CC BY
73
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (151-152), 2012
Доклады:
а) на научной сессии РАСХН, приуроченной к 100-летию
ВНИИМК («Научное обеспечение инновационного развития производства масличных культур: достижения и перспективы», 20-22.06.2012)
ПРОБЛЕМЫ НАУЧНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА СОИ В ДАЛЬНЕВОСТОЧНОМ РЕГИОНЕ РОССИИ
В.А. Тильба,
академик РАСХН
ГНУ ВНИИ сои Россельхозакадемии Россия, 675027, Амурская область, г. Благовещенск, Игнатьевское шоссе, 19 e-mail: [email protected]
Ключевые слова: соеводство на Дальнем Востоке, сорта сои для Дальнего Востока, межвидовые гибриды сои, симбиотиче-ская азотфиксация, соево-зерновые севообороты
УДК 633.853.52:631.531.12(571.6)
Естественно-исторические и географические факторы издавна обусловливали создание российского центра соеводства на Дальнем Востоке.
В первой половине ХХ века Приамурье считалось неперспективным районом для соесеяния, однако многолетние научные исследования селекционеров, биологов и агрономов опровергли это утверждение. В настоящее время в Дальневосточном федеральном округе возделывается свыше 800 тыс. га сои, валовой сбор зерна которой составил в 2011 г. 1100 тыс. т.
Прогресс в соеводстве определяется главным образом факторами научного обеспечения, включающими постоянно углубляющееся изучение биологии сои, интенсивные селекционно-генетические работы, детальную разработку технологии возделывания растений на основе мезо- и микрорайонирования (с учетом почвенных и агроклиматических ресурсов).
Поскольку соя является растением короткого светового дня, при продвижении ее посевов на север от 19-20° до 47-55 оС. ш. [5] потребовалось существенно перестроить некоторые биологические механизмы. Для изменения фотопериодической реакции растений проводилась длительная селекция. Сорта сои дальневосточной селекции хорошо развиваются в Приморье и Приамурье при продолжительности светового дня 14-17 часов. Одновременно были созданы сорта и формы сои, приспособленные к возделыванию в зонах с ограниченными гидротермическими ресурсами и разнообразным почвенным покровом, включая сезонно-мерзлотные почвы.
За время развития соеводства на российском Дальнем Востоке было создано свыше 80 сортов сои, около 30 из которых использовались или используются в производстве.
Одним их важных направлений исследований является создание сортов, биологические потребности которых соответствовали бы природным факториальным сочетаниям внешних условий каждого аграрного района.
Как видно из таблиц 1 и 2, агроклиматические условия территорий освоенного растениеводства (соеводства) российского Дальнего Востока характеризуются большим разнообразием. По продолжительности безморозного периода, сумме активных температур и годовому количеству осадков различия достигают 20-30 %.
При первоначальном (с 1950 г.) резком расширении посевов сои в Приамурье местные сорта демонстрировали низкую урожайность (табл. 3). И только с 1985 г., при создании нового сортового набора, продуктивность посевов сои стала расти,
и в 2011 г. по усредненным данным приблизилась к 1,4 т/га. Этому способствовало создание нескольких групп сортов, различающихся по скороспелости и продуктивности (табл. 4).
Таблица 1
Территории российского Дальнего Востока с развитым растениеводством (соеводством)
Область, край Названия природно-климатических территорий
Амурская область Амурская
Зейско-Буреинская
Амурсо-Зейская
Верхне-Амурская
Приморский край Суйфуно-Хаккайская
Уссуро-Иманская
Приморская (прибрежная)
Хабаровский - Еврейская автономная область Амурсо-Биджанская
Амурсо-Уссурийская
Нижне-Амурская
Таблица 2
Природно-климатические условия соесею-щих территорий Дальнего Востока
Показатель
Название территории промер- за-ние, м средне-месячная темпера-тура наиболее теплого месяца без-морозный пери ри-од, дни продол-житель-но-сть веге-та-ции сои, дни годо-до-вое коли-че-ство осадков, мм сумма активных температур Тип почвы
Раздоль доль-ненско-Хан- 1,52,0 август, 21 оС 155165 150160 600750 25502700 Лугово- бурые, бурые
каиская лесные
равнина
Средне-амур-ско-Уссурийский район 1,82,5 июль, 21 оС 150160 150155 470620 23002470 Бурые лесные, подзолисто бурые, лугово-бурые, луговые глеевые
Луговые-
Зейско-Буреин-ское междуречье 2,53,0 июль, 21,4 оС 127135 127135 410540 19002300 черно-земо-видные, бурые лесные, лугово-глеевые, пойменные
Таблица 3
Динамика посевных площадей и урожайности сои в Амурской области по периодам за 1950-2011 гг.
Годы Посевная площадь, тыс. га Урожайность, т/га
1950-1955 111,6 0,38
1956-1960 245,5 0,44
1961-1965 567,6 0,46
1966-1970 583,6 0,64
1971-1975 578,8 0,56
1976-1980 499,1 0,61
1981-1985 446,0 0,57
1986-1990 408,4 1,04
1991-1995 368,8 0,81
2000-2009 280,3 0,82
2010 484,1 1,26
2011 565,8 1,38
Таблица 4
Сорта сои дальневосточной селекции, используемые в производстве, 2003-2009 гг. [6]
Сорт Вегетационный период, дни Урожайность, т/ га Содержание в семенах, % Масса 1000 семян, г
белка масла
Скороспелые сорта
Соната 94-100 2,5-2,8 38,840,9 20,220,7 126-156
Лидия 96-104 2,4-2,6 39,341,1 20,621,8 158-168
Приморская 13 100-105 2,1-2,6 37,040,5 18,623,1 160-205
Грация 90-97 1,4-2,3 38,839,8 20,321,0 111-160
Среднеспелые сорта
Октябрь 70 108 -112 2,3-2,8 38,640,2 19,521,6 168-180
Гармония 100-108 2,7-3,1 37,539,6 19,322,0 154-181
Даурия 104 -110 2,9-3,0 37,340,3 19,921,9 182-215
Венера 110-115 1,8-2,3 39,241,1 19,219,7 225-250
Лазурная 110-116 2,2-3,1 38,741,4 19,420,9 193-203
Нега 1 110-116 1,8-3,1 38,639,6 19,021,9 157-183
Приморская 81 112-116 2,8-3,5 35,640,5 20,322,0 180-210
Позднеспелые сорта
Марината 110-120 1,8-2,5 38,040,0 18,019,0 167-179
Приморская 529 115-120 1,6-2,2 39,040,1 19,821,2 180-260
Приморская 69 110-118 3,9-4,3 40,042,0 - -
Каждый из современных сортов сои предназначается для возделывания в конкретных агроклиматических зонах. Для этого постоянно требуется обогащение наследственного потенциала культуры. На Дальнем Востоке в селекционных целях использовались сорта и формы местные, американские, китайские и созданные в Европейской части России (табл. 5).
Таблица 5
Источники происхождения сортов сои, возделываемых на Дальнем Востоке
Год вклю- Патентооб-
Сорт чения в Госреестр ладатель, оригинатор Происхождение
Октябрь 1993 ВНИИ сои МК-1 и ВНИИС-2
70
Соната 1998 ВНИИ сои Л 641 х Л 8053 (Терезинская 2 х Ам. 310)
Гармония 2003 ВНИИ сои [М. Ам. 310, ЭИ (0,02%) х М.Ам. 382, НЭМ (0,015 %)] х (Ам. 402 х МК-1)
Даурия 2003 ВНИИ сои Индивидуальный отбор из популяции (местной сои) Арха-ринского района Амурской области
Ария 2004 ВНИИ сои Садовый хКТ-156
Лидия 2005 ВНИИ сои Mon 1 (США) х Октябрь 70
Марината 2005 ДальНИИСХ Юг 40 х Салтус
Венера 1987 ПримНИИСХ Чиппева [Lincoln х (Lincoln x Bichland)] х Приморская 533 (Харбинская 118 х Норма)
Приморская 13 1990 ПримНИИСХ Чиппева [Lincoln х (Lincoln x Bichland)] х T-Wo-Fan
Примор- 1997 ПримНИИСХ Юбилейная х Ком-
ская 69 сомолка
(Фортуна)
Примор- 2004 ПримНИИСХ Методом тканевой
ская 81 культуры из сорта Мечта
Лазурная в ГСИ 2005 ВНИИ сои Отбор L M. Ch 92
Нега 1 в ГСИ 2006 ВНИИ сои Соната х Хэйхэ 4
Грация в ГСИ 2007 ВНИИ сои Л 1612 х Л 3327 (М. Смены 7-листочко-вый)
За последнее пятилетие во ВНИИ сои, в лаборатории генетики было изучено 260 сортов сои различного происхождения, ряд из которых применяли для гибридизации. Создано четыре генетические коллекции, включающие 230 сортообразцов, в том числе 30 форм дикого вида, 40 межвидовых гибридов промежуточного типа и 160 сортов и сортообразцов культурного вида.
В лаборатории селекции сои методом искусственной гибридизации за вышеуказанный период получено 1250 гибридов, изучено 788 константных форм, выделено и изучено в конкурсном сортоиспытании 126 сортообразцов (9 из них превышают по хозяйственно ценным признакам стандарты). В 2011 г. включены в Госреестр селекционных достижений для использования по 11 (Восточно-Сибирскому) региону сорта сои Соната, Лидия, Грация. Получены патенты на новые сорта Янкан, Актай, Нега 1, Лазурная, Грация, МК-100, Варяг. Для использования по 12 Дальневосточному региону включены в Госреестр сорта Лазурная, Грация, МК-100 (рис. 1).
Рисунок 1 - Сорта сои амурской селекции
Даурия
Период вегетации 104-110 дней Потенциальная урожайность 3,0 т/га.
Период вегетации 104-116 дней
Потенциальная урожайность 3,3 т/га.
Лидия
Период вегетации 96-104 дня Потенциальная урожайность 2,6 т/га.
МК 100
Период вегетации 108-114 дней Потенциальная урожайность 3,1 т/га.
Дальнейший прогресс в научном обеспечении соеводства определяется несколькими инновационными направлениями.
Иновационно перспективным является широкое использование межвидовой гибридизации с использованием диких форм сои. Систематическое и целенаправленное скрещивание культурной сои (G. max (L.) Merr) и диких форм (G. soja siet at Zucc) позволило разработать способ получения и отбора межвидовых гибридов в F1-F3 и в старших поколениях (рис. 2).
Рисунок 2 - Схема получения межвидовых гибридов [1].
Для получения межвидовых гибридов с культурным типом роста в Fl, в качестве материнских форм используется культурная соя с комплексом рецессивных генов, кодирующих морфологические и хозяйственно ценные признаки.
Способ получения межвидовых гибридов, защищенный авторским свидетельством в 1990 г., позволяет при скрещивании сортообразцов культурной сои с любыми формами дикой сои получать в F1 до 85-90 % растений с культурным типом развития. В F2 до 30-40 % линии гомозиготны по морфологическим и хозяйственно ценным признакам. Это дало возможность разработать схемы ускоренного селекционного процесса [1]. В контрольном и конкурсном сортоиспытании удалось выделить перспективные сортообразцы, превышающие стандарт на 0,26-0,5 т/ га и созревающие раньше исходных форм на 1-12 дней.
При этом созданы высокопродуктивные сорта с потенциальной урожайностью семян 3,28-4,2 т/га (Зейка, Ария). Недостатком этих сортов является высокая требовательность к выполнению всех агротехнических мероприятий в установленные сроки.
Еще одним перспективным инновационным элементом в соеводстве Дальнего Востока является возможность эффективно регулировать симбиотическую азот-фиксацию в посевах сои. Речь идет о рациональном использовании раститель-но-почвенно-микробного сообщества для регулирования продукционных процессов в соево-зерновых севооборотах. Основой этого направления могут послужить данные, полученные в результате многолетних исследований во ВНИИ сои по изучению аборигенных клубеньковых бактерий сои. В настоящее время имеется коллекция медленно- и быстрорастущих ризобий сои, изучены их свойства и эффективность. Установлено, что доля биологического азота в растениях сои, при бактеризации семян эффективными штаммами клубеньковых бактерий в луго-
вых черноземовидных почвах Приамурья, может составлять при благоприятных условиях 70-100 % от общей потребности [3; 4]. В ряде случаев выявлено оздоравли-вающее действие бактериальных препаратов на семена сои.
Как видно из таблицы 6, медленно- и быстрорастущие штаммы ризобий в целом проявляли положительную тенденцию увеличения зерновой продуктивности растения хозяина. У В. ]аротсит достоверное увеличение урожайности вызвали штаммы СМ-42, ТА-135, БуД-63 и ТМ-639 (на 0,3-0,52 т/га). У ртейИ аналогичные результаты получены в вариантах со штаммами ТБ-467, ББ-49 и ББ-55. Стандартные штаммы 639а и 648а также проявили тенденцию повышения зерновой продуктивности сои.
Таблица 6
Влияние различных видов клубеньковых бактерий на зерновую продуктивность сои (среднее за 2006-2009 гг.)
Штаммы ризобий сои, применявшиеся для инокуляции семян, в определенной мере конкурировали с местными аборигенными формами, которые, по усредненным данным, обеспечивают растения атмосферным азотом на 30-50 % [7].
Лучшие штаммы амурского происхождения способны оказывать оздоравлива-ющее действие на семенной материал и могут рассматриваться как слабый биологический протравитель.
При изучении ризосферы сои выявлена высокая численность олигонитрофильных бактерий, бактерий, растущих на крахмально-аммиачном агаре, аммонификато-ров и других групп. Клубеньковые бактерии сои, как сапрофиты, достаточно многочисленны в ризосфере. Ризосфер-ный коэффициент по отношению к ризо-биям изменяется за вегетационный период от 2 до 100 единиц, в зависимости от агрофона [6]. Рациональное использование адаптивных реакций растений и механизмов растительно-микробного взаимодействия позволяет существенно уменьшить использование антропогенных приемов.
Несколько инновационных составляющих включены в разработку при совершенствовании технологии возделывания сои, что в свою очередь требует определения перспектив технического переоснащения отрасли.
За последние десятилетия в Приамурье на смену классическим приемам обработки почвы пришли методы минимального воздействия на неё. Метод минимальной обработки почвы, разработанный во ВНИИ сои в период с 1983 по 2000 г. применительно к условиям Дальнего Востока, позволил существенно снизить затраты на зяблевую вспашку, возможность проведения которой ограничивалась сроками уборки сои, как поздно убираемой культуры (до замерзания почвы). Изучается технология возделывания сои с использованием нулевой (no-till) обработки поверхности поля (табл. 7).
Новая технология предусматривает применение гербицидов сплошного действия, относящихся к группе глифосатов. Оказалось, что экономические показатели в варианте с применением нулевой обработки почвы существенно лучше, чем при обычной обработке. Урожайность семян по вариантам различается незначительно [2]. Вместе с тем, неясны последствия многолетнего использования новой технологии для соево-зерновых севооборотов Приамурья и Приморья.
Bradyrhizobium japonicum Sinorhizobium fredii
Уро- Уро-
жай- При- жай- При-
Штамм ность бавка, Штамм ность бавка,
семян, т/га семян, т/га
т/га т/га
Контроль 2,15 - Контроль 2,35 -
648а 2,31 0,16 БД-32 2,44 0,09
СМ-42 2,45 0,30 МБ-85 2,53 0,18
БМ-85 2,28 0,15 КБ-11 2,51 0,16
ММ-117 2,32 0,17 ТБ-467 2,56 0,21
ТА-125 2,47 0,35 ББ-87 2,48 0,13
БуД-63 2,58 0,43 ББ-49 2,70 0,35
ТМ-555 2,34 0,12 ББ-55 2,67 0,32
639а 2,24 0,09 - - -
ТМ-639 2,67 0,52 - - -
НСР05 0,22 0,22 - - -
Дискуссионным остается проблема совершенствования соево-зерновых севооборотов. Наблюдается тенденция резкого увеличения посевов сои за счет других сельскохозяйственных культур.
Таблица 7
Сравнительная эффективность возделывания сои по различным технологиям (2011 г.)
В 2006-2010 гг. во ВНИИ сои, изучено пять схем севооборотов с насыщением соей 33-50 %, пшеницей - 20-25, ячменем - 20-33, овсом - 25, однолетними травами - 20-33 %. Многолетними травами в некоторых случаях удавалось засевать до 40 % севооборотной площади (табл. 8).
Таблица 8
Соево-зерновые севообороты с короткой ротацией
Каждая из приведенных схем севооборотов имеет свои преимущества и недостатки.
В стоимостном выражении больше всего продукции получено в четырехпольном (схема 5) севообороте (табл. 9).
Таблица 9
Экономичность соево-зерновых севооборотов с короткой ротацией [2]
Наименее затратным является пятипольный севооборот с двумя полями многолетних трав (схема 3). Относительно низкая себестоимость кормовых единиц выявлена в варианте трехпольного звена (схема 2).
В зависимости от хозяйственно-экономических целей с помощью короткорота-ционных севооборотов можно достаточно оперативно решать задачи рыночной экономики или приспосабливаться к фактору ценообразования. В ближайший период доминирующее значение будет иметь соя, благодаря относительно высокой цене. Комбинация короткоротационных севооборотов или их звеньев дает возмож-
№ поля Схема севообо] зота
1 2 3 4 5
1 Однолетние травы (овес + соя) Соя Пшеница + многолетние травы Однолетние травы (кукуруза + соя) Овес, овес + соя на сидерат
2 Соя Ячмень Многолетние травы 1 года Соя Соя
3 Пшеница Кукуруза + соя (на зеленый корм) Многолетние травы 2 года Овес Пшеница
4 Соя - Соя Соя Соя
5 Ячмень - Соя - -
№ п/п Показатели Технологии Отклонение ±
ио-Ш1 традиционная
1 Урожайность семян, т/га 1,77 1,84 -0,07
2 Производственные затраты, руб./га 7997,4 9766,1 -1768,7
3 Стоимость продукции, руб./га 17700 18400 -700
4 Условно чистый доход, руб./га 9702,6 8633,9 +1068,7
5 Себестоимость, руб./т 4518,3 5296,1 -777,8
6 Экономическая эффективность, руб./т 5481,7 4703,9 +777,8
7 Рентабельность, % 121,3 88,4 +32,9
№ схемы Севооборот Стоимость продукции с 1 га севооборотной площади, руб. Затраты на производство продукции с 1 га севооборотной площади Себестоимость ц к ед. севооборотной площади, руб.
1 Однолетние травы - соя - пшеница -соя - ячмень (соя 40 %) 7055 2572,7 145,4
2 Однолетние травы - соя - ячмень (соя 33 %) 6195 2143,9 130,7
3 Пшеница + многолетние травы -многолетние травы 2 года - соя - соя (соя 40 %) 4616 2070,2 199,0
4 Однолетние травы - соя - овес - соя (соя 50 %) 5795 2587,7 158,8
5 Овес (однолетние травы на сидерат) - соя -пшеница -соя (соя 50 %) 8795 3215,9 148,2
ность воссоздания длительных севооборотов, как фактора стабилизации растениеводства в Приамурье.
Многолетнее возделывание сои по сое (также как и зерновых) ведет к снижению урожая. Продуктивность и сои, и зерновых культур при этом обычно стабилизируется на низком уровне. Неблагоприятные последствия монокультуры сои нередко приводят к большой потере урожая при бесконтрольном развитии сорной растительности, почвоутомлению и распространению патогенов (особенно соевой цистообразующей нематоды).
Вместе с тем, в последнее время разработаны рекомендации, которые позволяют избежать снижения урожая при высеве сои по сое. После многолетних трав при повторном посеве сои продуктивность культуры за 2 года не снижается за счет невысокой засоренности и благоприятного физико-химического состояния почвы, обогащенной органикой.
При необходимости высева сои по сое в севооборотах без многолетних трав в первый год используется обычная оптимальная технология возделывания среднеспелого сорта. На второй год на этом же поле высевается скороспелый сорт. При позднем сроке посева культуры появляется возможность борьбы с сорняками в предпосевной период путем применения механических средств и гербицидов. В среднем за два года в такой ситуации урожай сои сохраняется на стабильном уровне. Есть возможность ослабления неблагоприятных последствий временно-бессменного возделывания сои за счет инновационных разработок, что требует дополнительных вложений.
Таким образом, научное обеспечение соеводства на Дальнем Востоке в перспективе определяется серией инновационных разработок для совершенствования условий функционирования соево-зерновых севооборотов, как основной составляющей агроландшафтов в южных и центральных природных образованиях Дальнего Востока.
Перспективным инновационным
направлением деятельности является создание нового сортового набора культуры сои и совершенствование технологии возделывания с учетом её биологических и адаптационных свойств.
Список литературы
1. Ала, А.Я. Соя: генетические методы селекции G. max (L.) Merr. x G. soja / А.Я. Ала, В.А. Тильба. - Благовещенск, 2005. -127 с.
2. Гайдученко, А.Н. Короткоротацион-ные севообороты универсального использования в условиях Амурской области / А.Н. Гайдученко, В.А. Тильба // Пути повышения ресурсного потенциала сельскохозяйственного производства Дальнего Востока. - Владивосток: Дальнаука, 2007. - С. 299-317.
3. Грицун, А.Т. Применение удобрений в Приморском крае / А.Т. Грицун. - Владивосток: Дальневосточное книжное издательство, 1964. - 439 с.
4. Доросинский, Л.М. Влияние бактеризации на урожай сои и фиксацию молекулярного азота в почвах Дальнего Востока / Л.М. Доросинский, В.А. Тильба, С.А. Бегун // Соя и нитрагин, научно-технический бюллетень.- Новосибирск, 1976. - Вып. 1. - С. 18-22.
5. Енкен, В.Б. Соя / В.Б. Енкен. - М.: Сельхозгиз, 1959. - 621 с.
6. Тильба, В.А. Соя в Дальневосточных агроландшафтах России при длительном возделывании культуры / В.А. Тильба // Аграрные проблемы соесеющих территорий Азиатско-Тихоокеанского региона. -Благовещенск, 2011. - С. 12-23.
7. Тильба, В.А. Природные популяции ризобий сои и их использование в соевых агроценозах / В.А. Тильба, С.А. Бегун, М.В. Якименко // Инновационная деятельность аграрной науки в Дальневосточном регионе. - Владивосток: Дальнаука, 2011. - С. 95-102.
