Зернобобовые культуры в мировом земледелии занимают второе место как по посевным площадям, так и валовым сборам семена. Их значение в аграрном секторе большинства стран мира постоянно растет по мере того, как накапливаются научные данные об их положительном влиянии на здоровье людей и улучшении окружающей среды
Прогнозируется, что к 2050 году для выращивания сельскохозяйственных культур будет привлечено 70 млн гектаров новых земель, к тому же все они лежат в развивающихся странах, в основном в Латинской Америке и в африканской зоне, расположенной южнее Сахары. По мнению специалистов, такое расширение сельскохозяйственных угодий существенно не повлияет на увеличение валовой продукции, поскольку эти зоны отдалены от мировых продовольственных рынков, а также характеризуются невысоким уровнем урожайности.
Другим важным фактором повышения валовых сборов сельскохозяйственных культур является эффективное использование водных ресурсов. На сегодняшний день площадь орошаемых земель в мире достигает 300 млн гектаров, что почти вдвое больше, чем было в 1960-х годах. К сожалению, дальнейшее расширение орошаемых площадей достаточно ограничено в связи с дефицитом качественной воды. Многие ученые прогнозируют, что уже в ближайшее время проблема воды для человечества примет такое значение, как и проблема продовольствия. Увеличение производства продовольствия в предыдущий период основывалось на постоянном увеличении урожайности. Например, средний урожай зерновых культур в начале 1960-х годов составлял 1,44 т/га, в первой половине 1980-х — 2,4 т/га, в 2005-2007-х — 3,4 т/га. В среднем за этот период наблюдалось его ежегодное заметное увеличение на уровне 44 кг. Но в начале 1960-х он составлял 3,1%, в 1980-х — 1,8% и только 1,3% — в 2005–2007 гг. Таким образом, с увеличением урожайности постоянно снижается тренд относительного прироста. Прогнозируется, что средняя урожайность злаковых культур в 2050 году составит 4,3 т/га.
Следует отметить, что уровень урожайности существенное негативное влияние оказывает общее повышение температурного режима, что усиливает действие засухи. Таким образом, прогнозы свидетельствуют о том, что, несмотря на увеличение урожайности, в ближайшей перспективе на нашей планете сохранится существенный дефицит пищевых продуктов, особенно в развивающихся странах.
Увеличение посевных площадей в мире под зернобобовые культуры Особенно ценным компонентом семян зернобобовых являются изофлавоны — соединения полифенольной природы, которые профилактически действуют на сердечно-сосудистую систему и онкологические заболевания, снижают давление крови, подавляют накопление. , предотвращают преждевременное старение, помогают организму лучше адаптироваться к факторам внешней среды.
Вторым важным признаком зернобобовых является способность фиксировать азот из воздуха и в результате почти полностью обеспечивать этим элементом формирование собственного урожая. Такие культуры, как соя, горох, нут, чечевица за вегетацию связывают 100–150 кг/га азота в действующем веществе, что эквивалентно внесению в почву около 300 кг селитры. Отмершие клубни и корневые остатки являются важным источником биологической массы, благодаря которой в почве может увеличиваться содержание гумуса. Следует отметить, что биологический азот, фиксируемый из воздуха, является экологически чистым, он постепенно переходит из органической фазы в минеральную и таким образом усваивается полностью. Он не вымывается из почвы, не загрязняет водоемы и окружающую среду, способствует получению так называемой «органической» продукции, которая высоко ценится во многих странах.
Ассимиляция азота происходит в специальных органах пузырьков, которые формируются на корне зернобобовых культур. Азотфиксация происходит вследствие деятельности симбиотических бактерий почвы, затем связываются с корневыми волосками, проникают в них, интенсивно делятся и усваивают молекулярный азот. Его количество зависит как от вида растений, так и от окружающих условий. Важно заметить, что клубни, которые формируются на корнях, являются центром, к которому присоединяются другие виды полезных микроорганизмов. В результате активной симбиотической азотфиксации почти полностью обеспечиваются потребности растений в азоте, создаются хорошие условия для фотосинтеза, и на этой основе формируется высокий урожай семян. Симбиотический азот действует значительно лучше на растения, сравнивая с минеральным, потому что он идет в основном на формирование семян, а большая часть последнего поступает в вегетативные органы, что часто приводит к чрезмерному росту надземной массы.
___________________________
Пузырьки, которые формируются на корнях, являются центром, к которому присоединяются другие виды полезных микроорганизмов. Вследствие активной симбиотической азотфиксации почти полностью обеспечиваются потребности растений в азоте, создаются хорошие условия для фотосинтеза, и на этой основе формируется высокий урожай семян. ___________________________
Исследования свидетельствуют, что при оптимальных условиях микробиологическая масса почвы за год может достигнуть 192 т/га. В корневой зоне растений (ризосфере) обычно содержится 5–10 млрд клеток микроорганизмов в 1 г почвы.
Численность и биомасса микроорганизмов в пахотном слое почвы (0–15 см) составляет: бактерий 1–10 млрд, или 40–500 г/м², грибов 1–10 млн, или 100–1500 г/м². Кроме того, почву населяют также актиномицеты, водоросли и нематоды.
По результатам последних исследований большинство бактерий существует в природных экосистемах не в виде свободноживущих клеток, а они формируют специфически организованные и прикрепленные к субстратам биопленки, одни из которых активно функционируют, другие находятся в состоянии покоя. Они являются трофическими посредниками между почвой и растением, поскольку трансформируют недоступные для сельскохозяйственных культур соединения в подвижные формы.
Важную роль играют также микоризообразующие грибы, которые превращают недоступные для растений соединения фосфора в усваиваемую форму. Итак, в выращивании зернобобовых культур в ризосфере растений создается важный комплекс микроорганизмов, которые усваивают азот из атмосферы, превращают нерастворимые соединения фосфора в доступные, а также обогащают почву органическим веществом.
В процессе такого сосуществования продукты метаболизма одних видов служат пищевыми компонентами для других, в результате чего в почве не накапливаются токсичные соединения.
Одной из главных причин ухудшения плодородия почвы в нашей стране является нарушение хозяйственниками севооборотов из-за чрезмерного расширения площадей под энергонасыщенными культурами, которые быстро истощают почву, в ней накапливаются в значительном количестве токсичные вещества и болезнетворные микроорганизмы. Исправить такую ситуацию можно внедрением научно обоснованного набора культур, что способствует повышению продуктивности сельхозугодий, улучшению плодородия почв, уменьшению количества болезней и вредителей, снижению засоренности полей. Такая мера не нуждается в дополнительных капиталовложениях, ее роль особенно возрастает теперь, когда происходит интенсивное внедрение минимальных и нулевых технологий обработки и короткоротационных севооборотов.
Главные производители зернобобовых культур
Распространение зернобобовых культур значительно отличается в зависимости от регионов. Главными производителями являются Индия, Канада, Австралия. В Европе эта группа культур пока охватывает незначительные площади, хотя постоянно обсуждается необходимость увеличения их производства. В целях улучшения состояния здоровья европейцев планируется к 2050 году сократить более чем на 50% потребление таких продуктов, как сахар и красное мясо, и в результате этого на 100% возрастет потребление овощей, фруктов, орехов и зернобобовых. Таким образом, зернобобовые признаются одним из лучших компонентов диеты. Планируемые изменения в питании людей приведут к значительному уменьшению выбросов в атмосферу углекислого газа, метана и окислов азота, продуцируемых животными организмами. Кроме того, уменьшение поголовья животных приведет к сокращению использования азотных удобрений в производстве кормов, сильно загрязняющих окружающую среду. Интенсивное внедрение бобово-злаковых севооборотов приведет к оздоровлению внешней среды и сохранению качества почв. Признанием ООН значение этой группы культур для человечества является празднование 2016 как Международного года зернобобовых культур, а также ежегодно 10 февраля отмечается как Всемирный день зернобобовых. Такое внимание дало толчок для проведения Международных совещаний, организованных мировыми ведущими производителями зернобобовых. В Канаде, Австралии, Португалии собирались специалисты по выращиванию, руководители крупных фирм по переработке семян в высококачественные пищевые продукты, известные диетологи, аргументирующие положительные последствия потребления этих продуктов. Безусловно, такое сотрудничество профессионалов различного направления деятельности будет стимулировать распространение зернобобовых в разных странах мира.
___________________________
С целью улучшения состояния здоровья европейцев планируется к 2050 году сократить более чем на 50% потребление таких продуктов, как сахар и красное мясо, и в результате этого на 100% возрастет потребление овощей, фруктов, орехов и зернобобовых. Таким образом, зернобобовые признаются в качестве одного из лучших компонентов диеты. ___________________________
Согласно разработанной ФАО программе, к 2029 году производство семян зернобобовых культур будет развиваться ускоренными темпами и достигнет 102,6 млн тонн. В расчете на одного человека в 2029 году будет выращено 8,2 кг семян, по сравнению с 7,7 кг 2017–2019 гг. Особый рост прогнозируется в таких странах, как Аргентина, Перу, Индия, Казахстан, Германия, Таиланд и EC.< /p>
Главным фактором недостаточного возрождения этой группы культур в сельскохозяйственном производстве Европы является закупка значительного количества сои и соепродуктов для использования в кормовых целях. Такое направление деятельности позволяет производить большое количество дешевой продукции животноводства — практически вся европейская животноводческая отрасль основана на американской сое. С другой стороны, европейские фермеры уверены в необходимости улучшения севооборотов, которое можно осуществить только внедрением в них зернобобовых культур. На сегодняшний день отсутствие расширения их площадей обусловлено недостаточным уровнем цен на полученную продукцию, низкой урожайностью и значительным ее колебанием по годам. Несмотря на это, ряд фермеров в Европе, как и в Украине, получают высокие урожаи этих культур с весомой экономической отдачей.
Главная задача сегодняшнего дня заключается в постепенном расширении посевов чечевицы, фасоли и нута в более северных зонах, где умеренные климатические условия. Параллельно следует провести широкие исследования во многих почвенно-климатических зонах Европы с расширенным набором новых зернобобовых культур с целью выявления среди них наиболее адаптивных для отдельных регионов. Кроме того, желательно начать селекционные программы для создания новых сортов с повышенным адаптивным потенциалом. В 2018 году европейскому парламенту был подготовлен проект увеличения производства растительного белка в странах ЕС. В соответствии с ним среди растений с повышенным уровнем протеина были выделены следующие группы: масличные — рапс, подсолнечник и соя, содержание белка в семенах которых превышает 15%. Ко второй группе относятся зернобобовые культуры — фасоль, горох, чечевица, люпин; к третьей относятся бобовые кормовые травы — люцерна и клевер. Ежегодные потребности в растительном белке в ЕС составляют около 72 млн. тонн, из которых импорт достигает примерно 17 млн. тонн. В странах ЕС 42% кормового протеина поступает в виде грубых кормов, 27% от масличных культур и 21% дают злаковые культуры. Основу импорта составляет соя и соевые продукты, что в пересчете на семена эквивалентно 36,6 млн. тонн. Кроме того, в ЕС завозят около 1,5 млн. тонн сырого протеина с продуктами переработки подсолнечника и 1 млн. — с семенами рапса. Как правило, эти виды кормовых примесей происходят из Украины. Выращивание собственной сои в странах ЕС удвоилось с 2013 года и в настоящее время составляет 2,8 млн. тонн, которую собирают с площади около 1 млн. гектаров. Основные ее площади расположены в Италии, Франции и Румынии. Положительная тенденция наблюдается также с расширением площадей других зернобобовых. За период 2013-2018 гг. их валовой сбор вырос втрое и достиг 6 млн тонн. Главными культурами являются горох и полевые бобы. Следует заметить, что около 1 млн. тонн семян зернобобовых ежегодно завозят для пищевых нужд — в основном нут и чечевица.
Прогнозируется, что рынок растительного белка в Европе будет интенсивно развиваться, особенно для животноводческих нужд. В 2019 году была разработана комплексная программа по использованию кормового протеина в животноводстве ЕС, направленная в первую очередь на самообеспечение этими важными продуктами. Ее приоритетными направлениями являются качественные пищевые продукты, особенно органические и нетрансгенные источники пищевого протеина. Фермерам, которые будут выращивать высокобелковые культуры, обещают доплачивать 75 евро/га. Кроме того, будет применена грантовая премия за выращивание нетрансгенной сои в размере 80-100 евро/т. Также предполагается существенно расширить производство органической животноводческой продукции ежегодно на 11%, невозможно получить без привлечения зернобобовых культур в качестве пищевых компонентов. Существенно планируется увеличить часть всей группы культур в пищевой промышленности, то есть в прямом их применении в пищу. В перспективе будет еще большая экономическая поддержка фермеров, выращивающих эти группы культур. Кроме того, разрабатывается ряд научных программ, направленных на создание новых сортов, усовершенствование технологий их выращивания и переработки в пищевые и кормовые ингредиенты.
Кроме того, для получения кормов привлекают большие посевные площади и большие объемы воды для орошения. В связи с этим в целях сохранения окружающей среды планируется существенно увеличить потребление растительного белка непосредственно в пищу без кормления животным или глубокой его модификации. Таким образом, обеспечить полноценное, сбалансированное по полезным веществам питание населения планеты, увеличивающееся, возможно только при замене значительного количества дорогостоящей продукции животноводства дешевой пищей растительного происхождения, характеризующейся функциональными свойствами. За последние 50 лет потребление мяса и мясных продуктов в Европе удвоилось до среднего глобального значения (64 кг/год). Расчеты свидетельствуют, что дальнейший рост потребления животноводческой продукции обернется такими проблемами, как использование земельных площадей для заготовки кормов и нехватки качественной воды для сельскохозяйственных животных. Кроме того, следует помнить, что откорм сопровождается выделением в окружающую среду таких очень вредных соединений, как углекислый газ, метан, окислы азота. В соответствии с европейским климатическим правом, принятым в марте 2020 года, планируется сократить к 2030 году на 50–55% эмиссию вредных газов, что создает дополнительные положительные импульсы для расширения производства растительного протеина.
Переход на диету с большим количеством растительной продукции, меньшим количеством мяса и сахара позволит снизить уровень развития болезней и уменьшить негативное действие продовольственной системы на окружающую среду. Для практической реализации этого положения рекомендуется в перспективе существенно повысить уровень налогов на продукты животноводства и снизить их в производстве растительных пищевых компонентов, овощей и фруктов. Таким образом, будет формироваться более гибкая и более дешевая агросистема, внедрение которой позволит обеспечить пищевую устойчивость. и улучшит состояние здоровья населения.