МІКРОДОБРИВО

Абортивнисть сои: причины и пути решения проблемы

Стаття з сайту: ©Пропозиція – Главный журнал по вопросам агробизнеса
http://propozitsiya.com/abortivnist-soi-prichiny-i-puti-resheniya-problemy


Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов сои в значительной степени зависит от уровня реализации генетического потенциала ее сортов. В 2016 гг в Государственном реестре сортов растений, пригодных для распространения в Украине, были занесены 185 сортов сои: из них 108, или 58%, — отечественной селекции и 77 сортов, или 42%, — иностранной, с потенциалом урожайности 5,0- 6,0 т/га. Однако за последние пять лет урожайность сои в Украине не превышала 2,3 т/га, то есть реализация генетического потенциала сортов сои в производстве составляет 38-46%.

Одной из причин низкой реализации генетического потенциала культуры является массовая абортивнисть и опадение бутонов, завязей и бобов. Сое свойственен относительно длительный период цветения. Между появлением первого и последнего цветка проходит до шести недель, однако для большинства сортов нормальным является период три-четыре недели. Цветок сои является самоопыляющимся, и, к сожалению, у этой культуры не с каждого цветка образуются плоды.

Абортивнисть в процессе цветения и плодоношения — это прекращение развития генеративных клеток, задержание оплодотворения и гибель зародыша, является результатом различных нарушений, которые возникают задолго или во время созревания половых элементов, оплодотворение, формирование бобов и семян.

Одна из причин абортивности — реакция несовместимости. В этом случае могут негативно влиять внешние покровы семенных почек или специфические ингибиторы, в результате чего происходит абортирование оплодотворенных яйцеклеток и гибель зародышей. Фенотипически абортивность проявляется в опадании бутонов и цветков, дегенерации и партенокарпии бобов, а также в недоразвитости отдельных или всех семян у внешне нормальных бобов.

Абортивнисть цветков, которую определяют по соотношению количества бобов на растении (вместе с опавшими) и цветков, в сое доходит до 75% и более, что существенно снижает урожаи семян. У сои с индетерминантным типом роста абортивных цветков больше, чем у детерминантных и полудетерминантных сортов. У сортов с длинным стержнем цветочных кистей абортивнисть цветков тоже увеличивается. Меньше опадают цветы, расположенные в центральной части растения, больше — на верхушках ветвей и главного стебля.

Абортивность бобов определяется соотношением опавших бобов и суммы образовавшихся. Она наблюдается при сильной воздушной и почвенной засухе, недостатке в питании растения бора и цинка, при очень длинном световом дне и поражении болезнями и вредителями. Особенно негативно влияет на абортивнисть недостаток влаги в течение 2-3 недель после бутонизации, которая приводит к недружному цветению и ослаблению роста растений. Опадение бобов, как и их образование, имеет сортовую специфику. Больше всего формируется бобов и меньше опадают они у сортов, которые по классификации В. Б. Энкен принадлежат к славянскому подвиду. 75% бобов в сое абортируется из-за недостатка сахаров, калия и азота, а больше их хранится в тех сортах, которые характеризуются повышенной интенсивностью фотосинтеза. Абортивность семян иногда достигает до 40% и выше, зависит от сорта и условий выращивания.

Причинами значительных потерь растением плодоэлементов является прежде всего стресс, вызванный почвенно-климатическими условиями выращивания сои, а отсюда и несбалансированность системы ее минерального питания.

Как стресс влияет на про­дук­тивность растений?

Во-первых, нарушается гормональный баланс. Гормоны управляют всеми биохимическими процессами. Они определяют, какие продукты (вещества) нужно производить, их количество и направление передвижения (какие части будут расти: корни, побеги или плоды).

Во-вторых, меняются физиолого-биохимические процессы в клетках (снижается выработка продуктов фотосинтеза, энергии для химических превращений).

В-третьих, разрушаются органеллы клетки (хлоропласты, митохондрии), накапливаются токсические продукты распада (аммиак и др.), что вызывает подкисление (рН) клеточного сока и снижение резистентности к заболеваниям и вредителям.

В-четвертых, отмирают листья и корни, абортируются плодоэлементы, формируется низкий урожай, снижается качество продукции. В зависимости от срока действия стресс-фактора уменьшается потенциал продуктивности растений — от 3 до 100%.

Одной из причин разбалансированности системы питания сои является доступность элементов питания, что определяется содержанием растворимых форм этих важных элементов.

