Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АЗОТФИКСИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ СОИ РАЗЛИЧНОЙ СКОРОСПЕЛОСТИ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "АЗОТФИКСИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ СОИ РАЗЛИЧНОЙ СКОРОСПЕЛОСТИ"



На правах рукописи

ДЖАКУСКО Баба Букар

АЗОТФИКСИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ СОИ РАЗЛИЧНОЙ СКОРОСПЕЛОСТИ

Специальность 06.01.09 — растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2006

Диссертапиопная работа выполнена на кафедре растениеводства ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева

Научный руководитель* доктор сельскохозяйственных наук, профессор

|Г.С. Посып»нов|

Официальные оппоненты: допор сельскохозяйственных наук, профессор Дебелый Геннадий Андреевич

кандидат сельскохозяйственных наук Батепчук Алла Борисовна

Ведущая организация- Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имена Д.Н Прянишникова (ВНИИА)

Адрес 127550, Москва, Тимирязевская ул , д. 49, телефакс 976-24-92 Ученый Совет РГАУ - МСХА имени КЛ. Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева

Приглашаем вас принять участие в работе совета или прислать свой отзыв ь -экземплярах, заверенных гербовой печатью, по адресу указанному выше

Автореферат разослан« » ОКтм^"2006 г.

Зашита состоится « ^ / » <?К диссертационного совета К220 043 01 при!

»

і А 2006 г РГАУ-МСХА

2006 г в « » час ва за,

- МСХА имени К.А Тимирязева

» час на заседании

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.Г. Тазина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В период интенсивного роста населения планеты растет потребность в бельковых высокоэнергетических продуктах растительного происхождения, в связи, с чем неизмеримо возрастает значение зернобобовых культур. Ученые всего мира, работающие с зерновыми бобовыми культурами, считают своей главной целью увеличение производства пищевого и кормового растительного белка, и наряду с этим, сою рассматривают как средоулучшающую культуру в севообороте.

Соя (Glicine hispida L.) — культура самого разнообразного использования. Во многих странах, где она выращивается для самых разнообразных целей, одна из самых увлекательных в современном сельском хозяйстве. Это связано с химическим составом ее семян, которые содержат 29-52% полноценного белка, сбалансированного по аминокислотам, 16-27% жира и около 20% углеводов. Кроме того, при благоприятных условиях симбиоза соя способна удовлетворить потребность в азоте за счет симбиотической фиксации азота воздуха. Благодаря уникальной экологической пластичности, соя возделывается более чем в 82 странах мира на площади около 74,1 млн. га, (FAO, 2002). В тоже время во многих соесеюших странах условия окружающей среды не всегда соответствуют требованиям биологии растений, что неблагоприятно сказывается на их семенной продуктивности (Романов В.И., 1983).

Селекционеры этих стран интенсивно работают над выведением холодостойких, скороспелых и одновременно высокопродуктивных сортов, приспособленных к местным почвенно-климатическим условиям.

В академии им. Тимирязева профессором Г.С. Посыпановым с его учениками в восьмидесятые годы прошлого века впервые созданы и районированы в Центральном Нечерноземье России сорта сои северного экотипа, не имеющие аналогов в мировом соеводстве.

Испытание для возможного возделывания скороспелого сорта сои Лада в сравнении с сортом северного экотипа Светлая, оценка их по биохимическому составу и уточнение способов посева представляет теоретический и практический интерес.

Цель исследований. Состояла в апробировании методику определения границ возможного распространения нового сорта сои по биологической сумме активных температур, и дать сравнительную оценку азотфиксирующей активности и белковой продуктивности ультраскороспелого сорта сои северного экотипа Светлая и скорое; ~ " ———*

Нечерноземья

Задачи исследований. В про

следующие задачи:

1- Сравнить симбиотическую и фотосинтетическую деятельность посевов новых сортов сои северного и южного жотипа в условиях Центрального Нечерноземья, их семенную upo n ктишюсть и качество урожая

2- Изучить динамику формирования симбиотического аппарата -количество и массу клубеньков, образования и разрушения пеггемоглобина, продолжите тьность общего и активного симбиоза

3- Рассчитать обший и активный симбиотический потенциал, удельную активность симбиоза кошчество биологически фиксированного азота воздуха, доля уч_сгия эгого источника азота в питании растений в зависимости от условий выращивания

4- Определить содержание азота в отдельных органах и накопление его растениями в зависимости от ветчины симбиогичесчого аппарата

5- Изучить биохимический состав семян новых сортов сои, изменения содержания бе 1ка

Объекты исслеювдний. Сорт сои северного зкотипа - «Светлая», созданный специально дня vc-ювий Центрального Нечерноземья и южный сорт селекции НИИ Мае шчных ку тьтур «Лада»

Научная новизна, Исс гедованиями дано обоснование климатических границ воздетывания скороспелого сорта «Лада» в сравнении с ульграскороспелым сортом сои северного экотипа «Свепая», проведено сравните льное изучение формирования и активности симбиотического аппарата, фотосинтетическои деягешности посевов и семенной продуктивности изучаемых сортов при разной ширине междурядий

