Морфологические и биологические особенности сахарного сорго и сои
Морфологические особенности сорго. Род сорго (Sorghum Moench.) объединяют более 30 видов однолетних и многолетних видов. В нашей стране культурное сорго представлена четырьмя видами:
· Сорго обыкновенное (S. vulgare), включающие большое число разновидностей и сортов. Широко возделывается на кормовые, технические и продовольственные цели;
· Джугара (S. Cernuum Host.) с изогнутым соцветием, используется преимущественно на зерно;
· Гаолян (S. chinense Jakushev) – китайское сорго, используется преимущественно на корм;
· Суданская трава (S. sudanense Pers.) возделывается как кормовое растение на зеленую массу и сено.
Сорго обыкновенное в зависимости от цели возделывания, а также морфологии растений делят на четыре группы: зерновое, сахарное, веничное и травянистое [10]
Корневая система у сахарного сорго мочковатая. сильно разветвленная, до 2 м в глубину и на 60–90 см в стороны. Из надземных узлов растение способно образовывать воздушные, или опорные корни. Семена прорастают одним корешком. При появлении 3–4 листочков образуются вторичные корни. Узел кущения находиться близко от поверхности почвы, поэтому интенсивность образования вторичных корней во многом зависит от влажности почвы и воздуха. При повышенной влажности воздуха они быстро разрастаются и в растение поступает больше питательных веществ и влаги. Засушливые условия задерживает образование вторичных корней. Растение сорго плохо укореняется и отстают в росте и развитии, а в дальнейшем нередко полегают. Поэтому междурядная обработка с небольшим приваливанием почвы к рядкам, способствует образованию вторичных корней. Ко времени выхода в трубку из нижних узлов стебля образуются воздушные корни. Они хорошо углубляются в почву, укрепляют растение и обеспечивают дополнительное питание [13].
Стебли сорго прямостоячие, гладкие. Высота стеблей 1–2,5 м, в тропической зоне до 7 м, заполнен рыхлой паренхимной тканью. Состоит из 5–25 междоузлий цилиндрической формы. Число междоузлий на главном стебле является устойчивым признаком сорта. Часто стебель сильно ветвится. Продуктивная кустистость – 1–5 и более [10].
Со стороны выхода пластинки листа от стебля междоузлие имеет небольшое продолговатое, желобообразное углубление, прикрываемое влагалищем листа. Оно является местом формирования боковых ветвей. От нижнего узла, являющимся одновременно узлом кущения, отходят вторичные корни, от второго и третьего узлов – воздушные корни.
Лист состоит из двух частей – влагалища и листовой пластинки. Листья широкие, покрыты восковым налетом, количество листьев 10–25 и более, в зависимости от скороспелости и условий выращивания.
Соцветие – метелка длиной 15–60 см. Главная ось метелки длинная (стержневая) или укороченная (безстержневая). Это существенный морфологический признак при определении групп и сортов сорго. Характерная особенность соцветия – наличие на концах каждого разветвления двух колосков, один – сидячий, обоеполый, другой – на длинной ножке – мужской, опадающий после цветения.
Сорго – перекрестно – опыляющиеся растение, однако в засушливые годы или во влажные, во время цветения большое значение имеет самоопыление.
Зерно – пленчатое, голое, обычно плотно охваченное колосковыми чешуйками. Голое зерно при созревании легко освобождается от этих чешуй. Форма зерна круглая, яйцевидная, продолговатое, редко с огранками (в зависимости от вида и подвида сорго). Окраска: белая, желтая, красная, коричневая, бурая. Масса 1000 зерен – 25–45 г. и более. В одной метелке – 1600–3500 зерен. Семена отличаются очень коротким периодом покоя. Они способны быстро набухать и прорастать даже «на корню». Это создает дополнительные трудности при уборке и ведет к снижению качества семян, что особенно сказывается на полевой всхожести и препятствует распространению культуры [13].
Биологические особенности сахарного сорго.
Сорго – самое теплолюбивое растение из всех хлебов второй группы, семена погибают при небольших и кратковременных заморозках. Для нормальной всхожести семян необходимо, чтобы почва на глубине заделки семян было 15°С. Оптимальная температура для прорастания сахарного сорго 26–30°С, более высокая температура приводит к снижению всхожести.
Сорго хорошо растет и развивается при 30–35°С и выносит жару – до 40°С. Минимальная температура для цветения – 14–15°С, для созревания – 10–12°С, сумма активных температур за вегетацию составляет – 2250–2500°С.
Среди зерновых, сорго является самой засухоустойчивой культурой среди полевых культур. Оно хорошо переносит почвенную и воздушную засухи. Транспирационный коэффициент равен 200. Сорго теплолюбивое растение короткого светового дня.
Сорго – растение светолюбивое и короткодневное. Как и все хлеба второй группы, сорго вначале растет медленно и сильно страдает от засоренности полей. В засушливых районах у среднеспелого зернового сорго, всходы появляются на 10–15 день, а через 25–30 дней – наступает фаза кущения. Выход в трубку отмечается спустя 40–50 дней, а выметывание через 55–65 дней после всходов. Цветение начинается через 5–6 дней после выметывания. Растения используют дожди второй половины лета.
Вегетационный период у различных по скороспелости сортов колеблется в пределах – 90–145 дней.
К почве сорго не предъявляет высоких требований и вполне выносит засоление. Однако предпочтительнее для него хорошо прогреваемые, рыхлые и хорошо проницаемые почвы [10].
Морфологические особенности сои. Соя относится к роду Glicine L, который объединяет десятки видов, распространенных в странах тропиков. В культуру введен один вид Glicine hispida Maxim, выращиваемый на всех континентах земного шара. Сортовое разнообразие культурной сои объединено в 4 подвида (manshurica, chinensis, japonica, indica). Подвиды различают по продолжительности периода вегетации, строению куста, форме листьев и бобов, величине и окраске семян.
Соя – однолетнее травянистое растение семейства бобовых, подсемейства мотыльковых.
В России возделывается один культурный вид сои – Glicine hispida Maxim. Этот вид подразделяется на ряд подвидов и разновидностей.
В Нечерноземной зоне в полевой культуре возделывается кустовые сорта сои.
Стебель крепкий, прямостоячий, ветвистый, неполегающий, сильно ветвится и образует куст высотой до 1,5 м, длина междоузлий от 3 до 15 см, количество боковых побегов от 2 до 5.
Корневая система стержневая, мощная и основная масса корней залегает в пахотном слое. Главный корень – короткий (10–15 см), стержневой с большим количеством длинных боковых корней, которые составляют почти 60% корней. Корни достигают до 2 м глубины. На корнях образуются клубеньки, в которых азотфиксирующие бактерии, поглощают атмосферный азот, переводят его в доступную для растения форму. При благоприятных условиях образуется много клубеньков.
Листья у сои очередные, тройчатые, различной формы: овальные, яйцевидные, линейные и другие. Первые два листа – супротивные. При созревании у большинства сортов листья опадают.
Цветки самоопыляющиеся, мелкие, пятилепестковые, собраны по 3–6 в короткую кисть. Окраска венчика белая или фиолетовая.
Плод сои – боб. Бобы прямые, изогнутые, серповидные, плоские, опушенные, длиной до 5 см, окраска от светло-серой до черной. Число семян в бобе от 1 до 4, чаще 3. Количество бобов на растении зависит от густоты стояния растений, обеспеченности элементами питания и влагой. В загущенных посевах на растении образуется 10–15, а в разреженных посевах и на плодородных почвах – до 300–400 бобов. Нижние бобы прикрепляются на высоте от 3 до 15 см от поверхности почвы. В загущенных посевах прикрепление нижних бобов повышается до 17–20 см и в ряде случаев до 30 см от поверхности почвы. Стебли, листья и бобы покрыты короткими густыми волосками от светло-серой до темно-коричневой окраски. Семена шаровидные, овальные, плоско-округлые, удлиненно-округлые, почковидные. Окраска семян разнообразная – черная, коричневая, зеленая, жёлтая. Масса 1000 семян в зависимости от сорта колеблется от 60 до 400 г. Они содержат 30–52% полноценного белка и 17–27% жира. Семя состоит из оболочки и зародыша, в котором имеются 2 семядоли и почечка с зачаточным корешком, стеблем и листьями. Семядоли бывают желтой или зеленой окраски. Рубчики разные по форме (овальные, линейные), по размеру (длина 1,5–6 мм) и окраске (от светлой до черной). Светло-коричневые рубчика как правило, свойственны сортам с белым опушением, а коричневые - рыжим.
Биологические особенности сои. Соя – теплолюбивое растение. Для нормального развития и созревания ей необходимо сумма активных температур 1700–3200°С. Минимальная температура прорастания семян 8°С, а благоприятная-12–14°С, но всходы ее переносят кратковременные заморозки до -2… – 3°С. Некоторые сорта выдерживают заморозки до минуса 6°С.
По продолжительности вегетации сорта сои условно делят на ультраскороспелые (80–90 дней), ранние (90–100), среднеспелые (110–120), позднеспелые (130–150) и очень позднеспелые (свыше 150 дней).
Соя – типичное короткодневное растение. При удлинении светового дня цветение и созревание задерживаются, увеличивается период вегетации. При чрезмерном удлинении светового дня цветение может отсутствовать. Максимальное цветение наблюдается при чередовании 12 ч света и темноты. Растения сои реагируют на изменение длины дня в период от появления всходов до окончания массового цветения. Реакция сорта на фотопериодизм тесно связана с периодом вегетации. Скороспелые сорта меньше реагируют на длину дня, чем среднеспелые и особенно позднеспелые.
Соя – светолюбивое растение, плохо переносит затенение. У затененных растений уменьшается содержание азота, увеличивается количество абортируемых плодов, снижается высота прикрепления бобов на стебле, что ведет к увеличению потерь при механизированной уборке. Освещенность регулируется изменением площади питания растений.
При медленном росте надземной массы и мощном развитии корневой системы соя хорошо мирится с недостатком влаги в первый период роста и развития. Однако в фазах цветения и налива семян она очень страдает от недостатка влаги. Как растение муссонного климата соя на формирование семян расходует значительно больше воды, чем зерновые колосовые культуры. Общий расход воды за вегетацию достигает 5–6 тыс. м3/га. В течение вегетации потребность в воде неодинаковая. При прорастании и набухании семена поглощают 110–120% воды к сухой их массе. От всходов до цветения наблюдается меньшая потребность в воде. Наиболее интенсивное водопотребление происходит в фазу цветения и формирования бобов. За этот период соя потребляет 60–70% суммарного расхода воды за вегетацию. Большинство сортов до цветения устойчивы к засухе, в период цветения и позднее устойчивость к засухе снижается. Коэффициент транспирации колеблется от 400 до 1000. Оптимальная влажность почвы в период вегетации должна быть не ниже 70–80% от наименьшей влагоемкости.
На формирование 1 т семян соя потребляет 84 кг азота, 23 кг фосфора и 37 кг калия. Общий вынос элементов питания надземной частью зависит от урожайности сои и при урожае семян в 3,3 т/га достигает 250 кг азота, 63 кг фосфора и 101 кг калия. Соя неравномерно потребляет элементы питания в течение вегетации. От всходов до цветения она усваивает 5,9–6,8% азота, 4,6–4,7% фосфора и 7,6–9,4% калия от общего потребления за вегетацию. Наибольшее потребление элементов питания происходит во время цветения, формирования бобов, начала налива семян. В этот период она потребляет соответственно 57,9–59,7%, 59,4–64,7 и 66,0–70,0%; от начала налива семян до конца созревания – 33,7–36,3, 30,6–36,0% и 18,9–26,4% соответственно. В азотном питании критический период для сои – 2–3 недели до цветения и 2 недели после цветения; в фосфорном питании – первый месяц ее жизни. Недостаток элементов питания в эти периоды ведет к заметному снижению урожайности сои и не может компенсироваться внесением удобрений в более поздние фазы роста и развития растений. Соя хорошо отзывается на внесение навоза и известкования. Прибавка при внесении 20 тонн навоза составляет 2–6 ц/га. Известкование кислых почв даёт прибавку 2–4 ц/га. Реагирует на внесение микроэлементов бора и молибдена. Обработка семян бором повышает урожай до 20%, при совместном внесении прибавка увеличивается до 34%.
Требования к почвам. Соя успешно растет на различных по гранулометрическому составу почвах: супесях, черноземах, каштановых почвах и суглинках. Плохо переносит заболоченные, засоленные и кислые почвы. Почвы с рН выше 9,0 и ниже 3,9 непригодны для этой культуры. Хороший урожай она может дать только на богатых органическим веществом высокоплодородных землях с нейтральной реакцией среды (pH 6,5–7,0)