Соя растение полезные свойства


состав и польза, противопоказания и применение в кулинарии, выращивание и рецепты блюд

Соя принадлежит к однолетним травянистым растениям семейства Бобовые. До сих пор встречается дикий ее вид, произрастающий в Юго-Восточной Азии. Там ее начали культивировать еще до нашей эры. В Европу соя была завезена в начале 18 века и сразу же нашла большое число своих поклонников. Сейчас ее выращивают на всех континентах, не садят только в Антарктиде и северных и южных широтах выше 60 градуса.

Натуральная соя частый ингредиент кулинарных блюд, ее используют для замены молока и мяса в пищевой промышленности, а также как пищевое сырье для скота.

Состав сои

Сою называют растительным мясом. Это же название применяется для обозначения соевых продуктов, которые продаются, как разноцветные пластины, растворимые в кипятке. Но ничего общего с бобами такая продукция не имеет, а также не обладает их свойствами. Поскольку суррогат производят искусственно.

В ее бобах больше белка по сравнению с мясом, причем он по своему составу напоминает животный, что отличает сою от других растений. В ней много жиров - 18%-24%, есть клетчатка, углеводы, зола, вода. Кроме того:

  • Состав включает множество витаминов: Группа В в полном составе, за исключением В12.
  • Макроэлементы представлены калием(1650 мг), фосфором (659 мг), кальцием (260 мг), магнием (230 мг), натрием, серой и хлором.
  • Микроэлементы также присутствуют: железо, йод, бор, кремний, алюминий, кобальт, марганец, медь,молибден, цинк и другие.

Польза сои

Это растение популярно не только у вегетарианцев, как заменяющее им мясо, ее полезные свойства распространяются и на обычных всеядных людей. Она способствует облегчению состояния при различных заболеваниях:

  • сердечно-сосудистых,
  • сахарном диабете,
  • нарушениях обмена веществ,
  • язвах,
  • гастритах,
  • остеопорозах.

Ее состав полнится раффинозами и стахиозами, эти вещества являются источником питания полезных бифидобактерий, находящихся в желудочно-кишечном тракте. Именно они предупреждают развитие дисбактериоза, снижают риск появления онкологических заболеваний, положительно влияют на продолжительность жизни. Поэтому услугу этих веществ для нашего организма трудно переоценить.

Соя благотворно влияет на здоровье женщин. Ее свойства особенно необходимы при менопаузе, когда увеличивается вероятность появления остеопороза, болезней сердца и сосудов. В ней находятся изофлавоны, которые являются растительными аналогами женских половых гормонов, они компенсируют дефицит фитоэстрогенов. Благодаря большому количеству кальция в ее составе укрепляются зубы и кости. Если сою употреблять регулярно, возможно снижение неприятных проявлений климакса. Она снимает потливость, повышенную утомляемость, учащенное сердцебиение, приливы жара.

Молодым женщинам и девочкам подросткового возраста соя также помогает убрать дискомфорт перед менструациями.

Мужчинам соя также необходима, так как при ее употреблении снижается риск появления онкологии простаты.

Для тех, кто желает убрать лишний вес соя просто незаменима. Лецитин, находящийся в ее составе:

  • участвует в жировом обмене и способствует снижению количества жира в печени.
  • активизирует жировой метаболизм,
  • выгоняет желчь,
  • снижает уровень холестерина.

Противопоказания

Это богатое на состав растение, кроме своих полезных свойств, может продемонстрировать и вредные. Особенно это относится к гурманам, которые употребляют ее в больших количествах. Неограниченность ее в рационе может сказаться на организме отрицательно, так как эти бобы:

  • ускоряют процессы старения,
  • угнетают эндокринную систему,
  • провоцируют развитие болезни Альцгеймера,
  • создают условия для развития заболеваний кожи: дерматита, экземы, крапивницы,
  • вызывают другие болезни: ринит, астму, колит, конъюнктивит.

Противопоказаны соевые бобы при мочекаменной болезни, поскольку в ее составе находятся оксалаты, которые являются материалом для образования камней.

Несмотря на полезные качества бобов для женского здоровья, они могут сослужить и дурную службу. Так, беременным их не следует принимать в пищу, поскольку они вызывают выкидыш, а также отрицательно влияют на головной мозг плода. Детское питание разнообразят соей осторожно, поскольку она может явиться причиной аллергических реакций и заболеваний щитовидной железы.

Диетологи советуют ограничиваться 50 г бобов сои в день. Поскольку они содержат 40-80 г фитоэстрогенов, что является суточной нормой для взрослых.

Соя в кулинарии

Китайцы и японцы употребляют сою и продукты из нее регулярно, тем самым укрепляя свое здоровье, и способствуя долголетию. Ведь ни для кого не секрет, что в этих странах самая высокая продолжительность жизни. Ученые проводили исследования, в ходе которых было выяснено, что люди, употребляющие соевые бобы регулярно, меньше подвержены сердечно-сосудистым, кишечным, простудным заболеваниям и онкологии.

Главное, чтобы оградить себя от некачественного продукта, каким является модифицированный аналог, следует перед покупкой внимательно читать информацию на упаковке.

Сою употребляют в сушеном, вареном и жареном виде. Из этого природного продукта можно приготовить свыше 100 блюд. Это растение обладает удивительными качествами и может гастрономически преображаться, так как у него широкий диапазон вкусов. Например, Опрокинув ее на сковородку и добавив томат, можно получить вкус говядины, пережаривая с морковью, получаем вкус грибного блюда. А вегетарианцы ей очень благодарны, так как организм получает ценный белок, что спасает от белкового дефицита. Соя отлично усваивается и благотворно влияет на желудочно-кишечный тракт, поэтому она является ценным продуктом, входящим во многие диеты. Звезды кино и телевидения включают этот чудо-продукт в свой рацион. Что из нее готовят:

  • Соевая мука годится для приготовления печенья и пряников. Из нее можно получить молоко, взяв на одну часть муки семь частей воды, а также сметану, творог и прочие продукты.
  • Свежие бобы служат ингредиентом супа. Хороши в виде каши, для этого нужно сушеные бобы замочить на ночь, а утром сварить.
  • Пользуется спросом сыр Тофу, у него низкая калорийность, качественный продукт обладает твердостью. Его добавляют в салаты, с ним делают бутерброды, служит закуской. Придает изысканный вкус любому блюду.
  • Соевое молоко - природный гепатопротектор, так как имеет свойства для поддержания функций печени и укрепления иммунной системы. Оно с успехом применяется как заменитель грудного молока.

В последнее время люди часто употребляют соевый соус. И это правильно, поскольку в нем собраны все полезные свойства растения. Он служит отличной профилактикой заболеваний сердца и сосудов, от него можно ждать большего эффекта, чем от красного вина.

В качестве высоко витаминизированной пищи применяются этиолированные проростки сои, это значит, выращенные в темноте. Для получения высокопитательных проростков, в осенне-зимний период следует завернуть несколько бобов в смоченную в воде ткань и поставить в теплое место, защищенное от света. Чтобы быть постоянно с проростками, можно проращивать бобы конвейерным способом с промежутком в несколько дней.

Как вырастить сою на своем огороде?

Чтобы обеспечить потребности семьи, достаточно иметь несколько десятков кустов растения. Она хорошо растет как на отдельной грядке, так и на ее границе Сочетается с огурцами и кукурузой. До посадки сои на грядке могут произрастать свекла, картофель, зерновые, кукуруза, многолетние злаковые культуры. Хорошим предшественником для этих растений является и сама соя. Не нужно выращивать сою после подсолнуха, многолетних бобовых трав и зернобобовых.

Соя хорошо растет на любой почве, но особенно отзывчива на плодородной нейтральной реакции или слабокислой почве. Грунт должен содержать большое количество фосфора, кальция и гумуса, а также впитывать воду.

Чтобы получить богатый урожай, соя нуждается в большом количестве питательных веществ. Для ее развития нужно создать благоприятные условия - тогда она отблагодарит хозяина и почву насытит азотом.

Осенью при земляных работах вносят органические удобрения, если их не добавляли под предшествующую культуру. Также нужен суперфосфат. По весне на десять сантиметров в глубину лучше внести нитрофоску.

Соя растет при свете и тепле, но в начале вегетационного периода выдерживает даже заморозки до -2 градусов. Тепло необходимо ей во время цветения и образования бобов. При цветении соя требует повышенной влажности, в связи с интенсивным развитием зелени, которая увеличивает площадь испаряющей поверхности. Сою выращивают примерно при 20 градусах тепла.

Растение высевают в конце апреля или начале мая на глубину 5 см. Почва должна прогреться до 10 градусов. Ростки появляются примерно через две недели или раньше.

В чистую почву сою сеют лентами, интервал между рядками примерно 45 см, между строчками - 19 см. Если участок хорошо орошается, можно сеять гуще. Сеют бобы и рядами с расстоянием между посадками 20 см, между рядами - 61 см.

Уход

Рыхление почвы, прополка, а во время бутонизации и образовании плодов, особенно когда нет дождей, полив раз в неделю - важные условия ухода выращивания сои.

Урожай собирают при желтении и опадении листьев, бобы должны стать бурыми, при встряхивании издавать характерный звук. Их раскладывают на солнце для высыхания, створки стручков под его воздействием начинают самопроизвольно растрескиваться и раскрываться. Плоды легко высыпаются при постукивании каким-либо предметом. На хранение их помещают в мешочки, сшитые из натуральной ткани или деревянные кадки.

Как выбрать соевые бобы, рецепты

Покупайте гладкие и однородные по цвету бобы, при нажатии на поверхность ногтем должна оставаться вмятина. В стручках сою лучше не покупать. Качественная соя при размачивании в воде создает безвкусную и без запаха окару, по консистенции напоминающую мягкий творог.

Рецепты из сои

Овсяная каша на соевом молоке. Сухие соевые бобы промывают и замачивают на ночь (берут 1/3 банки) в прохладной кипяченой воде. Утром воду выливают, промывают плоды, помещают в блендер, заливают в него чистую кипяченую воду. Измельчают блендером, сливают получившееся молоко через сито в емкость, заливают снова водой. Так делают до тех пор, пока окара не станет похожа на крупу. Обычно три сцеживания бывает достаточно. Молоко готово, окара используется для приготовления различных блюд, например, печенья или котлет.

Для приготовления овсяной каши молоко ставят на огонь, можно добавить растительное масло, чтобы не пригорело, постоянно помешивая, доводят до кипения, всыпают хлопья и варят пять минут помешивая. Накрывают крышкой и настаивают 15 минут, чтобы овсяные хлопья впитали влагу. Можно добавить изюм или апельсин.

Котлеты. Сою замачивают и оставляют на ночь, утром сливают воду, промывают. Пересыпают в блендер и вместе с водой доводят до однородной консистенции. Перекладывают в емкость, добавляют немного манной крупы, пассированный на растительном масле измельченный лук, яйцо и соль. К луку можно добавить морковь. Формируют котлеты, обваливают в сухарях и обжаривают в растительном масле. Вкусно с любым гарниром.

Итак, растение соя может стать отличным заменителем мяса, если кто-то решил отказаться от него и перейти на вегетарианство. Бобы также употребляют, чтобы просто обогатить свой организм полезными веществами.

Взаимодействие с полезными растительными микробами и их влияние на усвоение питательных веществ, урожайность и стрессоустойчивость соевых бобов

2.1 Арбускулярный микоризный симбиоз

Арбускулярный микоризный симбиоз (AM), возможно, является самым важным симбиозом на Земле и формируется более чем на 65% всех известных видов наземных растений (n> 200 000), включая все бобовые и многие другие агрономически важные культуры, такие как пшеница, кукуруза и рис [11]. AM-грибы классифицируются в подтипе грибов Glomeromycota, который включает менее 350 видов грибов [12].AM-грибы сосуществуют с растениями относительно морфологически без изменений на протяжении более 400 миллионов лет, и есть данные, свидетельствующие о том, что AM-симбиоз сыграл решающую роль в эволюции наземных растений [13].

Давно известно, что AM-грибы могут увеличивать поглощение питательных веществ своим растением-хозяином и способны доставлять значительные количества P, N, K, серы (S) и микроэлементов, таких как медь (Cu) и цинк ( Zn) на завод. Многие AM-грибы также обеспечивают своим хозяевам преимущества, не связанные с питанием, которые имеют решающее значение для выживания или приспособленности растений и повышают, например, устойчивость растений к абиотическим (например, абиотическим растениям).ж., засуха, тяжелые металлы и засоление) и биотические (патогены) стрессы [5]. В обмен на эти преимущества растения-хозяева передают до 20–25% углеводов, полученных в результате фотосинтеза, симбионту грибов [14]. Обычно считалось, что углерод передается грибам в форме гексоз [15], но недавние данные свидетельствуют о том, что также жирные кислоты могут перемещаться через микоризный интерфейс к грибовому партнеру (Рисунок 1) [16, 17, 18].

Рис. 1.

Обзор микоризного пути поглощения питательных веществ в корнях AM растений сои через экстрарадикальный мицелий гриба (a) и микоризный интерфейс, состоящий из арбускулы гриба в кортикальных клетках корня, окруженных периарбускулярной мембраной хост (б).И клеточная мембрана грибов, и периарскулярная мембрана растений характеризуются присутствием микоризных переносчиков, которые играют решающую роль в обмене питательными веществами через микоризный интерфейс растений сои (например, GmPT7 или GmAMT4.1, см. Также ниже).

AM-грибы повсеместно распространены в почвах и могут составлять до 50% микробной биомассы в почвах [19]. AM-грибы образуют обширные сети гиф в почве, а экстрарадикальный мицелий (ERM) гриба действует как расширение корневой системы и увеличивает поверхность корня, поглощающую питательные вещества.ERM с его микоризосферой (поверхность раздела между гифами грибов и почвой) действует как важный канал между микробными сообществами и растением-хозяином [20] и может обеспечивать почвенные микробные сообщества углеродом (C) растительного происхождения на большом расстоянии от корня. . Микоризосфера представляет в почвах важную экологическую нишу для разнообразных микробных сообществ, которые специально адаптированы к этой микоризосфере. По оценкам, плотность бактерий в микоризосфере в 4–5 раз выше, чем в ризосфере растений [21].Однако наличие мицелия грибов AM приводит не только к количественным, но и к качественным изменениям состава микробного сообщества в почвах [22]. Присутствие грибковых гиф AM играет важную роль в сборке бактериального сообщества во время разложения [22] и влияет на доступ членов этих микробных сообществ к источникам углерода во время разложения [23].

Внутри корня-хозяина гриб может не только распространяться межклеточно, но и проникать внутриклеточно в кору корня, и здесь он образует сильно разветвленные специализированные структуры, называемые арбускулами, которые отделены от симпласта растения периарбускулярной мембраной [24].Некоторые виды грибов AM также образуют в корнях везикулы, толстостенные, содержащие липиды запасающие органы. Арбускулы являются местом обмена питательными веществами между растением и грибком, и как клеточная мембрана грибов, так и периарбускулярная мембрана растения характеризуются наличием специфических транспортных белков, которые играют решающую роль в обмене ресурсами между обоими партнерами (Рисунок 1). [15, 25, 26].

Колонизация корней хозяина AM-грибами основана на молекулярном диалоге между обоими партнерами, который способствует распознаванию партнеров и запускает ответы у обоих партнеров, которые имеют решающее значение для установления симбиоза [27].После прорастания спор грибов в непосредственной близости от корней хозяина можно наблюдать обширное ветвление гиф, которое запускается стриголактонами и другими соединениями в корневых экссудатах [28]. После прикрепления к поверхности корня хозяина и дифференцировки подногонного гриба гриб проникает в корень, распространяется с помощью аппарата предварительного проникновения [29] и образует арбускулы в клетках коры корня. Этот процесс инициируется высвобождением липохитоолигосахаридов или факторов Myc грибком, которые воспринимаются специфическими рецепторами на поверхности корня-хозяина и запускают каскад молекулярных ответов в корне-хозяине.Этот путь называется общим симбиотическим сигнальным путем (CSSP), поскольку сходные ответы можно наблюдать после восприятия ризобиальных факторов Nod [27, 30]. Ключевую роль в восприятии грибковых факторов Myc или Nod ризодермой играет мембраносвязанная рецептороподобная киназа SYMRK, которая активирует мевалонатный (MVA) биосинтетический фермент HMGR1 (3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазу 1). Второй набор белков CSSP расположен в комплексе ядерных пор и включает три нуклеопорина NUP133, NUP85 и NENA; насос MCA8 с питанием от АТФ Ca 2+ ; и катионные каналы, кодируемые CASTOR и POLLUX, участвующие в сильных колебаниях Ca 2+ в ядре ризодермальных клеток, которые можно наблюдать вскоре после восприятия фактора Myc.Другой набор белков находится в нуклеоплазме и декодирует эти сигналы Ca 2+ [30, 31]. Ca 2+ / кальмодулин-зависимая протеинкиназа (CCaMK) фосфорилируется с помощью кальмодулина CYCLOPS, который затем регулирует экспрессию генов либо напрямую, либо через факторы транскрипции GRAS, такие как NSP1, NSP2 и RAM1 [30, 31, 32] . Выяснение CSSP в основном основано на исследованиях на модельных бобовых Medicago truncatula или Lotus japonicus , но на том факте, что белки CSSP высоко эволюционно консервативны и даже присутствуют в растениях, которые не могут образовывать AM взаимодействия. , предполагает, что этот путь также установлен в соевых бобах.

Микоризные растения имеют два пути, которые участвуют в поглощении питательных веществ из почвы: «растительный путь» через транспортеры с высоким и низким сродством в корневом эпидермисе и корневых волосках или «микоризный путь», который в первую очередь включает поглощение питательных веществ. через ERM гриба, транспорт к арбускулам, а затем поглощение растением из межфазного апопласта через специализированные транспортеры в периарбускулярной мембране. В ответ на колонизацию AM-грибами переносчики, которые участвуют в пути развития растений, часто подавляются, в то время как специфические переносчики микоризы в периарскулярной мембране индуцируются [33], что указывает на изменение стратегии усвоения питательных веществ и что микоризный путь может стать доминирующим путем поглощения питательных веществ [34, 35].

2.1.1 Важность арбускулярных микоризных грибов для урожайности и поглощения питательных веществ соевыми бобами

В тепличных и полевых условиях можно наблюдать увеличение содержания питательных веществ, урожайности и общей пригодности соевых бобов в ответ на колонизацию AM [36, 37], а урожайность сои достоверно коррелирует с заселением корней AM грибами [38]. Многие отчеты ясно демонстрируют положительное влияние AM-грибов на поглощение питательных веществ соевыми бобами и, в частности, на поглощение фосфора (P) и азота (N) [39, 40, 41].Однако эффекты могут сильно отличаться у AM-грибов. Наши собственные исследования показали, например, что в то время как гриб AM Rhizophagus irregularis может увеличивать содержание фосфора в соевых бобах с низкой или высокой эффективностью поглощения фосфора, Glomus custos не оказал никакого эффекта, а Glomus aggregatum даже вызвал небольшую депрессию роста. в условиях подачи среднего P [39].

Некоторые из наблюдаемых различий между этими AM-грибами, по-видимому, связаны с влиянием AM-гриба на экспрессию растительного транспортера P.Четырнадцать генов семейства Pht1 были идентифицированы в соевых бобах [42], и три из этих переносчиков обнаруживают высокие уровни экспрессии в корнях AM [43]. В то время как колонизация корней R. irregularis привела к подавлению активности GmPt4 , высокоаффинного транспортера захвата фосфора, который предположительно участвует в поглощении фосфора из почвы через путь поглощения растениями, экспрессия GmPt9 и GmPt10 активированы в корнях AM. GmPt9 и GmPt10 кластер с индуцируемыми микоризой переносчиками P OsPt11 из Oryza sativa (рис) и MtPt4 из Medicago truncatula , которые играют критическую роль в захвате P из интерфейса микоризы [26] , 44]. GmPt9 был активирован G. aggregatum и R. irregularis , но GmPt10 был активирован только R. irregularis , что указывает на то, что этот переносчик участвует в захвате P из интерфейса и что GmPt10 экспрессия может служить индикатором пользы микоризного P в растениях сои. GmPt7 , другой транспортер P соевых бобов, демонстрирует высокую экспрессию в клетках со зрелыми и активными арбускулами, но не экспрессируется в клетках со свернутыми и дегенерированными арбускулами, предполагая, что этот транспортер также может играть роль в транспорте P через интерфейс AM.Однако GmPt7 не является специфическим переносчиком микоризы и также экспрессируется в клетках колумеллы корневых крышек и в зачатках боковых корней немикоризных корней [45]. Точно так же из 16 переносчиков аммония (NH 4 + ) сои пять переносчиков индуцируются микоризой, и один из них, GmAMT4.1 , специфически экспрессируется в арбускулярных клетках (рис. 1), что указывает на что этот транспортер может быть вовлечен в транспорт NH 4 + через интерфейс AM [46].На модели бобовых Medicago truncatula есть данные, свидетельствующие о том, что AM-грибы также могут улучшать усвоение других макроэлементов, таких как калий (K) или сера [47, 48]. Дефицит калия является распространенной проблемой для соевых бобов и может привести к пожелтению листьев, задержке роста и снижению урожайности, а также может стать особенно серьезным при стрессе засухи. Хотя транскрипционные и физиологические реакции на депривацию K были изучены на других бобовых [49], пока неизвестно, играют ли AM-грибы также роль в приобретении K растениями сои.

2.1.2 Значение арбускулярных микоризных грибов для стрессоустойчивости соевых бобов

AM-грибы также могут повышать устойчивость соевых бобов к другим абиотическим стрессам, таким как засуха, засоление или загрязнение почвы. Уже несколько десятилетий известно, что колонизация AM может улучшить устойчивость сои к засухе [50]. AM-грибы могут влиять на водный потенциал листьев, накопление растворенных веществ и окислительный стресс соевых бобов при стрессе засухи [51] и замедлять старение клубеньков, вызванное недостатком воды [52].В микоризных соевых бобах аквапорины плазматических мембран подавлялись в ответ на стресс засухи, и это могло снизить проницаемость мембран для воды и способствовать сохранению воды [53]. Кроме того, как грибковые, так и растительные митоген-активируемые протеинкиназы (MAPK) активируются в растениях сои AM при стрессе засухи. Известно, что каскады MAPK регулируют многие клеточные процессы в ответ на различные стимулы, включая абиотические и биотические стрессы [54]. AM-грибы также улучшают устойчивость соевых бобов к засолению.У растений AM были более высокие концентрации биомассы и пролина в корнях, но пониженные концентрации пролина и Na в побегах при солевом стрессе. Когда гриб предварительно обрабатывали NaCl, смягчающие эффекты были еще сильнее, что указывает на то, что акклиматизация гриба к засолению может играть роль в стрессовой реакции [55]. AM-грибы могут также улучшить устойчивость соевых бобов к мышьяку [56] и алюминию [57] за счет снижения поглощения этих токсичных металлов.

Урожайность и продуктивность сои также находятся под угрозой из-за многих грибковых или бактериальных заболеваний и почвенных нематод.Нематоды цист сои (SCNs, Heterodera glycines ), бурая пятнистость ( Septoria glycines ), угольная гниль ( Macrophomina phaseolina ), гниль и стеблевая гниль ( Phytophthora sojae ) и ржавчина сои ( Phakophizi pakopsora). P. meibomiae) являются одними из наиболее важных патогенов сои и вызывают значительные потери урожая в США [58]. SCN часто несут ответственность за скрытые потери урожая, поскольку заражения почвы часто остаются незамеченными до тех пор, пока они не станут серьезными.SCN может легко распространяться с поля на поле посредством движения почвы под воздействием техники, ветра или людей, и теперь его можно обнаружить в 90% штатов США, производящих сою [59]. Заражение SCN может привести к потере урожая более чем на 30% и является причиной ущерба урожаю сои на сумму около 1,5 млрд долларов каждый год в США. AM грибы могут защищать соевые бобы от широкого спектра патогенов, включая грибы, бактерии, нематоды или насекомых. [60] и снизить популяцию яиц SCN в почвах на 70% [61]. Положительное влияние AM-грибов на биотические стрессы связывают с общим положительным влиянием на усвоение питательных веществ и эффектом компенсации ущерба, конкуренцией за корневое пространство и питательные вещества почвы, индуцированной системной резистентностью (ISR) и измененными взаимодействиями ризосферы.Кроме того, AM-грибы образуют обширные сети гиф в почвах и могут соединять растения одного или разных видов растений общими мицелиальными сетями (CMN). CMN играют важную роль в коммуникации между растениями и могут передавать инфохимические вещества и предупреждающие сигналы от зараженных растений к незараженным растениям и стимулировать защитные реакции в этих растениях [62].

2.2 Азотфиксирующий симбиоз с ризобиями

Большинство бобовых растений способны взаимодействовать с азотфиксирующими бактериями, называемыми ризобиями, которые способны восстанавливать атмосферный диазот (N 2 ) до аммиака (NH 3 ) в специализированных корневых клубеньках. .Симбиоз появился у бобовых между 25 и 50 миллионами лет назад [63, 64] и играет важную роль в питании растений азотом (N). Ризобии могут вносить до 70% азота в общее питание, зерновые бобовые культуры могут получать до 300 кг азота, а бобовые деревья (например, Acacia sp.) До 600 кг азота на га в год в результате этих взаимодействий [4, 65]. Свободноживущие ризобии продуцируют факторы Nod, которые воспринимаются корнями растений и действуют как триггеры для общего симбиотического сигнального пути (CSSP, см. Выше).Nod-факторы также представляют собой липохитоолигосахариды, которые состоят из цепей хитина с различными модификациями липидов. Хитин является основным компонентом клеточных стенок грибов, но не бактерий, а функциональное и структурное сходство между факторами Nod и Myc привело к предположению, что ризобии приняли эволюционно более древний (~ 450 миллионов лет) CSSP для установления этого эндосимбиотического взаимодействия. с бобовыми [66]. Узловые факторы стимулируют завивание корневых волосков, и бактерии, захваченные в этих завитках, переносятся инфекционными нитями во внутреннюю зону развивающихся корневых узелков.Внутри корковых клеток ризобии делятся и размножаются и выделяются в пузырьки, называемые симбиосомами, в которых они дифференцируются до полностью функциональных бактероидов. Один или несколько дифференцированных бактероидов окружены мембраной симбиосомы растения, которая представляет собой барьер, с помощью которого растение-хозяин может контролировать перемещение растворенных веществ к бактероидам через специализированные транспортеры или каналы [67].

Бактероиды экспрессируют нитрогеназный комплекс, состоящий из шести белковых субъединиц (по две из NifH, NifD и NifK), двух [4Fe – 4S], двух (Fe 8 S 7 ) железо-серных кластеров и двух железо-молибденовые кофакторы (Fe 7 MoS 9 N), называемые FeMoco, которые катализируют восстановление N 2 до NH 3 [68].Металлоцентры нитрогеназы все кислородно-лабильные и должны работать в среде с низким уровнем свободного кислорода, а клубеньки предоставляют своим бактериальным симбионтам эту среду с пониженным содержанием кислорода для оптимальной фиксации азота [69]. Фиксация азота бактероидами - процесс, требующий больших затрат энергии, и быстрое дыхание бактероидов необходимо для выработки 16 АТФ, необходимых для преобразования каждого атмосферного N 2 в два NH 3 .

N2 + 8H ++ 8e− + 16ATP = 2Nh4 + h3 + 16ADP + 16Pi

Продуктом биологической фиксации азота (BNF) является аммиак, который диффундирует из бактероидов в кислое пространство симбиосом и протонируется в аммоний. .Мембрана симбиосома получает энергию от H + -АТФазы, которая закачивает протоны в пространство симбиосомы и тем самым способствует поглощению NH 3 / NH 4 + в цитозоль растения, где NH 4 + быстро ассимилируется в аминокислоты, а также в уреиды, аллантоин и аллантоиновую кислоту [69]. Кандидатом на поглощение NH 4 + из симбиосомного пространства является NOD26 , который впервые был идентифицирован в соевых бобах [70].NOD26 принадлежит к семейству основных каналов внутреннего белка / аквапорина (MIP / AQP) и локализуется исключительно в мембране симбиосом [67]. Уреиды, аллантоин и аллантоиновая кислота, служат в качестве доминирующей молекулы дальнего транспорта азота от корневых клубеньков к побегам [71, 72]. Клетки коры и энтодерма сосудов узелков экспрессируют GmUPS1 -1 и GmUPS1–2 , которые играют роль в транспорте аллантоина и аллантоиновой кислоты из корневых узелков в опорные органы.Нокауты этих белков по РНК и накапливают уреиды в корневых клубеньках и демонстрируют снижение транспорта азота к побегам [73].

BNF - это дорогостоящий процесс, требующий 16 АТФ для сокращения одного N 2 . Растения выделяют до 30% фотосинтетически фиксированного углерода ризобиям [74], который окисляется в бактероидах до АТФ. Скорость фиксации ризобий N 2 выше, когда узелки получают больше C, что позволяет предположить, что выделение C на узелки является ограничивающим фактором для BNF.Трансгенные растения Medicago sativa , которые сверхэкспрессируют сахарозо-фосфат-синтазу, ключевой фермент биосинтеза сахарозы в растениях, показывают более высокое содержание C в клубеньках, большее количество и более крупных клубеньков на растение и повышенную нитрогеназную активность корневых клубеньков [75]. Свободноживущие ризобии могут расти на множестве различных сахаров, включая моно- и дисахариды, но отсутствие переносчиков этих сахаров в бактероидах предполагает, что ризобии в симбиозе поглощают дикарбоксилаты и, в частности, малат из симбиозного пространства.Транспортная система C4-дикарбоксилата, локализованная во внутренней бактериоидной мембране, кодируется геном dctA , имеет высокую подвижность для малата и необходима для симбиотической азотфиксации [76]. Хотя механизмы фиксации и ассимиляции N хорошо задокументированы, ключевые шаги все еще неизвестны. Например, мало что известно о метаболизме C внутри клубеньков, этапах регуляции, которые контролируют экспорт C в ризобии, и о белках, участвующих в транспорте C и N между партнерами.Недавние доказательства на модельных бобовых M. truncatula и Lotus japonicus предполагают, что переносчики сахарозы из семейства Sugar Will Endous Exported Transporter (SWEET) могут участвовать в оттоке сахарозы из флоэмы в направлении узловых клеток [77].

2.2.1 Значение ризобий для выращивания сои

По оценкам, соевые бобы с их популяциями ризобий ежегодно фиксируют около 20 миллионов тонн азота, и это оказывает огромное влияние на продуктивность сельского хозяйства не только соевых бобов, но и другие культуры в системах севооборота [3, 4].Остатки сои в почве обогащают почву азотом, улучшают содержание органического вещества почвы и могут привести к увеличению урожайности небобовых культур, следующих за соевыми бобами. Севооборот или системы взаимного посева зерновых культур с бобовыми могут привести к повышению урожайности без добавления удобрений [78]. Однако традиционные методы ведения сельского хозяйства и другие антропогенные факторы могут оказывать негативное влияние на функцию ризобий. Кроме того, чрезмерная обработка почвы, внесение более высоких доз азотных удобрений и продолжительные периоды пара также могут иметь пагубные последствия для популяций ризобий в почве.Как следствие, более эффективная интеграция этого симбиоза в современные методы ведения сельского хозяйства имеет решающее значение для ограничения количества используемых удобрений и повышения экологической устойчивости сельского хозяйства. Изучение наиболее подходящих с экологической точки зрения экорегионов для выращивания сои и наиболее адаптированных сортов сои поможет фермерам повысить урожайность при меньших затратах. Штаммы ризобий различаются по своей эффективности в симбиозе с разными сортами сои, и поступление азота в сельскохозяйственные системы может быть увеличено за счет инокуляции бобовых культур ризобиями, оптимизированными для различных сред [65].Разработка лучших стратегий инокуляции и специально адаптированных ризобий для различных сортов сои может снизить зависимость фермеров от агрохимикатов и повысить продовольственную безопасность [65].

2.3 Трехсторонний симбиоз с арбускулярными микоризными грибами и ризобиями

В естественной среде корни бобовых образуют трехсторонние взаимодействия и одновременно колонизируются как грибами AM, так и ризобиями [7, 79]. Было показано, что трехсторонние взаимодействия улучшают продуктивность растений, урожай семян, накопление фосфора и азота и скорость фотосинтеза [10, 80, 81].Комплекс ризобиальной нитрогеназы требует не менее 16 АТФ для восстановления одной молекулы N 2 до двух NH 3 . Следовательно, клубеньки действуют как сильные поглотители фосфора в корневой системе бобовых, обеспечивая достаточные ресурсы фосфора бактероидам для оптимального BNF [79, 82]. Поскольку AM-грибы способны улучшать P-питание бобовых растений, AM-грибы могут увеличивать BNF за счет корневых клубеньков как минимум на 50% [10]. Немикоризные растения сои имеют меньшее количество клубеньков и меньший вес и, особенно, при низком поступлении фосфора, более низкие скорости фиксации азота [7, 83].AM-грибы также могут снабжать хозяев микроэлементами, необходимыми для фиксации N 2 , включая цинк, железо, марганец и молибден [84, 85].

AM грибы и ризобиальные бактерии могут действовать синергетически и могут улучшать продуктивность растений, урожай семян и качество зерна [7, 10, 81]. Однако предварительная инокуляция ризобиями или грибами AM может также уменьшить последующую колонизацию другим симбионтом [86]. Растения контролируют степень колонизации корней обоими симбионтами с помощью механизма ауторегуляции, возможно, для ограничения высоких затрат углерода, связанных с этими взаимодействиями [83, 87].Взаимодействуют ли AM-грибы и ризобии антагонистически или синергетически, зависит от контекста окружающей среды [81] и совместимости между симбиотическими партнерами [10, 88]. Например, штамм ризобий STM 7183 более совместим с грибком AM Rhizophagus clarus и приводит к более высоким показателям клубеньков, активности нитрогеназ и ответным реакциям роста растений, чем STM 7282 [10]. Аналогичным образом, продуктивность растений и урожай семян клубеньковой сои были выше, когда растения были инокулированы совместно с грибком AM Rhizophagus irregularis , чем с Acaulospora tuberculata или Gigaspora gigantea [88].Сорта сои также различаются по способности извлекать пользу из микробных сообществ [89]. Следовательно, симбиотическая эффективность должна быть интегрирована в программы селекции сои и должны быть идентифицированы грибы AM и N-фиксирующие бактерии с высокой совместимостью для повышения продуктивности и стрессоустойчивости сои и других бобовых культур.

Оба взаимодействия являются дорогостоящими, и растение-хозяин выделяет до 20% фотосинтетически фиксированного углерода своим грибам [14, 90] и до 30% своим N-фиксирующим симбионтам (рис. 2) [74].C действует как важный пусковой механизм для симбиотического функционирования, и снижение потоков C к симбионтам снижает BNF ризобиями [91], а также поглощение и транспорт P и N грибами AM [92, 93, 94]. Принимая во внимание высокую стоимость этих симбиозов для хозяина, растения находятся под селективным давлением, чтобы строго регулировать потоки углерода к обоим корневым симбионтам, но эти механизмы контроля в настоящее время плохо изучены. Обмен ресурсами между хозяином и AM-грибами регулируется механизмом взаимного вознаграждения, который определяется динамикой биологического рынка [95].Наши собственные результаты недавно показали, что аналогичные механизмы могут также управлять ресурсом для обмена C в трехсторонних взаимодействиях; Medicago растения выделяют C различным корневым симбионтам в трехстороннем взаимодействии в ответ на условия потребности в питательных веществах; и AM-гриб становится более сильным конкурентом за ресурсы C от хозяина, когда гриб-партнер имеет доступ к N [79].

Рисунок 2.

Пути транспорта и обмена питательными веществами в симбиозе с N-фиксирующими бактериями (BAC) и AM-грибами (IRM и ERM).Сокращения: BAC, N-фиксирующий бактероид; BM - Бактероидная мембрана; ERM, экстрарадикальный мицелий; FA, жирные кислоты; FM, Плазматическая мембрана грибка; IRM, Внутрирадикальный мицелий; PM, периарскулярная мембрана; SM, Симбиосомная мембрана.

AM-грибы оказывают более сильное влияние на экспрессию генов растений, чем ризобии [96], но наше текущее понимание молекулярных механизмов, участвующих в выделении углерода отдельным корневым симбионтам, является ограниченным. Сверхэкспрессия листовой сахарозо-фосфатсинтазы M.sativa увеличивает производство крахмала, позволяя растению выделять больше фотосинтатов в корневые клубеньки и, следовательно, улучшать активность нитрогеназы и общий рост растения [75]. Имеются данные, свидетельствующие о том, что транспортеры сахарозы (SUT) могут участвовать в регуляции потоков полезного углерода к грибовому симбионту [97], а экспрессия MtSUT2 и MtSUT4 -1, как было показано, положительно коррелировала с распределение C между разными симбиотическими партнерами в трехсторонних взаимодействиях [79]. MtSWEET1b, и MtSWEET6. из семейства сахаров, которые в конечном итоге будут экспортированы (SWEET), высоко экспрессируются в корнях AM и преимущественно транспортируют гексозы, такие как глюкоза, и могут участвовать в транспорте гексоз или жирных кислот через микоризный интерфейс. к грибковому партнеру [79, 98]. MtSWEET11 специфически экспрессируется в корневых клубеньках и может участвовать в распределении сахара в корневых клубеньках, но мутанты с потерей функции указывают на то, что MtSWEET11 не важен для BNF [99].Лучшее понимание этих процессов имеет решающее значение, поскольку оно может иметь ключевое значение для улучшения обмена ресурсами между растениями и симбионтами и, в конечном итоге, для повышения продуктивности важных с точки зрения агрономии бобовых культур.

2.4 Симбиоз с эндофитными бактериями или грибами

Эндофиты определяются как организмы, которые живут внутри растений-хозяев, по крайней мере, часть своей жизни, не вызывая явных симптомов болезни у хозяина в результате этой колонизации [100]. Грибковые и бактериальные эндофиты почти повсеместно распространены во всех группах сосудистых растений [101], но среди эндофитов существует большое биологическое разнообразие, и нередко некоторые виды растений могут содержать сотни различных эндофитных видов [102].Было показано, что эндофиты грибов усиливают рост и производство семян или защищают от стрессов окружающей среды, таких как засуха или дефицит фосфора, или обеспечивают защиту от травоядных за счет синтеза различных биологически активных метаболитов, таких как алкалоиды. В соевых бобах можно найти разнообразные сообщества грибковых эндофитов, и некоторые из этих эндофитов обладают способностью стимулировать рост растений и, например, усиливают рост сои в почвах, загрязненных никелем или медью, за счет снижения уровней фитогормонов, связанных со стрессом, таких как абсцизит. кислота и жасмоновая кислота [103]; или увеличить активность глутатиона и тем самым снизить окислительный стресс [104].Инокуляция растений сои эндофитами грибов также может приводить к более высоким биомассам побегов, содержанию хлорофилла и скорости фотосинтеза по сравнению с неинокулированными соевыми бобами в условиях солевого стресса и уменьшать содержание SCN в почвах [105].

Соевые бобы также являются хозяевами разнообразной группы бактериальных эндофитов, и многие эндофитные бактерии обладают способностями стимулировать рост растений [106], такими как способность продуцировать гормоны роста растений или АЦЦ (1-аминоциклопропан-1-карбоксилат) дезаминазу, солюбилизировать фосфат, или высвобождают антимикробные метаболиты или сидерофоры, которые могут подавлять рост патогенных микроорганизмов.Дезаминаза АСС снижает уровень этилена, важного гормона стресса в растениях. Некоторые эндофитные бактерии также являются диазотрофами и, как и бактерии ризобий, обладают способностью фиксировать N. Бактериальные эндофиты также взаимодействуют с бактериями ризобий и могут усиливать клубенькообразование и активность корней и, как следствие, содержание азота в растениях сои [107]. Двойная инокуляция ризобиями и солеустойчивым бактериальным эндофитом приводила к синергетическим ответам и способствовала приспособленности растений сои к солевому стрессу [108].

.

Завод сои | Публикации о расширении штата Северная Каролина

Соя ( Glycine max ) произрастает в Восточной Азии и выращивается тысячи лет. Растения сои в среднем от 3 до 5 футов в высоту и могут иметь до 20 узлов. Растение способно производить 600 стручков с одного растения, но в среднем от 50 до 100 стручков на одно растение закладывают семена.Каждый стручок содержит до трех семян. Урожайность сои напрямую зависит от количества растений на акр, количества стручков на растение, количества семян на стручок и размера семян.

Сорта сои классифицируются на основе их требований к репродуктивному развитию и их морфологических особенностей роста. Соевые бобы чувствительны к фотопериоду, растения короткого дня, а это означает, что дни должны быть короче критического значения, чтобы вызвать цветение. Сорта сои классифицируются по группам спелости в зависимости от их реакции на фотопериод.Сорта сои также классифицируются на основе их особенностей роста. У сортов с определенным характером роста начало репродуктивного роста приводит к прекращению вегетативного роста. Однако индетерминантные сорта начинают цвести за несколько недель до прекращения вегетативного роста. Большинство южных разновидностей являются детерминантными, а большинство разновидностей Среднего Запада - неопределенными.

Соевые бобы относятся к бобовым и, как и большинство других бобовых культур, обладают способностью поставлять собственный азот.Фиксация азота начинается с образования узелка на корне. Клубеньки образуются из бактерий Bradyrhizobia в почве, которые проникают в корень и размножаются в клетках корня. Растение сои снабжает бактерии питательными веществами и энергией, а взамен бактерии превращают атмосферный азот (N 2 ) в воздухе в нитраты (NH 3 ), которые затем могут использоваться растением.

Понимание того, как растут и развиваются соевые бобы, имеет решающее значение для эффективного управления урожаем и повышения урожайности.

Описательная система была разработана для описания стадии роста растения сои. Наиболее часто используемая система была разработана Фер и Кавинессом (1977). Понимание стадий роста сои и их знание важно для правильного управления в течение года. Развитие сои можно разделить на вегетативную (V) и репродуктивную (R) стадии (Таблица 1-1).Каждый этап начинается, когда на этом этапе находится не менее 50% растений на этом поле.

Вегетативная стадия начинается с появления всходов (VE), когда удлинение гипокотиля выводит семядоли из почвы. После прорастания пара однолистных листьев на первом узле разворачивается чуть выше семядолей и начинает стадию VC. Вслед за ВК начинают раскрываться тройчатые листья. Количество узлов с полностью развитым и развернутым тройчатым листом обозначается как V (n).Лист считается полностью развитым, если лист в узле непосредственно над ним расширился настолько, что края листочков не соприкасаются. Вегетативные стадии продолжаются от V1 до V (n).

Репродуктивная стадия начинается, когда на растении появляется первый цветок (R1). Первый цветок обычно находится ближе к нижней части растения. Когда растение переходит в фазу полного цветения, оно входит в R2. Репродуктивные стадии включают развитие стручка (R3 и R4), развитие семян (R5 и R6) и, наконец, зрелость (R7 и R8).


Таблица 1-1. Рост сои делится на вегетативный (V) и репродуктивный (R) этапы.
Этап № Сокращенное название этапа Описание Изображение

Вегетативные стадии

ВЭ

Возникновение

Семядоли над поверхностью почвы.

Стадия роста VE

ВК

Семядоли

Однолистные листы достаточно развернуты, края листа не соприкасаются.

Стадия роста ВК

В1

Первый узел

Полностью развитые листья на однолистных узлах.

Стадия роста V1

В2

Второй узел

Полностью развитый тройчатый лист в узле выше однолистных узлов

Стадия роста V2

В (н)

n-й узел

«n» узлов на главном стебле с полностью развитыми листьями, начиная с однолистных узлов.«n» может быть любым числом, начинающимся с 1 для V1, первого этапа узла.

V (n) стадия роста

Стадии репродукции

R1

Начало цветения

Один раскрытый цветок на любом узле основного стебля.

R1 стадия роста

R2

Полное цветение

Раскрытый цветок в одном из двух самых верхних узлов на основном стебле с полностью развитым листом.

R2 стадия роста

R3

Подставка начала

Стручок длиной 5 мм ( 3 16 дюймов) в одном из четырех самых верхних узлов на основном стержне с полностью развитым листом.

R3 стадия роста

R4

Полный контейнер

Стручок длиной 2 см ( 3 4 дюймов) в одном из четырех самых верхних узлов на основном стебле с полностью развитым листом.

R4 стадия роста

R5

Начальное семя

Семя 3 мм ( 1 8 дюймов) длиной в стручке в одном из четырех самых верхних узлов на основном стебле с полностью развитым листом.

R5 стадия роста

R6

Полное семя

Стручок, содержащий зеленое семя, которое заполняет полость стручка в одном из четырех самых верхних узлов на основном стебле с полностью развитым листом.

R6 стадия роста

R7

Начало погашения

Один нормальный стручок на основном стебле, достигший зрелого цвета стручка.

R7 стадия роста

R8 Полный срок Девяносто пять процентов стручков, достигших зрелого цвета стручка.После R8 требуется от пяти до десяти дней для сушки, прежде чем соевые бобы будут иметь влажность менее 15 процентов. R8 стадия роста

В описаниях основное внимание уделяется верхушке соевых бобов, поэтому они применимы как к детерминантным, так и к неопределенным сортам. Некоторые описания сцены могут показаться неудобными, но они были намеренно выбраны так, чтобы большинство, если не все, пользователи интерпретировали их одинаково. Самой неоднозначной из этих стадий является R7, который изначально предназначался для определения физиологической зрелости.Если у других культур физиологическую зрелость (когда прекращается накопление сухого вещества) довольно легко определить, то у соевых бобов это сложнее. Нет очевидного видимого сигнала, указывающего на достижение физиологической зрелости, но описание Фер и Кавинесса довольно хорошо работает для определенных разновидностей на юге.

Количество дней между стадиями варьируется в зависимости от группы спелости и сорта посадки, но есть несколько тенденций, которые обычно сохраняются.

  1. Для любой даты посадки требуется примерно на 10 дней больше, чтобы достичь R1 по мере продвижения в группе спелости
  2. Время, необходимое для наступления каждой репродуктивной (R) стадии, достаточно стабильно независимо от группы зрелости
  3. Когда вы откладываете дату посадки, время достижения R1 уменьшается для всех групп сроков.

На развитие сои также влияют температура, продолжительность светового дня, влажность почвы и другие условия окружающей среды. Следовательно, сроки роста будут разными для разных сортов, сроков посадки и климата.

Стадия роста VE.

Стадия роста ВК.

Стадия роста V1.

V2 стадия роста.

R1 стадия роста.

R2 стадия роста.

R3 стадия роста.

R4 стадия роста.

R5 стадия роста.

R6 стадия роста.

R7 стадия роста.

R8 стадия роста.

Соевые бобы были впервые классифицированы по группам спелости (MG) в начале 1900-х годов. Сегодня существует 13 основных групп от MG 000 до MG X, причем группы спелости с меньшим номером представляют более ранние сорта.Эти группировки были основаны на адаптации в определенных широтах. Полосы группы зрелости тянутся с востока на запад в Северной Америке и в среднем составляют 125 миль с севера на юг. Исторически меньшее количество MG выращивалось на крайнем севере Соединенных Штатов и Канады, и они постепенно становились выше по мере продвижения на юг, к штатам побережья Мексиканского залива.

Рисунок 1-1 показывает, что большая часть Северной Каролины находится в зоне группы VI. Это означает, что сорт группы VI будет считаться среднеспелым сортом для большей части штата.Сорт группы V считается сортом раннего сезона, а сорт группы VII считается сортом позднего сезона. Большая часть штата смогла успешно вырастить все три группы зрелости. Обратите внимание, что более ранние сорта адаптированы к более высоким возвышенностям в горах Северной Каролины, а группа IV является среднеспелыми сортами.

Благодаря способности сои приспосабливаться к широкому диапазону условий и гибкости Северной Каролины в сроках посадки, сорта с обозначениями группы спелости за пределами оптимального диапазона все еще могут выращиваться.Гроверы Северной Каролины успешно сажают растения разных групп спелости от конца III до начала VII.

Как правило, сорта из более ранних созревших групп развивают меньше листьев и раньше достигают R1. Это означает, что группа V созреет и перестанет расти раньше, чем группа VI, если ее посадить в то же время. Интересно отметить, что почти все сорта группы IV и более ранние сорта имеют неопределенный характер роста, тогда как сорта группы V и более поздние сорта почти все являются детерминантными сортами. Почему это кажется загадкой, но в северном полушарии это верно для всего земного шара.Спорный вопрос, является ли одна привычка роста преимуществом или недостатком по сравнению с другой.

Каждая основная группа спелости делится по 10 раз, чтобы определить рейтинг относительной зрелости сорта сои. Относительная зрелость выражается десятичной дробью. Например, 4,1 будет погашаться раньше, чем 4,7, даже если они находятся в одной основной группе зрелости. Большинство семеноводческих компаний используют рейтинг относительной зрелости для классификации своих сортов.

Рисунок 1-1.Карта зоны спелости сои США.

Кэтрин Дрейк Стоу
Координатор исследований
Ассоциация производителей сои Северной Каролины
Джим Данфи
Профессор и специалист по соевым бобам
Земледелие и почвоведение

Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах NC State Extension:

Дата публикации: ноя.21 августа 2017 г.
AG-835

Рекомендации по использованию сельскохозяйственных химикатов включены в эту публикацию для удобства читателя. Использование торговых марок и любое упоминание или перечисление коммерческих продуктов или услуг в этой публикации не означает одобрения NC State University или N.C. Государственный университет A&T, а также дискриминация аналогичных продуктов или услуг не упоминаются. Лица, использующие сельскохозяйственные химикаты, несут ответственность за то, чтобы их предполагаемое использование соответствовало действующим нормам и этикетке продукта. Обязательно получите актуальную информацию о правилах использования и изучите текущую этикетку продукта перед нанесением любого химического вещества. За помощью обращайтесь в местный окружной центр NC Cooperative Extension.

Н.C. Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.

.

Посадка сои

Последнее обновление 23 февраля 2014 г.

Расположение посевов сои - Размеры посадки

  1. Дата посадки
  2. Междурядье
  3. Плотность растений
  4. глубина высева
Сажайте соевые бобы как можно раньше после 25 апреля 9:00 22:00, если позволяют почвенные условия; если возможно, завершить посадку к 20 мая .
  • Реакция сои на дату посадки важна не только в те годы, когда посев задерживается из-за ненастной погоды, но также и тогда, когда погода не нарушает нормального сезон посадки.
  • Заморозки в начале сезона, ливни, наводнения и другие ситуации могут снизить урожай стоит до такой степени, что необходима поздняя посадка.

Эффект фотопериода

Концепция посадки гибридов кукурузы с более коротким сезоном, поскольку дата посадки откладывается это проверенная практика в большинстве систем управления.Однако эту концепцию необходимо изменить. применительно к соевым бобам.

Сорта сои по-разному реагируют на отложенный посев, чем гибриды кукурузы.

  • Это связано с тем, что цветение сои более тесно связано с фотопериодом (длина дневного светлого и темного периодов), чем кукуруза.
  • Переход от вегетативной стадии к стадии цветения у соевых бобов вызван в основном изменением продолжительности темноты.
  • Адаптированные сорта цветут вскоре после наступления темноты, начинают удлиняться в конце Июнь.

На цветение сои в некоторой степени влияет и температура.

  • Высокие температуры ускоряют цветение. Учитывая очень теплый вегетационный период, цветение может начаться до того, как темный период начнет удлиняться.
  • Поскольку цветение кукурузы в большей степени зависит от температуры, чем у соевых бобов, накопленные дни градуса роста являются надежными для оценки стадий роста кукурузы, но не для оценки стадий роста сои.

Информация о дате посадки

Температура почвы - важный аспект.

  • Оптимальная температура для прорастания сои составляет 86 ° F.
  • Семена, посаженные в почву с температурой 50 ° F, прорастают медленно, и, вероятно, появятся всходы. быть уменьшенным.
  • Посадка в грядки с высотой ниже пятидесяти градусов не рекомендуется, если только почва температуры быстро повышаются.

Шестьдесят градусов по Фаренгейту - хорошая цель для начала посадки.

Соевые бобы обладают уникальной способностью давать хорошие урожаи при длительном посеве. период. Это позволяет им дополнять другие культуры в системах земледелия.

Посевы сои в мае самые урожайные. Урожайность была значительно ниже после середины июня.

  • Высота растений была наибольшей с середины мая до середины июня и короче с более ранние и более поздние сроки посадки.В июле высота стручков значительно снизилась.
  • Ранняя посадка может привести к сокращению древостоя из-за неспособности проросших бобов переносить отрицательные температуры. Если вы собираетесь сажать сою после середины июня, Ваш лучший выбор - адаптированный сорт от раннего до среднего сезона. Неадаптированный сорта не обладают потенциальной урожайностью при более поздней, чем средняя дата заморозки, и более поздние сорта могут не полностью созреть.
  • Индетерминантные сорта гораздо больше подходят для стрессовых условий, связанных с с поздними посевами и имеют большую потенциальную урожайность, чем детерминантные сорта для поздних посадок. Эти рекомендации применимы к ситуациям двойного посева как хорошо.

Сроки посадки с конца апреля до начала мая более полезны для кукурузы, чем для сои. Посадка сои в середине мая после кукурузы дает наилучшие результаты.

Поздние посадки культурных обычаев

При посеве сои позднее середины июня вегетативный рост снижается.

  • Без изменения схемы посадки большая часть доступной световой энергии теряется, потери воды при испарении больше, а сорняки более конкурентоспособны.
  • Ширина междурядья менее 20 дюймов в сочетании с популяциями растений от 20 до 25 процентов выше, чем обычно, обеспечит более быстрое закрытие навеса и максимизирует урожай.
  • Соевые бобы позднего посева короче и иногда имеют меньшую высоту клубня. Узкий рядки и немного более высокие нормы высева дают больше шансов на максимальную урожайность.

Уменьшение междурядий до 7-15 дюймов увеличит урожайность и снизит конкуренция из-за сорняков.

Соевые бобы пропущенные

  • Узкорядная концепция с культивацией.
  • При посадке остается
  • мест под тракторные шины шириной междурядья 15 дюймов и 30 дюймов пропускает.
  • Основное преимущество
  • - борьба с сорняками с помощью выращивания и химикатов.
  • обеспечивает гибкость для борьбы с другими вредителями, не повреждая растения.
  • имеют преимущество в урожайности узких рядов при наличии путей к рабочим полям.
  • соевые бобы пропущенного ряда могут давать урожай немного меньше, чем соевые бобы с твердыми семенами, если химические борьба с сорняками на твердом семенах сои успешна.

У соевых бобов нет большой реакции на широкий диапазон норм высева, потому что соя может компенсировать ветвлением .

  • По этой причине большинство соевых бобов на Среднем Западе засевают с нормой от 50 до 70 фунтов. семян на акр.
  • Адекватная норма высева, а не высокая норма высева снижает вероятность полегания и более эффективно использует посаженные семена.
  • Поскольку сорта сои существенно различаются размером семян, многие производители определяют Норма высева в количестве семян на акр или количестве семян на фут ряда. Это число можно преобразовать в фунты семян на акр для калибровки сеялки.
  • Увеличить нормы высева на светлых почвах и уменьшить нормы высева на темных цветные почвы. Для рядков шириной более 20 дюймов используйте высокие кустистые сорта сои.Независимо от даты посадки и расстояния между рядами выбирайте сорта с хорошей переносимостью. и / или устойчивость к корневой гнили Phytophthora. Исследования показывают, что обработка семян помогает в борьбе с фитофторой и очень экономичны.

Обычно рекомендуемая норма на Среднем Западе составляет 150 000 растений на 9000 акр8.

  • 40-дюймовые ряды = от 10 до 11 семян на фут ряда
  • 30-дюймовые ряды = от 8 до 9 семян на фут ряда
  • 20-дюймовые ряды = от 5 до 6 семян на фут ряда

Следующие уравнения можно использовать для расчета нормы высева в фунтах / акр:

  • 43560 квадратных футов / акр, умноженные на количество растений / фут ряда = количество семян / акр, деленное на ширину ряда в футах раз% всхожести
  • Семена / акр = норма высева в фунтах / акр, деленная на количество семян / фунт
  • Пример: предположим, что соевые бобы Hardin будут высаживаться 30-дюймовыми рядами на высоте 150 000 семян / акр.Допустим, у сорта Хардин 80% всхожести и 2870 семян на фунт. Какая норма высева в фунтах на акр?
    • 43 560 X (8,5 / ((30/12) X 0,80)) = 187 308 семян / акр
    • 187 308/2870 = 65,3 фунта / акр

Корректировка нормы высева

  • Используйте 175 000 растений на акр в качестве основы при посадке с шириной рядка 10 дюймов или меньше.
  • Добавьте 10%, если посадка происходит очень рано или очень поздно.
  • Добавьте 10% при посадке сортов с коротким узким пологом или раннеспелых сортов.
  • Добавьте 10% при посадке на плохое семенное ложе.
  • Вычтите 10%, если посадка производится на глубоких плодородных почвах, где полегание является вероятной проблемой.
  • Вычтите 10%, если посадка проводится в идеальных для данной местности условиях (дата посадки, семенное ложе, влажность почвы и температура).

Глубина важнее, чем у пшеницы и кукурузы.

  • Глубина должна быть около 1 дюйма.
.

Население растений сои | Комплексное управление растениеводством

Как и в любом другом бизнесе, хорошие методы управления важны для снижения рисков и достижения ваших целей. Это особенно актуально при достижении ваших целей по урожайности. Изменение расстояния между растениями в зависимости от междурядий и популяций растений оказывает значительное влияние на развитие растительного покрова и компоненты урожая. Более высокие популяции растений приводят к закрытию полога раньше в сезоне и большему перехвату света. Уменьшение времени до закрытия растительного покрова может снизить потерю влаги в почве, повысить способность контролировать появление сорняков и увеличить скорость роста сельскохозяйственных культур.Однако более крупная популяция не всегда приводит к более высоким урожаям. За последнее десятилетие много разговоров было сосредоточено на популяциях растений и норме высева, и при более высоких ценах на семена это останется важным управленческим решением. Посадка большего количества семян в качестве страховки редко окупается более высокими урожаями.

Цены на семена выросли за последние 10 лет, и, чтобы оставаться конкурентоспособными, нельзя игнорировать нормы высева. В среднем фермер из Айовы тратит 25 долларов с акра на семена (рис. 1).Оптимальная популяция растений для выращивания сои - это та, которая обеспечивает максимальную урожайность и прибыльность. Выбор высокой нормы высева увеличивает стоимость семян и может не способствовать увеличению урожайности. Повышенная норма высева повлияет на урожайность до определенной точки; однако урожай в конечном итоге достигнет максимума, при котором добавление большего количества семян никак не повлияет на урожайность. Исследования популяции растений продолжаются в течение многих лет, и, основываясь на обзоре статей, начиная с 1980 года, кажется, что наблюдений относительно количества растений на акр, необходимого для максимизации урожайности, мало что изменилось, несмотря на то, что сегодня фермеры используют более почвозащитные методы обработки почвы.


Рис. 1. Затраты на сою ($ за акр) на семена и гербициды;

Ассоциация фермерских хозяйств штата Айова.

Физиологическая реакция на расстояние между растениями

Расстояние между растениями в поле очень важно и играет важную роль в определении роста и развития растений. Расстояние между растениями следует рассматривать как существующее в двух направлениях: 1) в междурядьях и 2) между междурядьями. При данной популяции растений по мере уменьшения расстояния между рядами расстояние между растениями в ряду увеличивается, что приводит к более равномерному расположению растений.При фиксированной ширине ряда по мере увеличения популяции растений расстояние между растениями в ряду уменьшается, а конкуренция между растениями возрастает. Очевидно, что оба фактора можно регулировать, чтобы обеспечить оптимальное расстояние между растениями, и обычно популяция растений увеличивается по мере уменьшения расстояния между рядами. Можно было бы ожидать, что узкое расстояние между рядами и увеличенная популяция растений улучшат перехват света, и тогда это будет иметь каскадный эффект, увеличивая темпы роста сельскохозяйственных культур и потенциально улучшая производство семян. Важным соображением будет то, что по мере увеличения популяции растений доступный источник (свет) на одно растение уменьшается.Поскольку есть убедительные доказательства того, что источники сои уже ограничены, любое дальнейшее сокращение емкости источника будет происходить за счет урожайности с одного растения.

Низкая популяция растений может быть конкурентоспособной с высшими популяциями растений, если популяция растений равномерно распределена на поле. При меньших популяциях конкуренция между растениями уменьшается, и каждое отдельное растение имеет больше возможностей произвести больше семян. Исследования показали, что скорость фотосинтеза выше и сохраняется дольше в ответ на больший размер раковины (количество семян) за счет повышения уровня белка в листьях и снижения старения старых листьев.Риски, связанные с сокращением популяций растений, состоят в том, что стручки формируются ближе к земле, что увеличивает потери урожая, и растение должно поддерживать высокие темпы роста и площадь листьев в течение всего сезона, чтобы оставаться конкурентоспособными с более высокими популяциями. Соя способна компенсировать плохие насаждения, производя больше ветвей, что приводит к урожайности, сопоставимой с более высокими популяциями растений. Однако низкая популяция растений может привести к снижению высоты стручков, полеганию боковых ветвей и увеличению популяций сорняков, что может привести к потере урожая.

Зависимость жизнеспособности растений от нормы высева

Важным моментом при выборе правильной нормы высева является то, что семена, посаженные на акр, не будут такими же, как растения на акр. Не все посаженные семена прорастут или дойдут до зрелости. Правильный способ думать о норме высева - это количество растений, которые должны достичь зрелости, чтобы максимизировать урожай. Термин «популяция растений» относится к количеству растений сои на акр. Норма высева или норма высева означает количество семян сои, посаженных на акр для получения определенной популяции растений.Большинству фермеров проще и надежнее подсчитывать количество семян на фут ряда или семян на акр, а не в фунтах или бушелях на акр. Размер семян варьируется от одного сорта к другому; поэтому у одного сорта может быть меньше семян на фунт, чем у другого сорта. Население растений зависит от условий посевного ложа и настроек сеялки. Посадка на плохое семенное ложе, использование семян низкого качества, неточная регулировка сеялки, слишком быстрая посадка, образование корки в почве, экстремальная влажность почвы и экологические повреждения растений, такие как снос гербицидов, патогены, насекомые, град или мороз, - все это снижает популяцию растений, требующих большая норма высева.Например, если 120 000 растений на акр - это популяция растений, необходимая при сборе урожая для максимизации урожайности, то потребуется высадить более 120 000 семян, чтобы компенсировать потерю растений в течение сезона. Повышение нормы высева на 15–30% по сравнению с желаемым конечным стеблем для компенсации потерь растений является хорошей оценкой.

Таблица 1. Норма высева и количество жизнеспособных растений зависят от многих факторов.

Факторы

Влияние на норму высева

Состояние посевного ложа

Необходимо увеличить норму высева, если условия посевного ложа не оптимальны

Расстояние между рядами

Увеличивайте норму высева при уменьшении междурядья

Белая плесень

Используйте более низкие нормы высева в дополнение к толерантным сортам

Качество семян

Необходимы более высокие нормы высева, если не обрабатывать семена фунгицидами

Всхожесть семян

При низкой всхожести необходимы более высокие нормы высева

Скорость посадки

Более высокие нормы высева необходимы, если скорость слишком высока из-за плохой заделки семян

Как определить популяцию растений

Всхожесть и возможное укоренение соевых насаждений варьируется от года к году из-за многих факторов (Таблица 1).Определение популяции растений необходимо после повреждения градом, болезнями или гербицидами. Хороший метод оценки вашего насаждения - подсчитать количество растений на 10 футов ряда, затем разделить это число на 10 и использовать Таблицу 2 для определения растений на акр. Чтобы получить достоверную оценку количества растений на фут ряда, сделайте не менее 10 случайных подсчетов по всему полю. Старый метод заключался в использовании «хула-хупа», но не многие люди сегодня находят «привлекательным» ездить с «хула-хупом» в своем грузовике, когда они могут легко использовать метр или рулетку.

Таблица 2. Население сои в растениях на фут в ряду для различного междурядья.

Желаемые растения на акр (X1000)

75

100

125

150

175

200

Ширина ряда

Среднее количество растений на фут ряда

6 дюймов

0.9

1,2

1,4

1,7

2,0

2,3

7,5 дюйма

1,0

1,4

1,8

2,2

2,5

2,9

10 дюймов

1.4

1,9

2,4

2,9

3,3

3,8

15 дюймов

2,2

2,9

3,6

4,3

5,0

5,7

20 дюймов

2.8

3,8

4,8

5,7

6,7

7,7

30 дюймов

4,3

5,7

7,2

8,6

10,0

11,5

Как рассчитать густоту растений и норму высева?

Население растений на акр равно:

[43,560 ÷ (расстояние между рядами в дюймах ÷ 12)] X растений на фут ряда

Норма высева на акр равна:

Рекомендуемые растения на фут ряда

Процент всхожести X Процент ожидаемой всхожести

Текущие нормы высева

Агрономические исследования за последние 20 лет часто показывают, что вероятность получения урожая увеличивается, когда популяция растений превышает 100 000 растений на акр.Однако бывают случаи, когда 100 000 растений на акр недостаточно. Тем не менее, большинство производителей сопротивлялись снижению норм посадки. Частично это связано с тем, что текущие университетские рекомендации часто включают посев от 140 000 до 225 000 семян на акр (Таблица 3) с корректировками в зависимости от междурядий и даты посадки. До 2006 года наши рекомендации проводились до использования готовых сортов. Однако нужно ли нам корректировать норму высева в зависимости от даты посадки, обработки почвы или междурядья? А как насчет всей истории о соотношении нормы посева и экономики? Раньше поднадзор был страховкой, чтобы быть уверенным, что мы получили надлежащий стенд, поскольку семена были не очень дорогими, но кто может себе это позволить сегодня?

Таблица 3.«Старые» нормы высева (до 2006 г.) для оптимальных условий посева были:

7,5 дюйма

200000 семян на акр

15 дюймов

175000 семян на акр

30 дюймов

150 000 семян на акр

Чтобы ответить на вопросы о том, подходят ли текущие нормы высева, в 2003 году были начаты многочисленные исследования для обновления нашей рекомендации.После более чем 30 экспериментов за последние 3 года мы получили очень согласованные данные, и хотя мы завершим исследования в 2006 году, я решил поделиться некоторыми данными, которые мы нашли. Сейчас я могу поделиться одной ключевой вещью: мы не находим скорость заполнения по взаимодействиям с межстрочным интервалом. Вам не нужно увеличивать норму высева, если вы используете междурядье 15 дюймов по сравнению с 30-дюймовым. Я провожу все свои исследования, сравнивая расстояние между рядами 15 и 30 дюймов, поскольку тенденции показывают, что сверла, вероятно, исчезнут в ближайшем будущем.Еще один ключевой момент заключается в том, что вам не нужно увеличивать норму высева, если вы сажаете поздно или вам нужно пересаживать. Все дело в борьбе с сорняками, если вам нужно сажать поздно. Суть в том, что нам просто нужно 100000 здоровых равномерно распределенных растений на акр.


Я рекомендую фермерам попытаться проверить, смогут ли они справиться с более низкой нормой высева (Таблица 4). Необходимо оптимизировать борьбу с сорняками в начале сезона, так как соя очень чувствительна к конкуренции сорняков в начале сезона в условиях высокой урожайности.В противном случае вы увидите потерю урожая из-за снижения нормы высева. Я предлагаю вам попробовать использовать норму высева от 125 000 до 140 000 жизнеспособных семян на акр (необходимо увеличить, если всхожесть ниже 90%), если у вас идеальные условия посевного ложа при посадке. Если у вас влажное посевное ложе или у вас много пожнивных остатков из-за использования методов уменьшенной обработки почвы, то для вас может быть преимуществом увеличить норму высева до 140 000 семян на акр. Инструмент принятия решений доступен, чтобы помочь нацелить последний насаждение из 100 000 растений на акр.

Таблица 4. «Новые» нормы высева для оптимальных условий посева:

15 дюймов

125 000 - 140 000 семян на акр

30 дюймов

125 000 - 140 000 семян на акр

Не секрет, что посев семян на 20–30% больше, чем нам действительно нужно, - это дорогая страховка. Усовершенствованная технология сеялки и повышенное качество семян привели к более точному засеву растений и укоренению насаждений, которые лишь незначительно сокращаются по сравнению с нормой высева и не требуют избыточного высева на 20–30%.Совершенно очевидно, что в будущем мы можем разработать новые рекомендации по норме высева. Соя - это не та культура, которую мы выращиваем для повышения урожайности кукурузы, это культура, к которой следует относиться так же серьезно, как и к кукурузе. Правильные методы управления важны, если вы хотите сохранить рентабельность сои.

Информационный бюллетень по популяции соевых бобов доступен для загрузки (файл в формате pdf).



Прочтите недавнюю статью Палле Педерсена, перепечатанную из Iowa Soybean Review

(декабрь 2005 г.): Нормы высева могут быть местом, где можно сэкономить

Инструмент принятия решений по переменным, которые повлияют на вашу норму высева

.

Смотрите также