Большая книга «Соя» под редакцией профессора Пенджабского университета Гурикбала Сингха вышла в Лондоне. Ученые и практики Индии считаются в мире лучшими специалистами по выращиванию сои, отличаются глубоким знанием морфологии растения и пониманием взаимосвязей в биоценозах, значения и зависимости микро- и макроэлементов. Издательство «Зерно» приобрело лицензию на этот труд, и книга вышла в свет в 2013 г.

Купить книгу под ред. Г. Сингха “Соя: биология, производство, использование” можно тут.

Оценка индийскими учеными сои как предшественника

Выращивание сои оказывает влияние на свойства почвы. Это может быть связано с двумя основными факторами: глубокая и хорошо разрастающаяся корневая система этой культуры, внесение большого количества биомассы в виде корней, которые остаются в почве после сбора надземной части, поступление мертвых остатков в виде опавших листьев перед сбором урожая многих культурных сортов. Даже если предположить, что соотношение корней к наземной части составляет скромные 1:3, то сбор 2 т урожая зерна при отношении массы урожая к полной массе растений 0,33, как правило, дает 2 т корневой биомассы в почве и еще 1 т биомассы в виде мертвого покрова. Очевидно, что добавление такого большого количества биомассы культурой, которая растет около 4 месяцев, окажет воздействие на свойства почвы. Как выращивание сои влияет на различные свойства почвы, описано ниже.

Влияние сои на химические свойства почвы

Поскольку соя при содействии Bradyrhizobium способна фиксировать атмосферный азот, она оказывает существенное влияние на баланс азота в почве. Кроме того, поскольку сою, как правило, выращивают с внесение достаточно больших доз фосфорных и калийных минеральных удобрений, ее выращивание также оказывает воздействие на содержание этих элементов в почве. Помимо этого добавление значительного количества послеуборочных растительных остатков может повлиять на многие другие химические свойства почвы. Гаванде и его соавторы (2007) сообщают о значительном накоплении азота, фосфора и калия в почве при частом выращивании сои. Шоко и Тагвира (2007) также наблюдали значительное улучшение химических свойств почвы с введением сои в севооборот при выращивания сахарного тростника.

Содержание органического вещества в почве

Было выявлено, что при севообороте соя – пшеница количество почвенного органического углерода в течение 30 лет увеличивается на 29–104% при условии использования различных комбинаций полных минеральных и органических удобрений (Бхаттачарья и соавт., 2008). Без использования удобрений количество органического углерода в почве за 30 лет увеличилось на 9%. Это объясняется тем, что каждый год в почву в качестве удобрений поступало около 124 кг/га биомассы в виде опавших листьев сои и 85 кг/га биомассы в виде стерневых пожнивных останков пшеницы.

Содержание в почве органического углерода при использовании севооборота кукуруза – соя – пшеница оказалось большим, чем в севообороте кукуруза – пшеница (Шарма и Бехера, 2009).

Содержание азота в почве

Азот является одним из наиболее динамичных питательных веществ в почве, поэтому трудно определить степень влияния сои на этот элемент. Однако в ряде исследований (Бхатиа и соавт., 2001; Джун и соавт., 2005; Хо и соавт., 2008) было достоверно доказано, что выращивание сои оказывает положительный эффект на наличие азота в почве после ее уборки. Кроме того, повышенное содержание азота в почве также связано с минерализацией послеуборочных растительных отходов сои. Этот вывод подтвердили и данные исследований Галала и Тхабета (2002).

Если соя выращивалась в чистом посеве или в междурядьях кукурузы, количество растительных остатков составляло соответственно 4,84 и 1,75+2,36 т/га, что обеспечило поступление в почву 60,0 и 21,7+29,3 кг/га азота. Через два года баланс азота в почве был положительным (59,4 кг/га) в случае использования севооборота кукуруза – соя – пшеница и отрицательным (-6,1 кг/га) при использовании севооборота кукуруза – пшеница (Шарма и Бехера, 2009). Во многих областях растительные остатки сои при уборке удаляют с поля. В таких случаях источником азота является только пожнивные остатки и корневая система сои. В Индии оста точная

 

биомасса сои, то есть опавшие листья, корни, клубеньки и прикорневая зона, привносит соответственно 7,02– 16,94, 11,65-28,83, 3,31-8,91 и 11,30-23,80 кг азота на гектар (Сингх и соавт., 2004). В севообороте соя – пшеница общее количество азота в почве за 30-летний период увеличилось на 51-86% при использовании комплексных минеральных и органических удобрений по сравнению с 23% при отказе от удобрений. Результаты исследований Рамеша и Редди (2004) свидетельствуют: если в севообороте выращивают сою, происходит обогащение почвы азотом, особенно при применении под культуры севооборота рекомендуемых доз азота.

