CC BY
10
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.77.11.044
ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ СОИ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП СПЕЛОСТИ В СЛОЖИВШИХСЯ В 2017 ГОДУ
ПОГОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Научная статья
Фролов С.С.1, Ревенко В.Ю.2' *, Мацола Н.А.3
1 ORCID: 0000-0001-6500-7906;
2 ORCID: 0000-0003-0336-5323;
1,2,3 Армавирская опытная станция - филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения
Федеральный научный центр «Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур имени
B.C. Пустовойта, Армавир, Россия
* Корреспондирующий автор (skskniish[at]rambler.ru)
Аннотация
В статье приведена оценка урожайности линий сои различных групп спелости, выращенных на делянках селекционного питомника Армавирской опытной станции ВНИИМК. Сложившиеся в 2017-м году погодно-климатические условия характеризовались избыточным увлажнением в начале вегетации (ГТК=3,89), умеренным увлажнением в июне-июле (ГТК=1,10-1,49) и засушливыми условиями в августе-сентябре (ГТК=0,20-0,42). Избыток влаги в первой половине вегетационного периода способствовал развитию мощной корневой системы, полностью находящейся в верхнем слое почвы. К концу вегетации из-за отсутствия дождей он был полностью иссушен. Данные факторы (иссушение и неразвитость в глубину корневой системы) способствовали сбросу листьев и генеративных органов у поздносозревающих сортообразцов. Таким образом, в сложившихся в зоне проведения исследований погодных условиях наиболее урожайными оказались раннеспелые линии сои, у которых уровень продуктивности был выше на 21,1 и 32,4 % аналогичного показателя среднеспелой и позднеспелой групп. Проведенные исследования еще раз доказали, что на уровень продуктивности агроценозов сои большое влияние оказывают условия влагообеспеченности в фазы формирования бобов и налива семян. При совпадении этих фаз с теплым и дождливым периодом достигается наиболее эффективное расходование растениями продуктивной влаги в почве. Подтверждена целесообразность селекции жаровыносливых и засухоустойчивых сортов сои, способных адаптироваться к широкому диапазону изменения окружающих температур и степени влагообеспеченности почвы.
Ключевые слова: соя, селекционный питомник, группа спелости, урожайность.
PRODUCTIVITY OF SOY VARIETIES OF DIFFERENT GROUPS OF RIPENESS IN WEATHER AND
CLIMATIC CONDITIONS OF 2017
Research article
Frolov S.C.1, Revenko V.Yu.2, *, Matsola N.A.3
1 ORCID: 0000-0001-6500-7906;
2 ORCID: 0000-0003-0336-5323;
1 2 3 Armavir Experimental Station - Branch of the Federal State Budgetary Institution "Federal Research Center All-Russian Scientific Research Institute of Oilseeds named after B.C. Pustovoit, Armavir, Russia
* Corresponding author (skskniish[at]rambler.ru)
Abstract
The article presents the assessment of the yield of soybean lines of various groups of ripeness on the plots of the breeding nursery of Armavir Experimental Station ASRIOS. Climatic conditions of 2017 were characterized by excessive moisture at the beginning of the growing season (SCC = 3.89), moderate moisture in June-July (SCC = 1.10-1.49) and arid conditions in August-September (SCC = 0.20-0.42). Excess moisture in the first half of the growing season contributed to the development of the strong root system located in the upper soil layer. By the end of the growing season, it was completely withered due to the lack of rain. These factors (desiccation and underdevelopment in the depth of the root system) contributed to the discharge of leaves and generative organs in late-maturing variety specimens. Thus, in the prevailing weather conditions in the area under study, early ripening soybean lines turned out to be the most fruitful and the productivity level was higher by 21.1 and 32.4% in the same indicator of the middle-ripening and late-ripening groups. Studies have once again proved that the level of productivity of soybean agro-cenoses is greatly influenced by the conditions of moisture supply in the phases of beans formation and seed loading. When these phases coincide with warm and rainy period, plants achieve the most efficient use of the productive soil moisture. The selection expediency of heat-tolerant and drought-resistant soybean varieties that can adapt to a wide range of changes in ambient temperatures and the degree of moisture supply to the soil is confirmed.
