Соя. Вегетация и продуктивность

Целью выращивания любой с/х культуры являются три задачи: максимально возможная урожайность, высокое качество семян и сохранение плодородия почвы. Цель очевидна, но достижение ее далеко непростая задача. Кратко рассмотрим развитие сои, начиная с сева и заканчивая готовностью к уборке.

 Сев.

Вначале несколько слов о «соевом поясе». В мировом агробизнесе «соевый пояс» суммирует благоприятные для возделывания сои площади различных стран. Южные регионы выращивают сою на орошаемых площадях, хотя, в основном, в различных частях мира соя выращивается как богарная культура. Возможный ареал выращивания сои приходится на широту от тропиков до 52° северной широты, но наиболее интенсивно соя выращивается в полосе по широтам от 25° до 45°. Это понятно, ибо соя -  культура короткого дня, но при достаточной солнечной радиации нормально вызревает в умеренных широтах. Соя предпочитает слабокислые почвы – рН 6,0-6,5.

Сроки сева сильно влияют на развитие сои и ее продуктивность. Соя хорошо и быстро прорастает при температуре почвы 13-16°С, хотя сам процесс прорастания возможен и при температуре начиная с 7°С. Более благоприятное время сева – начало мая, по сравнению с более поздним севом (конец мая). В первом случае отмечается большее количество бобов и большее количество семян в бобе. В агротехнологии подобные утверждения могут быть достоверны только при условии большого количества обобщающих данных, приходящихся на различные регионы, года и сорта сои. Ниже приводятся обобщенные результаты исследований, приходящиеся на разные регионы соевого пояса США в течение четырех лет и для различных сортов сои (рис.1).

Рис.1. Разница в урожайности при разных сроках сева. Обобщенные данные за четыре года соевого пояса США [1].

Замечено, что сроки сева влияют и качество семян. В частности, ранний сев приводит к уменьшению содержания линоленовой кислоты, а поздний снижает уровень пальмитиновой кислоты масла.

Оптимальная глубина сева 2,5-3,7 мм. При большем заглублении семян питательные вещества расходуются на прорастание до появления побега, и их дефицит замедляет последующее прорастание. И все-таки, при дефиците влаги в почве и на легких грунтах сеять можно на глубину 6-8 мм, т.к. семянка сои при набухании до начала прорастания впитывает влаги в 1,6 раза больше собственного веса. А вообще, семянка сои в состоянии поглотить влаги в 2,4 раза выше ее массы. Именно по этой причине для семян необходимо отбирать крупные семена, что позволит агроному без рисков принимать решение по глубине сева в зависимости от увлажнения поля.

В специальной литературе развитие растений сои, начиная от прорастания и до полного окончательного созревания семян, разбито на большое количество фаз, четко отражающих этапы процесса жизни и увядания растения. Мы в первом приближении воспользуемся делением этого процесса на три фазы.

Фаза I: создание органов для поглощения питательных веществ и фотосинтеза (период вегетативного развития).

Фаза II: формирование цветочных органов «оболочки урожая» (цветение и закладывание боба).

Фаза III: производство, накопление и транслокация «содержимого урожая» (налив семян) [1].

Необходимо отметить, что между фазами имеется существенная перемежаемость, обусловленная неодновременностью цветения, закладки семян и их созревания на отдельно взятом растении.

В этой связи необходимо сказать, что существуют два типа сои – детерминантный и индетерминантный. Основное отличие в том, что соя детерминантного типа приостанавливает, а чаще прекращает вегетативное развитие с начала цветения. Время от начала цветения сои этого типа до полного цветения может составлять всего несколько суток. То есть у такого типа сои переход от вегетативной фазы к репродуктивной проходит через фазу начала цветения.

Индетерминантный тип характерен тем, что растения не останавливают вегетативный рост после начала цветения, и новые цветки у такого типа сои могут закладываться на протяжении четырех недель и более. Тем не менее, различные фазы развития растений сои имеют определенные признаки.

Рис.2. Расстояние между растениями сои при их равнораспределении на поле в зависимости от нормы высева.

Фаза I.

Рекомендуемая норма высева -  от 400 до 800 тысяч семян на га в зависимости от зоны, скороспелости, агрофона и культуры земледелия. Большее количество растений предлагается для скороспелых и меньшее -  для среднеспелых. Поскольку в технологии распределения растений на поле доказывает свою эффективность принцип равнораспределения растений, а современная посевная техника позволяет обеспечить такой сев, то для указанных норм высева расстояния между растениями могут составлять от 16 до 11 см (рис.2).

Зародыш сои состоит из двух семядолей, двух первичных листиков, зачатка тройчатого листа, зародышевого корешка и зародышевого стебля. По сути, в зародыше «упаковано» первичное растение, вплоть до первого тройчатого листа.

После набухания семянки зародышевый корешок прорывает семенную оболочку и начинает прорастать вниз. Поскольку семядоли, практически, объединены только оболочкой, то при разрыве ее они под действием зародышевого стебля оказываются на поверхности. Развернувшись, семядоли начинают взаимодействовать с солнечной радиацией, зеленеют и начинают давать питательные вещества, как за счет собственных резервов, так и  путем продуцирования ассимилянтов за счет фотосинтеза. В результате этого распускаются два зародышевых первичных листика и первичный тройчатый лист. Корневые волоски появляются через четыре дня после всходов и вырастают примерно на 1 см от кончика первичного зародышевого корня.

Так начинается жизнь растения. Уже на этом этапе видно, что надежность всходов зависит от количества питательных веществ в семядолях, а значит и от крупности семян.

Провоцирует развитие последующих тройчатых листьев после зародышевого стебля верхушечная почка. Интервал между развертыванием листьев на главном стебле в тройчатый лист в зависимости от температуры варьируется от 2,5 до 6 дней [1].

На структуру ветвления сои оказывают влияние ширина междурядья и густота посева. Равнораспределение растений на поле способствует ветвлению в силу равномерного распределения питательных веществ, солнечной энергии и отсутствия конкуренции между растениями. Ветвлению также способствует равнокачественность семян высокого потенциала. На первом этапе заканчивается формирование структуры куста – количество узлов основного стебля и ветвление.

Фаза II.

Начинается с формирования цветочных органов. Это начало репродуктивной фазы развития растения. Цветы мелкие, малозаметные, практически без запаха, расположены в пазухах листьев. Если считать данными фотопериод и генетику, то начало цветения зависит от температуры, как последовательный процесс скорости развития основного стебля.

Период от появления первого бутона до раскрытия цветка, как признака начала репродуктивного развития, проходит через несколько фаз, которые отличаются чувствительностью к длине светового дня и зависят от температуры. Увеличение длительности светового дня ускоряет цветение.

Рис.3. Зрелый цветок сои: а) один лепесток-парус; б) два лепестка-крыла; в) два лепестка-лодочки; г) десять тычинок, расположенных вокруг пестика (д) и трубчатой чашечки [1].

 

Природа постоянно удивляет своим совершенством. Если необходимо пыльцу при оплодотворении распространить на окружающее пространство с гарантией попадания ее на рыльца женского цветка -  пожалуйста, пыльца с мужского цветка в виде метелки с самой верхней точки кукурузы легко попадает как на нити рыльца материнского цветка этого растения, так и на соседние. А если мужские и женские органы цветка расположены так близко, что попадание пыльцы гарантировано только при защите от случайного сноса ее в никуда порывом ветра, то эти органы закрыты парусом, за которым формируются мелкомасштабные вихревые потоки, переносящие пыльцу с тычинок на нижерасположенный пестик. Именно так изящно природа устроила цветок сои (рис.3).

Итак, с первого цветка начинается образование боба с последующим наполнением его семенами. Период цветения сои продолжительный, поскольку на одном растении одновременно продолжается цветение и развитие семян в уже сформировавшихся бобах. Количество цветов в одном соцветии, включая бутоны, может достигать 30-35 штук. Однако завязь происходит на 3-5 цветах в соцветии, остальные цветы и почки опадают. Развитие семян начинается тогда, когда боб достигает максимальных размеров.

Исследователи отмечают связь между продолжительностью светового дня и продолжительностью репродуктивного развития [1].

 

 

Фаза III.

Фаза налива семян. Эта фаза занимает 30-40 дней, т.е. около 40% вегетационного периода. Интересно то, что увеличение светового дня приводит к увеличению количества семян – одному из важных параметров урожайности. Это надо учитывать при выборе сортов, ибо во время вегетативного периода позднеспелые линии цветут позже, а после цветения они подвергаются воздействию более коротких фотопериодов окружающей среды, чем раннеспелые линии [1]. В этот период соя очень чувствительна к температуре среды. Снижение среднесуточной температуры ниже 13°С полностью останавливает налив семян. Снижение температуры ниже 17-18°С на один градус приводит к потере урожая на 2,5-3 ц/га [2].

Фаза III заканчивается полной спелостью, которая оценивается по количеству бобов спелого цвета, равному 95%. Физиологическая спелость - это когда семена прекращают свой рост, и сухая масса семян достигла своего предела. Применительно к сое определить это состояние можно только по влажности, она на этом этапе равна по разным оценкам от 50 до 60%. Полная спелость семян наступает через 9-16 дней после физиологической спелости, за этот период происходит только снижение влажности семян.

Урожайность при уборке сразу после физиологической спелости и полной спелости не отличается. Бобы сои имеют длину от 2,5 до 6 см, ширину от 0,5 до 1,4 см. В бобе число зерен варьируется от 1 до 4 шт. Цвет бобов может быть разным: желтым, темно-коричневым и даже черным. Семена имеют овальную форму. Масса 1000 шт. семян, как правило, укладывается в диапазон 130-200 г [1].

Применительно к сое есть одна интересная особенность. Увядание листьев сои происходит по причине перемещения питательных веществ от листьев к плодам. То есть, по сути, у листьев происходит истощение запасов азота, и они как бы самоуничтожаются. Доказано, что новые высокоурожайные сорта сои сохраняют зеленую зону листьев в период налива семян дольше, чем старые низкоурожайные сорта. Это понятно, ибо продляется поглощение излучения, вызванное задержкой увядания листьев, что способствует повышению сухого вещества, а значит, это приводит к более высоким урожаям (рис.4).

Вегетационный период варьируется от 80 до 170 дней. Соя. Вегетация и продуктивностьСумма активных температур (выше 15°С) составляет 1800 градусов. Температура для всходов на глубине ложа для семян должна быть 10-12°С. Температура воздуха (оптимальная) для цветения 22-25°С, а для завязи и формирования семян 19-21°С.

Группа спелости	Продолжительность вегетационного периода (сут)
Ультраскороспелые	<80
Очень скороспелые	81-90
Скороспелые	91-110
Среднескороспелые	111-120
Среднеспелые	121-130
Среднепоздние	131-150
Позднеспелые	151-160
Очень позднеспелые	161-170
Исключительно позднеспелые	>170
Рис.4. Группы спелости сортов сои [3].

Соя относится к группе средне стойких к засухе культур. Соя для набухания поглощает воды до 240% от собственной массы и желательно, чтобы влажность почвы при прорастании сои была в пределе 40-70% полной влагоемкости. В первый период вегетации соя не требует большого количества влаги, а вот с началом цветения потребность во влаге возрастает. При влажности почвы около 90% полевой влагоемкости развитие сои прекращается. Транспирационный коэффициент сои  600-700 единиц. Оптимальное значение относительной влажности воздуха в летний период для сои 75%. Снижение относительной влажности ниже 60% приводит к заметному снижению урожайности [1].

На орошаемых полях урожайность может быть выше в два и более раза. Управляемость влажностью поля в слое корневой системы позволяет поддерживать ее на уровне 70% до цветения, 80% в фазе цветения, формирования бобов и налива семян, и 60-65% во время дозревания.

Понятно, что число вегетационных поливов зависит от погодных условий и может колебаться от 6 до 12 при поливной норме 300-400 м³/га. Контролируется при этом влажность почвы на глубину 0,5 м [1]. Необходимо строго придерживаться схемы полива и контролировать чистоту поля, поскольку сорняк активно реагирует на оптимальную влажность почвы.

По типу роста сорта сои делятся на три группы: сорта, у которых главный стебель выше основной массы листьев (эти сорта отличаются длительной вегетацией); сорта, у которых главный стебель на уровне верхних листьев (рост растений таких сортов останавливается после цветения);  сорта, стебель которых прикрыт верхними крупными листьями (рост таких растений также прекращается после цветения) [1]. Стебель сои может быть разной высоты - от 70 до 200 см, хотя в среднем - 80-90 см.

Сегодня практикуют технологию выращивания кукурузы на силос, совмещая сев с соей. Дело в том, что для крупного рогатого скота желательная норма 100-110 г протеина, а кукуруза в фазе молочно-восковой спелости содержит лишь 55-60 г. Сев ведут как отдельными рядами, так и смешанно. Обработка семян выполняется по технологии, требуемой каждой из культур. Норма высева кукурузы от 70 до 90 тысяч семян на га, а сои -  от 90 до 220 тысяч семян для Полесья и Лесостепи, и 40-45 тысяч семян кукурузы и 60-80 тысяч семян сои для Степи. Кукурузно-соевый силос, в сравнении с кукурузным, имеет низкую кислотность, содержит больше протеина, каротина и незаменимых аминокислот [4].