Содержание фосфора в почве

Фосфор – еще один элемент, на который оказывает влияние выращивание сои. Однако его положительный или отрицательный баланс зависит от начального содержания фосфора в почве и количества, внесенного в виде удобрений. Поскольку значительное количество применяемого фосфора остается в почве, то этим элементом, скорее всего, богаты почвы районов, где популярно регулярное использование удобрений, особенно при наличии большого количества пожнивных остатков.

Наблюдается значительное увеличение содержания почвенного фосфора с введением сои в качестве сидеральной культуры при выращивании сахарного тростника. В долговременных опытах по изучению севооборота соя – пшеница с применением фосфорных и органических удобрений содержание фосфора в почве возрастало на 25-50% (Бхаттачарья и соавт., 2008).

Содержание калия в почве

Степень влияния сои на динамику калия в почве является более неустойчивой. Поскольку в почве существует равновесие между доступными и недоступными формами калия, бывает трудно установить, являются ли незначительные колебания его содержания в почве результатом выращивания сои. Однако применение оптимальных доз калия в течение определенного периода времени может изменить общее содержание калия в почве. Содержание имеющегося в почве калия может не увеличиваться, даже несмотря на применение калийных удобрений, поскольку этот элемент выносит с урожаем не только соя, но и другие культуры севооборота. Однако наблюдалось значительное накопление калия при последовательном чередовании сои и сорго, по сравнению с выращиванием других зернобобовых культур, что указывает на положительное влияние сои на накопление калия в почве.

Аллелопатические свойства сои

Длительное, непрерывное выращивание сои приводит к снижению ее урожая. Это может быть вызвано многими причинами, в том числе болезнями корней, вредителями и нематодами, а также ухудшением свойств почвы, изменением ризосферы, микробами или токсичностью растительных остатков и корневых выделений. Из-за аллелопатического влияния разлагающиеся корни могут снизить всхожесть, рост и урожайность сои. Повысить ее урожайность поможет выращивание сои в севообороте, а не в монокультуре. При длительном (30 лет) ее выращивании в севообороте соя – пшеница не было замечено снижения урожайности этой культуры, связан ного с аллелопатией (Кунду и соавт., 2007; Бхаттачарья и соавт., 2008). Возможно, соя оказывает аллелопатическое воздействие на сорняки и, следовательно, могла бы помочь в борьбе с ними. Некоторые

исследователи сообщают, что корневые выделения сои снижают сухую массу канатника Тео фрас та (Abutilon theophrasti), но не угнетают просо итальянское (Setaria italica). Отрицательное влияние на рост сои после озимой пшеницы может оказывать фильтрат пшеничной соломы (Харистон и соавт., 1987). Однако дополнительное применение азота позволяет преодолеть замедление темпа роста и снижение урожайности сои.

Влияние сои на болезни, насекомых-вредителей и сорняки

Как и у других культур, у сои имеется свой набор специфичных для нее болезней и насекомых-вредителей. Тем не менее частота их возникновения и степень повреждения растений сравнительно меньше, чем у других культур (за исключением нескольких болезней и насекомых-вредителей). Эта культура подвержена таким известным заболеваниям, как вирус желтой мозаики, вирус мозаики сои и ржавчина сои, а также воздействию насекомых-вредителей, среди которых стеблевые пилильщики, филлофаги, минирующие мушки и огневки.

Заболевания

Сама по себе соя не может оказывать большого влияния на распространение заболеваний других культур. Однако было выявлено, что использование в севообороте сои в качестве дополнительной культуры позволяет регулировать распространение некоторых заболеваний, поскольку она изменяет жизненный цикл возбудителей заболеваний.

Насекомые-вредители

Большинство насекомых-вредителей поражают конкретные сельскохозяйственные культуры, а в случае отсутствия такого специфического хозяина вероятность их появления на регулярной основе и достижение ими порогового предела очень малы. Соя, если она высевается в чистом посеве, в смеси с другими культурами или как промежуточная, играет положительную роль в прерывании цикла развития насекомых-вредителей других культур.

Хуа и его соавторы (2003) изучали, как влияет использование в качестве промежуточных культур клещевины обыкновенной (Ricinus communus) и черной сои на биологическую профилактику и борьбу с основными вредителями. Результаты их исследования показали, что клещевина обыкновенная и черная соя оказывают значительное влияние на предотвращение проблемы с А. glycines и L. glycinivorella, но эффект сильно зависел от сорта.

Когда в качестве промежуточных культур были использованы клещевина обыкновенная и черная соя 1, отличающиеся низкой устойчивостью к вредителям, количество тли на растениях и коэффициент ее вредоносности снизились на 61,5% и 16,2% по сравнению с использованием монокультуры. Когда же в качестве промежуточных культур были использованы клещевина обыкновенная и черная соя 2 с высокой устойчивостью к вредителям, количество тли на растениях снизилось на 32,4% по сравнению с использованием монокультуры. Когда в качестве промежуточных культур были использованы клещевина обыкновенная и оба сорта черной сои, эффект, оказанный ими на А. glycines и L. glycinivorella, был гораздо лучше.

 

В другом исследовании наблюдалась значительная разница в весе личинок кукурузной совки, которые кормились на разных генотипах кормовой сои, что свидетельствует о возможности положительного влияния кормовой сои на проблему с личинками кукурузной совки (Джаваид и соавт., 2006).

Воздействие сои на последующие культуры

Соя служит хорошим предшественником для последующих культур благодаря своей глубокой и хорошо разветвленной корневой системе, которая оказывает положительное влияние на свойства почвы, а также способности фиксировать атмосферный азот и наращивать большое количество корневой биомассы и листового опада. Поскольку соя частично независима от почвенного азота и использует в основном азот, полученный путем биологической фиксации, почвенный азот сохраняется и может быть использован последующими культурами, что повышает ценность сои как предшественника в севообороте.

Урожай последующих культур

Повышение продуктивности последующих культур подтверждает значение сои как хорошего предшественника. Севооборот с хлопком и соей имеет значительные экономические, экологические и социальные преимущества. По данным Осунде и его соавторов (2003), при посеве кукурузы после сои отмечалось значительное увеличение высоты растений, урожайности, надземной биомассы и интенсивности поглощения азота кукурузой в сравнении с ее посевом после пара. Ценность позднеспелых сортов сои выше, чем среднеспелых. Урожай зерна кукурузы при севообороте с соей был большим, чем при выращивании кукурузы в монокультуре. В Бразилии урожай озимых зерновых выше после сои, чем после кукурузы или пара, что может быть связано с накоплением соей азота в почве. В севообороте пшеница–соя–пшеница было отмечено, что пшеница после сои дает более высокий урожай зерна, чем пшеница после пшеницы.

При физиологическом созревании сои 90-100% ее листьев опадает. Они содержат около 110 кг N/га. Этот источник азота может быть одним из факторов, обеспечивающих повышение урожая кукурузы, высеянной после сои (20-24%), по сравнению с непрерывным выращиванием кукурузы. Алвес и его соавторы (2002) высказали мнение, что положительное воздействие на последующие культуры оказало выделение азота из чрезвычайно легко разлагающихся остатков сои с низким соотношением углерода к азоту, а не чистый прирост азота, полученного путем биологической фиксации из атмосферы. Урожай зерна пшеницы оказался более высоким после совместного выращивания кукурузы и сои, чем после выращивания одной лишь кукурузы – возможно, в связи с наличием растительных остатков сои, которые содержали 21,7-29,3 кг азота на гектар.