Практическая значимость. Определение блотогической суммы активных температур схороспетош ^орта Лада позволит обосновать северную границу устойчивого созревания ее семян и района возможной интродукции сорта Сравнительное изучение его о ультраскороспелым сортом сои северного жотипа Светлая, позволяет определить сортовые достоинства зтих сортов и целесообразнойь их интродукции

Апробация работы. Материалы опубликованы в трех печатных работах Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изтожена на 116 страницах машинописного текста, включает 28 таблиц и 5 рисунков в тексте, 14 табгиц в приложении Состоит из введения, об юра титературы, экспериментальной ч<или, выводов и предложений производству Список использованной титературы включает 151 наименований, в том числе 67 иностранных

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение: показано состояние соеводства в мире, обоснована актуальность научная новизна и практическая значимость работы

Глава 1. Обзор литературы. В главе обобщено литературные сведения об азотфиксируюшая активность и продуктивность сортов сои различной по скороспелости" отражено народнохозяйственное значение сои, показана биологического азота в питании бобовых культур, Особенности азотного питания бобовых культур, Условия активного бобоворизобиального симбиоза. Рассмотрены методы определения актуальной активности симбиоза. Определены цель и задачи исследований.

Глава 2. Место, условия н методика проведения исследований.

Полевые опыты проведены на Опытной станции полеводства РГАУ-МСХА в 2004 и 2005 годах. Почва полей Опытной станции полеводства РГАУ-МСХА, дерново-подзолистая, среднесуглинистого гранулометрического состава. Реакция почвенного раствора - рД^,. 5,8-6,1, оптимальная для возделывания сои сортов северного экотипа. Содержание гумуса 2,0-2,1%, типичное для дерново-подзолистых почв Подмосковья. Содержание легкогидролизуемого азота среднее 69-72 мг/кг, обменного калия 128 мг/кг повышенное, содержанием подвижного фосфора (по Кирсанову) - высокое — 220-225 мг/кг сухой почвы. Для гарантированной обеспеченности растений молибденом семена перед посевом обрабатывали молибдатном аммония из расчета 30 г Мо на гектарную норму семян. Другие минеральные удобрения в опытах не применяли.

Метеорологические условия вегетационных периодов 2004-2005 гг., как следует из данных метеорологической обсерватории им. В.А. Михельсона РГАУ-МСХА (рис.1 и 2) значительно отличались друг от друга и от среднемноголетних значений.

В схему опытов для всех сортов включены междурядья: традиционные — 70 см; для мало ветвящихся сортов - 45 см и для сортов сои северного экотипа — 20 см. Посев ручной с нормой высева 500 тыс. всхожих семян на гектар. Перед посевом семена инокулировали активным штаммом ризобий. Общая площадь опытного участка - 448,5 м2 повторность опытов четырехкратная, площадь одной делянки 12 мг . Срок посева - первая декада мая. Прополка сорняков по мере их появления, уборка ручная.

Наблюдения и учёты в опытах проводили в соответствии с методикой Г.С. Посыпанова, изложенной в книге "Методы изучения биологической фиксации азота воздуха" М.: ВО "Агропромиздат", 1991.

Исследования проводили по общепринятым методикам. Определяли химически состав почвы и растений, влажность почвы, полевую всхожесть, густоту стояния растений в начале и конце вегетации. Биометрический анализ растений проводили с четырех повторностей каждого варианта по фазам развития растений, где учитывали количество и массу клубеньков, содержание

)еггемопооина в них 1.15; опрс 1ечя 'и обший (ОСП) и активный (АСП) симбиотичесиш готенциал птошадъ шстьев накотение сухой массы по органам, рассчитывали Фотосинтетический по!ешшал (ФСП) и чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) количество симбиогического фиксированного азота во;.и\ха опредемли по величине удетьной активности симбиоза и АСП

Алреть Май Июнь Июль Атлет -С-влнмемнопшешие - » -»004 д 2005

Алредь Май Июнь Июль Август □ Срсшие много™я™е ■ 2004 а 2005

Рис 1 ,г 2 \!е~горо лгиче.-кие данные вегсташ'очнь,,! период

Резу 1ьтаты учета урожая подвер,ались уатематическои обработке методом чисперслояного анализа (Доспехов Б А, 1985, SPSS for windows. Version 9 L se' manual)

РЕЗУЛЬТАТЫ 1 ICC ль ловл muí И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Глава 3. Снмбиотнческли деятельность посевов сон в Центральном Нечерноземье

Приведены данные по динамике формирования к пбеньков и содержания в них теггемопобина, ве шчине ОСП и АСП, УАС и количестве фиксированного дзота воздуха

Исследования показали что по зеем вариантам образование клубеньков происходи ю на 1и-14 день посте всходов, а через 4-7 дней в них появлятся красный пигмент - -ci г емол гобин (Лб), обеспечивающий энергетические центры кис юродом и способствующий высвобождению энергии для фиксации азота воздуха В фазе потного налива семян клубеньки начинали зе !енеть и Лб переходил в хотегтобин (Хб) В конце вегетации к-убеньки отмирали Продолжитетьность общего симбиоза в 2005 i состави ia для сорта Светтая 80

дней, из них активного — 71 день, а у сорта Лада соответственно 81 и 89 дня (Табл. 1).

