Агроэкологическая оценка перспективных образцов сои

DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10705 УДК633.853.52:63:57

Агроэкологическая оценка перспективных образцов сои

Е. М. ФОКИНА, С. А. ТИТОВ, Д. Р. РАЗАНЦВЕЙ

Всероссийский научно-исследовательский институт сои, Игнатьевское ш., 19, Благовещенск, Амурская обл., 675027, Российская Федерация

Резюме. В 2016-2018 гг. изучали 18 сортов и образцов сои в конкурсном сортоиспытании по параметрам адаптивности и пластичности в условиях южной сельскохозяйственной зоны Амурской области. Полевые опыты закладывали на луговой черноземовидной почве. Посев осуществляли 19.. .20 мая в 4-кратной повторности методом рендомизированных повторений (блоков), в каждом блоке высевали стандарты - сорта Лидия, Даурия, Алена. Образцы сои принадлежали к трем группам спелости: скороспелые, среднеспелые, позднеспелые. По урожайности лучшими были пять линий - Ам. 2425, Ам. 2442, Ам. 2428, Ам. 2429, Ам. 2430, достоверно превзошедшие стандарты по продуктивности на 0,32.0,49 т/га. Они же оказались наиболее ценными генотипами, сочетающими высокую урожайность с отзывчивостью на изменение условий и экологической адаптивностью. Поэтому перечисленные линии были рекомендованы в качестве исходного материала в селекции на высокую продуктивность и адаптивность в условиях региона. По коэффициенту регрессии (bi), характеризующему пластичность, лучшими оказались сорта (Даурия, Алена) и образцы (Ам. 2426, Ам. 2442, Ам. 2425, Ам. 2404, Ам. 2428, Ам. 2429, Ам. 2430, Ам. 2434, Ам. 2436, Ам. 1170, Ам. 2379, Ам. 2343, Ам. 2423) интенсивного типа (bi>1) с величиной этого показателя на уровне 1,02.2,20. По комплексу признаков выделили два номера, соответствующие параметрам новых сортов: скороспелый сорт Золотница (Ам. 2425) и среднеспелый сорт ВНИИС-18 (Ам. 2429), переданные в ГСИ в 2019 г. Ключевые слова: соя (Glycins max (L.) Merril), сорт, образец, урожайность, пластичность, адаптивность.

Сведения об авторах: Е. М. Фокина, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: fem@vniisoi.ru); С. А. Титов, старший научный сотрудник; Д. Р. Разанцвей, научный сотрудник.

Для цитирования: Фокина Е. М., Титов С. А., Разанцвей Д. Р. Агроэкологическая оценка перспективных образцов сои // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 7. С. 21-23. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10705.

Agri-Environmental Assessment of Promising Soybean Samples

E. M. Fokina, S. A. Titov, D. R. Razantsvei

All-Russian Research Institute of Soybean Breeding, Ignat'evskoe sh., 19, Blagoveshchensk, Amurskaya obl., 675027, Russian Federation

Abstract. In 2016-2018 we studied the adaptability and plasticity parameters of 18 varieties and samples of soybean in competitive variety test under conditions of the southern agricultural zone of the Amur region. The field experiments were carried out on meadow chernozem soil. Sowing was carried out four times on May19-20 by the method of randomized repetitions (blocks). In each block the standards were sown: Lidia, Dauria and Alena varieties. The soybean samples belonged to three maturity groups: early ripening, mid-ripening, late-ripening. Five lines: Am. 2425, Am. 2442, Am. 2428, Am. 2429, and Am. 2430 showed the best yield, significantly exceeding standards' productivity by 0.32-0.49 t/ha. They also proved to be the most valuable genotypes combining high yield with responsiveness to changing conditions and environmental adaptability. Therefore they were recommended as source material in breeding for higher productivity and adaptivity under the regional conditions. Dauria and Alena varieties and Am. 2426, Am. 2442, Am. 2425, Am. 2404, Am. 2428, Am. 2429, Am. 2430, Am. 2434, Am. 2436, Am. 1170, Am. 2379, Am. 2343 and Am. 2423 samples of intensive type (bi more than 1) with the value of this indicator at the level of 1.02-2.20 were the best in terms of the regression coefficient (bi) characterizing plasticity. By the complex of signs we selected two samples corresponding to the parameters of new varieties: early ripening Zolotnitsa variety (Am. 2425) and mid-ripening VNIIS-18 variety (Am. 2429), passed to the state variety test in 2019. Keywords: soybeans (Glycine max (L.) Merril); variety; sample; yield; plasticity; adaptability.

Author Detaiis: E. M. Fokina, Cand. Sc (Agr.), leading research fellow (e-mail: fem@vniisoi.ru); S. A. Titov, senior research fellow; D. R. Razantsvei research fellow.

For citation: Fokina E. M., Titov S. A., Razantsvei D. R. Agri-Environmental Assessment of Promising Soybean Samples. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2019. Vol. 33. No. 7. Pp. 21-23 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10705.

Селекция на адаптивность - одно из важнейших направлений сельскохозяйственной науки [1, 2]. Приспособленность сорта к определенным природно-климатическим условиям отражает диапазон изменчивости его урожайности в разные по метеоусловиям годы и характеризует соответствие потенциальных возможностей генотипа факторам почвенного питания и гидротермического режима (тепло- и влагообеспечен-ности в разные периоды развития растений) [3, 4, 5].

Создание сортов, адаптированных для конкретной зоны возделывания, максимально задействует генетические ресурсы культуры и служит наиболее доступным средством интенсификации сельскохозяйственного производства, а также основным фактором повышения его эффективности [6, 7].

В последние годы все большее значение приобретает не только потенциальная продуктивность сортов, но и их экологическая устойчивость [8, 9, 10]. При этом селекционное улучшение направлено, как правило, на создание генотипов, противостоящих негативным факторам среды и максимально использующих благоприятные условия. Поэтому прогресс селекционных программ, ориентированных на создание высокоуро-

жайных сортов, не возможен без глубоких исследований взаимодействия «генотип-среда», оценку которого считают одной из центральных задач селекции. Ее актуальность усиливается сужающимся спектром генетического разнообразия на завершающих этапах селекционного процесса при выявлении лучших генотипов [11].

Цель исследований - агроэкологическая оценка перспективных образцов сои конкурсного сортоиспытания в условиях южной сельскохозяйственной зоны Амурской области.

Для ее достижения решали следующие задачи: определить адаптивный и продуктивный потенциал образцов сои по показателю «урожайность»;

установить параметры экологической пластичности; выявить высокопродуктивные формы сои, достоверно превышающие стандартные сорта по продуктивности;

выделить образцы с комплексом хозяйственно ценных признаков.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2016-2018 гг. в питомнике конкурсного сортоиспытания на типичной луговой черноземовидной среднемощной почве со следующими агрохимическими характеристиками: реакция почвенной среды среднекислая

Рисунок. Гидротермический коэффициент вегетационных сезонов сои .. - 2017 г.; — — - 2018 г.

- 2016 г.;

(рНКС| 5,0.. .5,2), содержание гумуса (по Тюринув модификации ЦИНАО) - 4,5.4,7 %, минерального азота - 40,2.44,7 мг/кг почвы; подвижного фосфора и калия (по Кирсанову в модификации ЦИНАО) - 55.58 мг/кг и 150.190 мг/кг почвы соответственно.

Материалом для исследования служили 18 образцов сои амурской селекции различных групп спелости: скороспелые - Ам. 2387, Ам. 2398, Ам. 2426, Ам. 2442, Ам. 2425; среднеспелые - Ам. 2404, Ам. 2428, Ам. 2429, Ам. 2430, Ам. 2434, Ам. 2436, Ам. 1170 и позднеспелые - Ам. 2379, Ам. 2343, Ам. 2423, а также три сорта стандарта - скороспелый Лидия, среднеспелый Даурия, позднеспелый Алена.

Возделывание сои осуществляли в соответствии с технологией, разработанной для южной сельскохозяйственной зоны Амурской области [12]. Механизированный посев проводили 19.20 мая в 4-кратной повторности с размещением делянок методом рендомизированных повторений (блоков), в каждом блоке высевали группу стандартов. Площадь делянки - 40,5 м2. Уборку выполняли сплошным обмолотом комбайном «Сампо 130». Урожайность определяли с пересчётом на стандартную влажность семян (14 %). Селекционную работу проводили в соответствии с общепринятой методикой [13].