Экономия азота

 

Соя фиксирует много атмосферного азота в симбиозе с клубеньковыми бактериями Bradyrhizobium. Значительная его часть используется растущей соей, но некоторая часть остается неиспользованной в почве и в клубеньках. После уборки сои эти остатки азота доступ ны для последующих культур. Количество азота зависит от эффективности БФА и способности его использования последующей сельскохозяйственной культурой. Данные различных исследований по оценке количества накопленного соей азота в почве приведены в табл. 1. В долговременных исследованиях севооборотов соя – кукуруза и соя – сорго было установлено, что кукуруза и сорго получили от сои 65 и 80 кг азота на гектар (Варвель и Вильгельм, 2003). Пшенице, посеянной после сои, требуется на 21 кг меньше азота на гектар, чем пшенице, посеянной после сорго обыкновенного (Штаггенборг и соавт., 2003). На период созревания в корнях и стерне сои может содержаться 37 кг азота на гектар, а в надземной части растений (за исключением семян) 30-68 кг азота на гектар. Весь этот азот доступен для использования последующими культурами. Было установлено, что соя дает возможность значительно сократить количество азотных удобрений, необходимых для последующего риса (Oryza sativa). Кукурузе, посеянной после сои, требуется около половины от того количества азотных удобрений, которое ей необходимо в монокультуре, поскольку соя дает эквивалент 150 кг азота на га. Использование сои в сочетании с обработкой почвы снижает необходимость кукурузы в азотных удобрениях в севообороте кукуруза – соя.

Борьба с сорняками

Сорняки конкурируют с культурными растениями за влагу, питательные вещества и свет и тем самым снижают урожайность. Уровень снижение урожайности зависит от количества растущих сорняков, их видового состава и продолжительности их совместной вегетации с культурой. Сорняки могут привести к снижению урожайности сои на 35–83%. У сои критическим периодом конкуренции между культурой и сорняками считается первоначальные 45 дней вегетации. Следовательно, удаление сорняков в течение этого периода является необходимым условием для получения высоких урожаев семян. Сорные растения, которые всходят в фазу цветения сои, производят меньше семян, чем сорняки, появившиеся одновременно со всходами сои, поскольку на стадии роста R3 или более поздних растения сои сильно затеняют почву, что препятствует проникновению от 50% до 100% активного солнечного света. Поздние всходы сорняков не могут сильно снизить урожайность сои, но они могут оставаться зелеными, препятствуя сбору урожая и производя семена, которые вызовут проблемы в будущем. Поэтому эти сорняки также должны быть удалены.

К основным сорным растениям, засоряющим сою, относятся Caesulia axillaries Roxb., Cyperus rotundus (L.) Link., Digitaria sanguinalis L., Echinochloa colona L., Commelina benghalensis L., Acalypha indica L., Anotic monthuloni Hook., Trianthema portulacastrum L., Digera arvensis L., Phyllanthus niruri L., Dactyloctenium aegypticum Beauv., Cynodon dactylon (L.) Pers., Amaranthus spinosis L., Chenopodium album L., Setaria faberi Herrm., Amaranthus retroflexus L., Ambrosia artemisiifolia L., Leucas aspera Spreng., Euphorbia hirta L. и Abutilon theophrasti L.

Если вы хотите получить высокий урожай семян сои, контроль сорняков необходимо осуществлять в определенное время и с помощью соответствующих методов. Сорняки можно удалять с помощью агротехнических приемов, используя механические средства или применяя гербициды. Однако в современном, интенсивном сельском хозяйстве лучшим считается комплексный подход к контролю сорняков. При выращивании сои эффективно избавиться от сорняков поможет ручная прополка или междурядное рыхление, которые, как правило, проводятся на 30-й и 45-й день после сева. Тем не менее ручное уничтожение сорняков является утомительным и дорогостоящим. Кроме того, поскольку в разных частях мира соя выращивается во время сезона дождей, своевременное уничтожение сорняков не представляется возможным из-за частых осадков. Отсутствие рабочей силы для уничтожения сорняков, в частности в гербокритический период конкуренции сорняков с сельскохозяйственной культурой, требует менее трудоемких стратегий эффективного контроля сорняков.

Более высокая плотность посева растений и узкие междурядья могут помочь предотвратить рост сорняков и повысить урожайность семян сои. Применение нормы высева 150 кг/га позволяет значительно сократить численность и сухую массу сорняков и увеличить урожай семян сои по сравнению с применением посевной нормы в 100 и 125 кг/га. Узкорядный посев сои дает возможность лучше бороться с сорняками и получать более высокие урожаи, чем широкорядный.

