CC BY
67
001: 10.24411/0044-3913-2019-10407 УДК 635.655.581.1
Физиологические механизмы формирования продуктивности и адаптивности у сортов сои в контрастных метеорологических условиях
Е. В. ГОЛОВИНА, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: kat782010@mail.ru) А. А. ЗЕЛЕНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав.лабораторией Р. В. БЕЛЯЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур, ул. Молодёжная, 10, к. 1, пос. Стрелецкий, Орловский р-н., Орловская обл., 302502, Российская Федерация
Резюме. В 2017-2018 гг. на сортах сои северного экотипа Зуша, Красивая Меча, Ланцетная, Мезенка, Свапа, Осмонь, Шатиловская 17, а также линиях Л-216, Л-85 исследовали влияние метеорологических условий Орловской области на показатели водного режима, фотосинтетические, симбиотические, хозяйственно ценные признаки и продуктивность. Почва опытного участка темно-серая лесная средней окультуренности. Мощность гумусового горизонта 30...35 см. Содержание гумуса в пахотном горизонте (по Тюрину) - 4,3.5,6 %, лег-когидролизуемого азота (по Кононовой и Тюрину) - 6,4... 10,1 мг/100 г почвы, обменного калия (по Масловой) - 7... 15 мг/100 г почвы, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 6,8... 16,5 мг/100 г почвы. В прохладном 2017г. отмечали избыточное увлажнение - ГТК=1,9; в теплом 2018 г. сложились слабо-засушливые условия -ГТК= 1,0. В засушливых условиях 2018 г. наибольшую устойчивость к недостатку влаги проявили сорта Мезенка, Осмонь и Свапа. У них отмечали высокую водо-удерживающую способность (45.50 %) и относительную тургесцентность (90... 91 %), а также низкий водный дефицит (7,1.7,8 %). Между массой корней в фазе полной спелости и урожаем зерна в засушливом 2018 г. установлена положительная корреляция на уровне г=0,576, что свидетельствует о высокой значимости развития корневой системы в условиях недостаточной влагообеспе-ченности. Сорт Мезенка и линия Л-85, характеризующиеся высокими фотосинтетическими (фотосинтетический потенциал 1,5.2,1 млн м2хсут/га; чистая продуктивность фотосинтеза 6,0.6,3 г/ м2хсут) и симбиотическими (количество клубеньков 30,8.62,2 шт./растение;
масса клубеньков 190,0.366,7 мг/рас-тение) показателями, сформировали в среднем за 2 года наибольшую урожайность сухого вещества (9,8. 14,2 т/га) и зерна (2,9 т/га), особенно в благоприятных условиях 2018 г. (3,7 т/га зерна). Сорта сои северного экотипа устойчивы к пониженной температуре и недостатку влаги в начальный период развития и позволяют в этих условиях собирать урожай зерна на уровне 2,3.3,3 т/га.
Ключевые слова: соя (Glycine max (L.) Merrill), метеорологические условия, физиологические показатели, продуктивность, адаптивность, урожай сухого вещества, урожай зерна.
Для цитирования: Головина Е. В., Зеленов А. А., Беляева Р. В. Физиологические механизмы формирования продуктивности и адаптивности у сортов сои в контрастных метеорологических условиях // Земледелие. 2019. № 4. С. 29-32. DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10407.
Соя получила широкое распространение на всех континентах Земли, благодаря разноплановой селекции, основанной на богатстве форм растений этой культуры. Сорта северного экотипа, созданные в РФ, способствуют успешному продвижению культуры в северо-западном направлении. В Центральном и Центрально-Черноземном регионах сою возделывают в экономически значимых масштабах. Ее так же культивируют в условиях лесостепи Западной Сибири, в Волго-Вятском регионе, в Поволжье [1, 2].
Уровень продуктивности сорта -генетически обусловленный признак, характеризующий его потенциальные возможности. Какой будет реальная урожайность зависит во многом от метеоусловий вегетационного периода. Поэтому всесто-
роннее изучение связей в системе условия среды - урожайность имеет важное научно-производственное значение. На продуктивность влияют многие факторы, однако наиболее существенна ее зависимость от основных агрометеорологических параметров - температуры и влагоо-беспеченности [3].
Цель исследований - оценить воздействие контрастных метеорологических условий на формирование адаптивности и продуктивности у сортов сои.
Полевые работы выполняли в 2017-2018 гг. в севообороте Федерального научного центра зернобобовых и крупяных культур. Почва опытного участка темно-серая лесная средней окультуренности. Мощность гумусового горизонта 30...35 см. Содержание гумуса в пахотном горизонте (по Тюрину) -4,3.5,6 %, легкогидролизуемого азота (по Кононовой и Тюрину) -6,4.10,1 мг/100 г почвы, обменного калия (по Масловой) - 7.15 мг/100 г почвы, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 6,8.16,5 мг/100 г почвы. Предшествующая культура -озимая пшеница. Семена сои перед посевом обрабатывали штаммом азотфиксирующих бактерий 634б. Агротехника включала лущение стерни, зяблевую вспашку, весеннее боронование и культивацию на глубину 6.8 см. Посев проводили сеялкой ССК-6-10. Норма высева 600 тыс. всхожих семян/га. Уборки осуществляли комбайном «Сампо-130». Площадь делянки 7,5 м2, по-вторность 4-кратная.
Материалом для исследования служили 7 сортов сои северного экотипа (Зуша, Красивая Меча, Ланцетная, Мезенка, Свапа, Осмонь, Шатиловская 17), а также 2 линии (Л-216, Л-85) селекции ФГБНУ ФНЦ ЗБК.
Годы исследований различа-лись по метеоусловиям (табл. 1). В 2017 г. температура была на 2.3 °С ниже среднемноголетней, а количество осадков в период всходы-бутонизация - выше на 60 % (ГТК= 1,9), то есть 2017 г. был избыточно влажным и прохладным. В 2018 г. в период всходы-ветвление сложи-
1. Агрометеорологические условия лет исследования
Год Месяцы Сумма ГТК
май | июнь | июль | август I сентябрь
Средняя температура воздуха за месяц, оС
Средняя многолетняя 13,8 16,8 18,0 17,0 11,7
2017 г 12,6 15,8 18,1 19,9 13,7 1929,1* 1,90
2018 г 17,0 18,0 20,4 19,8 16,0 2121,3* 1,04
Количество осадков за месяц, мм
Среднее многолетнее 51,0 73,0 81,0 63,0 67,0
2017 г. 54,0 59,8 142,2 87,2 16,0 366,0**
2018 г. 31,9 16,1 109,0 16,5 41,5 239,9**
*t >10°C, **осадков, мм.
Ы (D 3 ь
(D д
(D Ь 5
(D
2
О
(О
2. Показатели водного режима сортов сои
Показатель 2017 г. CV, % 2018 CV %
Водоудерживающая способность, % 33,5±5,0 15,0 42,4±4 0 9 0
Относительная тургесцентность, % 93,4±2,4 3,0 88,8±1 ,б 2, 0
Остаточный водный дефицит, % 5,5±2,0 3б,0 9,3±1, б 17 ,0
Водопоглощающая способность, % 28,9±2,1 7,0 28,4±2 0 7, 0
Оводненность листьев, % 77,4±1,3 2,0 73,б±1 ,7 2, 0
лись засушливые условия (осадков выпало 2,5 % от нормы). Во время цветения температура была на 2...3 °С выше нормы, осадков выпало 30 % от нормы (в этот период определяли показатели засухоустойчивости). Фазы начало плодообразования и налив бобов протекали в благоприятных условиях: температура была на 3.4 °С выше нормы, влагообе-спеченность - высокая. В целом вегетационный сезон 2018 г. был теплым и слабо засушливым - сумма эффективных температур превышала среднемноголетнюю на 352 °С, ГТК был равен 1,0.
В фазе налива бобов определяли общее содержание воды в листьях весовым методом, относительную тургесцентность (исходное количество воды в процентах от ее содержания, обеспечивающего полный тургор) - по E. A. Tambussi с соавторами [4], водный дефицит в листьях (количество воды, недостающее до полного насыщения, выраженное в процентах от количества воды, содержащейся при её полном насыщении) - по I. Yordanov, с соавторами [5], водоудерживающую и водопо-глощающую способность оценивали по Кожушко Н. Н. [6] и вычисляли по следующим формулам: ВУС = (m1-m2)/m3x 100 %, где ВУС - водоудерживающая способность, m1 - сырая масса после за-вядания, m2 - сухая масса, m3 - масса воды до завядания.
ВПС = (m1 -m2)/m1x 100 %, где ВПС - водопоглощающая способность, m1 - сырая масса после первого насыщения, m2 - сырая масса после второго насыщения.
Пробы для анализа отбирали в фазы бутонизации, налива бобов, полного созревания [7]; изучали динамику формирования вегетативных и генеративных органов, фотосинтетическую деятельность посевов и накопление зелёной массы [8]; учи-
тывали симбиотическую активность растений сои [9]. Статистическую обработку результатов проводили по Б. А. Доспехову (1985) с использованием програмы Microsoft Excel.
Водоудерживающая способность листьев характеризует возможность растений противостоять засухе. При недостатке влаги увеличивается количество связанной воды и водоу-держивающая способность [10, 11].
В 2018 г величина этого показателя в среднем по сортам составляла 42 % и была выше, чем в 2017 г, на 9 % (табл. 2). Относительная тургесцент-ность в засушливых условиях 2018 г была ниже, на 4,5 %, чем в 2017 г Остаточный водный дефицит в 2018 г. был выше на 4 %.
Водопоглощающая способность характеризует устойчивость растений к обезвоживанию и определяется путем предварительного глубокого завядания и последующего насыщения листьев [12]. В 2017 г. и 2018 г средние величины этого показателя были на одном уровне (28,4.28,9 %). Содержание воды в листьях в 2018 г. было ниже на 4 %, по сравнению с предыдущим сезоном.
У сортов, обладающих лучшей засухоустойчивостью, при усилении засухи водоудерживающие силы возрастают интенсивнее, относительная тургесцентность уменьшается незначительно, остаточный водный дефицит низкий. В 2018 г. наибольшую водоудерживающую способность отмечали у Осмони и Мезенки (45.50 %); наибольшую относительную тургесцентность (90.91 %), а также самый низкий водный дефицит (7,1.7,8 %) - у Мезенки, Осмони и Свапы.
Коэффициент вариации - относительный показатель изменчивости. Самую низкую изменчивость признаков водного режима зафиксировали в
2018 г. Незначительной она была у относительной тургесцентности (2,0 %) и водоудерживающей способности (9,0 %), средней - у остаточного водного дефицита (17,0 %). Значительную изменчивость в 2017 г. наблюдали утакого признака, как остаточный водный дефицит - 36 %.
В засушливом 2018 г. отмечена тесная значимая корреляция между относительной тургесцентностью, водопоглощающей способностью и длиной стебля (г=0,718...0,737); между водоудерживающей способностью и длиной корня (г=0,744). Во влажном 2017 г. взаимосвязь между длиной корня и водопоглощающей способностью, а также остаточным водным дефицитом была значимой
Рисунок. Длина стебля и урожайность зерна сортов сои в зависимости от метеоусловий года: — длина стебля; — урожайность зерна.
3. Показатели фотосинтетической деятельности сортов сои
О)
о см «а-
0) s
0) и 0) =; 2 0) СО
Генотип Площадь листьев, тыс. м2 / га ФП, тыс. м2 х сут. / га ЧПФ, г/м2 х сут. Сбор сухой надземной массы, т/га
2017 г. 1 2018 г. 2017 г. 1 2018 г. 2017 г 2018 г. 2017 г. 1 2018 г.
Зуша б0,8 39,5 5,5 5,б 9,2 б,4 1479,7 972,3
Красивая Меча 44,7 32,0 б,2 5,б 7,4 5,1 1071,8 771,1
Ланцетная 53,8 58,7 5,0 3,3 7,4 10,2 1298,7 1355,9
Мезенка б4,1 б9,4 7,1 4,8 11,2 8,4 1458,8 1509,б
Осмонь 51,1 44,2 5,4 4,7 7,3 5,4 120б,5 980,2
Свапа 39,0 53,3 5,0 5,5 б,4 7,б 10б2,5 1198,8
Шатиловская 17 40,3 43,7 4,1 4,3 5,7 5,4 1085,3 103б,9
Л-21б/07 41,4 59,б 5,б 4,4 б,2 7,0 984,б 1335,3
Л-85/09 8б,7 120,3 б,3 б,3 12,7 15,7 1878,0 2343,1
х±т 53,б±15,3 57,9±2б,1 5,б±0,9 5,0±0,9 8,2±2,4 7,9±3,4 1280,7±285,3 -
CV, % 29,0 45,0 1б,0 18,0 29,0 42,0 22,0 3б,0
4. Хозяйственно ценные признаки сортов сои
Признак* 2017 г. 1 CV, % 2018 г. 1 CV, %
Фаза бутонизации
Длина стебля, см 25,8±3,0 12,0 25,5±3,0 12,0
Длина корня, см 23,1±2,5 11,0 24,9±2,2 9,0
Количество листьев, шт. 4,0±0,5 12,0 4,2±0,5 12,0
Сухая масса листьев, г 1,1±0,2 19,0 1,1±0,2 20,0
Сухая масса стебля, г 0,8±0,2 20,0 0,8±0,1 12,0
Сухая масса корня, г 0,4±0,1 16,0 0,4±0,0 12,0
Количество клубеньков, шт. 19,5±6,6 34,0 17,4±5,9 34,0
Сухая масса клубеньков, мг 18,3±8,2 45,0 55,4±23,2 42,0
Фаза налива бобов
Длина стебля, см 90,1±14,9 17,0 72,7±14,7 20,0
Длина корня, см 25,7±2,1 8,0 25,8±1,0 4,0
Количество листьев, шт. 12,6±4,1 33,0 24,2±10,1 42,0
Количество бобов, шт. 28,2±6,7 24,0 27,4±9,7 31,0
Количество клубеньков, шт. 43,6±19,5 45,0 27,6±5,3 19,0
Сухая масса листьев, г 4,9±1,7 34,0 5,3±2,8 52,0
Сухая масса стебля, г 6,8±2,11 31,0 5,5±2,5 46,0
Сухая масса бобов, г 4,6±1,7 36,0 5,0±2,2 45,0
Сухая масса корня, г 1,5±0,3 23,0 1,3±0,4 32,0
Сухая масса клубеньков, мг 169,0±127,1 75,0 174,8±43,0 25,0
Фаза полной спелости
Длина стебля, см 88,9±11,6 13,0 81,6±15,7 19,0
Длина корня, см 15,1±1,1 7,0 17,5±1,2 7,0
Расстояние до 1 боба, см 15,1±3,5 23,0 13,5±2,7 20,0
Количество боковых побегов, шт. 2,1±1,3 62,0 1,9±0,7 33,0
Количество генеративных узлов, шт. 14,3±4,1 28,0 15,3±1,7 11,0
Количество продуктивных бобов, шт. 29,2±7,0 24,0 33,9±6,5 19,0
Количество непродуктивных бобов, шт. 1,5±1,1 71,0 1,3±0,5 34,0
Количество семян, г 68,8±17,9 26,0 81,0±12,9 16,0
Масса стебля, г 6,4±1,0 16,0 4,8±1,6 33,0
Масса створок, г 4,6±1,1 23,0 5,2±0,8 16,0
Масса семян, г 9,8±2,2 23,0 11,7±1, 9,0
Масса корня, г 1,3±0,2 17,0 1,3±0,2 15,0
*в расчете на 1 растение. тесной отрицательной (r=-0,624.-0,686); между водоудерживающей способностью и количеством продуктивных бобов, количеством и массой семян, массой створок так же значимой тесной отрицательной (r=-0,643...-0,786).
Высокая влагообеспеченность приводит к излишнему развитию вегетативных органов растений сои, что отрицательно сказывается на урожае зерна [13]. В условиях слабой засушливости распределение пластических веществ было ближе к оптимальному, так как отток асси-милятов в большей степени был направлен к бобам (см. рисунок).
Площадь листьев в фазе налив бобов в среднем за 2 года варьировала от 38,4 тыс. м2/га у Красивой Мечи до 103,5 тыс. м2/га у линии Л-85; фотосинтетический потенциал - от 921,5 тыс. м2хсут./га до 2110,6 тыс. м2хсут./га у этих же сортов соответственно (табл. 3). В среднем по сортам площадь листьев и фотосинтетический потенциал в 2017 г и 2018 г. различались незначительно - 53,6 и 57,9 тыс. м2/га и 1278,1 и 1280,6 тыс. м2хсут./га соответственно. Наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза в среднем за 2 года отмечена у Л-85 - 6,3 г/м2хсут. По сбору сухой надземной массы в среднем за 2 года выделилась линия Л-85 (14,2 т/га). Наименьшую величинуэтого показателя зафиксировали у Шатиловской 17 (5,6 т/га).
В целом изменчивость фотосинтетических признаков, как и показателей засухоустойчивости, была более низкой в 2017 г. Изменчивость чистой продуктивности фотосинтеза средняя, остальных признаков - значительная.
Структурный анализ растений в фазе бутонизации не показал существенных различий по длине стебля, количеству листьев, сухой массе органов растений в зависимости от погодных условий года. В 2017.2018 гг длина стебля в среднем по сортам они были равны соответственно 25,5.25,8 см, 4,0.4,2 шт. и 2,3 г (табл. 4). В 2018 г. благодаря более высокой температуре масса клубеньков в фазе бутонизации была больше, чем в 2017 г., в 3 раза.
Значительную изменчивость сим-биотических признаков в фазе бутонизации отмечали в оба года по количеству (34,0 %) и массе клубеньков
(42,0.45,0 %).
5. Урожайность семян сортов сои, т/га
В фазе налива бобов в избыточно влажном 2017 г. длина и масса стебля превышали величины этих показателей в теплом и засушливом 2018 г. на 24 % (90,1 см и 6,8 г), масса корня - на 15 % (1,5 г) (см. табл. 4). Напротив, в 2018 г. количество листьев было выше на 92 % (24,2 шт.), масса листьев - на 8 % (5,3 г), масса бобов - на 13 % (5,0 г). В среднем за два года сорт Мезенка выделился по длине стебля (100,3 см), линия Л-85 -по количеству листьев (30,2 шт.).
В 2018 г в фазах налива бобов и бутонизации симбиотическая система растений сои отличалась более крупными клубеньками. Средняя по сортам сухая масса клубеньков составила 175 мг количество клубеньков - 28 шт./рас-тение, в 2017 г - 169 мг и 44 шт./расте-ние соответственно. Максимальное в опыте количество (33.38 шт.) и массу (193.272 мг) клубеньков отмечали у Мезенки и Л-85 в 2018 г.
В период полной спелости в среднем по сортам длина стебля во влажном 2017 г. была выше на 6 %, расстояние до 1-го боба - на 12 % (см. табл. 4). Длина стебля до нижнего боба важный технологический признак, который влияет на качество уборки. У сортов Мезенка, Осмонь, Шатиловская 17 и Л-216/07 в среднем за 2 года величина этого показте-ля составляла 16.18 см, что на 4.7 см выше, чем у остальных сортов. Во влажном 2017 г. количество боковых побегов было больше на 10,5 %, количество непродуктивных бобов -на 15 %, масса стебля - на 33 %. В 2018 г., по сравнению с предыдущим годом, количество продуктивных бобов возросло на 5 %, количество семян - на 18 %, масса створок - на 13 %, масса семян - на 19 %.
В засушливом 2018 г. в фазе полной спелости между массой корня и урожайностью зерна установлена положительная корреляция на уровне г=0,576, что свидетельствует о высокой значимости развития корневой системы в условиях недостаточной влагообеспеченности .
Урожайность семян в среднем по сортам в 2018 г. составила 3,3 т/ га, что на 44,5 % выше, чем в 2017 г. (табл. 5). Наибольший сбор семян
Генотип 2017 г. 2018 г. 1 х
Зуша 1,9 3,2 2,6
Красивая Меча 2,8 2,7 2,8
Ланцетная 2,7 3,1 2,9
Мезенка 2,2 3,7 3,0
Осмонь 2,5 3,3 2,9
Свапа 2,4 3,1 2,8
Шатиловская 17 2,1 3,5 2,8
Л-216 2,0 3,4 2,7
Л-85 2,1 3,7 2,9
х±т 2,3±0,3 3,3±0,3
CV, % 14,0 9,0
НСР05 0,4 0,8
Ы (D S ü
(D
д
(D Ь S
(D
-Ь О
(О
отмечен в 2018 г. у линии Л-85 и сорта Мезенка- 3,7 т/га, в среднем за 2 года величина этого показателя у них находилась на уровне 2,9.3,0 т/га. Наименьшая урожайность отмечена у сорта Зуша (2,6 т/га).
Таким образом в засушливых условиях 2018 г. наибольшую устойчивость к недостатку влаги проявили сорта Мезенка, Осмонь и Свапа, у которых были самая высокая во-доудерживающая способность (45. 50 %), относительная тургесцент-ность (90.91 %) и низкий водный дефицит (7,1.7,8 %). В условиях повышенной влажности у растений сои увеличивалась длина (90,1 и 72,7 см соответственно в 2017 г. и 2018 г.) и масса стебля (6,8 и 5,5 г/ растение), но снижалось количество листьев (12,6 и 24,2 шт./растение); на корнях формировались более мелкие (169,0 и 174,8 мг/растение). многочисленные клубеньки (43,6 и 27,6 шт./растение соответственно).
Корреляционная зависимость между показателями водного режима и хозяйственно ценными признаками в условиях повышенной влажности была отрицательной, при недостаточной влагообеспеченности - положительной. В засушливом 2018 г. в фазе полной спелости между массой корня и урожайностью семян установлена значимая положительная корреляция на среднем уровне г=0,576, что свидетельствует о большой роли корневой системы в условиях недостаточной влагообе-спеченности.
Сорт Мезенка и линия Л-85, характеризующиеся высокими фотосинтетическими (фотосинтетический потенциал 1,5.2,1 млн м2хсут/га; чистая продуктивность фотосинтеза 6,0.6,3 г/м2хсут) и симбиотически-ми (количество клубеньков 30,8. 62,2 шт./растение; масса клубеньков 190,0.366,7 мг/растение) показателями, сформировали в среднем за 2 года наибольшую урожайность сухого вещества (9,8.14,2 т/га) и зерна (2,9 т/га). Особенно высокой она была в благоприятных условиях 2018 г. (3,7 т/га зерна). Сорта сои северного экотипа устойчивы к пониженной температуре и недостатку влаги в начальный период развития и формируют в таких условиях урожайность семян на уровне 2,3.3,3 т/га.
0
° Литература. «а-
01 1. Фадеева М. Ф., Воробьева Л. В., ^ Матвеева О. Л. Влияние способов посева 5 на формирование числа семян в бобах сои § // Зернобобовые и крупяные культуры.
2018. № 1 (25). С. 40-42. ® 2. Тимохин А. Ю. Повышение про-5 дуктивности зернобобовых культур на (I) лугово-черноземных почвах Омского
Прииртышья: автореф. дис....канд. с.-х. наук. Красноярск, 2017. 20 с.
3. Гончарова Э. А. Изучение устойчивости и адаптации культурных растений к абиотическим стрессам на базе мировой коллекции генетических ресурсов: Научное наследие профессора Г. В. Удовенко / под ред. А. А. Жученко. СПб.: ГНУ ВИР, 2011. 336 с.
4. Tambussi E. A., Nogues S., Araus J. L. Ear of durum wheat under water stress: water relations and photosynthetic metabolism // Planta. 2005. Vol. 221. Pp. 446-458.
5. Interactive effect of water deficit and high temperature on photosynthesis of sunflower and maize plants. 1. Changes in parameters of chlorophyll fluorescence induction kinetics and fluorescence quenching / I. Yordanov, T. Tsonev, V. Goltsev et al. // Photosynthetica. 1997. Vol. 33. No. 3-4. Pp. 391-402.
6. Кожушко Н. Н. Оценка засухоустойчивости полевых культур // Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям (методическое руководство) / под ред. Г. В. Удовенко. Л.: ВИР, 1988. С. 10-25.
7. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / сост. Ю. К. Новоселов и др. М.: РАСХН, 1997. 156 с.
8. Методика проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами / под общей ред. В. М. Лукомца. Краснодар: ВНИИМК им. В. С. Пустовойта, 2010. 327 с.
9. Посыпанов Г. С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха. Справочное пособие. М.: Агропромиздат, 1991. 300 с.
10. Динамика состояния воды в растениях по ходу почвенной засухи в зависимости от изменений внешних и внутренних факторов / Н. А. Гусев, Л. П. Хохлова, Н. В. Седых и др. // Физиология водообмена и устойчивости растений. Казань: Из-во Казанского университета, 1967. С. 3-33.
11. Алексеев А. М. Водный режим растения и влияние на него засухи. Казань: Татгосиздат, 1948. 355 с.
12. Кожушко Н. Н. Оценка засухоустойчивости полевых культур / Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям (методическое руководство) / под ред. Г. В. Удовенко. Л.: ВИР, 1988. С. 10-25.
13. Головина Е. В., Задорин А. М. Мор-фофизиологические признаки и адаптивность новых сортов сои в условиях Центрально-Черноземного региона РФ // Зернобобовые и крупяные культуры. 2018. № 2 (26). С. 27-35.
Physiological Mechanisms of Productivity and Adaptability Formation of Soybean Varieties under Contrasting Meteorological Conditions
E. V. Golovina, A. A. Zelenov, R. V. Belyaeva
Federal Scientific Center of Legumes and Groat Crops ul. Molodezhnaya, 10, k. 1, pos. Streletskii, Orlovskii r-n., Orlovskaya obl., 302502, Russian Federation
Abstract. In 2017-2018 on the soybean varieties of the northern ecotype and soybean lines, the effect of meteorological conditions of the Orel region on indicators of water regime, photosynthetic, symbiotic, valuable economic characteristics and productivity was determined. It was used varieties Zusha, Krasivaya Mecha, Lantsetnaya, Mezenka, Svapa, Osmon', andShatilovskaya 17, and lines L-216 and L-85. The soil of the experimental plot was dark grey forest, average cultivated. The humus horizon thickness was 30-35 cm. The content of humus in the arable horizon (according to Tyurin) was 4.3-5.6%, of easy hydrolyzed nitrogen (according to Kononova and Tyurin) - 6.4-10.1 mg/100 g of soil, of exchange potassium (according to Maslova) - 7-15 mg/100 g of soil, of mobile phosphorus (according to Kirsanov) - 6.8-16.5 mg/100 g of soil. In the cool 2017, excessive moisture was noted, the hydrothermal coefficient (HTC) was 1.9; in the warm 2018, there were poorly arid conditions, HTC was 1.0. Under dry conditions of
2018, Mezenka, Osmon' and Svapa varieties showed the greatest resistance to the lack of moisture. They had the high water-retaining capacity (45-50%), and relative turgescence (90-91%), as well as a low water deficit (7.17.8%). In arid 2018, between the root weight in the phase of full ripeness and grain yield, a positive correlation was established (r = 0.576), which indicates the high significance of the development of the root system under conditions of insufficient moisture supply. Mezenka variety and L-85 line, characterized by high photosynthetic (photosynthetic potential is 1.5-2.1 million m2 x day/ha; net photosynthesis productivity is 6.0-6.3 g/m2 x day) and symbiotic (number of nodules is 30.8-62.2 nodules/plant; nodule weight is 190.0-366.7 mg/plant) indicators, formed on average for 2 years the highest yield of dry matter (9.8-14.2 t/ha) and grain (2.9 t/ ha), especially under favourable conditions in 2018 (3.7 t/ha of grain). The soybean varieties of the northern ecotype are resistant to low temperature and lack of moisture in the initial period of development and allow obtaining a grain harvest of 2.3-3.3 t/ha under these conditions.
Keywords: soybean (Glycine max (L.) Merrill)); meteorological conditions; physiological indicators; productivity; adaptability; dry matter yield; grain yield.
Author Details: E. V. Golovina, D. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: email: kat782010@mail.ru); A. A. Zelenov, Сand. Sc. (Agr.), head of laboratory; R. V. Belyaeva, Сand. Sc. (Agr.), senior research fellow.
For citation: Golovina E. V., Zelenov A. A., Belyaeva R. V. Physiological Mechanisms of Productivity and Adaptability Formation of Soybean Varieties under Contrasting Meteorological Conditions. Zemledelije.
2019. No. 4. Pp. 29-32 (in Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10407.
