Особенности высокопродуктивных сортов сои современной селекции в условиях орошения

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 633.853.52:631.52

ОСОБЕННОСТИ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ СОРТОВ СОИ СОВРЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ

В.В. Толоконников, доктор сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИОЗ Россельхозакадемии

Проведен анализ результатов работы по созданию сортов сои для Нижнего Поволжья за весь период научной селекции этой культуры в условиях орошения. Определены направления изменения в процессе селекции основных хозяйственно-ценных признаков и адаптационных свойств сортов.

Установлено, что сорта сои характеризуются более ранним наступлением «цветения, продолжительным генеративным периодом цветение растений - налив семян», более эффективным перераспределением сухого вещества из вегетативных в репродуктивные органы и формированием бобов преимущественно на главном побеге.

Ключевые слова: соя, этапы селекции, вегетативный и генеративный периоды, хозяйственно-ценные признаки, элементы структуры урожая.

Проблемы повышения урожайности сельскохозяйственных растений включают два главных аспекта: увеличение общей биомассы на единицу площади посева и повышение индекса урожая используемой человеком хозяйственно-ценной части (зерна) биомассы [1]. В селекционной работе с соей, для которой характерно образование избытка вегетативной массы, важно отбирать генотипы с высоким уборочным индексом и долей зерна в общей биомассе [2]. В связи с этим, для изучения вопросов, связанных с генетическим прогрессом селекции сои, во Всероссийском НИИ орошаемого земледелия в 2009-2011 гг. провели сравнительный анализ морфологических и биологических признаков у 4-х сортов, созданных в период с 1983 по 2011 годы, и у наиболее распространенного в производстве, районированного с 1982 по 1990 год сорта сои канадской селекции Мерит.

С 1983 по 1991 год был создан и районирован сорт Волгоградка 1 (I этап). С 1992 по 2003 год выведены и занесены в Госреестр сорта ВНИИОЗ 76 и ВНИИОЗ 86 (II этап). В течение 2003-2011 гг. создан и включен в Г осреестр новый сорт сои ВНИИОЗ 31 (III этап).

Использование в посевах сортов сои различных групп спелости, даже в условиях орошения, дает им возможность взаимно подстраховать друг друга и способствовать стабилизации валовых сборов зерна [2]. Созданные нами сорта по продолжительности вегетационного периода различаются на 23 дня, например, Волгоградка 1 и ВНИИОЗ 86. Кроме того, они характеризуются различными сроками прохождения основных фаз роста и развития растений (табл. 1).

№ 2(26), 2012

Таблица 1 - Продолжительность межфазных периодов сортов сои разных этапов селекции

Этапы селекции Сорта Основные фазы роста и развития растений

Всходы -цветение Цветение - образование бобов Налив семян -созревание Созревание -полная спелость Всходы - полная спелость

- Мерит 49 25 27 25 126

I Волгоградкаї 46 24 28 22 120

II ВНИИОЗ 76 42 26 30 19 117

II ВНИИОЗ 86 31 21 23 22 97

III ВНИИОЗ 31 40 28 29 20 117

Возделывание в сельскохозяйственном производстве различных по срокам созревания сортов позволяет более рационально использовать машинно-тракторный парк, снизить пораженность посевов болезнями и вредителями, предотвратить потери от перестоя, ухудшения качества зерна, способствовать повышению хозяйственных показателей семенного материала [1].

При возделывании сои в условиях орошения Нижнего Поволжья важно учитывать значительные колебания температур воздуха и продолжительность воздушной засухи в июле и августе, снижающих урожай на 30 % в острозасушливые годы, когда растения вступают в критические межфазные периоды - «цветение - образование бобов» и «налив семян - созревание». Поэтому смещение цветения, а соответственно и следующих за ним фаз на более ранние сроки, а также некоторое увеличение продолжительности этих фаз будет способствовать повышению уровня урожайности.

Изучение сортов по этим свойствам показало, что новый сорт ВНИИОЗ 31 характеризуется самым ранним (на 6-9 дней) переходом к цветению среди среднескороспелых сортов предыдущих этапов селекции (особенно, сорта Мерит).

Поэтапное совершенствование селекционного процесса привело к ускорению цветения растений и продолжительности репродуктивного периода их развития. С выведением сорта Волгоградка 1 на 4 дня ускорилось появление первых цветков и увеличился общий период «цветение - налив семян» - 54 дня по сравнению с базовым сортом Мерит - 52 дня. Одновременно произошло существенное сокращение межфазного периода «созревание - полная спелость», и поэтому сорт Волгоградка 1 характеризуется более коротким, чем у Мерит вегетационным периодом - на 6 дней.

Более оптимальные показатели структуры вегетационного периода характерны для сортов II и особенно, III этапов селекции - ВНИИОЗ 76 и ВНИИОЗ 31.

Сравнение сортов по биологическому урожаю показало, что максимальным накоплением сухой биомассы - 10,89 т/га характеризуется сорт ВНИИОЗ 76 (табл. 2).

Таблица 2 - Результаты оценки сортов сои по накоплению надземной массы

и урожайности зерна

Периоды селекции Сорта Урожайность, т/га Доля зерна в общей биомассе, %

Сухой биомассы Зерна

- Мерит 9,92 2,71 27,3

I Волгоградка 1 8,14 2,99 36,7

II ВНИИОЗ 76 10,89 2,80 26,1

II ВНИИОЗ 86 6,54 2,10 32,1

III ВНИИОЗ 31 9,77 3,51 35,9

НСР 05 0,19

Наименьший уровень урожайности сухого вещества - 6,54 т/га сформировал самый скороспелый сорт волгоградской селекции ВНИИОЗ 86. Значительную вегетационную массу образуют сорта: базовый Мерит - 9,92, в основном из-за более продолжительного вегетационного периода, и новый генотип ВНИИОЗ 31 - 9,77 т/га. Результаты исследований показали, что существенного увеличения накопления сухого вещества орошаемым агроценозом сои (на 15 % и более) в результате селекции пока не произошло.

Значительный рост урожайности зерна - на 17,4 % (по сравнению с сортом Волгоградка 1) был достигнут нами только на III этапе селекции в результате выведения сорта ВНИИОЗ 31.

Скороспелые сорта (ВНИИОЗ 86) в условиях орошения формируют средние уровни урожайности - 2,1 т/га, что необходимо учитывать при разработке технологий возделывания сои.

Ряд исследователей прогресс в селекции на повышение семенной продуктивности связывают с уборочным индексом [1, 2, 3].

В наших исследованиях этот показатель варьировал от 26,1 до 36,7 %. Как и предполагалось, современный сорт сои ВНИИОЗ 31 характеризуется более эффективным распределением пластических веществ между вегетативной и генеративной частями растений. Доля пластических веществ, направляемых в семена у нового сорта, составляет 35,9 %, у сорта Мерит - 27,3 %, у сорта ВНИИОЗ 76-26,1 %.

Таким образом, в результате селекции у сои, как и у других сельскохозяйственных культур, не произошло увеличения биологического урожая, а высокая семенная продуктивность достигнута за счет более эффективного перераспределения сухого вещества из вегетативных в генеративные органы растений.

При изучении особенностей сортов сои установлено, что наиболее высокорослые растения были выведены на I этапе селекции. Для них этот показатель составил

0,83 м (для сравнения у сорта Мерит - 0,88 м).

Современные сорта и сорта, созданные на II и III этапах, имеют менее высокорослые растения, особенно генотип ВНИИОЗ 31 - 0,60 м (табл. 3).

Он характеризуется не более высокой чистой продуктивностью фотосинтеза короткостебельных растений - 6,29 г/м2 х сутки, чем более высокорослые сорта Волгоградка 1 (4,64 г/м2 х сутки) и ВНИИОЗ 76 (5,16 г/м2хсутки).

Таблица 3 - Высота растений и другие хозяйственно-ценные признаки сортов ______сои разных периодов селекции (средние данные за 2009-2011 гг.)_____

Периоды селекции Сорта Высота растений Количество ветвей на растении, шт. Доля участия главного побега в урожайности, %

Общая До нижнего боба

- Мерит 0,88 0,14 2,53 53,0

I Волгоградка 1 0,83 0,22 1,92 65,4

II ВНИИОЗ 76 0,71 0,17 1,51 75,0

II ВНИИОЗ 86 0,69 0,09 1,25 80,1

III ВНИИОЗ 31 0,60 0,15 1,58 84,1

Исследованиями установлено, что укороченный стебель придает растениям сои высокую устойчивость к полеганию, что очень важно для возделывания этой культуры в условиях орошения. Исходя из изложенного, можно предположить, что именно такая высота стеблестоя у сои является оптимальной и способствует формированию высокой продуктивности семян.

Важным показателем пригодности сорта к комбайновой уборке является высота прикрепления нижнего боба. Оптимальной высотой у среднескороспелых сортов следует считать 0,14-0,16 м [3]. Такая высота расположения нижних бобов вполне достаточна для того, чтобы срезать созревшие растения сои обычной жаткой комбайна с минимальными потерями. Выведенные нами сорта сои полностью отвечают этим требованиям. Скороспелые менее технологичные сорта, закладывающие очень рано первые бутоны (и низко на растении от поверхности почвы), важно возделывать в посевах с повышенной плотностью растений до 800 тыс./га, по сравнению со среднескороспелыми сортами (500 тыс./га).

Четкая закономерность установлена в изменении ветвистости растений. Самое большое количество ветвей - 1,92 шт. отмечено у первых селекционных сортов, а у базового сорта - Мерит этот показатель составляет 2,53 шт. В процессе длительной селекции (28 лет) ветвистость растений неуклонно снижалась до 1,25 шт. и составила всего 37,5 % от количество ветвей у сорта Мерит.

Снижение количества ветвей на растении повлекло за собой изменение доли вклада генеративных органов главного побега в урожайность. Так, если у сорта Мерит и первого сорта нашей селекции Волгоградка 1 распределение урожая между главным побегом и ветвями было относительно равномерным, то современные сорта II и особенно III этапа селекции лишь на четверть и менее формируют свои урожаи за счет ветвей, а основная нагрузка приходится на главный побег. Если учесть то, что большое количество ветвей в орошаемом агроценозе сои сопряжено с избыточным формированием листовой поверхности, (г=0,74), а также с низким их прикреплением на растении, станет понятным стремление селекционеров конструировать архитектонику соевого растения таким образом, чтобы большая часть бобов формировалась на главном побеге. Это и было достигнуто по периодам проведения сортосмены.

В результате селекционной проработки генофонда современный сорт сои ВНИИОЗ 31 меньше (на 23,7 %) формирует семян на растении, чем сорт I этапа.

№ 2(26) 2012

Таблица 4 - Характеристика сортов сои разных лет селекции по элементам ____________структуры урожая (средние данные за 2009-2011гг.)____________

Периоды селекции Сорта Количество растений 1 2 на 1 м , шт. Количество на растении, шт. Масса зерна, г Количество, шт.

бобов семян на растении .т тш о о о бобов на узел семян в бобе

- Мерит 21,2 48,2 105,0 12,8 122,1 1,9 2,2

I Волгоградка 1 22,7 51,6 116,7 13,2 123,5 2,1 2,3

II ВНИИОЗ 76 17,6 51,5 123,1 16,1 130,4 2,1 2,4

II ВНИИОЗ 86 13,1 49,5 111,1 16,0 145,0 2,6 2,2

III ВНИИОЗ 31 31,1 49,8 89,0 11,3 138,4 2,6 1,8

Однако у его растений это компенсируется значительным увеличением массы 1000 зерен - до 138,4 г. Следует отметить, что масса 1000 зерен закономерно возрастала по этапам сортосмены, наряду с количеством бобов на узел. У современного наиболее урожайного сорта ВНИИОЗ 31 эти показатели на 13,4 % и 36,8 % выше, чем у базового сорта Мерит. Некоторое снижение массы зерен на растении у сорта ВНИИОЗ 31 (на 11,7 %), в значительной степени (на 46,7 %) компенсируется высокими показателями количества растений перед уборкой - 31,1 шт./м2 по сравнению с районированным в 1983 году сортом сои Мерит.

Таким образом, отличительными особенностями современных среднескороспелых сортов сои в сравнении с сортами предыдущих лет селекции, в том числе базовым сортом Мерит 1983 года районирования, являются сочетание более раннего наступления фазы цветения с увеличенной продолжительностью генеративного периода «цветение растений - налив семян» и с уменьшением общего вегетационного периода, более эффективное перераспределение сухого вещества из вегетативных в генеративные органы растений, и формирование бобов преимущественно на главном побеге. Также эти сорта характеризуются пониженным количеством ветвей у растений, при одновременном увеличении количеств бобов в узле и массы 1000 зерен.

Библиографический список

1. Жученко, А.А. Адаптивная стратегия устойчивого развития сельского хозяйства России в XXI столетии. Теория и практика [Текст] : в двух томах /А.А. Жученко. - М. : Изд-во Агрорус, 2009-2011. - Т. I -186 с., Т. II - 624 с.

2. Толоконников, В.В. Теоретическое и экспериментальное обоснование технологий возделывания и селекция адаптированных к природным условиям Нижнего Поволжья сортов сои [Текст] : автореферат дис...докт... с.-х. наук: 06.01.01; 06.01.05/Толоконников Владимир Васильевич. - Волгоград, 2010. - 48 с.

3. Трунова, М.В. Модель высокопродуктивного среднераннего сорта сои для условий недостаточного увлажнения юга России [Текст] / М.В. Трунова, А.В. Кочегура // Современные проблемы селекции и технологии возделывания сои: сборник статей 2-й Международной конференции по сое. - Краснодар, 2008.

E-mail: Vniioz2009@rambler.ru