Продуктивність сої залежно від передпосівної обробки насіння біологічно активними препаратами в умовах ВП НУБіП України "Агрономічна дослідна станція"

1.1 Стан та перспективи вирощування сої в світі та України

Вирощування сої було однією з умов процвітання стародавніх цивілізацій. Батьківщиною сої вважається Південно-Східна Азія. В Китаї вона відома понад 6000 років до н.е. Понад 4000 років до н.е. сою вирощували в Кореї, Індії, Японії та ін. країнах. Пріоритет відкриття поживних властивостей цієї культури належить китайцям. У Китаї вона віддавна є замінником м'ясних і молочних продуктів. В Європі сою почали вирощувати лише у XVIII столітті, а в Україні - з 70-х років XIX століття [29].

На початку XXI століття в арсеналі світових рослинних ресурсів соя посідає четверте місце після пшениці, кукурудзи та рису, потіснивши останніми роками ячмінь. В Україні в остання роки спостерігаються високі темпи збільшення посівних площ та виробництво зерна сої (табл. 1.1, 1.2). Відомо, останнім часом соєве зерно у великій кількості використовується як добавка в харчовій промисловості. У цьому і є позитивні, і негативні сторони. З негативного - це в першу чергу неконтрольоване впровадження у виробництво сортів генетично модифікованого походження, а також надмірні несанкціоновані добавки сої у харчові продукти [42].

Таблиця 1.1

Посівні площа сої в Україні (тис. га) і урожайність (ц/га)

Таблиця 1.2

Посівні площі сої в світі (тис. га)

Соя - стратегічна культура сучасного землеробства і одна із ринково-орієнтованих культур в землеробстві України. В її насінні міститься 38-42% сирого протеїну, 18-23% жиру, багато вуглеводів, вітамінів та мікроелементів. Завдяки цьому, застосування соєвих бобів, як високобілкових інгредієнтів здатне вирішити проблему рослинного білка в Україні. Особливістю рослин сої являється здатність у симбіозі з бульбочковими бактеріями формувати значну частину біологічного врожаю за рахунок азоту повітря [29].

Соя - одна із найбільш перспективних культур, яка відіграє суттєву роль у забезпеченні повноцінного білкового раціону людей і сільськогосподарських тварин. З розвитком виробництва рису, кукурудзи, пшениці, цукрових буряків, проса та інших культур, багатих вуглеводами, гостріше відчувається дефіцит білка, більше потрібно вирощувати зернобобових культур, зокрема сої, для збалансування харчових і кормових раціонів по протеїну. Тож у розвинених країнах бобові і зернобобові культури займають 10-12% площі польових сівозмін [5]. Включення соєвих кормів в раціони худоби і птиці дозволяє знизити витратити одиницю продукції за одночасного зростання продуктивності і поліпшення якості м'яса, молока, вовни.

У зв'язку зі складною економічною і екологічною ситуацією у теперішній час можливість використання мінеральних добрив на Україні обмежена. Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є застосування біологічних препаратів, що значно впливають на ріст і живлення рослин. Поширене розповсюдження на практиці отримали препарати бульбочкових бактерій, спроможних компенсувати нестачу азотних добрив.

Велике агротехнічне значення сої передусім як азотфіксуючої культури [20]. При інокуляції ризоторфіном за умов оптимальної вологості вона накопичує у грунті значну кількість (40-60 кг/га) азоту та тому є гарним попередником зернових та інших не бобових сільськогосподарських культур. При посиленій фіксації атмосферного азоту бульбочковими бактеріями на коренях соя на 40--70% своєї потреби у азоті задовольняє за допомогою вмісту їх у атмосфері. Маючи активну засвоючу здатність коренів, соя використовує малодоступні і важкорозчинні для злаків мінеральні сполуки з орного горизонту, але з глибших верств. Соя може успішно вживатись і в ролі зеленого добрива.

1.2 Ботанічна характеристика та біологічні особливості сої

Соя відноситься до родини Бобових (Fabaceae). В культурі представлена одним видом - Glycine hispida Maxim., який поділяється на 6 підвидів (по В.Б.Єнкену). Найважливіші з них є: маньчжурський (subsp. manshurica Enk.), слов'янський (subsp. Slavonika Kov. Et Pinz), китайський (subsp. chinensis Enk), індійський (subsp. indica Enk.), Рис. 1.2 Посіви сої в АДС корейський (subsp. korajensis Enk). Більшість сортів сої, що вирощуються в країнах СНГ, відносяться до маньчжурського підвиду [29].

Соя - однорічна трав'яниста рослина з прямостоячим, гіллястим, невилягаючим стеблом, покритим рудими або білими волосками, висотою від 60 до 100 см (з варіюванням від 20 до 200 см). Коренева система стрижнева, проникає в грунт на 1,5-2 м, основна маса коріння знаходиться в шарі 0-50 см. Через 7-10 днів після появи сходів на головному і бокових коренях, розташованих в орному шарі, з'являються бульбочки, в яких проходить фіксація атмосферного азоту. Бульбочки утворюються шляхом взаємодії тканин кореня із симбіозними азотфіксуючими бактеріями роду Rhizobium [33]. Завдяки бактеріям соя отримує додаткове азотне живлення, яке бактерії синтезують з азоту повітря, а бактерії отримують від сої вуглеводи, які вона виробляє з надлишком. Соя утворює бульбочки з бактеріями виду Rhizobium japonicum і ні з якими іншими (рис. 1.2).

