта люцерны перечислены в последнем Руководстве по производству кормовых культур Саскачевана . Сорта люцерны часто характеризуют по характеру их корневой системы: стержневой или ползучий.У ползучих растений от стержневого корня развиваются горизонтальные корни, которые способны давать начало самостоятельным растениям. Сорта с ползучими корнями, как правило, более стойкие, стрессоустойчивые и устойчивые к выпасу, чем другие виды люцерны. Однако сорта со ползучими корнями имеют более медленный потенциал отрастания после сбора урожая по сравнению со сортами со стержневыми корнями.

Клевер красный — еще одна распространенная многолетняя бобовая культура, выращиваемая для корма и семян. Он короче, чем люцерна, и хорошо вписывается в краткосрочные севообороты.Он адаптирован к широкому спектру почв во влажных районах провинции и более устойчив к кислым почвам, чем люцерна. Красный клевер не переносит засоления и длительных периодов засухи.

Другие многолетние бобовые выращиваются в ограниченном количестве в Саскачеване. Клевер алсике — недолговечный многолетник, приспособленный к низменным влажным местам. Он выдерживает значительные весенние паводки и способен размножаться семенами. Он хорошо подходит для кислой, органической почвы. Птичий лапник — потенциально долгоживущий многолетний корм, который очень устойчив к заболоченным почвам и может выдерживать несколько недель затопления и некоторой кислотности. Он не приспособлен для засушливых районов. Хотя его можно использовать на сено в более влажных районах, его чаще используют в качестве пастбищного вида, потому что он не вызывает вздутие живота. Птичий лапник очень чувствителен к конкуренции, особенно во время укоренения. Сеять следует либо в монокультуре, либо в смесях с неагрессивными видами злаков. Эспарцет — еще один потенциально долгоживущий многолетний корм, который не вызывает вздутие живота при выпасе. В очень засушливых районах дает плохой урожай, поэтому лучше всего подходит для темно-коричневых и черноземных зон.Эспарцет требует хорошего дренажа и не переносит затопления или заболачивания. Он также не переносит кислых или засоленных почв.

Рекомендуемые сорта многолетних бобовых, методы посева и борьбы с сорняками обсуждаются в последнем Руководстве по выращиванию кормовых культур Саскачевана.

Посев

Для создания хорошей всхожести многолетние бобовые растения следует инокулировать соответствующим инокулянтом и засевать неглубоко (от 1/3 до 3/4 дюйма) вглубь, в прочное семенное ложе. При наличии достаточной влажности почвы многолетние бобовые культуры можно высевать весной до середины июня. Их также можно высевать осенью непосредственно перед ледоставом (после середины октября), но может потребоваться более высокая норма высева. Ранний весенний посев предпочтительнее и может позволить собрать легкий урожай сена или силоса в конце года закладки. Посев сопутствующих культур с многолетними бобовыми обычно снижает последующий выход корма, особенно при ограниченной влажности. Снижение нормы высева сопутствующих культур (т.г. от 1/2 до 1/3 или меньше нормы) и посев культур под прямым углом или в чередующихся рядах снизит конкуренцию. Сопутствующие культуры лучше всего убирать рано в виде сена или силоса, оставляя высокую стерню (6-8 дюймов) для улавливания снега. Посев сопутствующих культур с многолетними бобовыми в буроземной зоне может снизить шансы на получение продуктивного кормового насаждения.

Борьба с сорняками и удобрения

Земля для многолетних бобовых должна быть относительно свободной от сорняков (особенно многолетних сорняков). Многие сорняки можно контролировать с помощью гербицидов как в рассаде, так и в укоренившихся насаждениях (см. последнюю версию Руководства по защите растений ). Удобрение, используемое с бобовыми, должно основываться на испытаниях почвы и ожидаемых производственных требованиях. Например, для производства 2,5 т/га люцерны будет использоваться примерно 35 фунтов/га фосфата (P ₂ O ₅ ), 150 фунтов/га калия (K ₂ ) и 15 фунтов/га калия. сера (С). Обратите внимание, что люцерна является культурой с высоким содержанием серы и особенно чувствительна к дефициту серы.

