CC BY
78
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 633.853.52:631.52
МОДЕЛЬ ВЫСОКОПРОДУКТИВНОГО СРЕДНЕРАННЕСПЕЛОГО СОРТА СОИ ДЛЯ УСЛОВИЙ ОРОШЕНИЯ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
В.В. Толоконников, доктор сельскохозяйственных наук С.С. Мухаметханова, научный сотрудник
Н.М. Плющева, научный сотрудник
Всероссийский НИИ орошаемого земледелия РАСХН
Проведён анализ сортов сои волгоградской селекции по важнейшим хозяйственно -ценным признакам и свойствам в условиях орошения. Определены параметры модели соевого растения для условий орошения, увязанные с показателями урожайности, продолжительности вегетационного периода, элементам структуры зерновой продуктивности, фотосинтетической работы листового аппарата растений. Предложенная научно-обоснованная модель нового сорта сои будет способствовать выведению для условий Нижнего Поволжья отзывчивых на орошение, стрессоустойчивых, адаптированных и высокорентабельных сортов сои.
Ключевые слова: соя, модель сорта, хозяйственно-биологические, морфофизиологические признаки и свойства, элементы структуры урожая.
Соя, наряду с пшеницей, ячменём, рисом и кукурузой, является важнейшей сельскохозяйственной культурой, составляющей основу продуктов питания человека во всём мире. На долю сои в мировом производстве растительного белка и масла приходится более 50 %. Значительный рост посевных площадей этой культуры (до 100 млн га) и урожайности и (до 2,5 т/га) сопровождается интенсификацией её производства в странах, производящих более 90 % всей сои на планете (США, Бразилия, Аргентина, Китай, Индия). Применением орошения, удобрений гербицидов в этих странах достигается оптимальная обеспеченность растений влагой и питательными элементами при достаточных ресурсах тепла и света для возделываемых высокопродуктивных сортов.
Исследования показали, что в условиях орошения Нижнего Поволжья соя способна сформировать 3-4 т/га зерна [1]. Наиболее эффективное производство сои достигается тогда когда, сорт полностью использует вегетационный период [2]. В условиях Нижнего Поволжья к сортам такого типа относятся среднескороспелые сорта волгоградской селекции, внесённые в Госреестр по нижневолжскому региону (Волгоградка 1, ВНИИОЗ 76 и ВНИИОЗ 31), с продолжительностью вегетационного периода 114-121 дн. и формируемой орошаемым агроценозом урожайностью в пределах 3,41 - 4,29 т/га [5].
Модель высокопродуктивного типа растения сои должна основываться на реальных достижениях селекции в том регионе, для которого разрабатывается, и должна учитывать большинство параметров [6].
Как известно, высокая урожайность семян сои может быть обусловлена различным сочетанием элементов структуры урожая, полученного в основном в посевах без орошения [2, 3, 4, 6]. В условиях орошения на основе анализа эксперементальных данных и фактического состояния селекции сои в ГНУ ВНИИОЗ Россельхозакадемии выявлен комплекс признаков и свойств соевого растения, в той или иной степени связанных с урожайностью семян, общая совокупность которых и предлагается в качестве модели высокопродуктивного типа растения сои (табл. 1).
Наибольшую биологическую урожайность зерна - 4,29 т/га по результатам 4х летнего изучения формирует сорт ВНИИОЗ 76. Однако из -за невысокого среза стеблестоя жаткой современных комбайнов - менее 0,15 м у этого сорта потери зер-
на достигают 0,45 т/га или 10,5 % от биологического потенциала продуктивности орошаемого агроценоза. Поэтому хозяйственная урожайность у этого сорта более низкая - 3,84 т/га. Планируется довести уровень уборочной урожайности у будущего сорта до 4,2 т/га.
При селекции на максимальную зерновую продуктивность посева, особенно в условиях орошения ставится задача: с одной стороны, сорт должен за счёт продолжительной вегетации максимально использовать ресурсы среды для накопления урожая, с другой - надёжно созревать при складывающихся метеоусловиях осеннего периода, обеспечивать получение товарного зерна и семян высокого качества. Результаты наших исследований показали, что современные сорта сои, созревание которых приходится на вторую - третью декаду сентября не уступают более позднеспелым сортам по продуктивности, благодаря более рациональному использованию тепла, света, влаги и питательных веществ. Следовательно, сорта с продолжительностью вегетационного периода 117-121 дней обеспечивают получение максимально возможного в условиях орошения урожайности.
Таблица 1 - Хозяйственно-биологические признаки и свойства высокопродуктивного в условиях орошения среднескороспелого сорта сои для Нижнего Поволжья (средние данные за 2009-2012 гг.)
№ Показатели Сорта в госреестре Модель сорта 2015 г.
Волгоградка 1 ВНИИОЗ 76 т З О НВ
1 Урожайность, т/га: биологическая, 3,95 4,29 3,41 4,5
хозяйственная с учётом потерь зерна на стерне 0,15 м 3,87 3,84 3,24 4,35
2 Продолжительность вегетационного периода, дней 121 117 114 120
3 Высота растений, м: общая 0,82 0,67 0,62 0,72
до нижнего боба 0,21 0,15 0,15 0,17
4 Количество растений на 1м, шт. 36,4 37,8 35,3 38
5 Масса зерна, г: на растении 11,8 14,7 10,2 15
1000 зерен 124,4 136,6 143,6 138
6 Количество ветвей на растении, шт. 1,6 1,3 1,2 1,4
7 Количество, шт: узлов на растении 23 22,4 17,8 23
бобов на 1 узел 2 2,2 2,6 2,2
семян в бобе 2,3 2,4 1,9 2,4
8 Содержание в сухом зерне, %: сырого протеина 36,9 34,6 34,7 35
жира 19,2 19,9 19,8 20
9 Максимальная площадь листовой поверхности, тыс. м2 /га 48,3 53 50,6 55
10 Фотосинтетический потенциал млн м +дн/га 2,03 2,1 1,85 2,2
11 Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м х сутки 4,26 5,15 4,85 5,2
12 Урожайность сухой биомассы, т/га 7,63 11,2 9,14 19
13 Доля зерна в общей биомассе, % 53,8 39,3 39,8 45
У среднескороспелых сортов между зерновой продуктивностью и высотой растений наблюдается корреляционная связь средней силы (г =0,37 - 0,62). Поэтому наиболее урожайные сорта сои характеризуются невысоким ростом растений - 0,67-0,82 м. Соответственно и модельный аналог должен иметь среднюю высоту растений - 0,72 м.
Высота прикрепления нижнего боба от поверхности почвы. Очень важный морфологический признак, определяющий уровень уборочных потерь зерна за жаткой комбайна. За счёт невысокого - 0,15 м прикрепления нижних бобов на растении уборочные потери у сорта ВНИИОЗ 76 достигают 0,45 т/га или 10,5 % биологического урожая. В то же время значительное повышение (0,20 м и более) этого признака нецелесообразно, так как это может привести к снижению урожайного потенциала сортов из-за уменьшения количества образующихся из каждого узла бобов. Поэтому высота расположения нижних бобов на растении должна составлять 0,17 м.
Урожайность зерна напрямую связана с количеством растений на единице уборочной площади и массой зерна этих растений. Исследования показали, что высокоурожайные генотипы характеризуются высокими показателями как количества растений на 1 м2 - 36,4-37,8 шт., так и их зерновой продуктивностью - 11,8-14,7 г. Следовательно, и сорт 2015 года также должен иметь значительные аналогичные показатели (соответственно 38 шт./м и 15 г/р).
Количество ветвей на растении - это признак, имеющий среднюю степень корреляции с семенной продуктивностью растений - г = 0,5-0,63. Интенсивность образования ветвей сопряжена с избыточным формированием листовой поверхности, с повышенным затенением нижнего яруса растений и опадением генеративных органов. Кроме того, нами установлено, что сорта с большим количеством ветвей характеризуются низким их прикреплением. Поэтому в условиях орошения важно проводить отбор генотипов с оптимальным ветвеобразованием и с перенесением плодовой нагрузки преимущественно на главный побег.
Количество узлов на растении тесно связано с их продуктивностью - г = 0,7-0,8. Поэтому отбор растений с высоким количеством узлов - 22-23 шт приведёт к формированию продуктивных растений - 11,8-14,7 г/р. Однако крайнее значение количества узлов (24-26 шт) на растении способствует увеличению вегетационного периода. Поэтому будущие сорта сои должны иметь на растении не более 23 штук узлов.
Среднее число бобов в одном узле и семян в одном бобе характеризуется менее значительной вариабельностью - в пределах менее 20 %, но повышенной наследуемостью, чем другие количественные признаки, напрямую связанные с урожайностью: количество бобов - Су = 28,5-74,7 % и семян на растении Су = 37-77 %. У отдельных сортов (ВНИИОЗ 76, ВНИИОЗ 31) признак среднее число бобов в одном узле характеризуется высокой корреляционной связью (г = 0,7) с массой зерна на одном растении, что можно закрепить отбором. Показатель «среднее число семян в бобе» не связан с продуктивностью: г = 0,13-0,47 - и может учитываться при отборе только в комплексе с другими признаками и свойствами.