Рис. 1.2 Бульбочкові утворення на коренях сої

В тих місцях, де соя росте в дикому вигляді або дуже часто використовується в сівозміні, в ґрунті накопичується досить багато бактерій, і контакт рослин і бактерій проходить сам по собі. Там, де сою вирощують вперше і ґрунти ще не встигли накопичити досить багато бактерій цього виду, бульбочки не будуть утворюватися. Для їх утворення необхідно носити в грунт культуру цих бактерій. При проростанні рослини сої виносять на поверхню сім'ядолі [32,1]. По характеру росту всі сорти сої поділяються на три типи: з індетермінантним, детермінантним і напівдетермінантним типом росту. Кількість вузлів головного стебла коливається від 6 до 22, у промислових сортів нашої кліматичної зони - 11-15. Довжина міжвузлів складає від 3 до 15 см.

Соя - теплолюбна культура. Насіння починає проростати при температурі ґрунту 8-10є С, а дружні сходи з'являються при 15-18єС. висока вибагливість сої до тепла спостерігається упродовж усього періоду вегетації, особливо під час цвітіння та наливання зерна. Сприятливою середньодобовою температурою для росту та розвитку сої протягом вегетації є 18-22є С, а при цвітінні-наливанні насіння 22-25єС. Проте її сходи практично не пошкоджуються заморозками мінус 2-3є С.

Вимоги до вологи у сої у різні періоди вегетації неоднакові. З посиленням росту вегетативної маси потреби сої у волозі збільшуються, досягаючи максимуму під час цвітіння і розвитку плодів. Транспіраційний коефіцієнт у сої у середньому становить 520. Соя - рослина короткого дня [9].

Результати наукових досліджень показують, що найкращими ґрунтами для вирощування сої є чорноземні, темно-сірі та каштанові. Ґрунти з легким механічним складом та не удобрені - мало придатні, так як культура вибаглива до рівня їх родючості [10]. Соя негативно реагує на недостатню аерацію ґрунту. Засолення ґрунту не повинно перевищувати концентрації 0,05 %. Кислотність ґрунту допускається в межах рН 5,5-7,5 але оптимальною величиною є 6,5-7,0.

Всі сорти сої по скоростиглості можна розділити на п'ять груп:

· Дуже ранньостиглі (95-100 днів);

· Ранньостиглі (101-110 днів);

· Середньоранні (111-120 днів);

· Середньостиглі (121-130 днів);

· Пізньостиглі (131-140 днів).

1.3 Хімічний склад зерна сої

Соя має унікальний хімічний склад. В її зерні міститься 35-50% білка, 13-26% жиру, 20-32% вуглеводів, клітковина, зола, вода, ферменти, вітаміни, мінеральні речовини (табл. 1.3).

Таблиця 1.3

Хімічний склад сої у порівнянні з іншими зернобобовими культурами

В 1 кг зерна міститься 5 г кальцію, 7 г фосфору. Вітаміни представлені каротином (1,5-2 мг), тіаміном (10-18 мг), рибофлавіном (3,0-3,8 мг), ніацином (21-35 мг), піродиксином (7-13 мг), біотином (0,7-0,9 мг), інозитолом (2,0-2,5 мг), холіном (3,2-3,6 мг), вітаміном Е (4,8-7,8 мг), вітаміном К (1,8-2,0 мг), фолієвою кислотою (1,8-2,0 мг), пантотеновою кислотою (13-22 мг) [52]. Майже всі поживні речовини сої добре перетравлюються і засвоюються. Коефіцієнт перетравлення коливається в межах 70-98%. Із вуглеводів у зерні сої містяться 9-12% розчинних цукрів, 3-9% крохмалю, 3-6% клітковини. Розчинні цукри представлені найбільше сахарозою (60%) [13].

Соєвий білок на 88-95% представлений водорозчинною фракцією, включаючи легкорозчинні глобуліни (60-81 %), альбуміни (8-25%) та важкорозчинні глобуліни (3-7%). Якість білка сої майже ідеальна, оскільки він містить необхідний набір найцінніших амінокислот. Амінокислоти є складовою частиною білка. Для повноцінного харчування в їжі має бути 20 різних амінокислот. В організмі виробляється 11 амінокислот (замінні амінокислоти). Решту 9 амінокислот (незамінні) людський організм повинен одержати з їжі. Тваринні білки мають повноцінний набір незамінних амінокислот, тоді як у рослинному білку може не вистачати однієї чи декількох незамінних амінокислот. Тваринні білки є повноцінними, рослинні - неповноцінними через частину певних амінокислот [37].

Якість білка визначають два чинники: засвоюваність і набір незамінних амінокислот. У сої не вистачає метіоніну, проте набір інших незамінних амінокислот соєвого білка майже ідентичний за якістю тваринному білку, тому вона одна здатна задовольнити потребу організму у дефіцитних поживних речовинах.

1.4 Лікарське значення сої

Соя - багато в чому є культурою унікальною. За різноманітністю хімічних компонентів, що утворюються в зерні сої, їй немає рівних серед всіх сільськогосподарських культур. Зокрема, за амінокислотним складом соєвий білок серед всіх рослинних білків найбільш близький до білка яєць, мяса й молока. У ньому є всі незамінні амінокислоти, що є необхідними „цеглинками” при утворенні власного білка людськими та тваринними організмами [5]. Але не тільки амінокислотним складом цінний білок сої, але й завдяки своїй гарній розчинності й легкій засвоюваності. Він на 90% вилучається з насіння водою й розчином повареної солі. Тому з сої можна легко виготовити штучне молоко, близьке за хімічним складом до природного коров'ячого [13].

Соєвим білком цілком можна замінити значну частину білка тваринного походження. Особливо цінний він для вегетаріанського та дієтичного харчування людини. У сучасній соціально-економічній ситуації, що склалася в Україні, коли гостро відчувається дефіцит харчового й кормового білка, соя може стати рятівною культурою. Не тільки дешевизна її повноцінного білка в порівнянні з білками мяса, молока і яєць, але й можливість швидкого збільшення її виробництва у порівнянні з відновленням тваринницької галузі відкриває перспективу надійного й простого вирішення цієї проблеми. Формуючи високий урожай зеленої маси, соя може стати коштовним високобілковим компонентом для приготування соковитих і грубих кормів [37].

