Биологические особенности и технология возделывания сои

     Введение 

     Сельское  хозяйство России представляют две  основные отрасли: растениеводство и животноводство. В настоящее время они имеют почти одинаковый удельный вес в составе валовой продукции сельскохозяйственного производства.

     Главный предмет труда отрасли растениеводства— зеленое растение. Находясь в сфере земледельческой практики, экономических и других общественных отношений, оно выступает не только предметом, но и орудием труда. Как предмет труда растения испытывают на себе влияние человека в процессе улучшения и создания новых сортов, выбора предшественников в севообороте, норм посева и др. Как орудие труда они преобразуют кинетическую энергию солнечного света в потенциальную энергию органических соединений.

     Важная  особенность растениеводства (под  которым в широком смысле понимают земледелие)— его сезонность. Это связано с тем, что в обычных условиях растения способны давать урожай только в безморозный период.

     Занимаясь растениеводством, человек сталкивается со многими постоянно изменяющимися условиями. Чтобы обеспечить растение необходимыми факторами жизни, требуется в определенной мере соответственно изменять и окружающую его среду.

     Для создания наиболее благоприятных условий  жизни растений большое значение имеет своевременное и высококачественное выполнение всех полевых работ (обработка почвы, внесение удобрений, посев, уход, уборка урожая). Опоздание с проведением этих работ или низкий их уровень могут резко снизить урожай и ухудшить качество продукции.

     Устранить недостатки, допущенные в агротехнике полевых культур, очень сложно, а иногда и невозможно. Поэтому в растениеводстве требуется строгий учет всех условий, определяющих конечный урожай сельскохозяйственных растений.

     Растениеводство тесно связано с животноводством, которому оно дает грубые, сочные и концентрированные корма и получает от него органические удобрения, необходимые для выращивания высоких и устойчивых урожаев, особенно на малоплодородных почвах.

     Отрасль растениеводства охватывает полеводство, овощеводство, плодоводство, виноградарство, цветоводство, луговодство, лесоводство. Но как научная дисциплина растениеводство рассматривает только полевые культуры: зерновые, зерновые бобовые, картофель, кормовые, бахчевые, прядильные и некоторые другие.

     В настоящее время растениеводство и агрономическая наука в целом накопили достаточно знаний об условиях, необходимых для роста и развития культурных растений и проявления ими наивысшей продуктивности. Теперь уже можно с определенной точностью программировать получение урожая заданного уровня с учетом биологических особенностей растений, сорта, природных условий и комплекса агротехники.

     Агротехника любой полевой культуры должна обеспечивать высокие и устойчивые урожаи наилучшего качества при наименьших затратах труда и низкой себестоимости продукции. Она должна включать следующие основные приемы: подбор сортов (гибридов), обладающих в местных почвенно-климатических условиях наиболее ценными хозяйственно-биологическими свойствами; выбор наилучших предшественников в севообороте; систему, обработки почвы и применение удобрений, подготовку семян к посеву; посев (сроки и способы, норма и глубина посева); уход за посевами; уборку; первичную обработку собранного урожая.

     Учитывая  это, растениеводству можно дать следующее определение: растениеводство — это наука, изучающая разнообразие форм и сортов полевых растений, особенности их биологии и наиболее совершенные приемы выращивания высоких урожаев наилучшего качества при наименьших затратах труда и низкой себестоимости продукции.

     1 Агроэкологические условия хозяйства

     1.1 общая характеристика  предприятий

     ООО «Агрофирма Евросервис-Беково»

     Общество  с ограниченной ответственностью «Евросервис-Беково»  зарегистрировано 15.02.2001 года, свидетельство  о регестрации № 250. С 29 августа 2008 года ООО «Евросервич-Беково» преобразованно в ООО «Вертуновское».

       Основное производственное направленрие- произодство зерна и сахорной  свеклы с молочно-мясным скотоводством  и свиноводством. В структуре  товарной продукции удельный  вес выручки в среднем за  последние три года составил: Сахарная свекла-37,1%, зерно-36,1%, молоко-6,1%, мясо крупного рогатого скота-4,1%, продукция свиноводства-2,1%, Земельная площадь по состаянию на 1 января 2009 года составляют 20076 га пашни.

     Территория  агрофирмы расположена в степной почвенно-климатической зоне, в подзоне выщелочных и тиничных черноземов. Преоблажающим типом почв являются черноземы типичные и выщелочные среднегумусные, среднемощные. По механическому составу почвы преимущественно глинистые и среднесуглинестые.

     Транспортные связи внутри хозяыства осуществляются по грунтовам дорогам. Администроативно-хозяйственным центром является село Вертуновка, расположенное на расстоянии 10 км от раенного центра поселка Беково и на расстоянии 160 км от областного центра города Пенза. Ближайшая железодорожная станция находится на расстоянии 4 км в селе сосновка. Ближайшими пунктами реализации сельскохозяйственной продукции являються: зерно- эливатор, сахарная свекла- Бековский сахарный завод, молоко- молокозавод поселка Беково.

     Среднегодовое количество работников 454 человека.

     Стоимость основных средств-228,3 млн.руб. По состоянию  на 1 января 2009 года в хозяйстве имеется 105 тракторов, 110 автомашин, 25 зерноуборочных и 4 свеклоуборочных комбайнов «  Холмер», 8 прочих комбайнов.

     Поголовье животных среднегодовое (9 месяцев 2008 г  /12) с января по сентябрь 2008г.: крупного рогатого скота -1276 голов, в том число 481 гол коров, свиньи-1026 голов. Крупный рогатый скот размещен на пяти молочно- товарных фермах, свиньи- на двух свинофермах.

     Кроме того, для проведения рамонта техники  имеются 3 механические мастерские, 3 автогаража для постановки и ремонта автомобилей, 4 механизированных тока с зерноскладами  для подработки и хранения зерна, строительный цех, комбикормовая мельница, мукомольная мельница, пекарня, элеватор.

     Организационно-производственная структура-цеховая с тремя отделениями

     Земельная площадь используется полностью. В  структуре посевнйх площадей в среднем  за три года зерновые занимают 66,1 %, сахарная свекла-16,5%, кормовые культуры-11,1%, чистый пар-6,2% 

     1.2 Схемы основных севооборотов,структура посевных площадей

     Севооборот 

     Пар- зерно-пропашные.

     Пар

     Озимая  пщеница

     Сахарная  свекла

     Яровая  пшеница

     Ячмень

     Табл 1 - Структура посевных площадей

Из таблицы 1 видно что структура посев  площадей в 2008 году больше и используется эффективнее.  

     Табл 2 - Урожайность основных с/х культур, ц/га 

     За  счет увелечения посевных площадей и урожайности увеличивается ежегодно и валовый сбор сельскохозяйственных культур.

     Табл 3 - Валовый сбор основных с/х культур,т

     Отрасль растеневодства полностью обеспечивает животноводство собственными кормами. Породный состав КРС-черно-пестрая, свиней-крупная-белая.

     1.3Сорта  и гибриды

     Сахарная  свекла: «Манон», « фрея», « Доминика», « Маша»

     Яровая  пшеница: «Юлия», «Кинельская-59», «Тризо», «Тулайковская 10»

     Ячмень: «Одесский-100», «Пивоваренный»

     Овёс: «Скакун»

     Гречиха: «Дикуль»

     Бобы: «Пензенские»

     Кукуруза: «Росс-145»

     Однолетние  травы: вика, овес

     Многолетние травы: козлятник, люцерна

     Озимая  пшеница: «Безенчукская-380»

     Озимая  рожь: «Саратовская-7»   [22]

2. Хозяйственное значение и использование сои

      Соя — важнейшая белково-масличная  культура мирового значения. Ее семена содержат в среднем 37—42% белка, 19—22% масла и до 30% углеводов; вегетативная масса, убранная в фазу налива бобов, богата белками (16—18%), углеводами и витаминами. По аминокислотному составу протеин сои близок к белку куриных яиц, а масло относится к легкоусвояемым и содержит жирные кислоты, не вырабатываемые организмом животных и человека.

      Благодаря богатому и разнообразному химическому  составу соя широко используется как продовольственная, кормовая и техническая культура. Она не имеет равных себе в этом отношении. Так, по содержанию лизина он не уступает сухому молоку и куриному яйцу. Он на 85-90 % растворим в воде и хорошо (80 - 95 %) усваивается. Глицинин способен створаживаться.

      Соевое  масло полувысыхающее (йодное число 107 - 137). Его используют для пищевых  и технических целей. В нем  преобладают ненасыщенные жирные кислоты - олеиновая (до 25 %), линолевая (43 - 59 %) и  линоленовая (7 - 10 %); насыщенных кислот мало - около 15 %. По питательности и усвояемости оно близко к подсолнечному маслу и мало уступает коровьему. В соевом масле много полезных веществ -фосфатиды, каратиноиды, витамины и др. Из витаминов в семенах сои содержатся: B₁ – 11 - 17 мг/кг, В₂ - 2,1 - 2,7 В3 – 13 - 16, В₆ – 4 - 9, РР – 22 - 34, Р – 1000 - 1600, К - 1,5 - 2,5, С – 100 - 200 мг/кг и др. В масле содержание ряда витаминов больше, чем в семенах [6].

      По  белковому комплексу и содержанию незаменимых аминокислот (лизин, метионин, триптофан и др.) соевый протеин ближе к белкам животного происхождения, поэтому организмы животных и человека затрачивают минимальные усилия для преобразования соевого белка в белки своего тела. Высокая растворимость соевого альбумина в воде (до 94%) делает его легкоусвояемой пищей для людей и ценным кормом для животных и птицы.

      Соя универсальна, она имеет большое  многостороннее, продовольственное, целебное, кормовое, техническое и агротехническое значение. Помимо масла, основными пищевыми продуктами, вырабатываемыми из сои являются: соевое молоко, тофу, окара, текстурированный соевый  белок (ТСБ), соевые изоляты и другие. Из семян сои получают продукты для изготовления нескольких сот разнообразных изделий. В мировой практике соевое зерно в основном используется для переработки на масло, а шрот и жмых - для кормовых целей как ценные высокобелковые добавки к комбикормам. В пищевой промышленности широко применяется обезжиренная соевая мука для приготовления хлебобулочных, крупяных и кондитерских изделий. Соевое масло находит также применение в мыловаренной и лакокрасочной промышленности. Белковые соевые изоляты потребляются в текстильной, парфюмерной, фармацевтической, бумажной промышленности и для других технических целей [9].

      На  корм скоту может использоваться и зеленая масса сои как для непосредственного скармливания, так и для заготовок силоса, сена, сенажа, травяной муки, гранул. Соевая солома, содержащая в 1ц около 3% белка и 30 кормовых единиц, является также хорошим кормом. Из нее можно делать кормовую муку, гранулы или смешанный (с ботвой сахарной свеклы или зеленой массой кукурузы) силос [4].

      На  земном шаре, в том числе и в  нашей стране, ощущается дефицит  протеиновых кормов и высокобелковых пищевых продуктов. Соя не только дает отличный белковый корм, но и в значительной степени используется для приготовления ценных пищевых продуктов в таких странах, как Китай, США, Индонезия, Япония, Филиппины, и некоторых других.

      Соя является также важным масличным  растением. В мире ежегодно производится 8,5-9,2 млн. т соевого пищевого масла, которое широко используют для приготовления маргарина, шортингов, майонеза и других высококалорийных продуктов питания [5].

      Химический  состав семян сои отличается благоприятным  сочетанием не только протеина и жира, но и наличием биологически активных веществ: фосфатидов (2,5%), комплексом витаминов, минеральных легкоусваемых солей (Са, К, Мg, Р). Столь богатый набор биологически активных веществ побудил к широкому и универсальному использованию сои для пищевых, кормовых и технических целей [11].

      Велико  диетическое значение продуктов  из сои. В отличие от мяса соя не содержит холестерин и насыщенные жирные кислоты, которые приводят к сердечным  болезням, раку и остеопорозу. Замечено, что соя эффективно снижает уровень  холестерина в крови, оптимизирует содержание глюкозы в ней при диабете, способствует укреплению костей, предотвращает развитие болезней сердца и кровеносных сосудов, уменьшает риск образования камней в почках и печени [14].

     Соевые  жмых и шрот—важнейшие ингредиенты, улучшающие качество комбикормов при добавлении в количестве 5—15%. Без сои почти невозможно всестороннее сбалансирование комбикорма для промышленного птицеводства, свиноводства и высокопродуктивного молочного животноводства (удои коров превышают 5—6 тыс. кг в год) [10].

      Соя, как источник высокоценного белка, имеет важное значение и в кормлении  скота. На корм используют жмых, шрот, муку, зерноотходы, зеленую массу, травяную муку, сено, силос и солому сои. Добавление лишь 10-15 % шрота в рацион делает его  полноценным по протеину и аминокислотному составу. Корма из сои высокопитательны: 1 кг семян сои содержит 1,38 к.ед. и 380 г перевариваемого протеина, 1 кг соевой муки - 1,20 и 375, шрота 1,21 и 420, жмыха - 1,19 и 410, зеленой массы -0,21 и 35, сена - 0,51 и 140, соломы - 0,38 и 48, травяной муки - 0,69 и 120, кукурузно-соевого силоса - 0,15 и 22. Сою на корм используют обычно в смеси со злаками (кукуруза, сорго, суданская трава и др.) [13].

      Из  зернобобовых культур соя лучше  других растений сочетается с кукурузой  при выращивании на силос, так как максимальный урожай зеленой массы у этих культур формируется одновременно в конце августа — в сентябре, и они отличаются хорошей биологической совместимостью [3].

     Длительное  возделывание сои человеком способствовало детальному освоению агроприемов ее выращивания, а труд многих поколений земледельцев и народных селекционеров превратил это растение в культуру, хорошо приспособленную к механизированному проведению всех технологических процессов выращивания — от посева до уборки [7].

      Высока  и экономическая эффективность  возделывания сои: каждый гектар ее посева при урожае 20—25 ц/га дает 500—700 руб. чистой прибыли. Соя—наиболее дешевый  и повсеместно доступный источник высококачественного протеина. Так, если стоимость 1 т белка мясо-костной муки составляет 1220 руб., а рыбной— 1100 руб., то 1 т белка сои стоит лишь 80—100 руб. Немаловажно и то, что соевый белок можно получить (т. е. выращивать) в хозяйствах, где откармливают животных. Из соевой муки приготовляют искусственное молоко для выпойки поросят и телят, которым можно заменить цельное молоко [8].

      С развитием производства риса, кукурузы, пшеницы, сахарной свеклы, проса и  других культур, богатых углеводами, острее ощущается дефицит белка, больше требуется выращивать зернобобовых культур, в частности сои, для сбалансирования пищевых и кормовых рационов по протеину. Поэтому в развитых странах бобовые и зернобобовые культуры занимают 10—12% площади полевых севооборотов. Те страны, которые расположены южнее 48—50° с. ш., из зернобобовых культур отдают предпочтение сое как наиболее ценному белково-масличному растению. Включение соевых кормов в рационы скота и птицы позволяет снизить расходы на единицу продукции при одновременном росте продуктивности и улучшении качества мяса, молока, шерсти [12].