Масса 1000 зерен - признак, не связанный с продуктивностью (г = - 0,18-0,45). Исследования показали, что высокопродуктивным сортом в условиях орошения свойственно формирование семян с невысокой массой 1000 штук - 124,4-136,6 г. Генотипы
со значительно мелкими или крупными семенами уступают по урожайности среднесе-мяным сортам.
По содержанию белка и жира среднескороспелые сорта сои волгоградской селекции практически не различаются между собой. Будущий высокопродуктивный генотип должен содержать в семенах не менее 35 % сырого протеина и 20 % жира.
При конструировании нового растения сои для условий Нижнего Поволжья важно уделять особое внимание показателям фотосинтетической активности. Для максимально урожайных в условиях орошения сортов характерно формирование высоких значений площади листовой поверхности - 48,3-53 тыс. м /га, фотосинтетического потенциала - 2,03-2,1 млн м2хдн./га и чистотой продуктивности фотосинтеза - до 5,15 г/м2х сутки. Только при такой активности фотосинтеза перспективные генотипы формируют высокую урожайность сухой биомассы - около 11,2 т/га прямо связанной с зерновой продуктивностью орошаемого агроценоза - 4,29 т/га.
Доля зерна в общей биомассе - показатель незначительно связанный с продуктивностью растений - г = 0,15-0,43. Высокоурожайные сорта характеризуются как высоким (Волгоградка 1) - 53,8 %, так и средним (ВНИИОЗ 76) уборочным индексом (39,3 %). Однако высокопродуктивный тип растения сои должен обладать эффективным распределением пластических веществ как между генеративными органами и вегетативной частью растения, так и между семенами и створками бобов. Реализация потенциала урожайности уровня 4,5 т/га может достигаться в том случае, когда доля зерна в общей биомассе растений будет приближаться к 50 %. Результаты исследований показывают, что в условиях орошения для сои характерно значительное наращивание биомассы и поэтому уборочный индекс должен приближаться к 45 %. Только при таких условиях эффективно будет осуществляться синтез органического вещества на формирование максимально высокого уровня биологической урожайности - 4,5 т/га зерна.
Таким образом, в результате ретроспективного анализа 3-х среднераннеспелых сортов сои разных периодов волгоградской селекции выявлены хозяйственно-биологические и морфо-физиологические признаки и свойства растений, непосредственно связанные с урожайностью зерна. Общая совокупность этих показателей, предложенная в качестве научно-обоснованной модели, обеспечит создание отзывчивых на орошение высокорентабельных и стрессоустойчивых сортов, адаптированных к условиям Нижнего Поволжья, и гарантирует рост урожайности и расширение посевов этой культуры.
Библиографический список
1. Даниленко, Ю.П. Оптимизация технологий возделывания сорго, кукурузы и сои на зерно в орошаемых условиях на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья [Текст] : авто-реф. дис. ...доктора с.-х. наук /Ю.П. Даниленко. - Волгоград, 2007. - С. 37.
2. Кочегура, А.В. Селекция сортов сои разных направлений использования [Текст] : ав-тореф. дис.. докт. с.-х. наук / А.В. Кочегура. - Краснодар, 1998. - С. 47.
3. Кружилин, И.П. Каталог мировой коллекции ВИР. Соя исходный материал для селекции сои в богарных и орошаемых условиях Нижнего Поволжья [Текст] /И.П. Кружилин, В.В. Толоконников, М.А. Вишнякова. - Санкт-Петербург, 2000. - Вып. 706. - С. 56.
4. Соя на Дальнем Востоке [Текст] /А.П. Ващенко, Н.В. Мудрик, П.П. Фисенко, Л.А. Дега, Н.В. Чайка, Ю.С. Капустин. - Владивосток: Дальнаука, 2010 - С. 435.
5. Толоконников, В.В. Особенности высокопродуктивных сортов сои современной селекции в условиях орошения [Текст] /В.В. Толоконников // Известия Нижневолжского аг-роуниверситетского комплекса наука и высшее профессиональное образование. - 2012. -№ 2(26). - С. 37-41.
6. Трунова, М.В. Модель высокопродуктивного среднераннеспелого сорта сои для условий недостаточного увлажнения Юга России [Текст] /М.В. Трунова, А.В. Кочегура// Со-
временные проблемы селекции и технологии возделывания сои: сборник статей 2-ой международной конференции по сое. - Краснодар, 2008. - С. 85-90.
E-mail: [email protected]