Соєвий білок цінується завдяки якостям, які необхідні для комбінованих продуктів харчування. Виняток становлять лише випадки, коли соєві білки використовують як поживні компоненти у виробництві продуктів харчування для немовлят, дієтичних вафель, сухих сніданків та спеціальних дієтичних продуктів. Соєві інгредієнти забезпечують калорійність продукту, рівень якого залежить від того, є продукт традиційний чи дієтичний. Соєвий інгредієнт не повинен змінювати колір чи смак продукту, за винятком тих випадків, коли текстурований білок використовують власне для імітації м'яса. Ще одна важлива особливість білків - термопластичність, тобто здатність до повторного затвердіння чи плавлення залежно від зміни температури. Наприклад, бичачий казеїн може утворювати харчові плівки.

Насамперед соя до смаку людині тим, що, залежно від приготування вона може набувати різноманітних смакових відтінків. За складом ця рослина найближча до рослинної їжі. У зерні сої міститься 45% білка, у яловичині - 20%. За білковим вмістом кілограм сої прирівнюється до трьох кілограмів яловичини, двох кілограмів м'якого сиру або півтора літра молока.

Щороку потреба в соєвих білках зростає - медики рекомендують обмежувати вживання продуктів тваринництва. А соєві білки самі або у поєднанні з білками тваринного походження забезпечують нормальний ріст та розвиток організму людини. Склад та співвідношення незамінних амінокислот у білках сої цілком задовольняє потреби людини. Соєві білки - це природні збагачувачі за якісним та кількісним співвідношенням білків зернових та круп'яних культур.

Рослиною довголіття сою назвав ще відомий лікар Авіценна. Останніми роками вчені знову зацікавилися корисними властивостями сої та зробили багато цікавих відкриттів. Наприклад, вважається, що саме завдяки сої мешканці Сходу вирізняються міцним здоров'ям і довголіттям. Вживати соєві продукти як їжу почали ще 4 тисячі років тому в Китаї. У V ст. до н.е. в одному з китайських трактатів соя згадується як одна з п'яти чарівних рослин поряд з рисом, ячменем, просом і пшеницею [13].

На сьогодні офіційна медицина визнає сою як надзвичайно корисний продукт. Її можна вживати для профілактики і лікування цукрового діабету, серцево-судинних захворювань, жовчнокам'яної та нирковокам'яної хвороби, атеросклерозу та розсіяного склерозу. Соєві продукти - прятунок для тих, у кого алергія на тваринні білки: молоко, м'ясо, яйця. Соєвий білок можна використовувати для профілактики та лікування шлунково-кишкових захворювань, для коригування маси тіла, у разі ендокринних розладів і порушень обміну речовин.

Білки сої практично ідентичні білкам тваринного походження, не поступаючись їм у поживності, харчовій цінності та засвоюваності. Саме тому сою і продукти з неї використовують як інгредієнти або повні замінники жіночого молока і вводять до складу інших спеціалізованих продуктів дитячого, спортивного та дієтичного харчування [8,5]. Соєва олія бере участь в обміні жирів та холестерину, зменшує накопичення жиру в печінці і навіть сприяє його згоранню, зменшує синтез холестерину, регулює правильний обмін і всмоктування жирів [37].

До складу сої входять вітаміни Е, D і групи В - вітаміни молодості та довголіття. Крім того, в сої у біозасвоюваному вигляді містяться кальцій, калій, залізо. Саме тому соєву дієту призначають у разі залізодефіцитного стану.Фосфати сої. Саме вони зберігають запаси мінерального фосфору, захищають від раку товстої кишки, шкіру, кров, кишечник, легені, підшлункову залозу, підвищують загальний імунітет. Сапоніни знижують усмоктування холестерину та активно виводять його з організму. Ізофлавоноїди схожі на жіночий статевий гормон естроген. Саме тому сою справедливо вважають жіночою рослиною. Харчова клітковина має сорбційні та проносні властивості, тобто допомагає очистити організм від шлаків, позбутися надмірної маси тіла і налагодити діяльність кишечнику.

Соя - незамінний помічник для серцево-судинної системи. Вона містить таку речовину, як лецитин - своєрідний природний очищувач серцевих судин. З роками на стінках судин утворюються атеросклеротичні відкладення, що містять холестерин та жир. Соєвий очищувач, лецитин, очищує стінки судин та зменшує тромбоутворення, тобто закупорювання судин. Лецитин - єдиний природний компонент із такими властивостями.

1.5 Передпосівної обробки насіння біологічними

На сьогодні біологічно активні препарати створено для їх ефективного застосування, проведено низку необхідних для їх рекомендації у виробництвіо заходів, включно з виробничою перевіркою [1,2].

Біопрепарати мають комплексний вплив на ріст і розвиток рослин та стан агроценозів. Насамперед, це ферментативне зв'язування азоту атмосфери. Як відомо, індустріальне виробництво азотних добрив передбачає зв'язування атмосферного азоту за використання відомого циклу Габеша-Фіша, який є надзвичайно енергоємним, оскільки потребує біля 500°С і надлишкового тиску в 300 атм. Лише бактерії здатні до фіксації азоту занормальних атмосферних умов. В асоціації чи симбіозі з рослинами бактерії зв'язують велику кількість азоту. Розміри азотонакопиченя можуть бути достатніми для забезпечення повноцінного розвитку окремих бобових культур та поповнення азотного фонду грунтів. Так, продуктивність азотфіксації в агроценозах з люцерною досялає 200-300 кг азоту на гектарі. З конюшиною - 150-200 кг, соєю - 70-100 кг. Розміри фіксації атмосферного азоту в кореневій зоні небобових культур є на порядок нижчими, і не можуть бути достатніми для повноцінного формування урожаю, але якщо враховувати, що фіксований бактеріями азот надходить безпосередньо до рослини, стає зрозумілим, що його ефективність значно перевищує користь аналогічної дози мінерального азоту, внесеного в грунт [35]. Сьогодні створено низку мікробних препаратів на основі азотфіксувальних бактерій для різних видів сільськогосподарських культур. Це, зокрема, ризобофіт (ризоторфін) - для передпосівної інокуляції бобових культур; діазофіт- для передпосівної бактеризації озимої і ярої пшениці та рису; діазобактерин - для збільшення урожайності озимого жита, гречки, злакових трав; азотобактерин та агрофіл - для бактеризації овочевих культур [23].