Факторы, влияющие на доступность элементов питания растений: реакция почвенного раствора, взаимовлияние элементов питания, влажность почвы. Снижение доступности элементов при определенной реакции почвенного раствора: образование нерастворимых соединений, уменьшение или рост подвижности элементов (медленное передвижение или вымывания), рост конкуренции с другими ионами.

Повышенная кислотность почвы отрицательно сказывается на росте и развитии растений сои из-за уменьшения доступности ряда мезо (Cа, Mg) и микроэлементов (Mo) и, наоборот, увеличение растворимости токсичных соединений (Mn, Al, Fe, B и др.), а также ухудшение физических свойств почвы.

Соотношение элементов питания в почвенном растворе влияет на потребление их растениями. Избыток одних элементов приводит или усиляет поглощение других (синергизм) или снижение (антагонизм).

Например, избыток азота в почве вызывает дефицит калия для питания растений, избыток кальция — дефицит фосфора, магния, избыток серы препятствует поглощению молибдена и др. Примерами синергизма ионов являются связи Са-В, P-Cu, Fe-Mn и др.

При увеличении влажности почвы происходит высвобождение К с кристаллической решетки минералов, увеличивается доступность Mn, Al, Fe благодаря переходу элементов с двухвалентного в трехвалентного состояния. При дефиците влаги происходят обратные процессы. Особенно соя и другие бобовые испытывают дефицит Mn в условиях засухи.

Снижение доступности элементов питания в почве вследствие:
— связывания в труднорастворимые формы или в формы, которые трудно усваиваются;
— конкурентных отношений ионов;
— уменьшения подвижности элементов питания — приводят к уменьшению эффективности основных удобрений, нарушению физиологических реакций, дисбалансу фитогормонов и снижению продуктивности растений.

В сое негативные последствия от повышенной кислотности проявляются в снижении полевой всхожести семян, угнетении работы симбиотического аппарата и иммунитета к заболеваниям, хлороз листьев, нарушении минерального питания из-за снижения доступности Р, Са, Мо. Критическая кислотность почвы для работы симбиотического аппарата составляет рН 4,2, в период цветения сои — ниже рН 5,5. Потери урожая составляют от 30 до 50%. Существенной причиной абортивности плодоэлементов и снижения урожайности семян сои является дефицит влаги. В течение вегетационного периода культуры потребность во влаге разная в зависимости от фаз онтогенеза. Во время прорастания семян поглощает от 130 до 160% влаги его массы.

В течение вегетации соя способна выдерживать 3-4-недельную воздушную и почвенную засухи благодаря своей биологической особенности, а именно: значительной влагоотдачи, наличия опушки, большого количества свободных аминокислот, которые катализируют биохимические процессы и уменьшают стрессовую ситуацию от этого негативного фактора в период цветение — образование бобов, приходится на жаркий период вегетации. В этот период транспирационный коэффициент составляет 240, а влагопоглощения — 31% общей потребности (около 5,5 тыс. м3/га). Максимальные показатели транспирационного коэффициента — более 900 — отмечены в период всходы — бутонизация и образование бобов — налив семян, а максимальное водопотребление — около 40% — в фазе образования бобов — налива семян. Однако при значительном дефиците влаги, особенно в критический период для сои по влагообеспеченности, который включает фазы цветение — формирование бобов — налив семян, происходит защитная реакция растительного организма, что приводит к абортивности плодоэлементов. Потери урожая сои могут достигать 40-90%.

Следующей причиной абортивности цветков является чрезмерное переувлажнение почвы. Насыщение почвы водой уменьшает количество кислорода, доступного для бактерий и корней растений сои. За 24 часа затопления почвы концентрация кислорода может быть близка к нулю. Негативными последствиями переувлажнения почвы для сои является дефицит Р и Мо, хлорозы листьев, отмирание корней и клубеньковых бактерий, корневые гнили, в фазе всходов — гибель растений. Потеря урожая при переувлажнении почвы в период всходов могут составлять 30-100%, в фазе цветения — 25-35%.

Еще одной причиной абортивности плодоэлементов является снижены и повышенные температуры воздуха и почвы. Температура почвы имеет прямое влияние на деятельность корневой системы, поглощение элементов питания, играет большую роль в биологических и химических процессах, определяющих направление и скорость преобразования питательных веществ в почве.

Усиление жизнедеятельности микроорганизмов, использование азота и фосфора растут с повышением температуры почвы. Поступление в растения азота и фосфора при температуре почвы 5 °С почти втрое меньше, чем при температуре 20 °С.

Соя очень чувствительна к низким температурам воздуха в период цветения. При цветении сои оптимальная температура воздуха должна быть 21…22 °С. Снижение тепловой температуры до 14 °С приводит к прекращению роста и развития растения. Длительный период, при котором температура воздуха не «дотягивает» до оптимальных показателей, вызывает значительное задержание начала фазы цветения. Снижение нужной среднесуточной температуры лишь на 1о задерживает наступление цветения на несколько суток. Потери урожая могут составлять 10-50%.

Высокая температура воздуха повреждает клеточные мембраны и белки. Белки-ферменты денатурируют при разной температуре, как правило, выше 40…45 °С. Денатурация ферментов приводит к нарушению согласованности процессов обмена. Накапливаются растворимые азотистые соединения и другие токсичные промежуточные продукты обмена, в результате происходит гибель клеток.

Высокая температура тормозит процессы как фотосинтеза, так и дыхания растения. Особенно чувствительным к повышенной температуре является фотосинтез. Депрессия этого процесса обычно начинается уже при температуре 35…40 °С. При повышенных температурах уменьшается активность фитогормонов, резко падает активность гиббереллинов, снижается содержание ауксинов, что является одной из причин торможения процессов роста, абортивности бобов, снижения количества зерен в бобах.

Учитывая вышеприведенные причины абортивности плодоэлементов у растений сои, в Институте кормов и сельского хозяйства Подолья НААН ищут пути решения этой проблемы.

Как повысить эффективность использования удобрений?

Если целенаправленно применять элементы технологии выращивания сои, можно значительно снизить негативное влияние стресс-фактора. Растения с оптимальным статусом питательных элементов имеют наивысшую степень резистентности. При отклонении концентрации элементов питания от этого оптимума, а также при неблагоприятных условиях повышается чувствительность растений к болезням.

Минеральное питание — один из основных регулируемых факторов, который применяют для целенаправленного управления ростом и развитием растений для получения высокого и устойчивого урожая сои. Обычно элементы питания рассматривают как строительный материал, необходимый для лучшего роста и урожайности растений. Однако минеральные элементы влияют на урожайность растений, они не только улучшают параметры роста и формирования элементов структуры урожая, но и повышают иммунный статус растения, сопротивляемость или чувствительность к патогенам (экологизированная защита растений).

Основное удобрение (N, Р, К) под сою и другие зернобобовые культуры следует вносить под основную обработку почвы (осенью) или под предпосевную культивацию (весной) для предотвращения потерь из-за разложения на воздухе. Внесение полной дозы удобрений во время посева создает повышенную концентрацию солей в корневой зоне и снижает всхожесть семян, задерживает рост, препятствует развитию пузырьков.

Различные стресс-факторы в течение вегетационного периода влияют на физиологические процессы растений, значительно снижают эффективность применения доз основных удобрений, даже если они рассчитаны очень точно, с учетом всех характеристик почвы и сортовых особенностей растений. Причина — нарушение гормонального баланса.

Последствия: слабое развитие корневой системы; потеря поглощающей способности корней; нарушение физиологических процессов в тканях листа; снижение транспортных функций флоэмы и ксилемы; перераспределение ассимилятов, выживание путем уменьшения урожая.

Для повышения эффективности применения основных удобрений в почвенно-климатических условиях, изменяются и создают стрессовую ситуацию для растений и снижают усвоение элементов питания, есть специальные агромероприятия корректирующие минеральное питание на каждой стадии развития культуры:

– предпосевная обработка семян;

– внекорневая (листовая) подкормка.

Применение комплексных удобрений, в состав которых входят макро- и микроэлементы, для предпосевной обработки семян вместе с бактериальными препаратами и протравителями нужно для успешного преодоления растением стресса в фазе прорастания и всходов, в дальнейшем положительно повлияет на рост и развитие сои.

По результатам исследований лаборатории технологии выращивания сои и зернобобовых культур Института кормов и сельского хозяйства Подолья НААН использования для предпосевной обработки семян композиции, содержащей: инокулянт + протравитель + комплексное удобрение, — обеспечило уменьшение абортивности цветков и бобов, соответственно, на 9,5 и 9 0% и увеличение урожайности семян сои сорта Монада — 0,45 т/га (табл. 1).

Достаточное количество элементов питания в почве еще не гарантирует высокую урожайность. Различные биотические и абиотические стрессы влияют на доступность элементов питания и усваиваимаю способность корневой системы растений сои.

Калий и азотная форма азота могут быть легко вымыты из почвы, тогда как фосфор химически связывается кальцием и магнием, образуя труднорастворимые соединения и тому подобное. При пониженных температурах замедляется потребление элементов питания: фосфора — при температуре 10…11 °С, нитратного азота — 5…6 °С, калия — 7…8 °С.

В последние два десятилетия особое значение как источники микроэлементов получили хелаты (компенсонаты) — внутрикомплексные соединения органических веществ с металлами (В, Мо, Zn и т.д.). Они не поглощаются почвой, однако усваиваются растениями и имеют лучший эффект, чем органические соединения микроэлементов. Эффективность хелатов в 10-15 раз выше, чем соответствующие сульфаты микроэлементов.

Как известно, соя, начиная с фазы третьего тройничного листа, становится очень чувствительной к недостатку фосфора. Именно в этот период отмечен дефицит влаги, ограничивающий питание корневой системы этого элемента. К тому же на почвах с высоким содержанием органического вещества в этот же период наблюдается дефицит марганца. На почвах, которые характеризуются низким содержанием органических веществ, довольно часто обнаруживают недостаток цинка. Следует отметить высокую требовательность сои в магние и сере, которые для формирования урожая на уровне 3,0 т/га соя используют соответственно 40-60 и 30-50 кг. Поэтому именно в фазе третьего тройничного листа — бутонизации стоит провести внекорневую подкормку многокомплексными хелатными соединениями, которые имеют повышенное содержание фосфора в сочетании с марганцем, магнием, серой, цинком и молибденом. Это обеспечит интенсивный рост и развитие растений, повысит устойчивость к высоким температурам и коэффициент использования элементов питания из почвы и активизирует образование корневых клубеньков.

Немаловажным периодом органогенеза в сое является фаза бутонизации — начало цветения. С этого времени начинается интенсивный рост и развитие растений сои и закладки будущего урожая. И именно в этот период соя испытывает дефицит бора. Больше всего эта проблема характерна для посевов на почвах с повышенной кислотностью и при условии недостаточного увлажнения или засухи. Применение многокомпонентных удобрений с повышенным содержанием бора ускорит процесс роста пыльцевых трубок, активизирует процессы цветения, увеличит количество цветков и семян в растении. Для сои важнейшими являются две первые подкормки многокомпонентным удобрением, когда культура лучше реагирует на вышеупомянутые макро- и микроэлементы. Третью внекорневую подкормку удобрениями с высоким содержанием калия и микроэлементов желательно провести в фазе налива семян, что улучшит поступление воды в клетки растений, увеличит осмотическое давление и тургор, повысит их устойчивость к засухе и, соответственно, уменьшит абортивность плодоэлементов. А также продолжит работу фотосинтетического и симбиотического аппаратов, улучшит процессы налива и повышения качественных показателей семян.

Проведенные в Институте кормов и сельского хозяйства «Подилля» исследования по изучению влияния внекорневых подкормок на уровень абортивности плодоэлементов и урожайность семян сои показали, что применение двух внекорневых подкормок водорастворимыми удобрениями в фазе бутонизации и начала налива семян обеспечили уменьшение абортивности цветков и бобов соответственно на 13,1 и 20,6% и увеличение урожайности семян сои сорта Монада на 0,53 т/га (табл. 2).

Выводы

Таким образом, углубленное изучение процесса плодообразования у сои имеет определенную теоретическую и практическую ценность. Проведенные исследования позволили глубже познать биологические особенности поведения сортов сои при определенных экологических условиях и возможности найти пути активизации процесса максимальной реализации генетического потенциала и повышения устойчивости растения как биологического объекта к воздействию неблагоприятных условий окружающей среды.

С. Ко­бак, С. Колесник, О. Се­ре­вет­ник, кан­ди­да­ти с.-х. на­ук,
В.Чор­ная, Инсти­тут кормов и сельско­го хозяйства Подолье НА­АН

 

Информация для цитирования
Абор­тивність у сої: при­чи­ни та шля­хи вирішен­ня проблеми/ С. Ко­бак, С. Колісник, О. Се­ре­вет­ник, В.Чор­на// Пропозиція/ — 2017. — № 6. — С. 90-94

Стаття з сайту: ©Пропозиція – Главный журнал по вопросам агробизнеса
http://propozitsiya.com/abortivnist-soi-prichiny-i-puti-resheniya-problemy

data-matched-content-ui-type="image_sidebyside" data-matched-content-rows-num="2" data-matched-content-columns-num="1" data-ad-format="autorelaxed">

Метки: