Глава 3. Применение некоторых видов бобовых человеком

Глава 3.1 Соя (GLYCINE HISPIDA)(рисунок 1)

Описание растения. Корневая система стержневая с грубым, сравнительно коротким главным корнем и большим числом длинных боковых корней, проникающих в глубину до 2,0 м. Тонкие корни составляют около 60% массы всей корневой системы. Основная масса корней находится в пахотном слое. Стебель — твердый, неполегающий, высотой от 25 до 200 см, длина междоузлий от 3 до 15 см, количество боковых побегов от 2 до 5. Листья очередные, перистосложные. Первые 2 примордиальных листа — супротивные. Листья стушенные, состоят из 3 листочков различной формы: овальной, ромбической, яйцевидной, почти округлой. Цветки мелкие, пятилепестковые, без запаха. Венчик мотылькового. типа, белой или фиолетовой окраски. Соцветие — кисть, расположенная в пазухах листьев. Число цветков в кисти от 4 до 26. Тычинок 10, причем 9 из них срастаются вместе, 1 тычинка свободная.

Плод сои — боб. Бобы прямые, изогнутые, серповидные, плоские, опушенные, длиной до 5 см, окраска от светло-серой до черной. Число семян в бобе от 1 до 4, чаще 3. Количество бобов на растении зависит от густоты стояния растений, обеспеченности элементами питания и влагой. В загущенных посевах на растении образуется 10-15, а в разреженных посевах и на плодородных почвах — до 300-400 бобов. Нижние бобы прикрепляются на высоте от 3 до 15 см от поверхности почвы. В загущенных посевах прикрепление нижних бобов повышается до 17-20 см и в ряде случаев до 30 см от поверхности почвы. Семена шаровидные, овальные, плоско-округлые, удлиненно-округлые, почковидные. Окраска семян разнообразная — черная, коричневая, зеленая. Масса 1000 семян в зависимости от сорта колеблется от 60 до 400 г. Семя состоит из оболочки и зародыша, в котором имеются 2 семядоли и почечка с зачаточным корешком, стеблем и листьями.

Систематика. Соя относится к роду Glycine L, который объединяет десятки видов, распространенных в странах тропиков. В культуру введен один вид Glycine hispida Moench, выращиваемый на всех континентах земного шара. Сортовое разнообразие культурной сои объединено в 4 подвида (manshurica, chinensis, japonica, indica). Подвиды различают по продолжительности периода вегетации, строению куста, форме листьев и бобов, величине и окраске семян.

Биологические особенности. По продолжительности вегетации сорта сои условно делят на ультраскороспелые (80-90 дней), ранние (90-100), среднеспелые (110-120), позднеспелые (130-150) и очень позднеспелые (свыше 150 дней).

В онтогенезе у сои выделяют следующие фазы роста и развития: всходы (появление семядолей на поверхности почвы), образование первого тройчатого листа, ветвление, бутонизация, цветение, формирование бобов, налив семян и созревание семян.

Цветение и плодообразование в пределах одного растения происходят не одновременно. В период массового плодообразования заканчивается прирост вегетативной массы. Соя — самоопыляющееся растение. Цветение наступает на главном стебле с появлением 5-14 настоящих листьев. Фаза цветения длится 15-40 дней, у филогенетически старых форм — до 80-100 дней. Период развития боба в благоприятных условиях продолжается 18-20 дней, созревания — 15-25 дней.

Соя — культура муссонного климата, предъявляет повышенные требования к обеспечению влагой и теплом. Сумма активных температур за вегетацию в зависимости от сортовых особенностей составляет от 1700 до 3200°. Потребность сои в тепле возрастает от прорастания семян к всходам, а затем к цветению и формированию семян, во время созревания температура несколько уменьшается. Соя начинает прорастать при температуре 8-10°С, однако при такой температуре всходы появляются через 20-30 дней, при 14-16°С — через 7-8 дней, а при 20-22°С — через 4-5 дней. Повышение среднесуточной температуры в начале вегетации до 24-25°С приводит к некоторому снижению ростовых процессов, а температура 35-37°С отрицательно влияет на рост, развитие и образование клубеньков. Оптимальная температура в период вегетативного роста 18-22°С, для формирования репродуктивных органов — 22-24°, для цветения — 25-27°, для формирования бобов — 20-22° и созревания — 18-20°С.

Растения сравнительно легко переносят весенние заморозки до 2,5°С, осенние заморозки до 3,0°С не оказывают отрицательного действия на урожай семян, заморозки 4,0-4,5°С приводят к сильному промерзанию листьев, гибели цветков и бобов.

Соя — типичное короткодневное растение. При удлинении светового дня цветение и созревание задерживаются, увеличивается период вегетации. При чрезмерном удлинении светового дня цветение может отсутствовать. Максимальное цветение наблюдается при чередовании 12 ч света и темноты. Растения сои реагируют на изменение длины дня в период от появления всходов до окончания массового цветения. Реакция сорта на фотопериодизм тесно связана с периодом вегетации. Скороспелые сорта меньше реагируют на длину дня, чем среднеспелые и особенно позднеспелые.

Соя — светолюбивое растение, плохо переносит затенение. У затененных растений уменьшается содержание азота, увеличивается количество абортируемых плодов, снижается высота прикрепления бобов на стебле, что ведет к увеличению потерь при механизированной уборке. Освещенность регулируется изменением площади питания растений.