Іншим важливим аспектом механізму позитивної дії біологічно активних препаратів є вплив бактерій на доступність важкорозчинних фофатів грунту. Фосфатмобвлізувальні мікроорганізми застосовують ферментативним шляхом органічні форми фосфатів, кількість яких є інколи досить високою в чорноземах типових, і певною мірою, покращують фосфорне живлення інокульованих рослин. Крім того біологічно активні препарати метаболіти активно розчиняють мінералофосфати грунтів, переводячи їх із запасного пулу в метаболічний [28]. Дієвим інгредієнтом інтродукованих мікроорганізмів є біологічно активні сполуки, які забезпечують рістстимулювальний ефект для рослини. При цьому відмічається інтенсивний розвиток кореневої системи та зростання її абсорбуючої здатності, що також позначається на засвоєнні фосфору сільськогосподарськими культурами.

Важливою особливість фосфорного живлення інокульованих рослин є можливість залучення елемента з нижніх горизонтів ґрунтового профілю, куди поступово, з роками, переміщуються фосфорні добрива [32,39]. Розвинена коринева система ініційованих бактеризацією рослин здатна проникати на значні глибини, залучаючи до рослинного метаболізму фосфати, які не можуть бути використані рослинами за інших умов. По-суті, інокульовані рослини є своєрідною біологічною помпою, за допомогою якої відбувається повернення фосфатів у верхні горизонти ґрунтового профілю. У зв'язку з цим, побоювання частини агрохімікатів стосовно того, що так швидше вичерпуються запаси фосфору в грунті, на наш погляд є безпідставними, оскільки бактеризацію в цьому випадку слід визнати агрозаходом, застосування якого сприяє поверненню в орний шар грунту фосфорних добрив, при цьому роблячи їх більш доступними для засвоєння. Препарати на основі фофатмобілізувальних мікроорганізмів в Україні представлені наступними: поліміксобактерин та альбобактерин - біопрепарати для підвищення урожайності та цукристості цукрового буряка; ефективні також при бактеризації льону, пшениці, ріпаку та соняшника; агробактерин - препарат для підвищення продуктивності кукурудзи; фосфоентерин (ФМБ32-3), застосування кого сприяє зростанню врожайності злакових та овочевих культур у грунтово-кліматичних умовах півдня України [2,32].

Останнім часом в Інституті сільськогосподарської мікробіології створено мікробні препарати комплексної дії - на основі азофіксувальних, фосфатмобілізувальних бактуртерій та мікробіологічних сполук природного походження (фітогормони, амінокислоти, вітаміни та інше). Це ризогумін, мікрогумін та біогран.

Слід зазначити, що фізіологічно активні речовини, крім зазначених біопрепаратів, певною мірою є і в інших біодобривах і це суттєво впливає на ступінь засвоєння рослинами поживних речовин грунту. Як відомо, коефіцієнт використання добрив культурними рослинами є досить низькими. Так, засвоєння мінерального азоту не перевищує 45-50%; фосфору - 20%; калію - 20-60% залежно від грунтово- кліматичних умов вирощування рослин. Більша частина добрив, таким чином, спрямовується на забруднення довкілля. Звичайно, це невиправдано з точки зору екологічної безпеки. Крім того, це не раціонально з міркувань економічного характеру. Внаслідок низьких коефіцієнтів засвоєння добрив культурними рослинами, тукова промисловість більшу частину енергії, задіяно у виробництві, орієнтує на ускладнення екологічної ситуації, при цьому перекладаючи вартість енергозатратного виробництва на сільське господарство. Проте ситуацію можна значною мірою виправити, збільшивши рівень біологічної активності в ризосфері рослин шляхом застосування в технологіях вирощування сучасних мікробних препаратів. Саме ігронування мікробіологічних аспектів біологічної трансформації біогенних елементів у агроценозах, є однією з основних причин низького рівня засвоєння їх культурними рослинами. Активний розвиток кореневої системи і зростання абсорбуючої здатності коріння забезпечує збільшення використання поживних речовин, мінеральних добрив на 20-35%. Ступінь засвоєння мінеральних добрив бактеризованими рослинами ячменю можна на прикладі особливостей засвоєння мінерального і біологічного (атмосферного) азоту в досліді за використання важкого ізотопу N [23,24].

Важливо підкреслити, що підсилине засвоєння поживних речовин за використання біологічно активних препаратів не призводить до накопичення мінеральних сполук елементів у продукції. Так, наприклад, збільшено засвоєння азоту бактеризованими рослинами не супроводжується зростання вмісту нітратів.

В інокульованих рослинах нітрати залучаються до активного синтезу амінокислот і білків, у наслідок чого продукція має низький рівень нітратів, і більш високий - амінокислот і білків [3].

Аналогічно є закономірності і у випадку фосфорного живлення. Відомо, що фосфор до 50% вміст у рослинах може накопичуватись у вигляді неорганічних сполук, тим самим підвищуючи енергетичну цінність одержуваної продукції.

Слід наголосити, що корисні мікроорганізми, заселивши кореневу систему (так би мовити, захопивши екологічну нішу) не допускають протягом тривалого часу патогенні мікроорганізми до інфікування рослин. При цьому бактеризовані рослини є значно більш стійкими до хвороб унаслідок покращення їх загального імунного стану [34].