      Велико  агротехническое значение сои прежде всего как азотфиксирующей культуры. При инокуляции нитрагином (ризоторфином) в условиях оптимальной влажности  она накапливает в почве значительное количество (40-60 кг/га) азота и поэтому  является хорошим предшественником зерновых и других не бобовых сельскохозяйственных культур. При  усиленной  фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями на корнях соя на 40—70% своей потребности в азоте удовлетворяет за счет содержания его в атмосфере. Обладая активной усвояющей способностью корней, соя использует малодоступные и труднорастворимые для злаков минеральные соединения не только из пахотного горизонта, но из более глубоких слоев. Соя может успешно использоваться и в качестве зеленого удобрения [1].

     Соя—весьма  пластичное растение, с огромным ареалом, простирающимся от зоны вечной мерзлоты (на 54—56° с. ш. на Дальнем Востоке  СССР, в Швеции и Канаде) до тропических  широт (страны Африки, Индонезия). В  южном полушарии сою выращивают на больших площадях в странах Латинской Америки и в Австралии, где зона ее возделывания достигает 48—50° ю. ш [2].

     Сфера применения сои продолжает расширяться. Если с древнего времени в странах  Юго-Восточной Азии она известна в основном как продовольственная  культура, то с продвижением в страны Европы и особенно в США утилизация сои значительно расширилась. Она стала неотъемлемой частью комбикормовой, текстильной, лакокрасочной, мыловаренной, парфюмерной, фармацевтической, пищевой и ряда других отраслей промышленности. Все это обусловливает большое народнохозяйственное значение сои (Мякушко Ю.П., 1972). В связи с ростом народонаселения и увеличением потребностей в высококачественных белковых продуктах есть основания полагать, что к XXI столетию соя получит дальнейшее распространение как важнейшая продовольственная культура. [8]

     3 Ботанико-биологические особенности сои

     3.1.ботаническая  характеристика

     Соя относится к семейству Бобовые (Fabaceae). В культуре представлена одним  видом — Glycine hispida Maxim., который делится  на 6 подвидов (по В. Б. Енкену). Важнейшими из них являются: маньчжурский (subsp. manshurica Enk.), славянский subsp. slavonica Kov. et Pinz.), китайский (subsp. chinensis Enk.), индийский (subsp. indica Enk.), корейский (subsp. кога-jensis Enk.). Большинство возделываемых в РФ сортов сои относится к маньчжурскому подвиду.

     Соя — однолетнее травянистое растение с прямостоячим, ветвистым, неполегающим стеблем, покрытым рыжими или белыми волосками, высотой от 60 до 100 см (с  колебаниями от 20 до 200 см). Корневая система стержневая, проникает в почву на 1,5—2 м, основная масса корней распространяется в слое —50 см.

     Листья  сложные, тройчатые, длинночерешковые, с крупной овальной или яйцевидной листовой пластинкой, сильноопушенные. При созревании листья опадают. Цветки мелкие, белой или фиолетовой окраски, собраны по 3—8 в кистеобразное соцветие, расположенное в пазухах листьев. Соя — самоопылитель, но наблюдается и перекрестное опыление.

     Плод  — боб мечевидной или саблевидной  формы, опушенный. Семена различной  величины, овальные или шаровидные, слегка сплюснутые или плоские, желтой, коричневой, зеленой или черной окраски. Масса 1000 семян в зависимости от сорта и условий выращивания колеблется от 50 до 400 г, у большинства возделываемых в нашей стране сортов — от 100 до 250 г. 

     3.2.Биологические особенности 

     Рост  и развитие. Вегетационный период сои составляет 100— 130, реже 160 дней. Выделяют следующие фазы ее роста и развития: всходов, ветвления, бутонизации, цветения и созревания.