1 .Продолжительность общего и активного симбиоза сои (дней). 2004-2005 гг.

Год | Сорт | Симбиоз і 1 Ширина междурядья, см

20 45 70

2004 Светлая ! Активный 69 74 1 70

і Обший 78 83 78

і Активный ! 72 73 78

1 Общий ! 84 85 87

; 2005 і ^ і Активный | 71 76 72

і Общий ! 80 і 84 81

і Активный І 81 ; 83 1 86 " ада і Общий ! 89 1 91 і 95

Количество клубеньков в меньшей степени характеризует активность симбиотической системы, однако коэффициент корреляции между численностью клубеньков и нитрогеназы может быть довольно высоким —0,91 (Садыков Б.Ф., Каппушев А.У., Зуева Л.Д., 1983).

Количество клубеньков в наших опытах увеличивалось в первую половину вегетации, достигая максимума в фазу полного налива семян (Таблица 2 и 3).

2. Величина симбиотической аппарата разнотипных сортов сои в 2004 г.

Сорт Междурядья, Количество клубеньков, шт/м* Масса ютубенькоагАї1

см Цветение і ПНС* ПС** Цветение ПНС* ПС**

20 1318,3 } 1435,5 781,0 32,0 32,7 14,2

Светлая 45 1057,5 ! 1603,1 920,4 29,7 35,9 17,0

70 1005,0 І 1640,5 843,8 27,8 33,6 14,0

НСР„5 101,4 і 140,4 76,4 2,68 3,07 1,36

20 876,2 ' 1048,0 697,0 28,6 33,6 16,5

Лада 45 591,0 : 1265,3 785,0 18,9 36,8 17,2

70 703.8 і 1076,3 686,5 17,5 35,6 17,4

НСР05 і 41,9 71,7 37,1 1,17 2,18 1,53

ПНС* - Полный налив семян ПС*" - полное созревание

Максимальная масса клубеньков установлена в варианте с 45 и 70 см в 2004 году достигала 33,6-35,9 г/м2 или 336-368 кг/га.

3 Ве шчина (.имбготического аппарата разнотипных сортов сои в 2005_г_

Катичеспво кт.бенъков. шт. м* Масса клубеньков. I»'м* I Сорт 1 Междурядья Цв^те- ПНС* ПС** Цвете- Г1НС* ПС** I

см ние ние 1

20 1513 5 1655.3 901,5 , 32 5 , 37,7 1 16,7

| Светлая 45 1186 0 1770 5 1011 3 34 2 40,5 ; ¡ 19 5 1

70 1071,0 1878 3 100-* 8 34 7 40.7 17 8 1

НСРо* 113 11 154 12 87 56 3 04 3 57 1,62 i

20 1138.« 1608 3 938 6 36 0 43.2 •л 3

Лада 45 93Ь Ü 183S3 1б5б 8 27 7 48 1 24,6 1

70 1038 0 1859 8 841 i 26 7 í0 8 27,4

НСР«< 63 44 81 19 49 10 2 71 3 26 2 23

Г7НС* - По ШЫИ налив !.е\!ЯН ПС** "0)ИОСС)!реВ^ е

Динамика масал кл\беньков в юлы исследований отличалась по вариантам опыта н го сортам Наибольшей величины она достигала в фазе потного налива ^емян у обоих сортов (Таб I 4;

4 Динамика накоптеьля сь рои ма^сьг к~\беньков по фазам развития, кг/ га 2004 2005 гг

1 Год Сорт Фаза развития Ширина междч рядья см HCPos 1

20 45 70

2004 Светлая Гретии 25 37 34 1,88

2005 31 Г 39 36 2,19 '

2004 Лада 23 26 31 1 2,39 ■

2005 28 31 36 2,85

2004 Светлая 146 178 157 Я 87

2005 Цветение 153 193 165 9.32

2004 Лада 112 136 151 7,97

2005 125 132 187 8 18

2004 С.вст лая 329 384 331 17.67

■ 2005 Налив се\*ян 403 451 414 21.14

2004 Лада 310 33^ 362 16 04

2005 329 314 349 21 68

2004 Светлая 446 433 459 24.14

2005 Полный налив 613 689 574 28 31

2004 Лада семян 302 318 361 1643

2005 363 349 381 18 39

Динамика формирования симбиотического аппарата у сорта Светлая, проходила более активно, чем у сорта Лада. Уже к фазе цветения масса клубеньков была сформирована на 18-21% больше, чем сорта Лада. Эти различия сохранялись в течение всего периода вегетации сои (табл. 5).