Keywords: soybean, breeding nursery, group of ripeness, yield.
Введение. В результате многолетней активной селекции на Армавирской опытной станции ВНИИМК, из всего разнообразия имеющегося генетического материала были сформированы сортообразцы сои, приспособленные к природно-климатическим условиям произрастания, характерным для восточной зоны Краснодарского края, где систематическое повторение длительных периодов отсутствия атмосферных осадков на фоне господствующих сухих восточных ветров и экстремально высоких температур в течение вегетации, значительно снижают влагообеспеченность агроценозов и являются основным лимитирующим фактором достижения высокой продуктивности сои [1, С. 95], [2, С. 10]. В связи с этим возникает необходимость выведения новых сортов сои, обладающих такими ценными морфофизиологическими качествами, как способность противостоять засухе, изменяя
листоориентацию, способность регулировать уровень транспирации влаги, водоудерживающую силу, поглотительную способность корней и т.д. [3, С. 118]. Большое разнообразие селекционного материала по биологическим и хозяйственным показателям, по реакции на климатические условия даёт возможность в дальнейшем вывести сорта сои, способные адаптироваться к широкому диапазону изменения окружающих температур и степени влагообеспеченности почвы, реализуя в полной мере заложенный в них биологический потенциал [5, С. 248], [6, С. 159], [7, С. 19].
Цель данного исследования - оценить влияние погодно-климатических условий, сложившихся в 2017 году на урожайность селекционных линий сои различных групп спелости, выращенных на делянках селекционного питомника Армавирской опытной станции.
Материалы и методы
Площадь каждой делянки селекционного питомника составляла 14,2 м2. Ширина междурядий - 0,7 м. Посев сои осуществляли четырехрядной сеялкой точного высева, с нормой высева 350 тыс. шт. на 1 гектар. Почвы опытного участка - чернозем обыкновенный мощный тяжелосуглинистый. Предшественник в опытах - озимая пшеница. Полученные данные приводили к условиям стандартной влажности семян [8, С. 206]. Уборку более одной тысячи делянок, проводили с помощью селекционного комбайна "Н^е"-125 по мере созревания того или иного сорта. Условия проведения исследований были едиными для всех вариантов, а именно: качество подготовки почвы, сроки и способ посева, густота стояния, схема применения гербицидов и инсектицидов, технология проведения уходных и уборочных работ. Таким образом, соблюдался принцип единственного различия, позволяющий объективно оценить разницу в продуктивности линий сои различных групп спелости, в сложившихся погодно-климатических условиях.
Результаты метеонаблюдений за последние 13 лет (с 2005 по 2017 г.) показывают, что погодные условия в зоне проведения исследований несколько изменились. Во-первых, среднегодовая температура воздуха поднялась с 10,7 до 11,9 °С, причем, температура воздуха в июле и в августе выросла с 22,0 до 24,2 °С. Во-вторых, изменился характер распределения осадков втечение года. Увеличилась доля осадков в весенний период с 26,2 до 34,3 %, снизилась доля осадков в летнее время с 32,8 % до 28,6 %. Максимальное количество осадков стало выпадать в мае - 87,6 мм, что на 32 % выше среднемноголетней нормы, минимальное - в августе, на 37 % меньше нормы. Таким образом, осадки в последние годы стали выпадать более неравномерно, а также, все чаще стали наблюдаться различные погодные аномалии, такие как: экстремально высокие температуры и суховеи [4, С. 62], [9, С. 9].
2017 год характеризовался большим количеством осадков, выпавших в мае (в 2,9 раза выше среднемноголетнего показателя). Избыточное увлажнение в начальный период вегетации способствовало ускорению ростовых процессов, интенсивному формированию листовой поверхности, но не стимулировало развитие мощной корневой системы, уходящей в нижние горизонты почвы (таблица 1).
Таблица 1 - Погодные условия в районе Армавирской опытной станции ВНИИМК в 2017 г.