Соляризация почвы (метод повышения температуры почвы в самые жаркие периоды путем накрытия ее поверхности прозрачной полиэтиленовой пленкой, когда содержание влаги в почве самое высокое) является важным методом контроля уровня присутствия сорняков, поскольку снижает количество жизнеспособных семян в почве. В штате Мадхья-Прадеш, Индия, при мульчировании прозрачным полиэтиленом максимальная температура почвы составила: 56,4°C – на поверхности, 53,6°С – на глубине 5 см, 44,3°С – на глубине 10 см и 39,4°C – на глубине 15 см. На не покрытом пленкой участке температура почвы составляла, соответственно: 10,2°С, 9,4°C, 5,1°C и 3,4°C. Соляризация почвы в течение пяти недель позволила снизить всхожесть семян многих

видов сорных растений, что привело к значительному повышению урожайности семян сои (Сингх и соавт., 2004).

Различные предпосевные, довсходовые (ДВ) и послевсходовые (ПВ) гербициды были признаны эффективными в борьбе с сорняками при выращивании сои (табл. 2). Некоторые перспективные методы эффективного контроля сорняков при выращивании сои включают предпосевное внесение клорансулама, довсходовое применение клорансулама и имазакина (Редди, 2000), а также опрыскивание после появления всходов имазамоксом и имазетапиром (Нельсон и Реннер, 1998).

 

Оптимальная доза гербицида может варьироваться в зависимости от механического состава почвы, климатических условий, видового состава сорняков, фазы развития культуры, фазы развития сорняков и пр. Более высокие дозы гербицидов могут оказать на сою некоторый фитотоксичный эффект, как в случае с метрибузином. Некоторые гербициды могут оказывать неблагоприятное воздействие на образование клубеньков и фиксацию азота. Таким образом, следует использовать исключительно гербициды, которые не только эффективны против сорняков, но и безопасны для симбиоза клубеньковых бактерий и сои. По данным Нельсона и Реннера, при выращивании устойчивой к глифосату сои применение 840 г глифосата в кислотном эквиваленте на гектар на стадии роста V5 не влияет на вегетативный рост, репродуктивное развитие и урожай семян. Однократная обработка глифосатом сои, устойчивой к глифосфату, может предотвратить потери урожая культуры, посеянной с узкими междурядьями (18 см), в то время как при широкорядном посеве культуры (76 см) может потребоваться его повторное применение для уничтожения поздних всходов сорняков (Мулугета и Боербум, 2000).

Один гербицид не может эффективно бороться со всеми видами сорняков. В то же время баковые смеси некоторых гербицидов, таких как клорансулам-метил и дифенил эфир, увеличивают видовой спектр уничтожаемых сорняков и тем самым повышают урожайность семян сои по сравнению с применением этих гербицидов раздельно. Сочетание гербицидов с ручной прополкой, например, ручная прополка плюс 1 кг/га кломазона (до всходов), 0,45 кг/га пендиметалина (до всходов), 1 кг/га пендиметалина (до всходов) или 175 г/га феноксапроп-п-этила (после всходов), а также комплексное использование полиэтилена и синтетических гербицидов обеспечивают более эффективный контроль сорняков и повышение урожая сои, чем только довсходовое использование гербицидов.

Выводы

Отсутствие механизации является одной из самых серьезных проблем успешного выращивания сои во многих странах мира. Механизация различных операций, таких как сев, прополка и уборка, является необходимостью на сегодняшний день. Тестовый посев некоторых культур с помощью сеялок «Хэппи сидер» в такой ситуации был признан удовлетворительным (Сидху и соавт., 2007), и сейчас необходимо изучить возможности применения этих сеялок для посева сои. Кроме того, необходимо изучить и популяризовать среди фермеров использование комбайнов для уборки урожая сои, что позволит получать семена высокого качества. Существует необходимость снизить производственные затраты на выращивание сои. Нужно разработать стратегии разумного и более эффективного использования имеющихся ресурсов. Учитывая, что удобрения могут проявлять остаточный эффект на последующей культуре, необходимо советовать фермерам применять удобрения с учетом схемы чередования культур в севообороте. Кроме того, необходимо обеспечить повышение качества клубеньковых бактерий, так как их применение часто не приводит к повышению урожайности сои. Низкое качество клубеньковых бактерий обычно обусловлено неправильным их производством, транспортировкой или плохими условиями хранения.