XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние схемы посева семян сои на продуктивность и урожайность» (по заданию компании «РусАгро»

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Афанасьев М.Н. 1

---

1МБОУ «Средняя общеобразовательная Ивановская школа»

Ченцов В.Н. 1

---

1МБОУ «Средняя общеобразовательная Ивановская школа»

Работа в формате PDF

632.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Глава 1. Введение

1.1 Актуальность. Проблема. Цель, задачи и гипотеза

Важной проблемой в агропромышленном комплексе России является дефицит кормового и пищевого белка, который превышает в настоящее время 1млн.т. Восполнить его поможет соя – очень ценная по комплексу полезных компонентов и химическому составу зерна и важнейшая белково-масличная культура. За последние годы площади посева сои в России составили более 2,5 млн. га, производство зерна сои увеличилось в 2,5 раза. Лидерами по производству семян сои являются Амурская и Белгородская области, Краснодарский и Приморский края [5. стр. 3-5].

Большие перспективы производства сои имеются в Центрально-Чернозёмном регионе. По обеспеченности теплом, запасам продуктивной влаги в момент проведения сева, общему количеству осадков и их характеру в течение вегетации регион отвечает биологическим потребностям этой культуры. Для Белгородской области выведено много холодостойких сортов сои северного экотипа с нейтральной реакцией на длину дня, обладающих комплексом необходимых адаптивных свойств. Несмотря на достигнутые результаты, перед растениеводами стоят важные задачи возделывания сои по современным технологиям, с оптимальной густотой стояния растений для получения стабильной семенной продуктивности 25-35ц/га.

Семена сои содержат 36-48% белка, 20-26% жира, 25-27% углеводов, 3,5% лецитина, 2% витаминов, ферменты и минеральные соли, в них много перевариваемого протеина. А также незаменимые аминокислоты (лизин, метионин, триптофан, и др.), которые определяют полноценность культуры. Соя используется как пищевая, кормовая и техническая культура. Семена сои служат сырьём для получения масла, соевого молока и многих других продуктов питания. Из семян сои получают соевое молоко, которое аналогично коровьему, соевый творог тофу и муку. Сухой порошок окара используется в хлебопечении, текстурированный соевой белок (ТСБ) – применяется при производстве колбас и мясных блюд [3. стр. 6-7].

Сегодня перед аграрной наукой стоит задача - увеличить содержание белка и масла в семенах сои, довести этот показатель до потенциально возможного уровня. Повышение содержания протеина и жира в семенах сои играет большую роль, как в пищевом балансе, так и в кормовых рационах животных и птицы. Растениеводы работают над увеличением белка, жира в бобах и урожайности сои с одного гектара. Для формирования 25ц/га семян сои требуется 124кг азота, 22кг фосфора, 102кг калия, 34кг кальция, 23г серы, 191г цинка, 18г магния, 207г марганца, 865г железа и 75г меди. Другие микроэлементы требуются в меньших количествах [6.стр. 141-144].

Агрономы ищут различные способы и методы позволяющие повысить урожайность семян сои. Применяют инокуляцию семян перед посевом, проводят пинцировку растений и их обработку микроэлементами в период вегетации, используют различные схемы посева семян.

Компания «РусАгро» использует различные схемы посева семян сои, ищет самые оптимальные и экономически выгодные. Поэтому они предложили нам провести исследование сорта сои Абака с различными схемами посева семян и площадью питания (опытные варианты: 70Х10см, 35Х10см, 21Х10см и 17Х10см, по сравнению с контрольным 70Х45см).

Гипотеза, цель и задачи работы

Гипотеза: Схема посева семян сои влияет на рост боковых побегов,

продуктивность и урожайность сои.

Цель: Изучить влияние схем посева семян сои на продуктивность

и урожайность.

Задачи опыта: 1. Установить влияние схем посева семян сои на продуктивность и урожайность.

2. Определить оптимальную схему посева семян сои.

3. Выявить определяющий элемент увеличения урожайности растений сои.

4. Сделать экономический расчет и статистическую обработку результатов.

Объект исследования – сорт сои Абака.

Предмет исследования – различные схемы посева семян сои.

1.2 Обзор литературы. Народно-хозяйственное значение сои

Соя в настоящее время является самой распространённой зернобобовой и масличной культурой на Земле. Она занимает первое место в мире по производству масла, белковых продуктов и кормов. В соевом масле много полезных фосфатидов, каротиноидов и витаминов группы В, РР, Р, К С. Соя имеет продовольственное, кормовое и агрономическое значение. Из белка получают искусственную шерсть, пластмассу и клей [6. стр. 141-142].

«Растительное мясо» - так называют сою. Растительный белок сои близок к животному белку, с тем же составом аминокислот. Животный белок поступает в организм человека уже с холестерином, а белок сои без холестерина. Белок сои снижает содержание холестерина в крови, уменьшает риск возникновения атеросклероза. В семенах сои белка содержится в 14 раз больше, чем в курином мясе, в 4 раза больше, чем в куриных яйцах и в 3,5 раза больше, чем в говядине. Из муки готовят печенье и пряники, соевое молоко, сметану, творог. В сое мало углеводов, и блюда из неё полезны для диабетиков, при лечении заболеваний нервной системы, малокровии, общем упадке сил и сердечных болезней [5.стр. 6-10].

В соевых бобах содержится полный набор микроэлементов: калий, фосфор, кальций, магний, железо, кремний, натрий, серу, хлор, алюминий, бор, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, никель, стронций, фтор, хром и цинк. Содержание кальция в 12 раз, фосфора в 8, железа 7 раз больше, чем в пшеничном хлебе. Железо в сое на 80% доступно и хорошо усваивается организмом. В сравнении с мясом соевый белок содержит в 2 раза больше фосфорной кислоты и в 4 раза – минеральных веществ [4.стр. 214- 215].

Пшеничная мука уступает соевой по содержанию фосфора в 7, железа и витамина В₁ в 10 раз больше. По пищевым достоинствам 1 килограмм соевой муки приравнивается к 3кг говядины. Недозрелые зеленые бобы используют как овощи в кулинарии и консервной промышленности. Жмых добавляют к пшеничной муке при хлебопечении и в кондитерском производстве [7. стр. 96-97].

1.3 Ботаническая характеристика сои. Соя – (Glycine hispida) – травянистое однолетнее растение из семейства бобовых (Fabaceae). Стебель высотой 65-100см, прочный, сильноветвящийся, образует куст. На корнях образуются клубеньки, которые представляют собой разросшуюся под влиянием бактерий ткань корня. Они поглощают из атмосферы молекулярный азот и переводят его в доступную форму. На одном растении образуется 25 - 50 клубеньков, которые накапливают до 160кг/га азота [6].

Листья у сои очередные, преимущественно опушённые, тройчатые. При созревании у большинства сортов листья опадают. Цветки мелкие, белые или светло – фиолетовые, пятилепестковые, обычно без запаха, сидят в пазухе листьев кистями. Соя - самоопылитель. Тычинок - десять. Всё растение покрыто рыжими или белесыми волосками [4. стр. 215].

Сорта сои с толстыми стеблями используются на семена, с тонкими - на зеленую массу и сено. В период вегетации стебли у различных сортов имеют зеленую или антоциановую окраску. Стебель опушённый, окраска от серо-белой до жёлто-бурой.

У сои плод – боб с 2-5 семенами, при созревании не растрескивается. Семена по форме овальные, округлые, удлинённо-сплюснутые, круглые, гладкие. Масса 1000 семян - 100-150г. Бобы различной формы и окраски, изогнутые, серповидные, плоские или выпуклые, опушённые, редко голые, длиной до 5 см. На растении от 20 до 40 бобов. Высота прикрепления нижних бобов - 13-23 см - играет важную роль при механизированной уборке. Семена сои по окраске бывают чёрные, коричневые, зелёные и жёлтые различных оттенков, а также двухцветные: коричневые, чёрные или зелёные с жёлтым, зелёные с коричневым или чёрным, коричневые с чёрным.

Окраска у семядолей жёлтая и зелёная. Рубчик по форме - овальный, линейный, а по размеру - крупный, средний и мелкий, длиной от 1,5 до 6 мм и шириной от 0,5 до 1,3 мм. Окраска рубчика желтовато-белая, коричневая, тёмно-коричневая, чёрная. Светло-коричневые рубчики свойственны сортам с белым опушением, а коричневые – с рыжим [7. стр.96-97].

1.4 Биологические особенности сои. Соя - культура светолюбивая и теплолюбивая, растение короткого дня. Незначительное удлинение светового дня задерживает цветение и способствует увеличению вегетативной массы. При недостаточном освещении преждевременно желтеют и опадают листья. Максимальный урожай сои получается при хорошем освещении растений. Интенсивность света увеличивает массы клубеньков. Семена начинают прорастать при температуре 8-10⁰С, оптимальная температура для прорастания – 12-15⁰С, а для роста и развития - 21-25⁰С. Всходы повреждаются заморозками -2,5 – 3,0⁰С. За период вегетации сумма активных температур - 2200-2800⁰С. Особенную потребность в тепле испытывает в период цветения и созревания бобов (18-20⁰С). Длина вегетационного периода - 90-160 дней [7.стр.96-97].

Соя - влаголюбивое растение, её транспирационный коэффициент – 600. Потребность во влаге резко возрастает в период цветения и налива бобов. Для набухания и прорастания семян необходимо 130 – 160% воды от их массы. Недостаток или избыток влаги в период цветения замедляет вегетативный рост и уменьшает число цветков на растении, а в период цветения увеличивает процент опавших цветков. Чтобы получить высокие, стабильные урожаи зерна сои, необходимо проводит мероприятия по сохранению влаги и её рациональному использованию [6.стр.144-145].

Оптимальная кислотность почв - рН - 6,5 - 7,0 почвенного раствора. Соя особенно не требовательна к плодородию почвы и может расти на различных почвах. Но на кислых и щелочных почвах угнетается развитие клубеньковых бактерий и корней, замедляется рост растений, снижается урожайность. Лучшими почвами для сои являются чернозёмы, хорошо структурированные, достаточно влагоёмкие, высокоплодородные с оптимальным запасом элементов минерального питания, способные легко прогреваться, богатые гумусом, с нейтральной реакцией почвенного раствора, с лёгким механическим составом. Оптимальная влажность почвы - 70 - 80% предельной полной влагоёмкости [7.стр.98].

Фенологические фазы. 1. Фаза прорастания – всходы, от набухания семян до раскрытия семядольных листочков. Всходы появляются на 5 -7 день.

2. Фазы ветвления и бутонизации охватывают период от полного развития первого тройчатого листка до образования видимых бутонов. В среднем один лист растёт 10 - 12 дней. Семядоли остаются на растении до третьего – четвёртого настоящего листа. С появлением 3 - 4 тройчатых листьев идёт интенсивное ветвление.

3. Фазы цветения и плодообразования продолжаются около месяца. Плодообразование начинается через 10 - 17 дней от начала цветения. Окончание фазы плодообразования - формирование семян в верхних бобах. Развитие бобов продолжается 15 - 25 дней.

4. Фаза созревания семян - самая короткая часть вегетации, продолжается 10 - 12 дней. Начальная спелость - массовое пожелтение бобов и начало опадения листьев - длится 8 - 12 дней. Свежеубранные семена в начале полной спелости достигают практически одинаковой величины с окончательно созревшими, форма и окраска становятся типичными для сорта. В период полного созревания оболочка теряет эластичность, семена становятся очень твердыми, полностью отделяются от стенок бобов и гремят при встряхивании. Период созревания длится 3 - 4 дня [5.стр. 29-39].

1.5. Технология выращивания сои. Предшественниками для сои озимые культуры и многолетние травы. Соя обогащает почву азотом и подавляет сорняки, ценный предшественник для зерновых и технических культур. Соя отзывчива на внесение по 30-60т/га органических удобрений, по 110-150кг/га NPK и микроэлементы – молибден и бор. Её высевают в хорошо прогретую почву широкорядным способом с междурядьем 45см [4.стр.216].

Весной проводится ранневесеннее боронование, потом выравнивание почвы, предпосевная культивация и прикатывание. Оптимальный срок посева - при прогревании почвы на глубину заделки семян до 12-14⁰С.

В зависимости от массы 1000 семян нормы высева составляют 80-120 кг/га. Глубина заделки семян - 4 – 5см [4.стр.215-216].

Очень важна для сои инокуляция семян ризоторфином или другими инокулянтами, содержащими активные штаммы клубеньковых бактерий. Инокуляцию семян проводят, не допуская облучения обработанных семян прямым солнечным светом, так как клубеньковые бактерии гибнут от ультрафиолетовых лучей. Семена одновременно обрабатывают микроэлементами и инокулянтами. При образовании почвенной корки и появлении сорняков проводят довсходовое боронование, а в начале образования тройчатого листа - второе, послевсходовое боронование. Проводят 2-3 междурядные обработки. По мере необходимости применяют средства защиты растений от сорняков, болезней и вредителей [6.стр.146].

Болезни сои - фузариоз, гнили, аскохитоз, септориоз, бактериоз, мозаика и пятнистость. Вредители - совка, огнёвка, соевая полосатая блоха и плодожорка, паутинный клещ, клубеньковый долгоносик. Для защиты посевов сои от болезней и вредителей применяются пестициды [6.стр.147].

Сою убирают в фазе полной спелости. Признаками полной спелости является опадение листьев, подсыхание и побурение стеблей и бобов, снижение влажности семян до 14-16%. Созревшие бобы сои не раскрываются. Семена на растениях созревают неравномерно. Основной способ уборки сои в сухую и тёплую погоду – прямое комбайнирование при высоте среза 6-7см. При влажной погоде, особенно на семенных участках, проводят десикацию растений [7.стр.97].

Потери при уборке зависят от высоты скашивания. Особенно большие потери при уборке сои на изреженных посевах у сортов с низким прикреплением бобов. Сильное ветвление бывает причиной обламывания нижних веток с бобами.

Сою модифицируют, в частности, для того, чтобы она была устойчивой к ядохимикатам, применяемым для защиты растений, повышения урожайности и содержания белка.

Глава 2. Основная часть

2. 1. Условия проведения опыта

Характеристика сорта сои Абака. Патентообладатель - Селекционно-семеноводческая компания «Соевый комплекс» г. Краснодар. Включён в Госреестр в 2022году по Центрально – Чернозёмному региону, для Белгородской и Орловской области. Сорт раннеспелый. Подвид маньчжурский, разновидность светлая, тип растения полуиндетерминантный. Окраска растения - серая, венчик цветка – фиолетовый, семенная кожура – светло-жёлтая, рубчик семени жёлтый. Высота растений - 90-100см.

Компактная высота растений. Превосходное ветвление и образование дополнительных бобов. Сумма активных температур - 2100-2300⁰С. Высокоустойчив к полеганию и растрескиванию бобов при перестое. Устойчив к бактериозу, фузариозу, пероноспорозу и склеротиниозу.

Вегетационный период - 97-112 дней. Высота прикрепления нижних бобов - 13-15см. Содержание белка - 35,8-42,0%, жира - 21,4-21,8%. Масса 1000 семян -173-190грамма. Урожайность средняя -28,4ц/га, максимальная – 49,8ц/га. Норма высева всхожих семян - 600-650 тысяч/га, 90-120кг/га [9].

Характеристика участка. Исследование проводили в овощном севообороте №1. Участок расположен на равнине, почва – чернозём выщелоченный. Содержание питательных веществ: азота - 98 мг/кг (очень низкое); фосфора - 25мг/кг (низкое); калия - 68 мг/кг (среднее); гумуса - 2 % (низкое); кислотность почвы рН - 4,7.

Погодные условия. За вегетационный период роста и развития сои в 2024 году выпало осадков 131,7мм или 55 % от среднемноголетних значений. В 2025 году осадков выпало – 316,9мм, это 95% от среднемноголетних значений или 240% от 2024 года.

Температурный режим в 2024 и 2025 годах был выше среднемноголетних значений. Среднесуточная температура воздуха за вегетацию составила +14⁰С+18⁰С, днём находилась в пределах +23⁰С+28⁰С.

2.2. Методика проведения опыта

Предшественник – картофель. Осенью после уборки предшественника провели обработку почвы мотоблоком, весной ранневесеннее боронование на глубину 6-8см. Провели две обработки почвы мотоблоком на глубину 12-15см, выравнивание с боронованием почвы. Перед посевом семян сои провели разбивку делянок и выравнивание почвы. Посев сои провели по схемам: контроль - 45см Х 10см (5 рядков), опыты – 70х10см (4 рядка), 35Х10см (7 рядков), 21Х10см (10 рядков) и 17Х10см (12 рядков).

Опыт провели в пяти вариантах и трех повторностях. Размер учётной делянки – 4,2м² (2,1мХ2,0м). Учётная площадь - 63м²,общая площадь - 130м² (14,2мХ9,1м). Уход за растениями заключался в четырёх рыхлениях междурядий, прополке и удалении сорняков. Азофоску вносили в рядки при посеве из расчёта - 50г/ м². Опыт был поведен с опытным сортом сои Абака.

Календарный план работ

Глава 3. Заключение

3.1 Результаты исследования и их обсуждение

Таблица 1 Фенологические наблюдения за ростом и развитием сои

Анализ таблицы №1. Все фазы роста и развития растений сои на контрольных и опытных делянках наступили с разницей в 3-6 суток. Различные схемы посева семян не повлияли на полную спелость семян сои.

Таблица 2. Биологические особенности растений сои

Анализ таблицы №2. Высота растений на опытных делянках была выше на 2,0 см при схеме посева 70Х10см; на 8,7см выше при схеме посева 21х10см и 17Х10см, по сравнению с контролем.

Различные схемы посева семян сои не повлияли на высоту прикрепления нижних бобов. Высота прикрепления нижних бобов составила 13-14см, что является оптимальной для механизированной уборки.

Количество боковых побегов на одном растении сои составляет от 4,0 шт. на контроле (45Х10см) до 6,7 шт. на опыте (21Х10см).

Количество боковых побегов на опытных растениях было больше, чем на контрольных, на 0,3 шт. при схеме 35х10см и на 2,7 шт. при схеме 21Х10см. Количество продуктивных узлов на растениях сои колебалось от 14,0 шт. на контроле (45Х10см) до 26,7шт. на опыте (21Х10см).

Таблица 3. Морфологические особенности растений сои

Анализ таблицы №3. Количество бобов на одном растении увеличилось на 0,6 шт. при схеме посева 35Х10см и на 8,6шт при схеме посева 21Х10с.

Масса семян с одного растения возросла на делянках при всех опытных схемах посева на 0,9 – 2,6гр., по сравнению с контрольной схемой.

Таблица 4. Структура продуктивности и урожайности сои

таблицы №4. Посев семян сои по различным схемам повлиял на продуктивность и урожайность зерна. Количество семян в одном бобе на опытных делянках увеличилось на 3,1% (35х10см) и на 15,6% (21Х10см), по сравнению с контролем, кроме схемы посева 17Х10см - меньше на 9,3%.

Масса 1000 семян сои на делянках 35Х10см, 70Х10см и 21Х10см увеличилась на 0,2%, 0,8% и на 5,2% соответственно, при схеме 17Х10см масса семян была меньше на 1,6%, по сравнению с контролем.

Схема посева семян сои 21Х10см - самая оптимальная. За счёт густоты стояния и площади питания растений урожайность зерна сои была больше на 7,1ц/га (26,6%), по сравнению с контролем.

Таблица 5. Экономическая эффективность проведения опыта

Анализ таблицы №5.Расчёт экономической эффективности проведения опыта необходим, так как сегодня недостаточно получить много продукции, а важно качество зерна сои и получение прибыли.

Закупочная цена зерна сои в среднем за два года составила - 35,5руб/кг.

Уровень рентабельности на делянках при схеме посева 70Х10см, 35Х10см и 21Х10см был выше на 5,4%, на 10,9% и на 54,2% соответственно, а при схеме 17Х10см был ниже на 5,5% по сравнению с контролем 45Х10см.

3. 2. Выводы

1. Схемы посева семян сои не повлияли на фазы роста и развития.

2. Посев семян по различным схемам незначительно повлиял на высоту растения, прикрепление нижних бобов и товарность зерна.

3.Определена оптимальная схема посева семян сои - 21Х10см.

4.При схеме посева 21Х10см продуктивность и урожайность увеличились на 25-32%.

5.Экономическая эффективность на делянках четвёртого варианта была выше на 54%, по сравнению с контролем.

6.Проведена статистическая обработка результатов опыта разностным

методом по критериям Стьюдента с изучением урожайности.

Разность существенна, результаты достоверны.

По результатам исследования мы рекомендуем в Белгородской области выращивать сорт сои Абака при схеме посева 21х10см, которая способствует увеличению продуктивности и урожайности.

Список использованных источников и литературы

1.Ещенко В.Е. Основы опытного дела в растени-ве. - М.: Колос, 2009г. - 267с.

2.Жанетт Парсонс Иган. Соя! Великолепные рецепты здорового питания.

- М.:, ИТД ГРАНД, 2002. -158с.

3. Зеленская Т.И., старший научный сотрудник лаборатории селекции и

промышленного семеноводства, к.с/х.н., Результаты работы по

импортозамещению сои, сайт ФГБОУ ВПО «БелГАУ им. В.Я. Горина»

4.Козловский И. П. Основы агрономии. – Ростов-на-Дону, 2015. -336 с.

5.Устюжанин А.П., Шевченко В.Е., Турьянский А. В. Селекция сортов сои

северного экотипа. – Воронеж, ФГОУ ВПО «ВГАУ», 2007. -224с.

2. Федотов В.А. и др. Растениеводство. - М.: Лань, 2020. -325с

3. Шитикова А.В. Полеводство. Учебник. – М.: Лань, 2019. -198 с.

4. Шестернинов Е.Е. Спутник исследователя– М.: НО БФНМ, 2019. -52с

5. Сайт ГЛАВАГРОНОМ, glavagronom.

Приложение

Приложение №1

Результаты статистической обработки опыта разностным методом

по критериям Стьюдента урожайности сои

Приложение №2

Диаграммы результатов исследования сорта сои Абака

Рис. 2. Количество рядков сои на делянке (шт)

Рис. 3. Густота стояния растений сои в среднем за два года (раст./м²)

Рис.4. Длина вегетационного периода СОИ (суток)

Рис. 5. Высота растений сои в среднем за два года (см)

Рис. 6. Высота прикрепления нижних бобов на растениях сои (см)

Рис.7. Количество боковых побегов на одном растении сои (шт)

Рис. 8. Количество продуктивных узлов на растении сои (шт)

Рис. 9. Количество бобов на одном растении сои (шт)

Рис. 9. Масса семян сои на одном растении (гр)

Рис.10. Количество семян в одном бобе сои (шт)

Рис. 11. Масса 1000 семян сои (гр.)

Рис. 12. Урожайность зерна сои (ц/га)

Рис. 13. Товарность зерна сои (%)

Рис. 14. Уровень рентабельности выращивания зерна сои (%)