май июнь июль август сентябрь
Среднемесячная температура воздуха, 0С 16,1 20,7 24,4 25,6 20,5
Количество осадков, мм 194,3 68,1 113,5 34,4 12,0
Гидротермический коэффициент 3,89 1,10 1,49 0,43 0,20
Более близкое к норме количество осадков, выпавших в июне и июле, позволили растениям еще в большей степени развить листовую массу и сформировать достаточное количество генеративных органов. Август и сентябрь были чрезмерно засушливыми. Сумма осадков за эти месяцы оказалась в 2,2 раза ниже среднемноголетнего значения.
Оценка урожайности различных линий сои, полученных с делянок селекционного питомника, выявила следующее. Данный показатель варьировал в широких пределах: от 0,63 т/га, до 5,2 т/га и в среднем составил 1,95 т/га (таблица 2). Сформировавшиеся метеорологические условия были благоприятными для сортобразцов сои раннеспелой группы, урожайность которых составила 2,2 т/га (с доверительным интервалом при 5 %-ном уровне значимости: 2,15-2,25 т/га). Урожайность среднеранних сортообразцов была достоверно ниже - 2,06 т/га. Следует отметить, что наиболее засухоустойчивые линии сои селекции Армавирской опытной станции характеризуются высоким ростом, способностью развивать глубокую корневую систему и поглощать влагу из нижних слоев почвы.
Таблица 2 - Урожайность линий сои с различным вегетационным периодом
Вегетационный период, сут Урожайность, т/га
среднее 95% 95% макс
92-99 2,202 2,149 2,255 3,658
100-106 2,058 2,009 2,107 4,459
107-115 1,807 1,762 1,852 4,905
115-123 1,666 1,586 1,746 5,245
Известно, что при преобладании осадков в первой половине лета преимущества по урожайности имеют скороспелые и раннеспелые сорта, а в случае с лучшей обеспеченностью дождями второй половины лета -среднеспелые [10, С. 102]. В нашем случае, дефицит осадков в конце вегетации (показатели ГТК снизились до предельно низких значений: 0,43 и 0,20) неблагоприятно сказались на продуктивности среднеспелых и позднеспелых линий. Их урожайность составила соответственно 1,81 т/га и 1,67 т/га, причем данные различия являются существенными. На рисунке 1 приведены показатели урожайности линий сои по группам спелости, с 95 %-ми доверительными интервалами.
\/аг2 УагЗ
Группа спелости
Рис. 1 - Урожайность линий сои по группам спелости
Анализируя данные представленные в таблицах 1 и 2 отметим, что избыток майской влаги в начальный период вегетации (ГТК=3,89) незначительно повлиял на урожайность линий сои всех групп спелости. Максимальное значение данного показателя в 2,2 т/га, относящееся к раннеспелой группе, находилось в рамках среднемноголетних значений: 2,1-2,5 т/га.
В фазу цветения и образования бобов погодные условия способствовали интенсивному росту листовой поверхности и усиленному формированию репродуктивных органов. В данный промежуток времени показатели гидротермического коэффициента имели более типичные значения для зоны проведения исследований: ГТК=1,10-1,49.
Засушливые условия в фазу формирования бобов и налива семян, оказали большое влияние на продуктивность поздно созревающих сортообразцов сои. Совместное действие почвенной и воздушной засух (ГТК=0,20...0,43) существенно снизило продуктивность растений с неразвитой по глубине почвы корневой системой. Иссушение верхнего корнеобитаемого слоя почвы, привело к тому, что в зависимости от фазы развития, средне- и позднеспелые линии сои начали дифференцированно сбрасывать листья, бутоны, завязи, бобы. Что в итоге негативно отразилось на их урожайности.
Приведенные данные в очередной раз доказывают, что кроме генотипа, на уровень продуктивности агроценозов сои существенное влияние оказывают условия влагообеспеченности в фазы формирования бобов и налива семян. Погодные условия 2017 года сложились таким образом, что у раннеспелых линий эти фазы совпали с теплым и дождливым периодом, позволившим растениям сои наиболее эффективно использовать запасы продуктивной влаги в почве.