Максимальная масса сырых клубеньков, в том числе и активных, была накоплена к фазе образования бобов и практически оставалась на том же уровне (401-494 кг/га у обоих сортов) до полного налива семян. Процесс увеличения массы клубеньков, в том числе и активных, у сои сорта Светлая, продолжался до фазы полного налива семян. У сорта сои Лада процесс перехода активных клубеньков в неактивные наблюдали в фазе половинного налива семян. Доля активных клубеньков в общей массе составляла 64%, а у сорта Лада — 73%. К фазе полного налива семян эти показатели составляли — соответственно 7,6 и 17,8%, но они уже не смогли повлиять на активность симбиоза.

5. Динамика формирования симбиотического аппарата сои, в среднем за 2004-2005 гт. ___

Показатель Единица измерения Светлая Лада НСРо5

Цветение

Масса сырых клубеньков кг/га 72,5 53,6

в том числе активных кг/га 72,5 53,6 5,67

Доля активных клубеньков % 100 100

Образование бобов

Масса сырых клубеньков кг/га 494,0 401,7 26,87

в том числе активных кг/га 365,0 329,8 20,84

Доля активных клубеньков % 73,9 82,1

Налив семян

Масса сырых клубеньков кг/га 525,0 415,0 28,30

в том числе активных 1 кг/га 385,0 266,0 19,53

Доля активных клубеньков і % 73,3 64, 1 і

Полный налив семян

Масса сырых клубеньков і кг/га 459,0 348,6 24,38

в том числе активных { кг/га 81,5 26, 4 3,37

Доля активных клубеньков ! % I 17,8 і 7,6

Глава [V. Фотосинтетнческая деятельность посевов в ипнснмостн от лктивностн симбиоза

приведены данные о росте и развитии растении, фотосинтетической деятельности госевов (тощадь тистьев, ФСП ЧИФ, накопление сухого вещества), урожайности семян сои и структуры урожая Проведен расчет суммы активных температур дчя каждого сорта Дана сравнитепьная семенная продуктивность сортов сои разных экотипов

В Центральном Не1ерноземье посев проводит в первой потовине мая Полевая всхожесть семян бо iee 85° о Густота всходов 460 тыс га Разтичия в развитии между сортами проявитесь только с начала генеративного периода В фазу бутонизации первым вступи i сорт Свет тая - через 8-10 дней вступит сорт Лада В такой же очередности наступит фазы потного налива семян и полной спетости В 2004 году из-за повреждения посевов птицами бьп произведен пересев 20 мая Соответственно все фазы роста и развития были сдвинуты

За два года опытов продолжите 1ьность вегетационного периода у сорта Свет чая была на 10-14 дней меньше, чем у сорта Л ала

Способ посева и ширина между рядии не оказывали влияния на срок наступления фаз развития

У обоих сортов и в вариантах с шириной междурядий 45 и 70 см отмечены тенденции к увеличению аетичины всех показателей фотосинтетической деятетьности тосевоь

Максимальная п .ошадь листьев установчена в 2005 году и достигала 43 тыс мг,га - у Сорта Саеттая и 42 ч2 га дта сорта Лада, что б шзко к оптимальной Плоиаль тистьев и ме та 1енденшно увешчиваться до периода налива потного налива семян за1сУ1 ыет опал иечi,ел

Фотоелнтетическии потенциал посевов изменя 1ся по периодам онтогенеза и годам опытов в зависимости от величины п юшади листьев Нарастание ФСП в течение вегетации происходите неравномерно В период третьего тройчатого шета цветения он был меньше чем от цветения до налива семян в два раза Анализ чистои продуктивности (Ьотосипте(а показывает, что наиботее продуктивно тистья сои работали в 2005 году у обоих сортов Что свидетельствует о ботее бтагоприятных устовиях иоздетывания (Табт Ь)

Различные ширины междурядья че оказали влияния на величину ЧПФ v обоих сортов Тем не менее, отмечается тенденция к более высокому ее значению в вариантах 4; и 70 см, чем на 20 см у обоих сортов Сорт Светлая, являющийся представите тем сортов северною жотипа, тучше условия фотосинтетическои деятельности создавала в варианте с 45 см, что на нош взпяд связано с ботее высокой интенсивностью пыле 1ения СО; В фазе цветения Светлая накапчивает две трехи сухой массы от максимального, при

этом доля листьев составляла 42 %, стеблей 34 %, корней с клубеньками - 24 % от общей биомассы растений. С переходом в генеративный период

6. Показатели фотосинтетической деятельности посевов 2004-2005 гг.

Показатель Сорт Год Ширина междурядья, см

20 45 70

Светлая 2004 28,6 36,1 30,4

2005 35,0 42,7 39,7

Максимальная площадь В среднем за 2 года 31,8 39,4 35,1

листьев, тыс. м2/га Лада 2004 23,2 24,5 29,8

2005 28,9 33,1 38,0

В среднем за 2 года 26,1 28,8 33,9

Светлая 2004 2183 2592 2294

2005 2672 2965 2708

ФСП, тыс. мг*дней/га В среднем за 2 года 2427,5 2778,5 2501

Лада 2004 1648 1799 2011

2005 1911 2096 2292

В среднем за 2 года 1779,5 1947,5 2151,5

Светлая 2004 4,3 5,8 4,5

2005 5,2 6,4 5,7

В среднем за 2 года 4,8 6,1 5,1

ЧПФ, г*м2 /в сутки Лада 2004 3,9 4,1 4,8

2005 4,3 5,0 6,1

В среднем за 2 года 4,1 4,6 5,5

прекращается рост растений в высоту, масса бобов нарастает до полного налива семян за счёт реутилизации пластических веществ из всех органов. В фазе полного налива семян снижается сухая масса листьев, по сравнению с фазой начала образования бобов, на 11%, стеблей на 38% и корней на 47%. Пластические вещества вегетативных органов реутилизируются семенами.