Таблица. Урожайность адаптивность и пластичность образцов сои

Метеорологические условия в годы проведения испытаний различались по температурному режиму и характеру увлажнения (см. рисунок). Из трех лет испытаний наиболее благоприятным для культуры сои был 2016 г. - варьирование ГТК по месяцам вегетации составило 0,7.2,1. В 2017 г. условия были удовлетворительными (ГТК=0,9.2,6). Самым неблагоприятным оказался 2018 г., с наиболее контрастными условиями тепло- и влагообе-спеченности (ГТК=0,5.3,4).

Для оценки адаптивного потенциала генотипов сои по урожайности использовали методику Л. А. Животкова с соавторами [14]. Коэффициент адаптивности (Ка) рассчитывали по среднему отклонению (в процентах) от средней урожайности за 3 года.

Параметры экологической пластичности (коэффициент линейной регрессии Ы) рассчитывали по методике Е. А. Эберхарта и У. А. Рассела в изложении В. А. Зыкина с соавторами [15]. Для вычисления коэффициентов регрессии определяли индексы условий среды (//). Лучшие условия произрастания и развития генотипов складывались в годы с положительными значениями индексов, худшие - с отрицательным. Закладку опытов, учет, оценку урожая и статистическую обработку экспериментальных данных проводили в соответствии с методикой полевого опыта [16].

Результаты и обсуждение. Продуктивность сои в первую очередь зависит от сортовых особенностей и метеорологических условий вегетационного сезона. Индекс условий среды в 2016 г. составил //=0,25; в 2017 г. //=0,05, в 2018 г. //=-0,28 (см. табл.).

Неблагоприятные погодные условия 2018 г. со значительным переувлажнением в июне и июле (ГТК составлял 3,4 и 2,8 соответственно), способствовали снижению урожайности большинства образцов в среднем на 0,28 т/га.

Образец Урожайность, т/га Отклонение от среднегодовой, % Коэффициент адаптивности

2016 г. \ 2017 г. 2018 г. средняя 2016 г. \2017 г. 2018 г.

Скороспелая группа спелости

Лидия 2,54 2,47 2,25 2,42 86,9 90,8 94,1 0,91 0,89

Ам.2387 2,58 2,63 2,34 2,51 88,3 96,7 97,9 0,94 0,81

Ам.2398 2,42 2,67 2,64 2,57 82,9 98,2 110,5 0,97 0,06

Ам.2426 2,73 2,49 2,36 2,52 93,4 91,2 98,6 0,94 1,02

Ам.2442 3,18 2,67 2,72 2,85 108,9 98,2 113,8 1,07 1,17

Ам.2425 3,02 2,87 2,42 2,77 103,4 105,5 101,3 1,03 1,54

Среднеспелая группа спелости

Даурия 2,73 2,47 2,27 2,49 93,4 90,8 94,9 0,93 1,19

Ам.2404 2,65 2,61 2,17 2,47 90,7 95,9 90,8 0,92 1,39

Ам.2428 3,22 3,04 2,41 2,89 110,3 111,8 100,8 1,08 1,99

Ам.2429 3,38 2,89 2,67 2,98 115,8 106,3 111,7 1,11 1,7

Ам.2430 3,09 2,87 2,47 2,81 105,8 105,5 103,3 1,05 1,55

Ам.2434 2,53 2,36 2,09 2,32 86,6 86,7 87,4 0,87 1,19

Ам.2436 2,89 2,32 1,87 2,36 98,9 85,3 78,2 0,87 2,2

Ам.1170 3,05 2,59 2,43 2,69 104,5 95,2 101,7 1 1,46

Позднеспелая группа спелости

Алена 3,02 3,00 2,5 2,84 103,4 110,3 104,6 1,06 1,43

Ам.2379 3,17 2,90 2,6 2,89 108,6 106,6 108,7 1,08 1,44

Ам.2343 3,14 3,02 2,38 2,84 107,5 111,1 99,6 1,06 1,88

Ам.2423 3,13 3,08 2,52 2,91 107,2 113,2 105,4 1,09 1,58

Среднее 2,92 2,72 2,39 2,67 100,0 100,0 100,0

Индекс условий

среды Н 0,25 0,05 -0,28

Однако ценность любого генотипа определяет средняя урожайность в различных условиях выращивания. По коэффициенту адаптивности (Ка) можно судить о продуктивных возможностях образцов, а также их приспособленности к условиям образца. В наших исследованиях коэффициент адаптивности варьировал в пределах 0,87...1,11. В каждой группе спелости присутствовали линии с высоким адаптивным потенциалом. В среднем за трехлетний период изучения из 18 генотипов - 9 номеров (50 %) характеризовались коэффициентом адаптации больше 1, из них два относятся к скороспелой группе - Ам. 2442 (Ка=1,07), Ам. 2425 (Ка=1,03); три среднеспелых - Ам. 2428 (Ка=1,08), Ам. 2429 (Ка=1,11), Ам. 2430 (Ка=1,05); четыре средне-поздних - сорт Алена (Ка=1,06), Ам. 2379 (Ка=1,08), Ам. 2343 (Ка=1,06), Ам. 2423 (Ка=1,09).

Высокой пластичностью (отзывчивость на изменяющиеся условия окружающей среды) отличались образцы, у которых коэффициенты регрессии по урожайности были больше 1 (¿/>1) и варьировали от 1,02 до 2,20. Это генотипы интенсивного типа: скороспелые - образцы Ам. 2426, Ам. 2442, Ам. 2425; среднеспелые - сорт Даурия, образы Ам. 2404, Ам. 2428, Ам. 2429, Ам. 2430, Ам. 2434, Ам. 2436, Ам. 1170; позднеспелые - сорт Алена и образцы Ам. 2379, Ам. 2343, Ам. 2423. Наименее пластичными были генотипы из скороспелой группы - сорт сои Лидия (Ь/=0,89), Ам. 2387 (Ь/=0,81). Они слабее отзывались на изменения факторов среды и при неблагоприятных условиях в меньшей степени снижали урожайность, в сравнении с образцами интенсивного типа. Худший результат отмечен у номера Ам. 2398 (¿>/=0,06).

По итогам комплексной оценки по урожайности, пластичности и адаптивности в условиях Амурской области выделены два скороспелых образца - Ам. 2425 (с урожайностью 2,77 т/га превзошел стандарт своей группы на 0,35 т/га), Ам. 2442 (2,85 т/га и 0,43 т/га); 3 среднеспелых - Ам. 2428 (2,89 т/га и 0,40 т/га), Ам. 2429 (2,98 т/га и 0,49 т/га), Ам. 2430 (2,81 т/га и 0,32 т/ га соответсвенно). Два из них переданы в качестве новых сортов в ГСИ в 2019 г. - Ам. 2425 под названием Золотница и Ам. 2429 под названием ВНИИС-18.

Новый скороспелый сорт сои Золотница относится к маньчжурскому (тапвЬиг/оа) подвиду, создан методом ги-

бридизации - $ Ам. 2153 (Россия) х $ К5608-ИМ 7 (Канада) с последующим использованием многократного индивидуального отбора и прослеживанием по потомству (метод педигри). По производственной классификации принятой в Амурской области сорт сои Золотница относится к группе скороспелых, продолжительность периода вегетации 107 дней, предназначен для зоны с суммой активных температур 1800.2200 °С. Сорт характеризуется детерминантным типом роста, прямостоячей сжатой формой куста. Стебель прямой, формирует 1.3 ветви. Высота растения - 56.63 см, высота прикрепления нижнего боба - 11.14 см, масса 1000 семян - 145,9.170,5 г, содержание в семенах белка -37,6.40,4 %, жира - 19,7.19,8 %. Устойчив к переувлажнению, болезням и вредителям.

Среднеспелый сорт сои ВНИИС18 (Ам. 2429), относится к маньчжурскому (тапвЬиг/оа) подвиду, апробационной группе - а/Са Епк, создан методом гибридизации - $ Ам. 2127 (Россия) х $ Хэй 05-4154 (КНР) с последующим использованием многократного индивидуального отбора и прослеживанием по потомству (метод педигри). Относится к группе среднеспелых с продолжительностью периода вегетации 108.112 дней, Сорт характеризуется детерми-нантным типом роста, хорошо выполненной верхушкой, форма куста прямостоячая, стебель прямой, формирует 1.2 ветви. Высота растения -72.77 см, высота прикрепления нижнего боба - 12.17 см, масса 1000 семян -132,8.144,9 г, содержание в семенах белка - 40,0.40,4 %, жира -19,1.20,3 %. Обладает комплексной устойчивостью к болезням и вредителям, распространенным в регионе.

Выводы. В результате агроэкологической оценки 18 образцов сои амурской селекции были выделены адаптивные, пластичные и высокопродуктивные образцы - Ам. 2425, Ам. 2442, Ам. 2428, Ам. 2429, Ам. 2430, у которых коэффициент адаптивности (Ка) варьировал от 1,03 до 1,08; коэффициентом регрессии (¿/) - от1,17 до 1,99. Эти генотипы достоверно превышали стандарты по урожайности на 0,32.0,49т/га и представлят практический интерес в качестве исходных родительских форм в селекции на адаптивность и высокую продуктивность в условиях Амурской области. По комплексу ценных хозяйственных признаков на государственное сортоиспытание в 2019 г. передано два новых сорта Золотница (Ам. 2425) и ВНИИС-18 (Ам. 2429).

Литература.

1. Потанин В. Г., Алейников А. Ф., Стёпочкин П. И. Новый подход к оценке экологической пластичности сортов растений // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2014. Т. 18. № 3. С. 548-552.

2. High temperature tolerance in chickpea (Cicer arietinum) genotypes as evaluated by membrane integrity, heat susceptibility index and chlorophyll fluorescence techniques/N. Kumar, A. S. Nandwal, R. S. Waldia et al. //Indian J. Agric. Sci. 2013. Vol. 83. No. 4. Pp. 467-471.

3. Ochigbo A. E., Bello L. L. Vange T. Genotype By Environment Interaction Of Soybean (Glycine Max L. Merrill) For Yield And Yield Components in the Savanna // Journal of Agriculture and Veterinary Science. 2016. Vol. 9. Issue 8. Pp. 20-24.

4. Genotype by environment interactions, stability, and heritability of seed yield and certain agronomical traits in soybean [Glycine max (L.) Merr.] / A. Karasu, M. Oz, A. T. Goksoy et al.//African Journal of Biotechnology. 2009. Vol. 8 (4). Pp. 580-590.

5. Жученко А. А. Обеспечение продовольственной безопасности России вXXI веке на основе адаптивной стратегии устойчивого развития АПК (теория и практика). Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2009. С. 55-56.

6. Adaptability and stability of soybean yield in two soybean producing regions / L. G. Oliveira, O. T. Hamavaki, G. A. Simon et al. //Biosci. J., Uberlandia. 2012. Vol. 28. No. 6. Pp. 852-861.

7. Sowing Dates and Agronomic Performance of Soybean Cultivars/G. V. Meotti, G. Benin, R. R. Silva et al.//Pesquisa Agropecuaria Brasileira. 2012. Vol. 47. No. 1. Pp. 14-21.

8. Селихова О. А., Тихончук П. В. Характеристика сортообразцов сои предварительного сортоиспытания по параметрам адаптивности //Достижение науки и техники АПК. 2014. № 5. С. 19-21.

9. Toward a selection of broadly adapted germplasm for yield stability of hybrid rye under normal and managed drought stress conditions / S. Haffke, P. Wilde, B. Schmiedchen et al. // Crop Sci. 2015. Vol. 5. No. 3. Pp. 1026-1034.

10. Фадеева А. Н., Абросимова Т. Н. Формирование урожайности и качества семян сортов сои различного эколого-географического происхождения в условиях северной части среднего Поволжья //Земледелие. 2019. № 3. С. 37-40.

11. Прянишников А. И., Савченко И. В., Мазуров В. Н. Адаптивная селекция: теория и практика отбора на продуктивность // Вестник РАСХН. 2018. № 3. С. 29-32.

12. Система земледелия Амурской области / под общ. ред. П. В. Тихончука. Благовещенск: Изд-во ДальГАУ, 2016. 570 с.

13. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / под общей ред. М. А. Федина. М.: МСХ СССР, 1985. Вып. 1. 263 с.

14. Животков Л. А., Морозова З. А., Секутаева Л. И. Методика выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов и селекционных форм озимой пшеницы по показателю урожайность // Селекция и семеноводство. 1994. №2. С. 3-6.

15. Зыкин В. А., Белан И. А., Юсов В. С. Методики расчета экологической пластичности сельскохозяйственных растений по дисциплине «Экологическая генетика»: методические рекомендации. Омск: ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2008. 36 с.

16. Доспехов Б. А., Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.