Заключение
Избыток влаги в начальный период вегетации (ГТК=0,38) оказал незначительное влияние на урожайность сои, но способствовал развитию мощной корневой системы в верхнем слое почвы.
Семенная продуктивность сои в высокой степени зависит от условия тепло- и влагобеспеченности в фазы формирования бобов и налива семян. Поэтому более продуктивными оказались те линии сои, у которых эти две фазы развития совпали с дождливым и теплым периодом. Засушливые погодные условия в конце вегетации (ГТК=0,20 -0,43) привели к полному иссушению верхнего слоя почвы. Указанный фактор и неразвитость корневой системы вглубь почвы, способствовали сбросу листьев и генеративных органов у поздносозревающих сортообразцов.
Таким образом, в сложившихся в 2017-м году в зоне проведения исследований погодно-климатических условиях наиболее продуктивными оказались раннеспелые сорта сои, урожайность которых на 21,1 и 32,4 % превысила аналогичный показатель среднеспелой и позднеспелой групп.
Приведенные данные свидетельствуют о целесообразности селекции раннеспелых засухоустойчивых сортов сои, способных адаптироваться к широкому диапазону изменения окружающих температур и степени влагообеспеченности почвы. Тем не менее, на практике, при выборе сорта целесообразно ориентироваться на одновременное использование сортов различных групп спелости, что будет гарантировать получение стабильных урожаев в независимости от сложившихся в тот или иной год погодных условий.
Не указан.
Конфликт интересов
Conflict of Interest
None declared.
Список литературы / References
1. Зайцев Н. И. Особенности селекции и технологии выращивания семян масличных культур в зоне неустойчивого увлажнения Северного Кавказа / Н. И. Зайцев. - Ростов-н/Д.: ООО «АзовПечать». - 2012. - 136 с.
2. Зайцев Н. И. Перспективы и направления селекции сои в России в условиях реализации национальной стратегии импортозамещения / Н. И. Зайцев, Н. И. Бочкарев, С. В. Зеленцов // Научно-технический бюллетень ВНИИМК. - 2016. - Вып. №2 (166). - С. 3-11.
3. Сортовая специфика возделывания сои / Под общей редакцией В.М. Лукомца. - Краснодар: ГНУ ВНИИМК РАСХН. - 2007. - 184 с.
4. Терентьева И. Н. Устойчивость к неблагоприятным условиям среды / И. Н. Терентьева // Соя. - М.: Колос, 1984.
- С.60-67.
5. Лукомец В. М. Создание сортов сои с расширенной адаптацией к изменяющемуся климату Западного Предкавказья / В. М. Лукомец, Н. И. Бочкарев, С. В. Зеленцов // Труды Кубанского государственного аграрного университета - 2012. - Т.1. - №35. - С. 248-254.
6. Зайцев Н. И. Современные направления и методы селекции сои для юга России / Н. И. Зайцев, С. В. Зеленцов, М. В. Трунова //Труды Кубанского государственного аграрного университета. - Вып. 2 (59). - С. 155-162.
7. Лукомец В. М. Соя в России - Действительность и возможности: монография / В. М. Лукомец, А. В. Кочегура, В. Ф. Баранов, Краснодар: ВНИИМК им. В.С. Пустовойта. - Краснодар, 2003. - 99 с.
8. Методика проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами / Под общ. ред. В. М. Лукомца. - Краснодар. 2010. - 328 с.
9. Ревенко В. Ю. Изменение влагообеспеченности сельскохозяйственных культур в восточной зоне Краснодарского края / В. Ю. Ревенко, Р. Н. Зайцев // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016.
- №5 (88). Ч.6. - С. 9-12.
10. Баранов В. Ф. Соя на Кубани / В. Ф. Баранов, А. В. Кочегура, В. М. Лукомец. - Краснодар: Научно-производственное издание ГНУ ВНИИМК РАСХН, 2009. - 321 с.