Доля семян в фазе их полного налива составляет 43-45% от общей биомассы растения, доля створок около 8%. После полного налива семян «Опустошённые» листья активно желтеют и опадают. У сортов сои северного экотипа они опадают практически одновременно со всего растения.

В наших опытах величины всех параметров, характеризующих структуру урожая, по всем вариантам были близки, что свидетельствует о большой пластичности и высокой приспособляемости сои к условиям произрастания.

В среднем за 2 года показатели структуры урожая по всем вариантам ширины междурядья были одинаковыми (Табл. 7, 8). В 2004 году заметно

снизилась \tai_cj семян на о.шо растение и масса 1000 семян, что привело к снижению био 'одического \pow ая по всем вариантам опыта В 2005 году этот показатель upojv ктивносги бьп достаточно высок структура урожая по всем

7 Структура урожайности сои по вариантам и годам опыта 2004 i

Показатель Единица Сорта Ширина междурядья см 1 НСР05 i

измер :и 45 70 1

Высота растений СМ 68 8 66 7 67 9 i

Количество бобов шт раст 26 36 i 29 2 25 1

Количество семян шт боб шт раст С зет™ ш 1 7 37 20 53 20 i 46 0 53 Г 2 ""Э

Масса семян г раст Ч 6 10 8 92 1.16

Масса 1000 семян г '30 5 146 2 141 0

Высота растений см 70,3 73 4 72 3

Количество бобов шт oacr 21 24 27 1.89

Количество семян 1111 боб Лада 1,7 1 ч 2 0 0 19

шт раст 36 44 37 3 80

Масса семян г раст э 6 6,1 7.2 0,22

, Масса 1000 ссчян г _128 131,9 138 3

вариантам ширины междурядий была достоверно выше, и био нл ическая урожайность существен! о о г тачались (Таб х 8 Структура урожайноеги сои го вариантам и годам опыта 2005 г

Показатель Един, Сорта Ширина междурядья см HCPU*

измер 20 45 70

Высота растений vM i 1 68.8 68 2 68 5

Количество бобов шт раст 24 37 I 42 1 69

Количество семян шт боб С ветлая i Ib 2.0 2 0 0 18

шт раст 38 58 46 4 11

Масса семян праст 92 ¡3 6 108 1 24

Масса 1000 семян i 141.4 146 8 143 0

Высота растений сМ 83 4 82 1 79 6

Количество бобов LLT рас- 36 38 41 2 77

Количество семян шт боб Лада 1 7 2 0 2,1 0 23

1 1 шт раст З1 46 41 3 64

Масса семян . раст 64 76 84 0,41

Масса 1000 семян [ 1 34 1 ПО 7 137 6

В таблицах 10 приведены данные у iJ рожая с ^ мян сои северного зкотипа

Светлая и южного сорта Лада ia два года опытов Повышение симбиотической активности не вызывало значите"ьного роста этих показателей и структуры \ рожайности

V рожайность семян сои ¡ависит о^ активности симбиоза Урожаи бобовых к\ лыур в частности ч>и - но рез\льтат фотос и нтети чес к о й, симбиотическои деятельности чосевов и корневой системы растений Обеспеченность растений элементами питания и з пер в vio очередь азотом, оказывает существенное в шяние на основные покалате ш сгр\ктуры vpoжaя чисто бобов, семян на одно растение массу 1000 семян и другие

Анализ данных урожайности показал, что при создании оптимальных условии для симбиотического азотфиксаши, соя способна без затрат азотных улобрении г звать урожаи семян 2 1 т га (Гай л О) Следует отметить что, несмотря на тосгаточно вы^окмо и близкчто по величине биологическую урожайность по всем вариантам из-за неудовлетворите 1ьного состояния посева у сорта Лада она была на 2 j а ra ниже, чем сорта Свет 1ая

9 Урожайность сортов сои раз"и шои по скороспелости, г/га 2004 2005 гг

Сорт Межд\рядья, см Урожайность по годам, т/га___Средняя ,

■_(В) (А) __ 2004 г 2005 г" _ J

20 1,35 1,48 1 42

Светтая 45 _1 88 2,08_I 1,98

1 60 1.76 Н 1.68

____________ 1,08 1,15___ 1,12

I Лада 125 1.31 1.28

_ ___ 1.42__1 52___1 60

HCP¡>* для фак Л 0,13 0 14

НСРос для фак В 0 12 0 11

НСР,к для час,ых различии 0,12 0 14

Наиболее 6iai оприятные условия симбиоза, фотосинтеза привели к уве шчению на 2 3-3 2 ц/га урожайности семян обеих сортов в 2005 г по сравнению с 2004 г

Глава V. Химический состав растений и качество урожая

Изложены pe ¡v ibran.] анализов го содержанию азота в органах растении, показана линамика их накопления ьынос и максимальное накопление Доля участия не i очников asoia в питаиии растении и формировании урожая семян сои

П

Содержание азота в отдельных органах растений увеличивалось с повышением симбиотических азотфиксации.

