1.2. Морфо-біологічні особливості сої

Ботанічна систематика. Соя відноситься до родини бобових (Fabaceae). Рід сої Glycine об’єднує більше як 40 видів, з яких половина росте в країнах тропічної Африки. Виробниче значення і поширення має вид сої культурної – Glycine hispida. В Україні поширені 2 види сої: культурна і дикоросла. Відомо шість підвидів культурної сої:

• напівкультурна (Glycine max var gracilis Enk.),

• індійська (Glycine max var indica Enk.),

• китайська (Glycine max var chinensis),

• корейська (Glycine max var korajensis Enk.),

• маньчжурська (Glycine max var manshurica Enk.),

• слов'янська (Glycine max var slavonica Kov. et Pinz).

В СНД поширені маньчжурський та слов'янський підвиди. Соя, яка належить до маньчжурського підвиду, середньоросла, переважно 70-100 см заввишки, утворює великого і середнього розміру листки, боби та насіння. Сорти цього підвиду середньостиглі й переважно зернового типу. Соя слов’янського підвиду – низько-, рідше середньоросла, здебільшого заввишки 40-70 см, частіше утворює тонші стебла, кущ стиснутий, листки, боби і насіння менші, скоростигла. В Україні вирощують сорти сої переважно маньчжурського підвиду і зовсім мало слов'янського [15].

В Україні поширені 2 види сої: культурна і дикоросла.

Культурна соя – трав’яниста однорічна рослина.

Корінь сої короткий, головний – стрижневий. Від нього відходять бічні корені, що проникають у ґрунт на глибину до 2 м і більше. Основна маса коренів розміщена в орному шарі. При інокуляції активними штамами бульбочкових бактерій (нітрагін, ризоторфін) на головному і бокових корінцях утворюється бульбочки, де відбувається біологічна фіксація азоту. На коренях однієї рослини за сприятливих умов формується 25-60 бульбочок і більше. Розмір і глибина проникнення кореневої системи залежить від ґрунту, сорту, технології вирощування, вологості і температури [7].

Сходи мають дві сім’ядолі, які під час проростання насіння виносяться на поверхню ґрунту. Дружніше вони з’являються на полі з структурним, добре розпушеним ґрунтом. Коли ж утворюється ґрунтова кірка, поява сходів утруднюється, вони бувають зрідженими.

Листки складні трійчасті, опушені, а листочки широко-яйцеподібні, овальні, широко ланцетоподібні, овально-видовжені, розміщуються почергово.

Стебло – округле, грубе, жовто–буре або сіро–біле, завтовшки від 3–4 до 11–12 мм, колінчасте, довжина міжвузля – від 3 до 15 см. Стебло, гілки, листки, черешки й боби покриті волосками жовто–коричневого, білого й рудого кольору.

Суцвіття – китиця, розміщується у пазухах листків, на верхівці стебла і на бокових гілках. У кожній китиці від 2 до 20 квіток і більше. Вони дрібні, метеликового типу, п’яти пелюсткові, білого, ясно–фіолетового або фіолетового кольору. Тичинок 10, причому 3 з них зростаються, одна вільна. Соя самозапильна рослина, запліднення відбувається у фазі закритої квітки, після чого вона розкривається. Перехресно запилюється дуже рідко.

Боби прямі, зігнуті, серпоподібні, опушені, зрідка голі, завдовжки 3,1 – 7,4 см. При достиганні ясно–коричневі, жовтувато–бурі, блідо–піщані, сіро–бурі, коричневі, рідко з різним відтінком, темно–сірі. Біб містить 2-3, рідше 4 насінин. Висота прикріплення нижніх бобів від 2 до 25 см.

Насінина овальна, куляста, видовжена, ниркоподібна, має жовтий, ясно-жовто-зелений, коричневий, чорний колір. Маса 1000 насінин 50 – 100 г. Сім’ядолі жовті або зелені. Рубчик овальний, клиноподібний або лінійний, жовто-білий, коричневий, темно-коричневий, чорний [3].

Вимоги до тепла і світла. Серед зернобобових культур соя найбільш вибаглива до тепла рослина. Мінімальна температура проростання насіння 8 – 10°С, а дружні сходи з’являються за 15 – 18°С.

Найбільш сприятлива середньодобова температура для росту й розвитку сої впродовж вегетації – 18 – 22°С, а під час цвітіння і наливання зерна – до 25°С. Проте сходи переносять короткочасні приморозки до мінус 2 – 3°С. Однак восени за такої температури рослини гинуть [7].

Сума активних температур за вегетаційний період становить – 1700 –3200°С. Для формування репродуктивних органів сої сприятлива температура – +18-19°С, оптимальна – +21 – 23°С, для цвітіння – відповідно + 19-21 і + 22-25°С; для достигання – +13-16 і +18-20°С. Дуже негативно впливає а врожай похолодання під час цвітіння [3].

Соя культура – короткого світлового дня. Чим більше світла, тим коротший вегетаційний період.

У разі вирощування сої в північних районах від недостатньої кількості світла подовжується тривалість росту і розвитку цієї культури, а тому знижується її продуктивність [7].

Вимоги до вологи. Соя – вологолюбна культура.

У різні періоди росту і розвитку неоднакові вимоги до вологи. Під час проростання насіння соя поглинає 90-160% вологи від своєї маси. Для формування високого врожаю зеленої маси й насіння сої потрібно, щоб вміст вологи в ґрунті у фазі сходи-цвітіння становив 70%, формування бобів і налив насіння – 80, у фазі достигання 60 – 70% найменшої вологоємності [3].

Менше вологи соя використовує у період від сходів до початку цвітіння. Найбільше вологи потребує під час цвітіння і росту бобів. За нестачі води бутони, квітки, боби опадають, і формується дрібне насіння [7].

Транспіраційний коефіцієнт 520 – 600 [5].

Вимоги до ґрунту. Соя забезпечує високий урожай на супіщаних і суглинкових чорноземах, достатньо родючих, багатих на органічну речовину і кальцій, з нейтральною реакцією ґрунтового розчину рН – 6,5 – 7. Непридатні для вирощування сої кислі, заболочені, засолені ґрунти [7].

Вимоги до елементів живлення. Соя дуже чутлива до поживного режиму ґрунту, причому поживні речовини засвоює під час вегетації нерівномірно. Максимальне засвоєння їх відбувається під час цвітіння, формування і наливу бобів. На формування 1 ц зерна витрачається 7,7 – 10 кг азоту, 1,7 – 4,0 кг фосфору, 3,2 – 4,0 кг калію [3].

Особливості росту і розвитку. У розвитку сої виділяють вегетативний і репродуктивний періоди. Період від сходів до з’явлення першої квітки триває 6-8 тижнів, між з’явленням першої і останньої квітки проходить до 6 тижнів. Нагромадження сухої речовини в насінні відбувається з відносно високою і постійною швидкістю протягом 30-40 днів. Тривалість вегетаційного періоду залежить від сорту й району вирощування коливається від 90-100 до 150-170 днів [8].

У розвитку сої виділяють 12 етапів органогенезу, які в свою чергу подялються на 3 періоди: перший (1-2 етапи органогенезу) – формування вегетативних органів 1 коренів, стебел, листя); другий (3-8 етапи) – утворення генеративних органів і третій (9-12 етапи) – дозрівання плодів і насіння

В онтогенезі сої виділяють наступні фази росту й розвитку: проростання насіння, сходи (поява сім'ядоль на поверхні ґрунту), утворення першої пари справжніх листків, гілкування, бутонізація, цвітіння, формування бобів, наливання бобів, побуріння бобів, дозрівання насіння (молочна, воскова та повна стиглість).

Проростання насіння – складний фізіологічний процес, у результаті якого зародок використовує запасні поживні речовини, перетворюється у проросток, що здатний до автотрофного живлення. У цьому складному процесі в 1976 році Ф. Ноббе виділив три основні фази проростання: 1– поглинання води (фізичний бік процесу); 2 – перетворення запасних поживних речовин із нерозчинних у розчинні (біохімічний бік процесу); 3 – власне проростання (фізіологічний бік процесу, морфологія проростання) [4].

Найбільше на проростання насіння впливають тепло і волога, а на швидкість набубнявіння, структура, розміри. Дрібне насіння бубнявіє швидше.

Для проростання насіння необхідний кисень для дихання й окислення запасних речовин.

На початку вегетації ріст кореневої системи сої випереджає ріст стебла і має за інтенсивністю приросту перший максимум після з’явлення сходів, другий – у фазі галуження й на початку цвітіння.

У ранніх сортів коріння інтенсивно розвивається на початку, в середньостиглих – у фазі бутонізації, в середньопізніх під час цвітіння. Коренева система сої розвивається в досить великих межах температури – 12 –42°С, але найкраще при 27 – 33°С. При підвищенні її від 12 до 33°С вбирання катіонів калію посилюється, а кальцію й магнію послаблюється.

Основними елементами структури насіннєвої продуктивності є кількість плодоносних вузлів, бобів у вузлі й насінин у бобові та їх крупність. Ці елементи пов’язані з висотою рослин, гіллястістю, облистяністю й товщиною стебла, довжиною й шириною плода, розмірами листків, довжиною міжвузлів і квіткової китиці та іншими ознаками.

Кожному сорту властиві певний прояв і взаємозв’язок елементів структури врожаю, ступінь мінливості їх під впливом умов вирощування і наявність найбільш характерних з них, які в межах сорту менше змінюються. Рівень урожайності залежить від кількісного прояву всіх елементів структури та їх поєднання як між собою, так і з іншими ознаками рослин. Сорти з різними ознаками структури можуть давати близькі врожаї [2].