Биология и морфология

2n=40. Однолетнее травянистое растение. Корневая система стержневая. В ее верхней части в слое почвы глубиной до 10 см формируется симбиотический аппарат. Клубеньки шаровидные, диаметром 2-4 мм, достигают 8 мм. Семядоли выносятся на поверхность почвы. Гипокотиль зеленый или с фиолетовым оттенком. Высота стебля варьирует от 20 см у карликовых форм до 200 см у высокорослых. Большинство сортов имеют стебель высотой 60-110 см.

По характеру роста стебля формы сои делятся на две группы: 1) недетерминантного типа, у которых верхушечная почка ростовая и при благоприятных условиях стебель долго продолжает расти и образовывать новые генеративные органы; 2) детерминантного типа, у которых стебель заканчивается цветочной кистью, рост стебля прекращается, как только сформировалась верхняя кисть, они дружнее, чем первые, растут и плодоносят, более скороспелы. В мировой практике предпринимается попытка перевода существующих сортов сои на детерминантный тип роста.

Стебель, ветви и черенки листьев у большинства форм имеют буроватое, желтое или серое опушение. Окраска его обусловлена генотипом.

Цветки мелкие, почти лишены запаха (поэтому насекомыми посещаются редко), собраны в кисти, расположенные в пазухах листьев. Завязь одногнездная с одним плодолистиком, на котором развивается несколько семяпочек. Столбик у пестика невысокий, слегка изогнутый. Рыльце расширенное, плоское и липкое.

Бобы короткие - 2,5-6 см. Ширина их колеблется от 0,5 до 1,5 см. В бобе два- три семени, реже один или четыре. Высота прикрепления нижних бобов от 2-3 до 20-25 см, у большинства сортов она составляет 12-17 см. Более низкое прикрепление приводит к потерям урожая при уборке, а более высокое - к недобору биологического урожая.

Форма семян шаровидная, овальная, овально-плоская. Окраска семядолей желтая, реже зеленая, а окраска семенной оболочки - янтарная, желтая, зеленоватая, черная, коричневая или крапчатая, поверхность блестящая или матовая. Рубчик крупный, овальный, реже линейной формы. Окраска его у темноокрашенных семян совпадает с окраской семенной оболочки, а у светлоокрашенных - более темная. Масса 1000 семян 40-250 г.

Экология

Соя - растение короткого дня. При продвижении на север отодвигаются сроки начала цветения, усиливается рост вегетативной массы, увеличивается период вегетации. Ультраскороспелые формы северного экотипа в более южных широтах резко сокращают период вегетации, становятся низкопродуктивными карликами.

Соя светолюбива и довольно требовательна к теплу. Прорастание семян начинается при температуре почвы 8-10° С. В фазе всходов она переносит заморозки до 3° С. В период цветения и формирования семян оптимальная температура воздуха составляет 17-25° С. Ультраскороспелые сорта северного экотипа более холодостойки. Цветение и образование бобов у них может проходить при температуре 14-16° С. Для южных экотипов сумма активных температур (10° С и выше) за вегетацию составляет 2800-3500° С. Ультраскороспелые северные сорта завершают вегетацию при сумме активных температур 1700-2000° С, причем продолжительность вегетации зависит от напряженности температур в отдельные межфазные периоды.

Вегетационный период составляет 75-200 дней и делится на шесть основных фаз: всходы, ветвление, цветение, образование бобов, полный налив семян, полная спелость. В селекционной работе целесообразно делить вегетационный период на два этапа: вегетативный и генеративный. Важная биологическая особенность сои - способность к симбиозу с клубеньковыми бактериями рода Rhizobium. При благоприятных условиях симбиоза (рН 6,5-7, оптимальное значение влажности почвы, достаточная обеспеченность макро- и микроэлементами, оптимальная температура 15-25° С, наличие специфического вирулентного активного штамма ризобий) активный симбиотический потенциал составляет 25-30 тысяч единиц, а количество фиксированного азота воздуха за вегетацию - 200-250 кг на 1 га.

При медленном росте надземной массы и мощном развитии корневой системы соя удовлетворительно переносит недостаток влаги в первый период вегетации, однако при этом задерживается формирование симбиотического аппарата. В фазы цветения, формирования бобов и налива семян влажность пахотного слоя почвы составляет более 65% НВ. При недостатке влаги в этот период отмирают клубеньки, растения испытывают азотное голодание и дают низкую продуктивность. Лучшие почвы - черноземы, не выносит кислых, засоленных и заболоченных почв. Строгий самоопылитель, 98 % цветков клейстогамны. Естественная гибридизация составляет 0,1-0,15% , иногда достигает 0,5 %. У недетерминантных форм цветение растянуто во времени, одновременно с ним продолжается рост главного стебля и ветвей.

Вначале появляются единичные цветки в нижней или средней части главного стебля, через 4-6 дней интенсивно цветет все растение. У форм с детерминантным типом роста цветение происходит почти одновременно на всем растении. В начале роста бутона столбик пестика наклонен в сторону паруса, рыльце сухое, отстающие в росте пыльники плотным кольцом расположены ниже рыльца. Опыление происходит в утренние часы. В одном цветке пыльники растрескиваются в течение нескольких минут. При этом венчик фиолетовой окраски приобретает розовый оттенок, а белой - кремовый. Общая продолжительность растрескивания 2-3 часа. Треснувшие ярко-желтые пыльники плотным кольцом окружают рыльце, смыкаясь над ним. Пыльцевые зерна прорастают через 10-20 минут после растрескивания пыльников.

Через 20-30 минут после начала прорастания пыльцы раскрывается венчик, лепестки его теряют упругость. Венчик опыленного цветка остается открытым на протяжении ночи и начинает вянуть на следующий день, опадая через 1-2 дня. Одновременно с увяданием венчика разрастается завязь, через 2-3 суток из чашечки появляется боб. Для сои характерно значительное опадение цветков (14-90 %) и бобов (до 40 %), приводящее к резкому снижению урожайности. Опадение бобов наблюдается при сильной засухе, недостатке питания и продолжительном световом дне. Предшественники: занятой пар, ранние зерновые, многолетние травы.

Распространение

Соя возделывается в 62 странах мира. За 20 лет площади под посевами сои увеличились в 2,5 раза и достигли 58 миллионов га, а производство семян возросло более, чем в 4 раза и составляет около 100 миллионов т. В Российской Федерации до недавнего времени 96 % посевных площадей было сосредоточено на Дальнем Востоке - в Амурской области, Хабаровском и Приморском краях. В последние годы сою стали более широко возделывать в Крыму, на Северном Кавказе, в Поволжье. Из стран СНГ распространена в Молдове, Украине, Грузии, республиках Средней Азии.

История культурной сои связана с Китаем, где известна с 5 тысячелетия до н. эры. Предком культурной сои является дикорастущая соя Glycine ussuriensis, которая имеет в Китае огромный ареал. Позднее культура сои распространилась в Корею и Японию. В Европе сою стали выращивать в 18 веке. В России появилась в 70-х годах 19 века на Дальнем Востоке. В настоящее время районировано около 70 сортов (Аврора, Армавирская, Белор, Вега, Венера, ВНИИОЗ 76, ВНИИС 1, ВНИИС 2, Зерноградская, Закат, Лада, Примоская 13, Рассвет, Смена, СОЕР 7, Соната, Юг 40 и др.).

Новые сорта: Азовская, Ария, Гринфи, Приморская 81, Ясельда. Большинство селекционных сортов сои относится к маньчжурскому подвиду. Им свойственна слабая или средняя реакция на изменение длины дня, сравнительно высокое прикрепление нижних бобов, устойчивость к полеганию, обламыванию ветвей и растрескиванию бобов, высокое содержание белка, масличность и урожайность.

Это лучший исходный материал для селекции сои. Формы корейского подвида имеют многоцветковые кисти, отличаются высокой урожайностью, однако склонны к растрескиванию бобов. Основные селекционные учреждения: Армавирская опытная станция ВНИИМК, ВНИИ масличных культур им. В.С. Пустовойта, ВНИИ сои, Приморский НИИСХ, Дальневосточный ОТКЗ НИИСХ, ВНИИ орошаемого земледелия, Рязанский НИПТИ АПК, Ершовская опыная станция орошаемого земледелия, НИИСХ Юго-Востока, Сибирский НИИХС.

Хозяйственное значение

Зернобобовая и масличная культура. Семена содержат 35-52 % белка и 17-27 % масла, витамины А, В, С, D, E, ряд ферментов. Белок сои представлен легкорастворимыми фракциями (до 94 %), в нем большое количество незаменимых аминокислот, лизина в 9 раз больше, чем в белке пшеничной муки, и в 2-3 раза больше, чем в семенах гороха, нута, кормовых бобов. Кроме того, белок сои - глицитин - обладает свойством створаживания. Из семян сои производят муку, соевое молоко, творог, белковые продукты трех видов: концетраты, содержащие 70 % белка, изоляты (до 90 % белка) и структурированные продукты - аналоги изделий из мяса.

Они намного дешевле натуральных, но не уступают им по питательной ценности и перевариваемости. Соевое масло обладает хорошим вкусом и кулинарными свойствами. Оно состоит из полинасыщенных жирных кислот, незаменимых для живого организма. Содержание наиболее важной линолевой кислоты составляет 50-60 %. Наблюдается прямая корреляция с содержанием линоленовой кислоты (2-3 %), придающей маслу специфический запах и способствующей быстрой его окисляемости. Соевое масло является полувысыхающим и находит разнообразное применение. После рафинирования оно имеет светло-желтый оттенок, теряет запах и широко используется в производстве маргарина и кондитерских изделий.

Соевое масло применяется в мыловарении для изготовления твердых сортов мыла, а в смеси с льняным - в лакокрасочной промышленности. Зеленая масса, сено, жмых и шрот используются для скармливания сельскохозяйственным животным. Благодаря азотфиксации, соя - ценный предшественник для пропашных и зерновых культур.

Высевают (в чистом виде или в смеси с кукурузой и др.) в хорошо прогретую почву, широкорядным или ленточным способом; норма посева семян 35-140 кг на 1 га, глубина посева - 4-7 см. Удобрения: навоз 40 т на 1 га и 45-60 кг на 1 га P2O5 или 110-150 кг на 1 га NPK. Убирают прямым комбайнированием. Урожайность составляет 2-4 т с 1 га. В республиках Средней Азии при орошении она составляет 3,5-4 т с 1 га. Рекордная урожайность в США достигает 7 т с 1 га.

Литература

1. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. М., 2004. С. 54-55
2. Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. Л., 1971. С. 310-312
3. Частная селекция полевых культур. Под ред. Коновалова Ю.Б. М., 1990. С.269-284
4. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СП-б, 1995. С.468

© Гашкова И.В.