Изменение содержания азота в отдельных органах растений в генеративный период у разных сортов сои (Табл. 10). При благоприятных условиях симбиоза, содержание азота в листьях в фазу цветения было наибольшим. К фазе полного налива семян оно снижается в 1,5 раза, а к фазе полной спелости средние в 6,3 раза. Опустошенные листья опадают.

Содержание азота у сорта Светлая в стеблях в фазу цветения было 1,64%, а у сорта Лада 1,69%. К фазе полного налива семян оно снижалось в 2 раза в обоих сортах.

10. Содержание азота (% АСВ) в органах растений сои в онтогенезе в зависимости от условий выращивания. 2005 г._

Фаза развития Орган Ширина междурядья, см:

растений 20 45 70

1 2 3 4 5

Светлая

3-й тройчатый лист 4,19 5,48 4,93

Цветение Листья 4,87 5,54 4,74

Налив семян 4,94 5,77 4,84

3-й тройчатый лист 2,74 4,52 2,81

Цветение Стебли 1,65 2,01 1,66

Налив семян 1,45 1,84 1,36

3-й тройчатый лист Корни 1,78 2,17 1,83

Цветение 1,41 2,32 1,70

Цветение Клубеньки 6,24 6,87 6,01

Налив семян Бобы 1,71 1,87 1,64

Полная спелость Створки 0,54 0,61 0,56

Семена 6,58 6,91 6,83

Лада

3-й тройчатый лист 4,13 4,47 4,61

Цветение Листья 3,68 3,71 3,83

Налив семян 3,59 3,37 3,76

Полный налив семян 1,57 1,43 1,77

3-й тройчатый лист 1,75 1,81 1,87

Цветение Стебли 1,61 1,67 1,78

Налив семян 1,53 1,67 1,75

1 L _ 3 4 5

Полный налив семян С гебли 0.74 0 76 0 81

Полная спелость ■ 0 51 0 70 0,77

3-й тройчатый жст 1 76 1 60 1,81

I Цветение 1 Корни 1,34 1 39 1 40

Налив семян 1 31 1,48 1.57

і Полный налив семян 1 22 1.29 1.24

Налив семян Кл\6еньки 631 , 6 34 6 36

Бобы 3 58 3.51 і 3 61

По шый налив семян Бобы 3 71 1 3.41 3 39 1

1 Полная спелость Створки 1,21 1.11 1 1,87

Семена 5 22 5 54 5 81

В клубеньках со ержание a ¡oí а имеет сортовую специфичность и связано с активностью симбиоза В фазе цветения у сорта Светлая оно было 6,37% а самого скороспелого сорта Лада b,t>4° з, таким же оно сохранилось до фазы полного налива семян В семенах наибольшим - 6,91% было содержание азота v сорта Светлая в фазе полной спелости (Табл 10)

Урожайность семян сои в большей степени зависит от обеспеченности растений азотом поско 1ьку содержание его в семенах составляет 6 8% от абсолютно cvxoro вещества (Посыианов I С 1974, Посыпанов Г С , Русаков В В 1974) В связи с зтим, представляют теоретический и практическим интерес Сведения о том из каких источников поступает азот в семена, какова доля участия отдельных вегетационных органов в пополнении семян азотом, и сколько азота поступает непосредственно из почвы и воздуха в период налива семян

По величине АСП и V Л С мы рассчитали количество азота фиксированною из воздуха по вариантам опыта Использование растениями азота почвы находили как разность между общим потреблением и усвоенным из воздуха

Дот« участия источников азота в формовании урожая зависела от почвенно-климатических условий и активности симбиоза Зная количество фиксированного азота во*духа, мы рассчитали на участие источников азота в питании растении сои (Табл 11) В 2005 году сорт Светлая к фазе полного налива семян усвоит азота из воздуха 179 0 кг'га достоверно больше, чем ульграскороспелый сорт Лада К <Ьазе полной спелости, при сбрасывании тистьев недоразвитых генеративных органов и корней последнего порядха, посевы сои оставили в поле с опалом 33 кг азота на 1 га

П

11. Доля участия азота воздуха в питании растений сои

Источник азота Един, измер. Светлая Лада НСР05

2004 г.

Наибольшее потребление азота кг/га 163,9 132,0 12,14

Фиксировано азота воздуха кг/га 125,2 104,5 9,79

Доля азота воздуха % 76,4 79,2

2005 г.

Наибольшее потребление азота кг/га 179,0 147,5 13,41

Фиксировано азота воздуха кг/га 143,5 116,0 11,87

Доля азота воздуха % 80,2 78,6

Главное достоинство сои - высокое содержание в семенах полноценного растительного белка. В наших опытах в 2004 году при оптимальных условиях симбиоза у сорта Светлая оно достигало 42,0%, а у сорта Лада на 1,5% меньше (Табл. 12).

12. Содержание белка и жира в семенах сои (% АСВ), 2004-2005 гг.

Год Сорт Ширина междурядья, см

20 45 70

Белок

2004 37 42 41

2005 Светлая 40 42 42

В среднем за 2 года 38,5 42 41,5

2004 34 34 36

2005 Лада 36 37 36

В среднем за 2 года 35 35,5 36

Жир

2004 . 16,0 16,0 16,0

2005 Светлая 16,0 16,0 16,0

В среднем 16,0 16,0 16,0

2004 18,2 17,6 18,6

2005 Лада 18,0 18,0 19,0

В среднем 18,1 17,8 18,5

Содержание жира изменяется в широком диапазоне в зависимости от условий выращивания. По данным Г.С. Посыпанова (1983), у сортов южного экотипа, выращиваемых при высокой напряжённости инсоляции, содержание жира в семенах сои всегда выше - 24-27%, чем у сортов умеренных широт -18-

22%, и тем более у сортов сои северного зкотипа - 15,5-17%, созданных и выращиваемых при меньшей напряженности инсоляции В наших опытах в семенах сорта Светлая в оба юда опытов содержание бетка было выше, а содержание жира ниже чем у сор га Лада

Ширина межд\рядья значитетьно не влияли на качество семян сои, но в вариантах 45 и 70 см содержание белка в семенах было несколько выше

Содержание жира в семенах сои было высоким, но по вариантам и годам опытов не отличалось, В 2004 год\ у обоих сортов содержание бечка и жира ниже, чем в 2005 году связи со снижением симбиогическои активности

Одним из важных показателей, характеризующих эффективность агротехнического приема, является белковая продуктивность, которая зависит от урожайности семян и содержания в них белка

Бшгодаря высокой урожайности и содержанию белка в среднем ¡а 2 года его сбор достигал :>4>-Ы8 кпга у сорта Свет хая на опытных дстяпках с шириной междурядий 45 и 70 см, и 450-550 кьга - у сорта Лада на опытных дешнках с ширинои 45 и 70 ем (Табл 15) В лих же вариантах во все годы исстедований сбор жира с гектара был всегда вьше из-за большего урожая

СьМЯН

13 Сбор белка и жира (кг га) е \рожаем семян сои 2004-2005 гг

Год Сорт Ширина межд\.рядья, см НСР05

20 45 70

Белок

1 2004 1 499 5 1 770 8 640 0 1 31,52

1 200* Светлая ' 5<>2 0 , 865 2 735 0 1 34 95 1

В среднем и 2 юда 1 54С 8 8180 687,5 36.48

2004 388 8 1 425 0 525 4 22,57

1 2005 Лада 437,0 ; 481 0 585.2 1 25.08

В среднем за 2 года 412 9 453 0 5э5 3 21 82

Жир

2004 216 0 300 8 256 0 12 62

2005 С веттая 236 8 329 6 280.0 15.51

В среднем ¡а 2 года 226 4 3152 268 0 13 49

2004 196 6 220,0 255 6 1 11.05

1 2005 Лада 207,0 234 0 288 8 14,79

1 В среднем за 2 года 201 8 227 0 272 2 11.72

Таким образом, содержание бетка в семенах зависит от величины и активности симбиотического аппарата, на который, в свою очередь, оказывают

влияние метеорологические условия года и инокуляция семян специфичным активным заводским штаммом ризобий.

Глава VI. Энергетическая оценка возделывания сои в условии Центрального Нечерноземья

показано, что энергозатраты на семена сои оценены в 1,7 ГДж/га. Общие энергозатраты на возделывание сои при инокуляции семян, применении борных и молибденовых удобрений, использовании гербицидов составили 18,1 ГДж/га и были одинаковыми у обоих сортов.

Выводы

1. При интродукции сортов сои разных экотипов в центральный район Нечерноземной зоны следует учитывать необходимую сумму активных температур, которая для ранних сортов южного экотипа составляют в среднем за 2 года 2271°С , в то время как сортов северного экотипа — 1959°С. При этом ширина междурядий заметно оказывает влияние на продуктивность фотосинтеза - фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза.

2. При возделывании сои на зерно в условиях Центрального района Нечерноземной зоны, оптимальным способом посева сои сорта северного экотипа — Светлая является посев с шириной междурядий 45 см, для сорта южного экотипа Лада существенное влияние оказывает ширина междурядий 70 см и нормой высева до 500 тыс. всхожих семян на 1 га.

3. При благоприятных условиях симбиоза фиксация азота воздуха у сортов сои северного экотипа Светлая начинается через 4...5 дня после всходов. К началу налива семян количество клубеньков у сорта Светлая достигает 11 млн./га, а у сорта Лада 14... 15 млн./га и их масса соответственно 300 и 400 кг/га. Фиксация азота воздуха у сорта Светлая прекращается за 3...4 дня до полной спелости, а у сорта Лада за 8-12 дней до полной спелости. При этом растения усваивают до 168 кг/га азота воздуха.

