Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1. Народнохозяйственное значение сои 7
1.2. Происхождение, ботаническая характеристика и биологические особенности 10
1.3. Фотосинтетическая деятельность, симбиотическая активность и продуктивность посевов
1.4. Сроки посева 22
1.5. Сорта сои и их иммунитет к болезням 29
2. Место, условия и методика исследований 37
2.1. Место, условия в годы проведения исследований 37
2.2. Объект и методика исследований 43
3. Сроки посева сои 48
3.1. Агробиологическое обоснование выбора оптимальных сроков посева 48
3.2. Линейный рост и фотосинтетическая продуктивность растений 56
3.3. Структура урожая 62
3.4. Урожайность семян 64
3.5. Качество урожая семян 66
4. Сортоизучение сои 69
4.1. Фенологические наблюдения,.........;^*;. 69
4.2. Линейный рост растений, площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал посевов 75
4.3. Чистая продуктивность фотосинтеза 82
4.4. Урожайность зеленой и сухой массы 86
4.5. Формирование симбиотического аппарата и урожайность семян сои 89
4.6. Болезни семян и растений сои 91
4.6.1. Фитопатологическая экспертиза семян сои 91
4.6.2. Фитопатологическая оценка растений сои 94
4.7. Структура урожая семян 97
4.8. Урожайность семян различных сортов сои 100
4.9. Качество урожая семян 104
5. Экономическая оценка результатов исследований и их производственная проверка 109
Выводы и предложения производству 111
Литература 115
Приложения 137
- Народнохозяйственное значение сои
- Агробиологическое обоснование выбора оптимальных сроков посева
- Линейный рост растений, площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал посевов
Введение к работе
Актуальность темы. Для успешного решения проблем земледелия, связанных с повышением плодородия почвы, продуктивности сельскохозяйственных культур в севооборотах, увеличения производства кормового и пищевого белка, необходимо расширение площадей посевов зернобобовых культур, в том числе и сои.
Соя является важнейшей белково-масличной культурой. Однако производство масличных культур в Российской Федерации достигло лишь 4 млн. тонн, что не обеспечивает даже минимальной потребности народного хозяйства в растительном масле. Из-за большого дефицита шротов и жмыхов, ежегодно перерасходуется 18-20 млн. тонн продовольственного зерна на кормовые цели. Для увеличения сборов семян масличных культур является целесообразным освоение производства сои в европейской части России, расширив её общую площадь с 645 тыс. га до 0,9-1,0 млн. га (А.С. Васютин, 1992).
Учитывая важность сои в улучшении продовольственного обеспечения населения страны, Правительство Российской Федерации приняло постановление №146 от 22 февраля 1993 года «О программе по производству и переработке сои», где установлен ежегодный объем производства сои в количестве 1550 тыс. т.
Несмотря на вышеизложенное в структуре посевных площадей Карачаево-Черкесии сои практически нет, низка и ее урожайность. Основные причины такого положения состоит в недостатке научно-исследовательских работ, современных технологий возделывания сои, рекомендаций производству, а так же экономическая не заинтересованность производителей из-за отсутствия предприятий по переработке зерна сои в данном регионе.
Вместе с тем почвенно-климатические условия региона соответствуют биологическим потребностям сои. Для ее успешного возделывания необходим и подбор адаптированных к этим условиям сортов.
Начиная с 30-х годов 20-го столетия на Ставрополье, куда входила и Карачаево-Черкесия, эпизодически проводились научные исследования, предпринимались неоднократные попытки внедрения сои в производство, но все они оказались безуспешными.
Вместе с тем накопленный научными учреждениями экспериментальный материал и опыт передовых хозяйств свидетельствует о том, что урожай семян сои в регионе Северного Кавказа в неорошаемых условиях может варьировать в пределах 16-25 ц/га.
Изучением сои на Северном Кавказе в разное время занимались многие научно-исследовательские учреждения. Первые исследования провели В.Б. Енкен и М.А. Митюкевич в 1925 г. на Кубанской опытной станции ВИР. В тридцатые годы исследования по сое здесь проводили Я.Г. Момот и С.А. Красовский. Так, например, С.А. Красовским (1937) для Северо-Кавказского края была дана характеристика пригодных для возделывания сои зон. В 1931 г. на Ессентукском ГСУ по сорту Харбинская 231 было получено 28,9 ц/га, на Малокабардинском - 24,2 ц/га. Автор делает вывод, что предгорные районы Северо-Кавказского края вполне благоприятны для ее возделывания.
На высокую ценность этой культуры в кормопроизводстве и на необходимость расширения ее посевов в наиболее увлажненных районах Ставропольского края, в том числе и Карачаево-Черкесии, указывали А.А. Корнилов (1960,1970), В.М. Пенчуков и др. (1984), СВ. Волощенко (1985).
Карачаево-Черкесским НИИ сельского хозяйства совместно с Министерством сельского хозяйства и продовольствия республики при участии автора разработана программа производства сои в Карачаево-Черкесии в 2000-2005 гг. В ней обоснована возможность, довести по республике к 2003 г. площадь посева сои до 5,0 тыс. га, а урожайность семян до 19,0 ц/га.
Для комплексного решения проблемы необходимо работать по четырем направлениям: 1. проведение научных исследований; 2. организация интенсивного производства сои (концентрация и специализация); 3. глубинная переработка продукции; 4. эффективное использование продуктов на основе сои в питании, лечении человека и кормлении животных.
Настоящая работа выполнялась в соответствии с заданием 04 НИР РАСХН «Разработать средне-низкозатратные экологически безопасные технологии семеноводства и возделывания основных сельскохозяйственных культур» и являлись составной частью тематического плана НИР Ставропольского НИИ сельского хозяйства.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - повысить урожайность семян сои путем подбора технологичных сортов и сроков посева.
Для этого поставлены следующие задачи:
1. Изучить биологические особенности и закономерности формирования продуктивности различных по генотипу сортов, выявить степень их приспособленности к почвенно-климатическим условиям.
2. Дать агробиологическое обоснование выбора оптимальных сроков посева перспективных сортов.
Установить видовой состав патогенов, степень поражения ими растений.
Провести экономическую оценку результатов исследований и дать рекомендации производству.
Научная новизна. Впервые проведен анализ соответствия биологических особенностей различных сортов сои условиям зоны достаточного увлажнения Карачаево-Черкесской республики. Выявлены адаптивные, с высокой семенной продуктивностью и активностью симбиотического аппарата, иммунные к болезням сорта. Установлены особенности фотосинтетической деятельности, формирования урожая семян и их качества при различных сроках посева. Определены оптимальные сроки посева раннеспелых и среднеспелых сортов.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
В условиях лугово-степной зоны Предкавказья целесообразно возделывание сорта сои с периодом вегетации 100-125 дней и средней урожайностью скороспелых сортов - не менее 15,0 ц/га, среднеспелых 20,0 ц/га, которые освобождая поля до середины сентября, являются хорошими предшественниками озимой пшеницы.
Независимо от скороспелости сорта, посев следует проводить в третьей декаде мая. Допустимые сроки посева - вторая декада мая и первая декада июня.
При возделывании сои на одном и том же месте более двух лет подряд, увеличивается степень поражения болезнями, существенно снижается ее симбиотическая активность и семенная продуктивность, что свидетельствует о нецелесообразности возделывания данной культуры в бессменном посеве.
Практическая значимость. Разработаны предложения производству, которые используются в хозяйствах республики для увеличения производства семян сои, решении белковой проблемы.
Апробадия работы Основные положения диссертации доложены и обсуждены на расширенных заседаниях отдела технологий возделывания сельскохозяйственных культур Ставропольского НИИ сельского хозяйства (1998-2001 гг.), на Международной конференции СОИСАФ «Биологический азот в растениеводстве» (Москва, ТСХА, 2001 г.), на внутривузовской научной конференции Ставропольской ГСХА (Ставрополь, 1998), на республиканских агрономических совещаниях по технологиям возделывания сельскохозяйственных культур (Черкесск, 1999-2001 гг.).
По материалам диссертации опубликовано 3 научных работы и одна находятся в печати.
Народнохозяйственное значение сои
Соя - ведущая зернобобовая культура мира, имеет широкий ареал распространения (более чем в 80 странах на 5 континентах), площадь возделывания 54-62 млн. га ежегодно. Высокий интерес к ней объясняется особенностями химического состава зерна. В нем содержится 17-25% масла, 30-50% белка, 20% углеводов, 4,8-5,5% минеральных веществ, 25,2-28,8% безазотистых экстрактивных веществ и 6,0-7,5% клетчатки. По аминокислотному составу соевый белок близок к животному белку. Содержание незаменимых аминокислот лизина, гистидина, аргинина, метионина, фенилаланина и триптофана в нем почти такое как в белке куриного яйца. В зерне сои содержится в три раза больше витамина Bi, чем в сухом коровьем молоке, а также витамины А, Вг, Д, Е, С и К. Более удачного сочетания протеина, жира, углеводов, минеральных солей и витаминов чем у сои, нет ни в одной сельскохозяйственной культуре (Г.Т. Лавриненко и др., 1978, И.И.Месяц, 1979).
Из сои готовят свыше 400 блюд и около 100 видов промышленных изделий (В.В. Бурлака, 1970., О. Андреева, 1979). Соевые семена богаты минеральными элементами, витаминами, фосфатидами. В числе аминокислот белка сои восемь незаменимых -валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, триптофан и фенилаланин, необходимых для жизни человека и животных (Г.Т. Лавриненко и др., 1978., И.И. Месяц, 1979).
Главным направлением использования семян сои является производство высококачественных пищевых и кормовых продуктов. Протеины сои отличаются высокими пищевыми достоинствами. В сравнении с животными белками они имеют то преимущество, что хорошо усваиваются организмом и не способствуют образованию пуриновых оснований, вызывающих заболевание подагрой (А.Г. Новак, 1960). Предложены способы получения соевого белка, имеющего внешний вид, вкус и волокнистую структуру мяса (В.В. Ключкин, 1965., Г.Т. Лавриненко и др., 1978). К числу пищевых продуктов, получаемых из сои без применения ферментации, традиционно относят соевые бобы, используемые как столовые овощи, соевое молоко, соевый творог, юбу, кинако и соевые ростки (В.В. Бурлака, 1970.; С.Д. Серкл, А.К. Смит, 1979).
Соевая мука содержит низкий (около 0,8%) процент крахмала и рекомендуется для широкого использования в питании больных сахарным диабетом. Полезно применять ее и при болезнях пищеварительных органов (Н.И. Морозов, 1928; А.Г. Новак, 1964; В.А. Гордиенко, И.И. Либерштейн, 1969).
В настоящее время 60% производимого соевого зерна перерабатывается на масло (В.Ф. Кузин, 1975). В мировом производстве пищевого растительного масла на долю соевого приходится около 32,8% (А.А. Бабич, 1974). Оно, при соответствующей его обработке, отличается хорошим качеством и высокой (до 95%) усвояемостью (А.Г. Новак, 1960). Из всех растительных жиров соевое масло обладает самой высокой биологической активностью, а по своему составу приближается к жиру коровьего молока.
Из битого зерна сои готовят соевое молоко, которое почти не отличается от коровьего и используется для приготовления растительного сыра, простокваши, творога, сливок, кумыса, различных соусов и т.п. (В.В. Бурлака, 1965; В.В. Ключкин, 1965; В.М. Конечный и др., 1978). Регулируя состав компонентов, добавляемых в рецептуру, можно получать молоко более питательное, чем коровье (В.В. Ключкин, 1965). По сообщению А.Г. Новака (1960) среднесуточный привес поросят, получавших соевое молоко, составлял на одну голову 231,1 г, т.е. на 20,3 г меньше, чем у поросят, которым давали коровье молоко, и на 112,5 г больше, чем у поросят, содержавшихся на безмолочном рационе.
Агробиологическое обоснование выбора оптимальных сроков посева
Сроки посева, как и любое другое агротехническое мероприятие, являются элементом максимального использования потенциальных возможностей сои и почвенного плодородия.
Рассмотрим степень соответствия биологических требований различных по скороспелости сортов, при посеве в разные сроки, складывающимся метеорологическим условиям.
В условиях Карачаево-Черкесии диапазон возможных сроков посева скороспелых и среднеспелых сортов сои очень широк, от первой декады мая до второй декады июня. Лимитирующими факторами при ранних сроках посева является температура, при поздних -недостаток влаги в верхнем слое почвы.
При более поздних сроках посева сои длительность межфазных периодов уменьшается, значительно сокращается и продолжительность всей вегетации. Отчасти это объясняется более высокими температурами, при которых проходит развитие сои поздних сроков посева, и отчасти - уменьшением длины дня.
В наших опытах во все годы исследований среднесуточная температура воздуха за период посев-всходы по годам и срокам посева составила +15,5- 20,4С (табл. 2).
Осадки по всем срокам выпали на уровне среднемноголетних данных.
Во всех четырех сроках сева среднесуточная температура для периода посев-всходы сложилась в пределах от биологически допустимых до оптимальных величин. В среднем за годы исследований продолжительность периода посев-всходы составила, при посеве во вторую декаду мая, 15 дней, в третью декаду мая - 11 дней, в первую и вторую декаду июня - 9 дней.
Линейный рост растений, площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал посевов
Высота растений входит в группу хозяйственно-ценных признаков. Рост сои, начиная от прорастания до созревания, пропорционален количеству доступной влаги в почве, хотя точную математическую оценку снабжения растений доступной влагой в течение вегетационного периода сделать трудно. Следует отметить, что с содержанием влаги в почве непосредственно связаны не только высота растений, но и число узлов, диаметр стебля, число цветков, процент завязавшихся бобов, а также число и масса семян. В опытах А.И. Кононович (1977) лучший рост сои отмечал при 80% влажности от полной влагоемкости почвы. Ее понижение отрицательно сказывалось на росте.
В наших опытах наиболее интенсивным ростом в начале вегетации также отличались раннеспелые сорта. К концу вегетации по высоте стеблестоя они лишь немного уступали более позднеспелым формам, а Быстрица 2 селекции ВНИИМК имел даже наибольший линейный рост - 83 см.
Большой интенсивностью роста из группы среднеспелых сортов отличается сорт Лань, селекции ВНИИМК. К концу вегетации в среднем за 1998-200С гг. максимальная высота стеблестоя по этому сорту составила 64 см, что на 6 см выше, в сравнении с районированным сортом Ходсон.
Сорта сои, отвечающие требованиям современного сельскохозяйственного производства должны обладать высокой устойчивостью к полеганию. Полегание ухудшает условия светового режима растений, нарушает нормальную циркуляцию воздуха в посеве и усиливает распространение болезней.
Обладая высоким и недостаточно прочным стеблем некоторые сорта (Армавирская 15, Быстрица 2, Фора) в 1997-1998 гг. к концу вегетации имели склонность к полеганию. Однако после полного сбрасывания листьев растения выпрямлялись, что позволяет проводить комбайновую уборку без потерь.
В период созревания наибольшей дружностью и быстрым сбрасыванием листьев отличаются растения среднеспелых сортов. Связано это с тем, что созревание сортов этой группы проходит в оптимальных условиях, при постепенном снижении среднесуточных температур воздуха от 17-18 до 14-15С. Более позднеспелые сорта при недоборе температур в период вегетации созревают при низких среднесуточных температурах, в связи с этим плохо сбрасывают листья: стебли и бобы подсыхают медленно.