Крім вищезазначених складових позитивної дії біопрепаратів на розвиток рослин, слід сказати також про суттєве збільшення енергії проростання бактеризованого насіння, впливу на формування стеблестою та генеративні органи, а також на інтенсивність хлоропластогенезу і фотосинтезу в цілому.

При інокуляції,як вже відмічалось вище, розростається коренева система і це відчутно впливає на здатнысть озимих культур до перезимівлі і, в цілому для всіх сільськогосподарських культур, на продуктивність у посушливих умовах. Більш розвинена коренева система здатна забезпечити інтенсивний розвиток культур і вони при цьому входять в зиму більш підготовленими [18]. Стійкість же до посушливих умов обумовлюється ти, що більш розвинене коріння здатне проникати в нижні горизонти ґрунтового профілю і забезпечити себе вологою в умовах її дефіциту.

Комплекс зазначених ефектів приводить до сумарного впливу (або ж, не є лімітуючи ми, спрацьовують одна-дві складові механізми позитивної дії інокуляції).

Крім вище охарактеризованих біопрепаратів, які одержали загальну назву «препарати землеудобрювальної дії» на сьогодні набувають поширення препарати-біопестециди, призначені для боротьби з грибами та бактеріальними хворобами сільськогосподарських культур, а також з личинками листогризучих комах.

Важливість застосування біопестецидів обумовлена проблема екологічної безпеки довкілля. Ефективність біопрепаратів знаходиться на рівні хімічних пестицидів, але при цьому гарантується одержання гігієнічно чистої продукції, що надзвичайно важливо сьогодні.

При застосуванні біологічно активних препаратів землеудобрювальної дії слід обов'язково враховувати, що кожен з них створено на основі специфічних до певного виду рослин мікроорганізмів, тому ефективність конкретного біопрепарату для певної сільськогосподарської культури зовсім не гарантує ефекту при застосуванні для іншої. Крім того, на відміну від препаратів фізіологічної дії (стимуляторів росту рослин, мікроелементів тощо), біологічно активниі препарати застосовуються для передпосівної (передпосадкової) обробки насіннєвого матеріалу. Використання препаратів по вегетації не завдасть шкоди рослинам, але й не забезпечить достовірного ефекту. Це пояснюється особливістю взаємодії мікроорганізмів з рослиною. У випадку нанесення препаратів на насіння «навантаження» мікроорганізмів на одну насінину складає від 100 тис. до 500 тис. бактеріальних, грибних клітин тобто інтродукований мікроорганізм займає до 99% у мікробному тулі епіфітів насіння, він домінуючим. У цих умовах корисний мікроорганізм має всі шанси перемогти в конкретній боротьбі з іншими ґрунтовими мікроорганізмами і сформувати повноцінну мікробну - рослинну асоціацію чи симбіоз [14].

При застосуванні препаратів вегетації корисному мікроорганізму потрібно оволодіти вже захопленою нішею, при цьому співвідношення між інтродукованим мікроорганізмом і аборигенною мікрофлорою буде не на користь інтродуцента. Для того, щоб корисний мікроорганізм зміг проникнути через сформований бактеріальний «фільтр» в оточенні рослин і зайняти домінуюче становище, потрібно внести в сотні раз більші дози препаратів, чим для передпосівної інокуляції, а це економічно невиправдано.

Соя є класичною зернобобовою культурою, технологія вирощування якої обов'язково повинна включати такий елемент, як бактеризація. Ці вимоги зумовлені її здатність до формування активних азотфіксувальних симбіозів за умови присутності в зоні проростаю чого насіння специфічних бульбочкових бактерій [43]. Проте, чисельність бульбочкових бактерій сої є завжди недостатньою навіть у зонах традиційного вирощування культури. Оскільки посівні площі сої в Україні щорічно зростають, культуру вирощують на нових місцях, де її ніколи не культивували. В цих уиовах необхідно забезпечити присутність активних штамів бульбочкових бактерій у грунті. Їх джерелом є біопрепарати ризобофіт і ризогумін. Застосування препаратів забезпечує формування на корінні морфологічно виражених структур - бульбочок, у яких проходить інтенсивне зв'язування атмосферного азоту.

Ризобофіт виготовляється як у рідкій формі, так і на основі стерильного торфу, або стерильного вермикуліту. Рідкий препарат має невеликий термін зберігання, тому повинен бути використаним упродовж 20 днів з моменту виготовлення. Торф'яний може зберігатися до 3 місяців. Використання рідкого препарату є більш зручним технологічно, проте торф'яний ризобофіт є більш надійним щодо ефективності [26].

Поліпшеним аналогом ризобофіту є ризогумін, який включає, крім бактеріальної культури, фізіологічно активні речовини (джерело яких є біогумус), мікроелементи у невеликій кількості, та мікроелементи в халатній формі. Ризогумін виготовляється в двох формах - рідкій і торф'яній. Рідкій препарат розфасовується у дві ємності (в одній бактеріальна культура, в другій - розчин фізіологічно активних речовин,макро-, і мікроелементів). Термін зберігання рідкого препарату - до 20 днів. Торф'яний препарат може зберігатися за температури не вище 10 єС до 6 місяців.

Застосування азотфіксуючих препаратів здатне суттєво покращити забезпечення землеробства валовими запасами доступного азоту. Відомо, що застосування бактеризації насіння біопрепаратами сприяє підвищенню родючості грунту, оскільки з рослинними рештками та симбіотичним апаратом в них накопичується від 7 до 100 кг/га азоту, що підвищує продуктивність 1 га сівозмінної площі [4]. Відмічено, що активний симбіоз бобових рослин з бульбочковими бактеріями не лише підвищує рівень продуктивності культури, але і підвищує вміст білка в насінні і зеленій масі рослин сої.

РОЗДІЛ 2. МІСЦЕ, УМОВИ, ПРОГРАМА ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

2.1 Місце проведення досліджень, грунти дослідної ділянки та їх характеристика

Дослідження проводились на полях наукової лабораторії кафедри рослинництва в стаціонарній сівозміні Агрономічної дослідної станції (с. Пшеничне, Васильківського району Київської області) Національного університету біоресурсів і природокористування України. Територія дослідної станції розміщена у правобережному Лісостепу.

Господарство спеціалізоване на виробництві молока, м'яса, зернових та технічних культур. Площа сільськогосподарських угідь 1056,2 га в тому числі ріллі 934,2 га. На території розташований один населений пункт - село Пшеничне, де проживає 683 чоловіки. Дослідна станція займає вигідне економічне і географічне положення. На відстані 3 км проходить автодорожна магістраль обласного значення, яка зв'язує дослідну станцію з районним центром м. Васильків та обласним центром м. Київ. Відстань до районного центру 30 км, а до обласного 54 км. В розпорядженні є склади, майстерні, гараж, торговий центр, гуртожитки, житлові будинки, тваринницькі приміщення, дороги з твердим покриттям і інші необхідні для господарювання споруди. Укомплектованість сільськогосподарською технікою на задовільному рівні.

Польові досліди проводилися з питань оптимізації елементів живлення у посівах сортів сої в умовах Агрономічної дослідної станції. Переважаючою ґрунтовою відміною на території Агрономічної дослідної станції НУБіП України є чорнозем типовий малогумусний, грубопилувато-легкосуглинковий за механічним складом, який характерний для дослідної ділянки (табл.2.1). Ґрунтотворна порода - карбонатний лес. Цей ґрунт має глибокий гумусовий А (Н), перехідний В (НР) горизонти з рихлою або слабоущільненою структурою. Потужність їх в сумі досягає 110-120 см, нижче лежить темнопалевого кольору перехідний до породи горизонт В2 (РН). На глибині 180-200 см від поверхні ґрунту залягає материнська порода - лес.

Гумусовий горизонт (Н-55см) має темно-сіре забарвлення, зернисто-грудкувату структуру в орному шарі і зернисту в підорному шарі, багато червоточин, перехід до наступного горизонту поступовий.

Гумусовий перехідний горизонт (НР - 55-120 см), забарвлення темно - сіре з добре вираженою грудкувато-зернистою структурою з поступовим переходом до наступного горизонту.

Перехідний горизонт до породи (РН - 120-180 см) грязно-палевого кольору, грудкуватої і грудкувато-призматичної структури. Грунтотвірна порода (Рк 180-200 см) - частково зафарбований гумусом карбонатний лес, слабополіпшеної призматичної структури.

Таблиця 2.1

Агрохімічна характеристика чорнозему типового малогумусного

(за даними ВП “АДС” НУБіП України)

Ґрунт має нейтральну реакцію ґрунтового розчину в орному шарі і слаболужну в підорному. Ґрунтові води залягають на глибині 2-5 м. Вміст гумусу складає 4,5% в орному шарі і 4,23 % в підорному.

Таблиця 2.2

Водно-фізичні властивості чорнозему типового

малогумусного (за даними “АДС” НУБіП України)

Виходячи з водно-фізичних показників даного ґрунту, можна з впевненістю сказати, що при поєднанні сприятливих погодних умов, правильної агротехніки і вдалої селекції на даному ґрунті можна отримувати високу продуктивність усіх сільськогосподарських культур, зокрема і сої.

2.2. Погодно-кліматичні умови регіону та метерологічні умови років проведення досліджень

Сільське господарство стоїть на шляху інтенсивного розвитку, тому до клімату та погоди потрібно підходити, як до факторів не тільки природних, але й економічних і соціальних. Щорічний облік і об'єктивний аналіз температурного режиму, кількості опадів, строків приходу весни, початку заморозків, вологості ґрунту та інших факторів є важливою умовою господарської діяльності фахівців, пошуку шляхів зменшення впливу негативних чинників на продуктивність рослин [35]. Це важливо не тільки для вирощування та районування сортів, гібридів різних культур, але і безумовно, потрібно враховувати ще при їх створенні.

Клімат місця дослідної станції помірно континентальний. Середня температура повітря за рік становить 6,5-7,0⁰С.

Середня температура самого теплого місяця (липня) складає 19,6єС тепла, а самого холодного (січня) - 6,9єС морозу. Сумарна сонячна радіація досягає 90-94 ккал/см² (3838,5-4051,8 Мдж/м²) за рік, а на частину сумарної ФАР (фотосинтетично-активної радіації) приходиться 39 ккал/см² (1663,4 Мдж/м²) за період вегетації з температурою повітря вище 5єС.

Річна сума опадів в середньому складає 560 мм, а іноді коливається по роках від 300 до 750 мм. З а теплий період (квітень-жовтень) випадає 370 мм опадів або 66% річної норми. Найбільші місячні суми опадів припадають на літні місяці - червень і липень (66-68 мм).

Найменші показники відносної вологості повітря спостерігаються в травні і складають 45%. Середня тривалість безморозного періоду складає 165 днів. Зимою середня добова температура повітря може досягати позитивних значень (0-2), а іноді 5єС тепла, що викликає відлиги, відновлення вегетації озимих. При перепадах температури від мінусових до плюсових, утворюється льодова кірка.

Сніг починає випадати в листопаді, а стійкий сніговий покрив утворюється в третій декаді грудня. Середня глибина промерзання ґрунту складає 40-50 см. Перехід температури повітря весною і восени через 0єС відбувається 19 березня і 19 листопада; через 5єС - 8 квітня і 26 жовтня; через 10єС - 26 квітня і 2 жовтня.

Тривалість теплого періоду року з позитивною добовою температурою повітря (t > 0єС), складає 245 днів, в тому числі тривалість вегетаційного періоду більшості сільськогосподарських. культур (t > 5єС) - 201 день, періоду активної вегетації сільськогосподарських культур (t > 10єС) - 159 днів і найбільш забезпеченого теплом періоду (t > 15єС) - 109 днів [10].

Перехідні періоди (весна, осінь) мають в основному затяжний, нестійкий характер, але в середньому переважають теплі весни з достатніми (160-180 мм) запасами продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту і теплі, але сухі перші половини осінніх періодів.

Метеорологічні умови в роки проведення досліджень наведені в табл.. 2.3, 2.4 та на рис. 2.1, 2.2 та 2.3.

Вегетаційний період 2008 року був своєрідний за погодно- кліматичними умовами. На початок сівби сої ґрунт був добре прогрітий. Температура ґрунту на глибині 10-12 см становила 8-10 °С. Проте вологи для набубнявіння і проростання насіння було недостатньо. Зокрема, в травні 2008 року загальна кількість опадів склала всього 9,8 мм, тоді як багаторічна норма - 48,0 мм, ГТК при цьому складав 0,2.

В результаті недостатньої кількості опадів чого сходи з'явилися не рівномірно. Вологозабезпеченість вегетаційного періоду була незначною, сума активних температур за вегетаційний період була меншою за багаторічну, особливо мало випало опадів в перші 14 днів після сівби сої. Для дружних сходів сої дуже важлива достатня кількість вологи в посівному шарі ґрунту, оскільки при проростанні насіння, соя поглинає 130-160% води від власної маси, то для цього потрібний запас воді в ґрунті - близько 30 мм в шарі 0-20 см.

В окремі періоди вегетації сої, зокрема з травня по липень спостерігалося екстремальне зниження гідротермічного коефіцієнту, що вказує на посушливість погодних умов. Це зниження обумовлене істотним зменшенням у зазначений період опадів.

Не типово сухі червень-серпень (14,7, 43,9 та 27,5 мм проти 64,0, 83,0 та 57,0 мм норми) місяці виявились критичними для формування генеративних органів рослин, наливу і достигання насіння сої. Дефіцит вологи в цей період призвів до різкого зниження врожаю. За умови низької кількості опадів і високих температур повітря у період формування та наливання насіння, складаються несприятливі передумови для формування високої продуктивності сої. Як результат - найменша висота рослин, швидкі темпи проходження фаз росту і вегетації рослин в цілому, мала кількість бобів і низька маса 1000 насінин призвели до формування низької врожайності сої.

Таблиця 2.3

Оцінка типовості метеорологічних показників вегетаційного періоду 2008 року (за даними метеопосту ВП “АДС” НУБіП України)

Примітка:

1) Величина середнього квадратичного відхилення (S) при визначенні коефіцієнтів істотності (Кі = (х-х)/S) відхилень від багаторічної норми (/х) за даними 50-річних спостережень ВП АДС НУБіП України опадів упродовж вегетаційного сезону становить 38мм, суми активних температур - 910С і ГТК - 0,2.

2) Неістотними є відхилення при Кі ‹ +/-1, істотними при Кі = +/- 1-2 і екстремальними - при Кі › +/- 2 (за К.Т.Логвиновим 1976 р.)

В цілому погодні умови вегетаційного періоду в роки проведення дослідів були з певним відхиленням від типових для зони Лісостепу. Все це призвело до втрати в урожаю, хоча соя відноситься до середньо посухостійких культур. Аналіз метеорологічних показників вегетаційного періоду 2008 р. дозволяє стверджувати, що він в цілому характеризувався істотно меншою порівняно з багаторічною нормою кількістю опадів, що за близької до норми суми активних температур обумовило істотне зменшення гідротермічного коефіцієнту.

Вегетаційний період 2009 року в цілому характеризувався більш вищими показниками, як зволоження, так і температури. Однак і вони були істотно нижчими за багаторічну норму.

Таблиця 2.4

Оцінка типовості метеорологічних показників вегетаційного періоду 2009 року (за даними метеопосту ВП “АДС” НУБіП України)

Подобные документы

• Вирощування орхідей

  Вирощування орхідей, їх біологічна та геологічна характеристика. Меристемний спосіб розмноження. Зародження орхідології як науки. Епіфітний спосіб життя. Стебла "лазячих" орхідей. Запліднення та будова насіння. Догляд за орхідеями взимку та влітку.
  
  дипломная работа [3,9 M], добавлен 24.08.2014
  

• Плоди та насіння

  Плід як видозмінена в результаті запліднення квітка, його внутрішня структура, напрямки видозмінення. Типи плодів за формою, розмірами, забарвленням, вмістом води, кількістю насіння, характером розкривання, та визначення їх відмінних особливостей.
  
  презентация [2,2 M], добавлен 25.08.2013
  

• Біоморфологічні особливості та cхожість насіння Leontopodium alpinum Cass

  Загальна характеристика флори Українських Карпат. Систематична характеристика та біоекологічні особливості Leontopodium alpinum Cass. Збереження фіторізноманіття шляхом інтродукції. Оцінка схожості насіння рослини, характеристика ранніх етапів онтогенезу.
  
  курсовая работа [1006,3 K], добавлен 17.02.2013
  

• Технологія проведення метеорологічних спостережень за погодою на аеродромі Київ (Жуляни)

  Розташування пунктів спостережень та системних комп'ютерів. Комплексна радіотехнічна аеродромна метеорологічна станція: призначення та основні функції. Основні правила спостереження за метеоелементами та умови й порядок включення їх в зведення погоди.
  
  статья [66,8 K], добавлен 02.05.2009
  

• Біологічні особливості веслоноса

  Біологічна характеристика весноноса, морфологічні ознаки і умови для життєдіяльності. Вирощування та утримання плідників. Бонітування плідників і ремонтного молодняку веслоноса. Підрощування личинок. Вирощування посадкового матеріалу і товарної продукції.
  