4. Различия сортов в интенсивности развития растений начинаются с фазы бутонизации. Первым в генеративный период вступает сорт северного экотипа Светлая, и затем сорт Лада. Сумма активных температур для сорта Светлая составила 1850°С, а для сорта Лада 2450°С.

5. Наиболее интенсивный рост массы клубеньков происходит в период от образования бобов до полного налива семян, после чего Леггемоглобин начинает переходить в Холеглобин и к созреванию происходит лизис клубеньков.

6. Количество фиксированного азота воздуха следует рассчитывать по

удельной активности симбиога дтя каждого варианта Этот показатель зависит от удельной активности симбиоза и величины активного симбиотического потенциала

7 Площадь шсьсв д^_терминантных сортов сои северного жотипа Светлая дости! ает наибольшего значения за нелепо до по того налива семян — 43 тыс м*/1а \ сорта Лада она продолжает увеличиваться до начала согревания

8 ЬГ фазе цветения сорт сои северного экотипа (Светтая) ассимилирует две трети слчои массы от их максимального накопления, при этом доля листьев составляла 42° о стеблей 44° о, корней с клубеньками — 24°о

9 Сорта сои северного жотипа с переходом в генеративную фазу прекращают рост растении в высоту Масса бобов нарастает до полного налива семян за счет реутилизации пластических чеществ из вегетативных органов К фазе полного налива семян снижается сухая масса шетьев на 11%, стеблей на 38° о и корней на 47° о, доля семян возрастает до 45° о от общей биомассы растения, до 1я створок снижается до 8%

10 При б игоприятныч условиях симбиоза содержание азота в листьях в фазе цветения составляет 4 71° о, к фазе полного налива семян оно снижается до 2,66° о а к (разе потной спетости - до О в стеблях соответственно 2,14, 0,76 и 0,27%, в корнях - 1 41, 0 68 и 0 23%

Содержание азота в клубеньках бывает высоким в течение всего генеративного периода у сорта Светлая 4 26% и 3,62% сорта Лада

Содержание азота в семенах наибольшее у сорта Светтая - 6 84%, а у сорта Лада - 4,52° о в фа« потной спетости

11 Наибольшее потреб 1ение азота сортом Светлая к фазе полного налива ссмян составило 1б4 кг га достоверно больше, чем у сорта Лада - на 31 кг/га

Максимальное потребление азота на I г семян сои северного экотипа Светтая 154-156 кг т а вынос азота - 56о8 кг т V сорта Лада -145-148 кг/т и 54 63 кг г соответственно

12 'Урожайность семян сорта Лада ¡а 2 года исстедовании составила 1,52 г га или ра 30°о меньше, чем чрожайность сорта Светтая - 2,08 т/га, при этом сумма активных температур еч\ требуется 312°С меньше, чем сорта Лада > стопчи вое его созревание в чсовияч Центрального Нечерноземья, и делает его непревзойденным для воздеть вания в Московской области

13 При б итприятных условиях симбиоза энергосодержание урожая сои северного жотипа составите 54,74 ГДж и южный сорт Лада - 53 28 ГДж/га Чистый энергетическии доход бы I на уровне 33 54 ГДж,га для сорта Светтая и 29,15 ГДж,I а для сорта Лада Энергетическая себестоимость семян сорта Светлая составита 7 70 ГДж г, и сорта Л ала - 7,13 ГДж, г

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При интродукции сортов сои разных экотипов в центральный район Нечерноземной зоны следует учитывать необходимую сумму активных температур, которая для ранних сортов южного экотипа составляют в среднем за 2 года 2271°С , в то время как сортов северного экотипа - 1959°С. При этом ширина междурядий заметно оказывает влияние на продуктивность фотосинтеза - фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза.

2. При возделывании сои на зерно в условиях Центрального района Нечерноземной зоны, оптимальным способом посева сои сорта северного экотипа — Светлая является посев с шириной междурядий 45 см, для сорта южного экотипа Лада существенное влияние оказывает ширина междурядий 70 см и нормой высева до 500 тыс. всхожих семян на 1 га.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Посыпанов Г.С., Джакуско Б.Б., Сантуш Д.Д. Состояние соеводства в мире и перспективы возделывания сои в Африке //Проблемы рационального использования растительных ресурсов: Материалы Международной научно-практической конференции. — Владикавказ, 2004. — С. 121-124.

2. Посыпанов Г.С., Беляев Е.В., Сантуш Д.Д., Джакуско Б.Б. Испытание сортов сои северного экотипа в Москве и в горной зоне Анголы //Проблемы рационального использования растительных ресурсов: Материалы Международной научно-практической конференции. - Владикавказ, 2004. -С. 126-128.

3. Джакуско Б.Б. Посыпанов Г.С. Перспективы возделывания сои в Тропической Африке //Известия ТСХА, 2005. - № 4. - С. 156-159.

1,25 печ т

Зак 705

Тир 100 экз

Центр оперативной полиграфии ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К А Тимирязева 127550, Москва, ул Тимирязевская, 44