Список литературы на английском языке/ References in English
1. Zajcev N. I. Osobennosti selekcii i tehnologii vyrashhivaniya semyan maslichnyh kuTtur v zone neustojchivogo uvlazhneniya Severnogo Kavkaza [Features of Selection and Technology of Cultivation of Seeds of Oil Crops in the Zone of Unstable Moistening of the North Caucasus] / N. I. Zajcev. - Rostov-n/D.: OOO «AzovPechaf», 2012. - 136 p. [in Russian].
2. Zajcev N. I. Perspektivy i napravleniya selekcii soi v Rossii v usloviyah realizacii nacional'noj strategii importozameshcheniya [Prospects and Directions of Soybean Breeding in Russia in the Cconditions of Implementation of the Nnational Strategy of Import Substitution] / N. I. Zajcev, N. I. Bochkarev,S. V. Zelencov // Nauchno-tekhnicheskij byulleten' VNIIMK [Scientific and Technical Bulletin of VNIIMK]. - 2016. - Vol. № 2 (166). - P. 3-11. [in Russian].
3. Sortovaya specifika vozdely'vaniya soi [Varietal Specificity of Soybean Cultivation] / Under general supervision by V. M. Lukomecz. - Krasnodar.: GNU VNIIMK RASXN, 2007. - 184 p. [in Russian].
4. Terent'eva I. N. Ustojchivost' k neblagopriyatnym usloviyam sredy' [Resistance to Adverse Environmental Conditions] / I. N. Terent'eva // Soya / Under supervision Myakushko Y.P., Baranov V.F. - M.: Kolos, 1984. - P.60-67. [in Russian].
5. Lukomec V. M. Sozdanie sortov soi s rasshirennoj adaptaciej k izmenyayushchemusya klimatu Zapadnogo Predkavkaz'ya [Creation of Soybean Varieties With Extended Adaptation to the Changing Climate of the Western Ciscaucasia] / V. M. Lukomec, N. I. Bochkarev, S. V. Zelencov // Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Works of Kuban state agrarian University] - 2012 - Vol. 1. - № 35. - P. 248-254. [in Russian].
6. Zajcev N. I. Sovremennye napravleniya i metody selekcii soi dlya yuga Rossii [Modern Directions and Methods of Soybean Breeding for the South of Russia] / N. I. Zajcev, S. V. Zelencov, M. V. Trunova // Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Works of Kuban state agrarian University]. - Vol. 2 (59). - P. 155-162. [in Russian].
7. Metodika provedeniya polevy'x agrotexnicheskix opy'tov s maslichny'mi kul'turami [Methodology of Field Agricultural Experiments With Oil Crops] / Under general supervision by V. M. Lukomecz. - Krasnodar. 2010. - 328 p. [in Russian].
8. Revenko V. Yu. Izmenenie vlagoobespechennosti sel'skoxozyajstvennyh kul'tur v vostochnoj zone Krasnodarskogo kraya [Changes in Water Availability of Agricultural Crops in the Eastern Zone of Krasnodar Region] V. Yu. Revenko, R. N. Zajcev // Aktual'ny'e problemy' gumanitarnyh i estestvennyh nauk [Actual problems of Humanities and natural Sciences]. 2016. - №5 (88). Ch.6. - P. 9-12. [in Russian].
9. Baranov V. F. Soya na Kubani [Soy on Kuban] / V. F. Baranov, A. V. Kochegura, V. M. Lukomecz - Krasnodar.: Nauchno-proizvodstvennoe izdanie GNU VNIIMK RASXN, [Scientific and production publication GNU VNIIMK RASXN] -Krasnodar. 2009. -321 p. [in Russian].
10. Zajcev N. I. Perspektivy' i napravleniya selekcii soi v Rossii v usloviyah realizacii nacional'noj strategii importozameshheniya [Prospects and Directions of Soybean Breeding in Russia in Terms of Implementation of the National Strategy of Import Substitution] / N. I. Zajcev, N. I. Bochkarev, S. V. Zelenczov // Nauchno-texnicheskij byulleten' VNIIMK [Scientific and technical Bulletin of VNIIMK]. - 2016. - Vol. 2 (166). - P. 3-11 [in Russian].