В насаждениях люцерны азотные удобрения не нужны, пока люцерна составляет не менее 25% насаждения. Корни злаков переплетаются с корнями люцерны и могут использовать азот, просачивающийся из корней и клубеньков люцерны (Рисунок 14).

Многолетние корма в севообороте

При соответствующей инокуляции бобовые будут фиксировать азот. В пятилетнем исследовании в Мелфорте и Уайт Фоксе люцерна накапливала около 90 фунтов азота на год к стадии цветения на втором году роста (таблица 4). В отличие от донника, люцерна и красный клевер имели большую долю азота, запасенного в корнях на второй год, и удаление урожая по-прежнему обеспечивало возврат значительного количества азота в почву. Помимо азота, многолетние бобовые вносят в почву значительное количество органического вещества. К стадии цветения в год после посева люцерна в Мелфорте и белая лисица накопила примерно 1400 фунтов сухого вещества на гектар в верхних 10 дюймах почвы.

За 24-летний период с 1956 по 1982 г. выращивание люцерно-травяной смеси в течение 2 лет в 6-летнем зернофуражном севообороте на серо-черной почве на Сомме, Саскачеван, увеличило урожайность зерна по пару и стерне на 8 % и 15% соответственно.На черноземе в Мельфорте урожайность зерна увеличилась менее чем на 1%. Однако количество нитрат-азота в почве осенью было увеличено на 25-50% по сравнению с прямозерновой последовательностью посевов. В результате содержание белка в зерне, выращенном в зернофуражном севообороте, было примерно на один процентный пункт выше, чем в зерне, выращенном при прямом чередовании зерновых культур. Другие исследования сообщают об аналогичных эффектах выращивания бобовых в севообороте.

Из-за высокой стоимости посева многолетних бобовых они лучше всего подходят для севооборотов, когда их можно оставлять на три или более лет и использовать в качестве корма или семян.Они редко используются в качестве кратковременной вспашки. При использовании на сено, семена или обезвоживание они могут быть прибыльными культурами, улучшающими продуктивную способность почвы. Существенная польза будет получена, если правильно удобренные многолетние бобовые культуры будут выращиваться на деградированных почвах с низким содержанием органического вещества и на почвах, склонных к образованию корки.

При обработке насаждения бобовых культур, которое было создано в засушливых условиях в течение нескольких лет, следует выделить несколько недель для частичного пара, чтобы убить бобовые растения, разложить дернину и пополнить запасы влаги в почве для последующего урожая.Остатки красного и ему подобного клевера разрушаются быстрее, и поле несколько легче подготовить к производству зерновых, чем после насаждения люцерны.

Прививка бобовых

Инокуляция относится к интродукции Rhizobium бактерии в почву, так что корневые волоски сеянцев образуют клубеньки (рис. 3), которые позволяют бобовым фиксировать атмосферный азот. Термин «узлообразование» используется для описания образования узелков.

Необходимость прививки

Производители бобовых культур должны рассматривать надлежащую инокуляцию семян высококачественными коммерческими инокулянтами как очень экономичный и в целом эффективный способ оптимизации урожая (см. раздел «Азотфиксация » в этом бюллетене).Во многих почвах отсутствует достаточное количество специфических ризобий, необходимых для роста и получения высоких урожаев кормовых и зернобобовых культур. Ризобии, вызывающие образование клубеньков у люцерны и клевера, встречаются в природе в большинстве почв прерий. Однако некоторые штаммы аборигенной почвенной популяции заражают корни, но не способны фиксировать азот, в то время как другие аборигенные штаммы фиксируют азот, но зачастую не так эффективно, как специально отобранные штаммы, используемые в коммерческих инокулянтах. Инокуляция устраняет эти недостатки, прикрепляя тысячи высокоэффективных азотфиксирующих ризобий к каждому семени непосредственно перед посевом.

Типы модификаторов и их качество

Инокулянт состоит из одного или нескольких штаммов вида Rhizobium в материале-носителе, который поддерживает и защищает живые бактерии. Наиболее распространенным носителем является мелкоизмельченный торфяной мох с добавлением небольшого количества извести для предотвращения кислотности. Торф обладает очень высокой водоудерживающей и буферной способностью, которая защищает ризобии от неблагоприятных почвенных условий. Предпочтительно, чтобы материал-носитель был стерилизован перед добавлением ризобиальных культур, в противном случае полученные инокулянты, вероятно, будут содержать больше загрязняющих бактерий, чем ризобий.

Инокулянты продаются в Канаде в трех типах составов для использования на фермах:

1. Порошкообразный инокулянт — мелкозернистый торф или глина, которые обычно содержат более миллиарда эффективных ризобий на грамм, которые необходимо наносить непосредственно на семена.
2. Жидкий инокулянт – водные препараты ризобий, предназначенные для непосредственного нанесения на семена.
3. Гранулированный инокулянт — небольшие гранулы размером с гранулы почвенного гербицида, которые содержат столько же ризобий, сколько и порошкообразный инокулянт, но предназначены для внесения в борозды вместе с семенами.Этот новый тип используется в основном для инокуляции зернобобовых культур. По сравнению с инокулянтами на основе торфа и жидкими модификаторами гранулированная форма более удобна в использовании и более эффективна в сухих почвах.

Коммерчески предварительно инокулированные семена кормовых бобовых стали широко доступны на рынке семян. Это удобно, так как его использование устраняет дополнительное время и усилия, необходимые для применения инокулянтов на ферме, но это более дорого и имеет большой недостаток, заключающийся в том, что жизнеспособность ризобий быстро снижается после их применения к семенам.Тем не менее, качество некоторых предварительно инокулированных семенных продуктов, особенно семян с покрытием, в настоящее время в целом достаточно для адекватного образования клубеньков.

Все модификаторы, продаваемые в Канаде, зарегистрированы в соответствии с Законом об удобрениях .

Этикетка на упаковке инокулянта содержит следующую информацию: виды бобовых, для которых подходит инокулянт, название (вид) бактерии Rhizobium , количество семян, которое будет инокулировать на упаковке, номер партии производителя, федеральный регистрационный номер, срок годности и инструкции по применению. применение.Это гарантирует хорошее образование клубеньков и фиксацию азота, если инокулянт правильно хранится и правильно применяется к семенам. Инокулянты представляют собой живые культуры бактерий и должны храниться в холодильнике или, по крайней мере, в прохладном, влажном и защищенном от прямых солнечных лучей месте.

Доступны культуры нескольких видов бактерий Rhizobium . Например, виды, образующие клубеньки на люцерне и доннике, не будут действовать ни на клевер, ни на горох, чечевицу, фасоль и другие бобовые. Таким образом, для каждого бобового растения или группы бобовых требуется уникальный вид Rhizobium (R) для образования клубеньков и фиксации азота. Доступные коммерческие инокулянты готовятся для определенных бобовых культур и групп сходных бобовых культур.

• Группа люцерны: R. meliloti для люцерны и донника
• группа клевера: R. trifolii для клевера красного, клевера белого и клевера схожего
• эспарцет: R. spp. (специальные штаммы)
• трилистник: R. loti
• группа гороха и вики: R. leguminosarum для чечевицы, гороха, плоского гороха и
• вика обыкновенная
• бобовая группа: р.Phaseoli для полевой и садовой фасоли
• группа люпинов: R. lupini для белого, желтого и синего люпинов
• fababean: R. leguminosarum (особые штаммы)

Инокуляция подходящим инокулянтом необходима для образования клубеньков и высокой фиксации азота. Инокулянты, доступные для однолетних бобовых, таких как горох или чечевица, содержат либо смешанные, либо отдельные штаммы одного и того же вида Rhizobium . Смешанные штаммы означают, что продукт содержит несколько штаммов, подходящих для культур, перечисленных на этикетке (например,г. горох и чечевица). Эти продукты, как правило, дешевле, чем инокулянты с одним штаммом. Продукты с одним штаммом содержат Rhizobium , специфичный для одной культуры (например, чечевицы). Инокулянты с одним штаммом могут обеспечить более эффективную фиксацию азота. Большинство инокулянтов для бобовых, продаваемых в Канаде, в настоящее время состоят из отдельных штаммов, при этом штамм отбирается в Канаде.

Инокуляция с использованием порошкообразных инокулянтов

Чтобы инокулянт на основе торфа или глины был эффективным, он должен прилипать к семенам, чтобы гарантировать, что ризобии находятся близко к новым корням.Старая практика сухого внесения, т. е. насыпание порошка инокулянта на семена в сеялке и перемешивание семян палкой, не рекомендуется, поскольку большая часть инокулянта тратится впустую, а различные тесты показали, что этот метод применения неэффективен. . Для нанесения порошкообразных модификаторов обычно используются два метода.

• Водно-суспензионный метод – инокулянт суспендируют в воде, а затем тщательно перемешивают с семенами до тех пор, пока каждое семя не будет равномерно покрыто порошком инокулянта.Хотя нанесение воды предпочтительнее, чем нанесение сухого порошка на семена, оно не так эффективно, как метод раствора липкого слоя.
• Метод раствора наклейки – это наиболее эффективный метод, поскольку он «приклеивает» инокулянт к семенам. Клейкий материал или инокулянт также служат для питания ризобий и их защиты от условий высыхания на семенах. Несколько наклеек доступны в продаже у компаний, производящих модификаторы.Подходящие наклейки можно приготовить и в хозяйстве, приготовив 10%-ный раствор кукурузной патоки, столового сахара или меда в воде (табл. 10). Сухое молоко также является эффективным связующим средством, однако не используйте заменитель молока для скота, содержащий антибиотики.

Таблица 10. Влияние адгезивов на урожай соевых бобов King Grain Line X005.

Источник: М.С. Элегба и Р.Дж. Ренни, Кан. Журнал почвоведения, том 64:631-636 (1984)

Семена кормовых и других мелкосеменных бобовых культур должны быть помещены в большой контейнер (бетономешалка, кадка, ведра) и наклеены достаточное количество наклеек, чтобы все семена были слегка увлажнены. Затем половину необходимого количества порошка инокулянта следует рассыпать по семенам при перемешивании до тех пор, пока семена не будут равномерно покрыты. Чтобы исключить необходимость разбрасывания и сушки инокулированных семян и избежать засорения сеялки, затем к частично инокулированным семенам добавляют вторую половину необходимого количества порошка инокулянта и тщательно перемешивают в контейнере.Затем полностью инокулированные семена можно высевать с помощью обычного посевного оборудования. Этот тип инокуляции семян можно проводить за один-два дня до фактической даты посева, но только в том случае, если инокулированные семена можно хранить в прохладном месте. Однако предпочтительным является быстрый посев свежезасеянных семян. Подробные инструкции приведены на этикетках модификаторов и на наклейках.

Крупносемянные бобовые, такие как горох или чечевица, можно эффективно инокулировать, дозируя и добавляя суспензию инокулянта-прилипателя в приемное отверстие шнека по мере подачи семян.Семена, инокулированные этим методом, перед посевом следует дать высохнуть в течение нескольких часов в прохладном затененном месте, чтобы предотвратить образование мостиков в семенном ящике.

В настоящее время на рынке также имеется несколько самоклеящихся инокулянтов, которые упрощают и ускоряют инокуляцию семян на ферме.

Другие средства для обработки семян

Семена бобовых, обработанные фунгицидами или инсектицидами, требуют особого внимания, поскольку многие химические дезинфицирующие средства для семян токсичны для ризобий. Обратитесь к действующему Руководству по защите растений для обработки семян.

Если необходимо обработать семена бобовых пестицидами, которые, как известно, токсичны для бактерий, следует избегать прямой инокуляции семян, а в посевную борозду следует засыпать гранулированный инокулянт. Ознакомьтесь с этикетками всех пестицидов, чтобы убедиться, что они совместимы с ризобиальной инокуляцией бобовых культур.

Обработка семян с помощью «JumpStart®» полностью совместима с инокулянтами ризобий. Очень небольшое количество удобрений может безопасно вступать в непосредственный контакт с инокулированными семенами бобовых, потому что зачастую низкий уровень pH и высокая концентрация ионов в почвенном растворе вокруг гранул удобрения убивают ризобии, семена и/или проростки.

Если бобовые культуры высаживаются в любой из ранее упомянутых почв или в условиях химического стресса, рекомендуется применять в 2–4 раза больше обычного количества инокулянта.

Как проверить фиксацию азота

Чтобы определить, происходит ли фиксация азота, выкопайте (не вытягивайте) корни нескольких растений в разных местах поля и осмотрите область кроны на наличие скоплений клубеньков. Разрежьте несколько узелков на каждом растении, и если они имеют цвет от розового до цвета говяжьего стейка внутри (рис. 16), то это эффективные узелки.Красный цвет обусловлен леггемоглобином, железосодержащим пигментом, связанным с активной фиксацией азота. Количество клубеньков и скорость фиксации азота увеличиваются со временем после появления всходов и обычно достигают максимума непосредственно перед цветением бобовых.

Неэффективные ризобии часто образуют узелки, но эти узелки маленькие и белые, серые или зеленые внутри. Неэффективно клубеньковые бобовые обычно можно распознать по симптомам дефицита азота, т. е. прогрессирующему пожелтению листьев и общему слабому росту.

Способность к фиксации азота тесно связана с факторами роста растений; таким образом, любые условия, стресс или методы управления, влияющие на рост растений, могут повлиять на образование клубеньков и фиксацию азота.

В кислых почвах образование клубеньков будет уменьшено, потому что большинство ризобий очень чувствительны к рН ниже 5,5 и могут погибнуть до образования клубеньков на растениях. Известь следует вносить перед посевом бобовых, если рН почвы низкий. Кальций, магний и молибден также очень важны для образования клубеньков и азотфиксации.Существуют специальные коммерчески доступные штаммы ризобий, устойчивые к низкому pH, из группы люцерны, которые были отобраны и испытаны в западной Канаде на их способность выживать и образовывать клубеньки в кислых почвах.

Высокий уровень доступного азота может существенно снизить образование клубеньков и ингибировать фиксацию азота. Чрезмерное количество азотных удобрений, вносимых в смеси бобовых и злаков, имеет тенденцию к снижению бобового компонента из-за сильной конкуренции со стороны травы за свет, воду и питательные вещества.

Rhizobia плохо выживают в сухой или очень теплой почве. Первые несколько дней после посадки являются наиболее важными. Подсыхание поверхности почвы и/или температура почвы выше 20°C во время посева убьет многие бактерии и значительно уменьшит образование клубеньков бобовых культур. Таким образом, инокулированные семена следует по возможности высевать во влажное семенное ложе в прохладные дни.

Требования к оборудованию

Посев

Бобовые культуры охватывают широкий спектр видов и соответствующих размеров семян.Целью посева любой культуры является заделка семян на оптимальную глубину с такой нормой высева, которая обеспечит желаемую густоту растений. Поэтому посевное оборудование должно точно дозировать семена самого разного размера и помещать семена на разную глубину. Семена должны быть помещены в семенное ложе, достаточно прочное, чтобы между семенами и окружающей почвой существовал достаточный контакт для прорастания и укоренения. Различия в размере семян среди культур семейства бобовых представлены в таблице 11.

Таблица 11. Характеристики семян бобовых культур

Некоторые типы посевного оборудования способны успешно выполнять требования дозирования семян и контроля глубины для всех видов семейства бобовых, в то время как другие орудия лучше всего подходят для посева только некоторых бобовых культур.

Большинство однолетних зернобобовых культур имеют крупный размер семян, с которыми может работать большинство имеющегося в продаже посевного оборудования. Однако беспокойство вызывает то, что повреждение семян (что приводит к проблемам с прорастанием) может произойти во время дозирования или доставки семян к сошникам. Возможны повреждения во время посевного дозирования некоторыми сеялками, дисковыми и пневматическими сеялками, а также повреждения во время подачи на всех пневматических сеялках с чрезмерной скоростью вращения вентилятора и скоростью воздушного потока.

Семена кормовых бобовых относительно малы, а норма высева относительно низкая, и могут возникнуть трудности с дозированием при достаточно низкой норме.На некотором оборудовании может потребоваться рифленая звездочка подачи меньшего диаметра, чтобы достаточно снизить скорость подачи, когда скорость приводного вала не изменяется. Эту возможность обеспечит небольшая насадка для семян (обычно называемая «коробкой для травы»). В качестве альтернативы можно использовать редукторную систему дозирующего вала.

Кормовые бобовые следует сеять неглубоко (от 1/3 до 3/4 дюйма) в твердую влажную почву. это может быть достигнуто путем прямого посева в необработанную землю (убедитесь, что заколка не является фактором) или с использованием посевного оборудования с устройствами контроля глубины на вспаханной земле.Кормовые насаждения могут быть созданы путем разбрасывания и боронования семян на вспаханной земле при условии, что семена покрыты достаточным количеством почвы и вскоре после посева выпадают осадки.

Другое оборудование

Дополнительным требованием при посеве зернобобовых культур на каменистых землях является прикатывающий каток. Уборка зернобобовых культур, таких как чечевица, требует резки очень близко к поверхности земли. Если камни не были вдавлены в землю прикатывающим катком, уборочное оборудование будет повреждено, а семена будут загрязнены посторонними веществами, что приведет к ухудшению их качества.Чечевицу следует прикатывать между посевом и до стадии 5-го узла. Горох следует прикатывать между посевом и стадией 5-го листа.

Большая часть уборочной техники для производства зерна также может работать с однолетними зернобобовыми культурами, но в некоторых случаях модификации повысят эффективность уборки. Некоторые часто используемые модификации включают плавающие режущие брусы и подборщики на валках или жатках комбайна. Скорость барабана/ротора комбайна и зазор подбарабанья обычно можно отрегулировать в достаточной степени, чтобы обеспечить обмолот зернобобовых культур в широком диапазоне условий влажности без чрезмерного повреждения семян или потери зерна.

Однолетние зернобобовые гораздо более подвержены повреждениям, чем большинство других зерновых. Поэтому важно использовать транспортное оборудование, которое сводит к минимуму повреждение этих ценных культур.

Чтобы обеспечить высыхание зернобобовых культур с неопределенным ростом, влагопоглотители часто опрыскивают растения на корню после того, как засыпка семян завершена. Для этого требуется опрыскивающее оборудование, которое сведет к минимуму ущерб, причиняемый гусеницами. Информацию о зарегистрированных осушителях см. в «Руководстве по защите растений».

Заключение

Хотя бобовые обычно требуют более тщательного ухода, чем зерновые, при надлежащей инокуляции и агрономической практике они улучшат качество почвы.

Имперские — Метрические Преобразования