     Для набухания и прорастания семян  сои требуется воды 130—160% сухой массы. Через 2—3 дня после набухания начинает развиваться корешок, затем появляются корневые волоски. Одновременно растет подсемядольное колено (согнутое), которое пробивает почву и выносит на поверхность две семядоли. Через 3—4 дня после появления семядолей раскрываются при-мордиальные листья. Фаза всходов наступает обычно через 8— 10 дней после посева. В течение недели после всходов проросток использует питательные вещества семени.

     В начальный период соя растет очень  медленно. За первые 20—25 дней после всходов растения достигают высоты 15— 20 см. Первый тройчатый лист образуется через 5—7 дней после появления всходов. Последующие листья в зависимости от сорта и условий выращивания появляются через 4—7 дней.

     С появлением третьего — пятого листа начинается ветвление стебля. С этого времени стебель интенсивно растет вплоть до-цветения, затем рост его почти прекращается, заканчивается и листа- образование.

     Цветение  у скороспелых сортов сои начинается с появлением пятого-шестого листа, то есть в начале развития боковых побегов, а у позднеспелых — через 30—45 и более дней после всходов. Цветение у сои растянутое, продолжается 15—40 дней и больше и зависит от сортовых особенностей и погодных условий. Начинается оно с цветков, размещенных в нижней части стебля, затем распространяется вверх по стеблю. В таком же порядке происходит плодообразование и созревание плодов.

     Одновременно  с цветением интенсивно растут стебель  и листья, что создает напряжение в обеспечении растения водой  и питательными веществами. Обычно через 10—14 дней после начала цветения в нижней части растения появляются бобы. В период налива семян рост вегетативной массы прекращается, начинается отмирание нижних листьев. От цветения до начала созревания бобов проходит 40—60 дней. Созревание семян длится 11—20 дней.

     Соя — хорошо облиственное растение. Наибольшей величины площадь листьев достигает  в период массового цветения и  составляет 60—115 тыс. м² и больше на I га. В фазе полной спелости семян все листья опадают.

     Корневая система сои растет медленнее, чем надземная масса. Корень углубляется в почву на 1,5—2 м. Рост корней продолжается до начала образования семян. Наиболее интенсивно они растут в период от ветвления до цветения. Азотфиксирующие бактерии проникают в корни сои через корневые волоски, в месте проникновения из разрастающейся ткани корня через 7—12 дней после появления всходов образуются клубеньки.

     Через 2 недели после всходов азотфиксирующие  бактерии начинают усваивать азот из воздуха и могут полностью  обеспечить растение этим элементом питания. Клубеньки развиваются в основном на корнях, расположенных в пахотном слое. Лучшему развитию клубеньков способствуют хорошая аэрация почвы, оптимальная влажность и температура, наличие питательных веществ. Эти условия благоприятны и для роста сои. Важное значение имеет также обработка семян нитрагином.[20]

     Отношение к температуре. Соя — теплолюбивое растение с продолжительным вегетационным периодом. Для формирования нормального урожая необходима сумма активных температур 1700—1900°С для среднеспелых сортов и 3000—3200 °С — для позднеспелых. Биологический минимум температуры равен 10 °С, но в отдельные фазы он различен. Минимальная температура прорастания семян сои 6—7 °С, оптимальная 20—22 °С, дружные всходы появляются при температуре 12—14 °С. Всходы могут переносить кратковременные заморозки до —2, —3°С. Наиболее высокую потребность в тепле соя испытывает в период формирования репродуктивных органов (21—23 °С) и цветения (22—25 °С). При температуре ниже 17°С цветение прекращается. Для формирования высокого урожая лучшая температура 18—25 °С. При 35 °С и выше наблюдается опадение бутонов и цветков. Налив семян прекращается при снижении температуры до 10—14 °С. Клубеньки лучше развиваются при 22—25 °С. Для накопления жира в семенах благоприятна температура 21— 26 °С. При повышенной температуре во второй период вегетации усиливается синтез жиров, снижается содержание углеводов.[19]