Как растение муссонного климата соя на формирование семян расходует значительно больше воды, чем зерновые колосовые культуры. Общий расход воды за вегетацию достигает 5-6 тыс. м3/га. В течение вегетации потребность в воде неодинаковая. При прорастании и набухании семена поглощают 110-160% воды к сухой их массе. От всходов до цветения наблюдается меньшая потребность в воде. Наиболее интенсивное водопотребление происходит в фазу цветения и формирования бобов. За этот период соя потребляет 60-70% суммарного расхода воды за вегетацию. Большинство сортов до цветения устойчивы к засухе, в период цветения и позднее устойчивость к засухе снижается. Коэффициент транспирации колеблется от 400 до 1000. Оптимальная влажность почвы в период вегетации должна быть не ниже 70-80% от наименьшей влагоемкости.

На формирование 1 т семян соя потребляет 84 кг азота, 23 кг фосфора и 37 кг калия. Общий вынос элементов питания надземной частью зависит от урожайности сои и при урожае семян в 3,3 т/га достигает 250 кг азота, 63 кг фосфора и 101 кг калия. Соя неравномерно потребляет элементы питания в течение вегетации. От всходов до цветения она усваивает 5,9-6,8% азота, 4,6-4,7% фосфора и 7,6-9,4% калия от общего потребления за вегетацию. Наибольшее потребление элементов питания происходит во время цветения, формирования бобов, начала налива семян. Недостаток элементов питания в эти периоды ведет к заметному снижению урожайности сои и не может компенсироваться внесением удобрений в более поздние фазы роста и развития растений.

Требования к почвам. Соя успешно растет на различных по механическому составу почвах: супесях, черноземах, каштановых почвах и суглинках. Плохо переносит заболоченные, засоленные и кислые почвы. Почвы с рН выше 9,0 и ниже 3,9 непригодны для этой культуры.

Особенности севооборота. К лучшим предшественникам сои во многих районах ее возделывания относятся сидеральные пары, пласт и оборот пласта многолетних трав, зерновые и колосовые культуры, идущие по чистым и занятым парам, а также пропашные (кукуруза, картофель, сахарная свекла, батат и др.). Не выращивают сою после суданской травы и подсолнечника, не рекомендуют ее размещать после кукурузы, под которую были внесены гербициды симазин и атразин.

Соя не выносит повторных посевов, так как наступает «почвоутомление», при этом загнивают проросшие семена, гибнут проростки, снижаются величина и активность симбиотического аппарата, а также сильно засоряются поля, накапливаются и распространяются вредители и болезни. Оптимальное насыщение севооборотов соей — от 22 до 40%. Во избежание отрицательного влияния повторных посевов на урожайность сои рекомендуют возвращать ее на поле не ранее чем через 4 года. В Юго-Восточной Азии соя — основной предшественник для риса, африканского проса. В субтропической зоне США ее чередуют с кукурузой, сорго или пшеницей.

Использование. Соя — самая распространенная зернобобовая культура мирового значения. В семенах ее содержится в среднем 36-42% полноценного белка, состоящего из глобулинов и небольшого количества альбуминов, 19-22% полувысыхающего масла и до 30% углеводов. Белок характеризуется высокой усвояемостью, хорошей растворимостью в воде. В 1 кг семян сои 320-450 г протеина, 21 г лизина, 4,8 г метионина, 5,3 г цистина и 4,9 г триптофана.

Благоприятное сочетание питательных веществ позволяет широко возделывать сою как пищевое, кормовое и техническое растение. Соя используется в пищу в разнообразных видах: из нее получают масло, маргарин, соевый сыр, молоко, муку, кондитерские изделия, консервы. Соевое молоко рекомендуют при язве желудка, заболевании почек, базедовой болезни, холицистите. Соевое масло идет не только в пищу, но и в мыловарении, в лакокрасочную промышленность, из него получают инсектициды, искусственный каучук, глицерин, жирные кислоты. Белок сои применяют при производстве бумаги, фотопленок. Большое значение как корм имеют жмых, шрот и соевая мука. Шрот сои содержит 40% белка, 1,4% жира и около 30,0% безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ).

Сою возделывают на зеленый корм и для силосования в смеси с кукурузой. В 100 кг зеленой массы содержится 21 корм. ед. и 3,5 кг протеина. В районах достаточного увлажнения сою выращивают в качестве зеленого удобрения.

В странах, расположенных южнее 48-50° с. ш., из зернобобовых культур предпочтение отдают сое как наиболее ценному белково-масличному растению.

Соя, как и другие бобовые культуры, обладает способностью ассимилировать азот из воздуха посредством симбиоза с клубеньковыми бактериями. В начальные фазы вегетации азотфиксация идет слабо, достигает максимума во время цветения и плодообразования, затем активность снижается по мере приближения растений к созреванию. Количество атмосферного азота, фиксируемого соей за вегетацию, составляет от 40 до 180 кг/га. Фиксируемый азот составляет примерно 60-65% от его общего количества в урожае сои. Интенсивность азотфиксации в посевах сои зависит от почвенно-кли-матических условий, уровня агротехники, а также от генетических особенностей сорта и штамма клубеньковых бактерий.