  курсовая работа [50,3 K], добавлен 23.10.2010
  

• Морфологiчна характиристика культури калини в умовах України

  Iсторiя iнтродукцiї калини в Українi. Використання калини в народному господарствi. Репродуктивна здатнiсть калини та морфологiчна характиристика культури. Оцінка успішності інтродукції видів роду Viburnum L. в умовах Правобережного Лісостепу України.
  
  курсовая работа [36,3 K], добавлен 19.04.2011
  

• Поширення, стан популяцій та охорона весняних ефемероїдів флори Київської області

  Фізико-географічні умови Київської області. Характеристики та проблеми збереження весняних ефемероїдів флори регіону. Методи вивчення популяцій ефемероїдів. Створення нових природно-заповідних об’єктів. Ефективність охорони весняних ефемероїдів.
  
  курсовая работа [2,4 M], добавлен 08.10.2014
  

• Мохоподібні України

  Умови зростання та географічне походження мохоподібних на Україні. Шляхи створення диз'юнкії. Особливості Антоцеропсидного, Маршанціопсидного, Бріопсидного класів мохоподібних, практичне використання їх сорбентних властивостей у промисловості і медицині.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 21.09.2010
  

• Перетинчастокрилі півдня України

  Біологія розвитку, видовий склад перетинчастокрилих. Розміри, голова, крила, груди, черевце та ротові органи. Центральна нервова система. Статеві залози самок. Копулятивний (совокупний) орган самців. Роль суспільних комах в біоекології півдня України.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 11.07.2015
  

• Характеристика Земноводних

  Загальна характеристика класу Земноводних: поняття, біологічна класифікація, особливі властивості, принципи розповсюдження та кліматичні умови. Класифікація та різноманітність амфібій. Оцінка ролі та значення представників Земноводних в природі.
  
  реферат [28,1 K], добавлен 27.05.2013
  

• Здоров’я та його складові. Фізичне здоров’я людини

  Хімічний склад людського організму та його роль в забезпеченні життєдіяльності організму. Психосоматичні захворювання та їх поширеність у сучасному світі. Психофізіологічні механізми адаптації організму до змін навколишнього середовища. Вчення по стрес.
  
  реферат [31,9 K], добавлен 21.06.2010
  

• Стійкість до голодування і активність АДГ у Drosophila melanogaster із природних популяцій України

  Стійкість до голодування, здатність вижити в екстремальних умовах нестачі корму як характеристика пристосованості. Активність алкогольдегідрогенази у плодової мушки Drosophila melanogaster. Матеріали та методи, результати досліджень та їх обговорення.
  
  курсовая работа [63,0 K], добавлен 25.09.2009
  

• Вивчення вмісту фотосинтетичних пігментів і білку у рослин Gingo biloba

  Загальний біоморфологічний опис Gіnkgo bіloba. Поширення рослини в Україні. Орфографічні та кліматичні умови міста Львова. Фармакологічні властивості, будова і функції білків в рослинному організмі. Аналіз методів дослідження і характеристика обладнання.
  
  дипломная работа [3,9 M], добавлен 09.06.2014
  

• Тропічні та субтропічні плодові рослини

  Аналіз особливостей використання і вирощування субтропічних та тропічних плодових рослин в кімнатних умовах. Характеристика видового різноманіття таких рослин, методів вирощування і догляду за ними. Відмінні риси родини Рутових, Бромелієвих, Гранатових.
  
  курсовая работа [57,0 K], добавлен 21.09.2010
  

• Екологічні особливості вирощування роду Pelargonium в оранжерейних і кімнатних умовах

  Дослідження морфологічних та екологічних особливостей, фармакологічного застосування пеларгонії. Вивчення способів розмноження, вирощування та догляду за рослиною. Характеристика хвороб та шкідників квітки, методів лікування, використання в озелененні.
  
  дипломная работа [1,5 M], добавлен 29.11.2011
  

• Хвороби та шкідники квіткових рослин

  Умови вирощування та опис квіткових рослин: дельфініума, гвоздики садової, петунії. Характерні хвороби для даних квіткових рослин (борошниста роса, бактеріальна гниль, плямистісь). Заходи захисту рослин від дельфініумової мухи, трипсу, слимаків.
  
  реферат [39,8 K], добавлен 24.02.2011
  

• Селекція гладіолусів та лілій

  Історичні дані та походження гладіолусів, їх ботанічні та біологічні особливості, сортові ознаки. Огляд різних технологій вирощування гладіолусів в умовах ННВК СНАУ, специфіка їх використання в озелененні. Особливості агротехніки вирощування лілій.
  
  дипломная работа [844,7 K], добавлен 02.05.2016
  

• Бактеріофаги. Зборка частин бактеріофага. Розвиток бактеріофага в клітині

  Віруси, природа вірусів, загальна характеристика. Бактеріофаги: відкриття, походження, будова, хімічний склад, проникнення та вихід з клітини. Літичний цикл. Роль у природі, вплив на розвиток бактерій. Використання бактеріофагів у діяльності людини.
  
  реферат [1,1 M], добавлен 21.04.2015
  

• Значення Fe для живих організмів

  Вміст заліза в морській воді, його роль у рослинному світі. Функції заліза в організмі людини, його вміст у відсотках від загальної маси тіла. Наслідки нестачі заліза у ґрунті, чутливі до його нестачі плодоовочеві культури. Умови кращого засвоєння заліза.
  
  презентация [9,5 M], добавлен 25.04.2013
  

• Видовий склад, особливості біології та поширення різноногих ракоподібних

  Коротка морфолого-анатомічна характеристика різноногих ракоподібних. Екологія і основні закономірності біології бокоплавів. Систематика бокоплавів, які мешкають на території України. Склад і зоогеографічні особливості амфіпод Чорного і Азовського морів.
  
  реферат [874,0 K], добавлен 18.01.2012
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам