Motylkowate drobnonasienne Dr hab. Bogdan Kulig Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin 2018-09-22
Znaczenie roślin motylkowatych drobnonasiennych W płodozmianie bardzo duże znaczenie mają rośliny motylkowate. Ich głównym zadaniem jest: wiązanie azotu atmosferycznego przez bakterie współżyjące i udostępnianie go roślinom następczym , zwiększenie zawartości substancji organicznej w glebie, dzięki dużej masie systemu korzeniowego, poprawa właściwości fizycznych gleby w następstwie rozluźniającego działania palowego systemu korzeniowego i dobrego jej ocienienia przez rośliny wieloletnie, zwiększenie biologicznej aktywności gleby poprzez duże ilości wydzielin korzeniowych oraz resztek pożniwnych bogatych w azot, które stymulują rozwój flory i fauny glebowej, dostarczenie wysokiej jakości pasz gospodarskich, ochrona gleby przed erozją wodną i wietrzną, spulchnianie podglebia i uruchamianie składników pokarmowych z podglebia,
Zawartość azotu w resztkach pożniwnych różnych roślin motylkowatych
Systematyka Rodzina: Papilionaceae (Fabaceae) - motylkowate Plemię: Koniczynowe / Trifoliae Rodzaj: Koniczyna / Trifolium Gatunek: K. czerwona – T. pratense L. K. biała – T. repens L. K. białoróżowa – T. hybridum L. K. inkarnatka – T. rncarnatum L. K. perska – T. resupinatum L.
Rodzina: Papilionaceae (Fabaceae) - motylkowate Plemię: Koniczynowe / Trifolieae Rodzaj: Lucerna / Medicago Gatunek: L. siewna – M. sativa L. L. sierpowata – M. falcata L. L. mieszańcowa – M. media L. L. chmielowa – M. lupulina L. Rodzaj: Nostrzyk / Melilotus Gatunek: Nostrzyk biały - Melilotus albus Desr.
Rodzina: Papilionaceae (Fabaceae) - motylkowate Plemię: Komonicowe / Loteae Rodzaj: Komonica / Lotus Gatunek: K. zwyczajna (rożkowa) – L. corniculatus L. K. błotna – L. uliginosus Schk. Plemię: Siekiernicowe / Hedysareae Rodzaj: Esparceta /Onobrychis Gatunek: E. siewna – O. viciaefolia Scop. Rodzaj: Seradela / Ornithopus Gatunek: Seradela - Ornithopus sativus Brot. Rodzaj: Rutwica / Galega Gatunek: R. wschodnia - Galega orientalis Liam.
System korzeniowy Wszystkie gatunki roślin motylkowych drobnonasiennych mają korzenie palowe z licznymi rozgałęzieniami. Korzenie palowe mogą sięgać do 3 m w pierwszym roku rozwoju roślin, a u gatunków wieloletnich (na przykład u lucerny) w następnych latach mogą dochodzić nawet do 10-15 m. Cechą charakterystyczną wszystkich roślin motylkowych wieloletnich jest wytwarzanie szyjki korzeniowej. Szyjka korzeniowa jest zgrubiałą częścią łodygi, przechodzącą bezpośrednio w korzeń i stanowi organ spichrzowy. Na jej powierzchni znajdują się pąki, z których co roku oraz po każdym pokosie rozwijają nowe pędy. Jest ona zgrubiałą, dolną częścią łodygi przechodzącą w korzeń i stanowi organ spichrzowy. Szyjka korzeniowa wraz z wiekiem rośliny grubieje i stopniowo zagłębia się w glebę. Chroni roślinę przed wymarznięciem oraz przed uszkodzeniem w czasie koszenia.
Głębokość ukorzeniania się niektórych roślin uprawianych na zielony nawóz wg Scheffera
Szyjka korzeniowa Szyjka korzeniowa i jej rozwój u lucerny: A — roślina w stadium siewki, B — jednoroczna roślina, C — 3-letnia roślina, D — roślina kilkuletnia; l — liścienie, 2 — część podliścieniowa, 3 — szyjka korzeniowa
Łodygi W pierwszym roku gatunki wieloletnie wytwarzają rozetę liściową i czasem wydłużone pędy kwitnące. W następnych latach w zależności od gatunku pędy mogą być wyprostowane, wzniesione, wyrastające skośnie lub płożące się, mniej lub więcej rozgałęzione, owłosione lub gładkie. W przekroju poprzecznym łodygi mogą być okrągłe lub kanciaste, wewnątrz puste lub wypełnione.
Typy liści u motylkowatych drobnonasiennych trójlistkowe (koniczyny, lucerny, nostrzyk) nieparzystopierzaste (seradela, esparceta)
Substancje nieżywieniowe W roślinach motylkowych wieloletnich występują substancje nieżywieniowe, które pogarszają ich wartość pokarmową, obniżają strawność, a spożyte w większych ilościach mogą być toksyczne dla zwierząt. Związki te są również określane jako „substancje swoiste". Charakteryzują się one bardzo zróżnicowaną budową i składem chemicznym, a zalicza się je do tzw. metabolitów wtórnych. Należą do nich glukozydy cyjanogenne, saponiny, kumaryna, garbniki i estrogeny. Glukozydy cyjanogenne występują w koniczynie białej i komonicy zwyczajnej. Największe ich stężenie rejestrowano w młodych roślinach. Saponiny są to organiczne związki, bezazotowe o budowie glikozydowej, powodujące silne pienienie się wodnych roztworów oraz hemolizę czerwonych ciałek krwi. Najwięcej tych substancji stwierdzono latem w lucernie z drugiego pokosu. Estrogeny (kumestrol i izoflawony) są to związki chemiczne, które wpływają na aktywność hormonalną zwierząt, łączącą się z rozrodczością i mlecznością. Więcej estrogenów znajduje się w koniczynie czerwonej, lucernach, komonicy zwyczajnej i koniczynie aleksandryjskiej. Największe ich stężenie notuje się podczas intensywnego rozwoju i kwitnienia roślin oraz w przypadku porażania patogenami grzybowymi. Garbniki (taniny) są to wielocząsteczkowe, organiczne związki bezazotowe. Garbniki polifenolowe reprezentuje tanina, którą stwierdzono w większych ilościach w esparcecie, komonicy i lucernach.
Wymagania wodne
Wymagania glebowe
Tolerancja na odczyn gleby
Koniczyna czerwona (Trifolium pratense L.) Pochodzi od trwałej koniczyny łąkowej, która występuje na łąkach Europy W Polsce zajmuje ona największy areał uprawy spośród wszystkich wieloletnich roślin motylkowych drobnonasiennych. Jej wartość pastewna jest bardzo dobra, głównie dzięki dużej zawartości białka, wynoszącego od 12 do 24% w suchej masie.
Koniczyna czerwona Z rolniczego punktu widzenia ważne są 2 odmiany botaniczne różniące się cechami morfologicznymi i fizjologicznymi: — koniczyna czerwona łąkowa — var. spontaneum, — koniczyna czerwona uprawna — var. sativum. Koniczyna czerwona łąkowa należy do najbardziej prymitywnych odmian botanicznych. Występuje powszechnie na użytkach zielonych. Jest formą nisko rosnącą o cienkich, często płożących, pełnych i owłosionych łodygach. Listki ma małe. Zakwita wcześnie. Jest rośliną wieloletnią. Koniczyna czerwona uprawna jest wyższa, bogato ulistniona i słabo owłosiona. Łodygę ma grubszą, wewnątrz pustą. Posiada 2 pododmiany: — subvarietas serotinum — jest koniczyną późną jednokośną (jeden pokos w okresie wegetacji). — subvarietas praecox — koniczyna wczesna dwukośna, dająca 2-3 pokosów w fazie zakwitania. Należą do niej wszystkie nasze odmiany hodowlane koniczyny czerwonej.
Budowa morfologiczna koniczyny czerwonej - części wegetatywne System korzeniowy - koniczyny czerwonej jest silny, palowy z licznymi rozgałęzieniami bocznymi, sięga od 2 do 2,5 m. Wytwarza ponadto dużą liczbę korzeni bocznych. Łodygi - wyrastają z szyjki korzeniowej na wysokość 20 - 80 cm. Są zwykle wyprostowane, rzadziej płożące się, w przekroju okrągłe i wewnątrz puste. Rozgałęziać się może na swojej całej długości. Liście - są złożone z 3 listków kształtu jajowatego, osadzonych na długich ogonkach, u których nasady znajdują się drobne strzałkowate przylistki. Listki koniczyny czerwonej mają charakterystyczną jasną plamkę na górnej stronie w kształcie trójkąta lub półkola
Koniczyna czerwona – pokrój rośliny a - pokrój ogólny, b - pęd zakończony kwiatostanem typu główki, c - pojedynczy kwiat, d - działki kielicha, e - nasienie (ryc. Zabawski)
Budowa morfologiczna koniczyny czerwonej - części generatywne Kwiatostanem koniczyny czerwonej jest główka osadzona na wierzchołku łodygi. W główce jest od 50 - 100 kwiatków, otoczonych zwykle dwoma najwyżej położonymi listkami. Barwa kwiatków najczęściej jest ciemnoczerwona, choć może być różowa a nawet biała. Jest rośliną obcopylną, zapylaną przez owady a zwłaszcza trzmiele. Najpierw zakwitają najwyżej położone główki, a w nich kwiatki dolne. Owocem jest strąk jednonasienny. Nasiona są kształtu jajowatego, czasami lekko trójkanciastego. Zarys korzenia zarodkowego jest wyraźny, sięgający do połowy długości nasienia. Nasiona mają różną barwę, od żółtej przez fioletowo-żółtą do fioletowej z połyskiem. Barwa rdzawoczerwona dowodzi, że nasiona są stare. Masa 1000 nasion wynosi około 2 g. Udział nasion twardych waha się od 6 - 10%.
Koniczyna czerwona - odmiany Wśród zrejonizowanych odmian koniczyny czerwonej są odmiany diploidalne: Hruszowska (tylko jako eksportowa), Nike, Parka, Bryza, Dajana, Raba i te-traploidalne: Jubilatka, Radyka, Ulka, Karo, Etos. Wszystkie wymienione odmiany są 2-3-kośne, z wyjątkiem Raby, która jest formą jednokośną. Odmiany tetraploidalne w porównaniu z diploidalnymi charakteryzują się bujniejszym wzrostem, ciemniejszym odcieniem zieleni oraz większymi łodygami, liśćmi, kwiatostanami i nasionami. Wydają większy plon zielonej i suchej masy pomimo mniejszej jej zawartości w zielonce. Ponadto koniczyna tetraploidalna odznacza się nieco większą zawartością białka, a mniejszą włókna w suchej masie i większą przydatnością do 3-kośnego użytkowania we wcześniejszych fazach rozwojowych.
Koniczyna czerwona
Koniczyna czerwona
Koniczyna czerwona
Koniczyna czerwona – dojrzewające kwiatostany
Kwiatostan koniczyny czerwonej
Koniczyna biała (Trifolium repens L.) Pochodzi z Włoch i Holandii. Jest rośliną łatwo przystosowującą się do warunków ekologicznych, w związku z czym wytworzyła wiele form oraz typów ekologicznych. Dużemu zasięgowi jej występowania sprzyja wegetatywny i generatywny sposób rozmnażania. Dzięki właściwości rozmnażania wegetatywnego znosi dobrze przygryzanie i przydeptywanie i dlatego nadaje się szczególnie na pastwiska. Odznacza się dużą wartością pastewną. W zależności od fazy rozwojowej, zawartość białka w s.m. wynosi od 18 do 25%. Jest rośliną wieloletnią.
Koniczyna biała Z czterech odmian botanicznych koniczyny białej w warunkach Polski znaczenie gospodarcze ma tylko var. typicum. Odmianę botaniczną typicum w zależności od użytkowania dzieli się na trzy formy, różniące się morfologicznie i fizjologicznie: — f. silvestre — koniczyna biała drobnolistna, — f. giganteum — koniczyna biała olbrzymia (lodijska), — f. cultum (holłandicum) — koniczyna biała holenderska. Forma silvestre obejmuje koniczyny pastwiskowe, drobnolistne, niskie. W stosunku do innych form odznacza się wolniejszym rozwojem i później zakwita. Liczne, delikatne rozłogi silnie się zakorzeniają. Forma giganteum nadaje się na łąki. Rośliny są wysokie, wielkolistne, tworzą mało rozłogów. Główki ma nieliczne ale duże. Prawie wszystkie odmiany uprawne pochodzą od koniczyny białej włoskiej. Forma cultum obejmuje odmiany uprawne o typie pośrednim pomiędzy drobnolistnymi a olbrzymimi
Koniczyna biała - części wegetatywne Korzeń palowy rozwija się płycej niż u koniczyny czerwonej, ale jest silniej rozgałęziony i dobrze wykorzystujący wodę oraz składniki pokarmowe. Z węzłów łodyg wyrastają dodatkowe korzenie przybyszowe. Po obumarciu korzenia głównego tworzą się samodzielne systemy korzeniowe. Łodyga jest krótka, od 7 do 15 cm. Z kątów liści wyrastają płożące pędy zwane rozłogami, których długość wynosi l m . Liście są trójlistkowe osadzone na ogonkach, o długości do 30 cm. Listki mają kształt odwrotnie jajowaty lub jajowaty o długości 1-2 cm. Brzegi listków są ząbkowane na całym obwodzie lub tylko w części środkowej. Na górnej stronie liścia występuje jasna plama w kształcie podkowy, spodnia strona błyszcząca. U nasady liści znajdują się przylistki, które w dolnej części są zrośnięte i tworzą długą pochewkę, a w górnej części są owalne, ostro zakończone.
Koniczyna biała - pokrój l — łodyga, 2 — liście, 3 — przylistki, 4 — kwiatostan, 5 — korzenie przybyszowe
Koniczyna biała – części generatywne Kwiatostanem jest główka kulista, wyrastająca na długiej szypułce. Barwa kwiatków jest biała lub kremowa. W główce, która jest znacznie mniejsza od główki koniczyny czerwonej, znajduje się 40 - 80 kwiatków. Kwitnienie koniczyny rozpoczyna się od podstawy główki. Kwiaty są obcopylne, zapylane przez pszczoły i trzmiele. Owocem jest 2-4-nasienny strąk, wydłużony i łatwo pękający. Nasiona są drobne, prawie sercowate, jasno- lub ciemnożółte, z połyskiem. Wielkością zbliżone do nasion koniczyny szwedzkiej, różniące się jednak barwą. Stare nasiona ciemnieją i tracą połysk. Masa 1000 nasion — 0,5 - 0,7 g. Udział nasion twardych wynosi 10 - 25%.
Koniczyna biała - odmiany W rejestrze odmian rolniczych COBORU znajdowały się następujące odmiany hodowlane koniczyny białej: wielkolistnej - Astra i Romena oraz średniolistnej - Armena, Arta, Dara, Radi, Rawo i Rema. Najstarsze odmiany Astra i Rema ustępują nowszym odmianom pod względem wielkości plonu, jednak ich korzystną cechą jest wczesność. Średni plon suchej masy (w t/ha) wynosił: w roku siewu - 3-3,5, w pierwszym roku pełnego użytkowania - 8,5-10, a w drugim roku - około 7. Największe plony nasion daje odmiana Astra. Przeciętna zawartość białka ogółem w zielonce w przeliczeniu na suchą masę wynosi 22-23%, a włókna surowego - 18-19%.
Koniczyna biała – roślina młodociana
Koniczyna biała
Koniczyna biała
Koniczyna biała
Koniczyna biała
Koniczyna biała - nasiona
Koniczyna białoróżowa (Trifolium hybridum L.) Zwana jest również koniczyną szwedzką. Jej znaczenie gospodarcze jest niewielkie. Używa się jej głównie do mieszanek łąkowych na wilgotne stanowiska. Jest rośliną wieloletnią, w dobrych warunkach glebowych i wilgotnościowych rozwija się dobrze do 5 lat, a nawet dłużej. Ma dużą wartość pastewną, w suchej masie zawiera 15-20% białka ogólnego. W ciągu roku daje jeden pokos, wyjątkowo dwa.
Koniczyna szwedzka ma dwie odmiany botaniczne: — var. fistulosum — koniczyna szwedzka uprawna, — var. elegans — koniczyna szwedzka nadobna. Odmiana uprawna jest przystosowana do uprawy w stanowiskach wilgotnych, odmiana nadobna w stanowiskach bardziej suchych i wyłącznie w mieszankach, gdyż zawiera substancje powodujące zapalenie błon śluzowych i wzdęcia u przeżuwaczy.
Koniczyna szwedzka – części wegetatywne Korzeń palowy, krótki i silnie rozgałęziony. Cały system korzeniowy znajduje się w wierzchniej warstwie gleby, stąd wrażliwość koniczyny na suszę. Łodygi osiągają wysokość 60-90 cm, są miękkie, puste wewnątrz u koniczyny szwedzkiej uprawnej a pełne u koniczyny szwedzkiej nadobnej. Pokrój rośliny jest rozpierzchły, łodygi wzniesione lub ścielące się. Liście są większe niż u koniczyny czerwonej, o listkach odwrotnie jajowatych, owalnych i drobno ząbkowanych brzegach. Ogonki liściowe dość długie — 7-18 cm. U nasady liści znajdują się lancetowate przylistki.
Koniczyna białoróżowa – pokrój rośliny l — łodyga 2 — listki 3 — przylistki 4 — kwiatostan
Koniczyna szwedzka – części generatywne Kwiatostan jest główką średniej wielkości umieszczoną na długiej szypułce wyrastającej z kątów liści. W główce znajduje się 50 - 80 kwiatów, początkowo białych później różowych, stąd kwitnący kwiatostan ma barwę białoróżową. Jest rośliną obcopylną zapylaną przez pszczoły i trzmiele. Owocem jest klinowaty strąk, zawierający 2-4 nasion, łatwo pękających. Nasiona drobne, wielkości i kształtu koniczyny białej, barwy ciemnozielonej, czasami żółte lub oliwkowe. Masa 1000 nasion — 0,6 - 0,7 g. Udział nasion twardych wynosi od 5 do 10%.
Koniczyna białoróżwa
Koniczyna białoróżwa
Koniczyna białoróżwa
Koniczyna białoróżwa
Koniczyna białoróżwa - nasiona
Koniczyna inkarnatka (Trifolium incarnatum L.) Pochodzi z Basenu Morza Śródziemnego. Uważana jest za roślinę jednoroczną, chociaż posiada również formy dwuletnie. Dwuletnie formy traktowane są jako ozime. U nas najczęściej jest uprawiana w mieszankach międzyplonów ozimych (mieszanki: gorzowska, poznańska i swojecka). Przy siewie wiosennym zbiera się plon zielonej masy po około 4 miesiącach. Ważną zaletą inkarnatki jest możliwość jej uprawy na lżejszych glebach, gdzie inne koniczyny zawodzą. Jest rośliną słabo odrastającą, dającą tylko l pokos zielonej masy. W Polsce w uprawie znajduje się odmiana var. sativum inkarnatka siewna, forma atropurpureum odznaczająca się większą zimotrwałością i dużą plennością.
Inkarnatka – części wegetatywne Korzeń palowy, cienki, bardzo silnie rozgałęziający się w górnej warstwie gleby. Korzenie form ozimych są dłuższe i silniej się rozgałęziają od korzeni form jarych. Średnia głębokość zakorzenienia 60 - 90 cm. Łodygi osiągają wysokość 40 - 80 cm, są wzniesione, bogato ulistnione, miękkie i owłosione. Odgałęzienia boczne wyrastają z pędu głównego. Łodygi szybko drewnieją. Liście — trójlistkowe, osadzone na długich ogonkach. Listki są szerokie, odwrotnie jajowate, silnie owłosione
Inkarnatka – pokrój rośliny 1 — łodyga 2 — listki 3 — przylistki 4 — kwiatostan
Inkarnatka – części generatywne Kwiatostanem jest wydłużona główka kłoskokształtna. Kwiaty barwy szkarłatnej lub krwistoczerwonej w główce są ułożone luźno. Jest rośliną obcopylną, zapylaną głównie przez owady. Wysiana wiosną, kwitnie w lipcu, a przy siewie jesiennym w połowie maja. Owocem jest jednonasienny strąk Nasiona – zaokrąglone, największe ze wszystkich gatunków koniczyn, MTN-3-4 g.
Koniczyna inkarnatka - roślina młodociana
Koniczyna inkarnatka
Koniczyna inkarnatka
Koniczyna inkarnatka
Koniczyna inkarnatka
Koniczyna inkarnatka -kwiatostan
Koniczyna inkarnatka -nasiona
Koniczyna perska (Trfolium resupinatum L.) Pochodzi z Iranu. Rośnie dziko w basenie Morza Śródziemnego oraz w Azji Wschodniej. W Polsce uprawia się ją dopiero od niewielu lat. Jest cenną rośliną pastewną, dającą 2-4 pokosów zielonej masy chętnie zjadanej przez zwierzęta. Dużą zaletą koniczyny perskiej jest jej szybkie odrastanie i rozwój oraz bardzo powolne drewnienie łodyg. Cechy ujemne to duże wymagania wodne oraz niższy procent suchej masy w stosunku do innych koniczyn. Jest rośliną jednoroczną jarą, w naszych warunkach nie zimującą.
Koniczyna perska – części wegetatywne Korzeń palowy, krótki z licznymi rozgałęzieniami bocznymi. Łodygi 50 - 70 cm długie i 0,5-0,7 cm grube, wewnątrz puste, miękkie, nieowłosione. Są stojące i rozgałęziające się o dużej skłonności do wylęgania. U nasady pędów bocznych występują krótkie — 1-centymetrowe przylistki z nieznacznym odcieniem antocjanowym. Liście trójlistkowe, osadzone na 6 -7 centymetrowych liściowych ogonkach, gęsto występujące na łodydze. Listki drobne o ząbkowanych brzegach.
Koniczyna perska – części generatywne Kwiatostan jest małą główką, nieco spłaszczoną, złożoną z 25-40 drobnych kwiatów, różowych, różowofioletowych lub purpurowofioletowych. Długość szypułki kwiatostanowej wynosi 2-3 cm. Strąki 1-2 nasienne Nasiona — drobne, barwy zielonkawożółtej lub oliwkowej.
Koniczyna perska – rośliny młodociane
Koniczyna perska - pokrój l — łodyga, 2 — listki, 3 — przylistek, 4 — kwiatostan
Koniczyna perska
Koniczyna perska
Koniczyna perska - nasiona
Podstawowe dane agrotechniczne cecha K. czerwona K. biała K. szwedzka K. inkarnatka K. perska Ilość wysiewu kg/ha 10-15 8-10 8-12 20-25 15-20 Liczba pokosów 2-3 1-2(3) 1 3-4(5) Liczba lat 2(3) Plon s.m. t/ha Plon zielonki 50-65 do 25 60-70