CC BY
25
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА
В.Ю. Ревенко, канд. техн. наук О.М. Агафонов, мл. науч. сотр.
Армавирская опытная станция ВНИИМК в г. Армавире (Россия, г. Армавир)
Аннотация. С целью повышения эффективности селекционного процесса при создании высокопродуктивных конкурентоспособных сортов сои были проведены исследования по использованию в питомниках размножения укрывных мульчирующих материалов и полимерных абсорбентов почвенной влаги. Полимерный абсорбент влаги (гидрогель) вносился в почву на глубину 9-10 см перед посевом сои в дозе 400 кг/га. После получения всходов в междурядья укладывались мульчирующие материалы: черная полиэтиленовая пленка и нетканый материал. По результатам проведенных полевых опытов выявлено, что коэффициент размножения в вариантах, замульчированных полиэтиленовой пленкой удалось увеличить в 1,22 раза в сравнении с контролем. Максимально данный показатель удалось увеличить в варианте с комплексным использованием мульчирующих материалов и полимерного абсорбента влаги - в 1,32 раза. Таким образом, благодаря сохранению дополнительных запасов почвенной влаги в корнеобитаемом слое удалось снизить стрессовую нагрузку на растения вызванную неблагоприятными погодными условиями, повысить коэффициент размножения семян сои, повысить эффективность селекционного процесса.
Ключевые слова: селекция, соя, полиэтиленовая пленка, гидрогель.
Введение. В процессе селекционной работы новый сорт сои проходит длительный путь от отбора родоначального элитного растения до районирования. На это затрачивается много времени: от 8 до 10 лет. Если к этому еще прибавить время на госсортоиспытание и внедрение нового сорта в производство, то получится довольно внушительный отрезок времени. Поэтому селекционеры постоянно ищут новые пути и методы ускорения селекционного процесса. Наиболее распространен метод получения двух-трех поколений в год, с использованием фитотронов, теплиц и камер искусственного климата [1]. Это позволяет ускорить процесс выведения новых сортов в 1,5-2 раза. Несколько урожаев в год можно получить при сочетании использования названных выше сооружений и посева селекционного материала в южных зонах РФ. В принципе, любые методы по ускорению создания исходного материала, оценок селекционного материала и его размножению, способствуют более быстрому созданию сорта.
Новизна проводимых авторами исследований заключается в том, что с целью повышения эффективности селекционного
процесса и создания высокопродуктивных конкурентоспособных сортов сои была проведена оценка применимости укрывных мульчирующих материалов и полимерных абсорбентов почвенной влаги в селекционной технологической цепочке.
Армавирская опытная станция ВНИИМК находится в засушливом степном регионе, в зоне неустойчивого увлажнения. Ее почвенные условия имеют большой потенциал для получения устойчивых высоких урожаев сельскохозяйственных культур, но постоянный недостаток влаги сдерживает увеличение объемов производства. Анализ данных метеонаблюдений за последние годы свидетельствует о том, что климат в восточной зоне Краснодарского края несколько изменился. Нередко, в вегетационный период отмечается систематическое повторение длительных периодов отсутствия атмосферных осадков на фоне сильных сухих восточных ветров и экстремально высоких температур [2]. Поэтому, одним из основных условий получения стабильной вегетации растений сои на селекционных делянках является снижение физического испарения почвенной влаги и аккумулирование её в почве в
осенний и зимний периоды, что позволит нивелировать неравномерный и неустойчивый характер выпадающих осадков. В связи с этим возникает необходимость изучения различных агроприёмов применительно к селекционным севооборотам и культурам, реагирующим на недостаток влаги в почве.
Материалы и методы. В качестве абсорбента почвенной влаги нами был использован гидрогель «Штокосорб 660» (Германия). Его основным отличием от гидрогелей других производителей является отсутствие в составе вредного акри-ламида, поэтому данный препарат экологически безопасен. Активность в почве данного абсорбента сохраняется в течение 2-3 лет, а затем он разлагается на утилизируемые природой компоненты: углекислый газ, воду и соли калия. Применение полимерных гидрогелей в растениеводстве сдерживается вследствие их высокой стоимости, т. к. они в основном импортируются в РФ. Однако в настоящее время уже ведутся разработки по синтезу полимерных абсорбентов влаги из отечественного сырья, что позволит существенно снизить их стоимость.
Как было уже указано, исследования выполнены на полях Армавирской опытной станции ВНИИМК. Почвы опытного участка - чернозем обыкновенный мощный тяжелосуглинистый, сформированный на лессовидном тяжелом суглинке. Предшественник в опытах - озимая пшеница. Повторность опыта четырехкратная, размещение вариантов - рендомизированное. Опыт двухфакторный: фактор А - предпосевное внесение в почву абсорбента почвенной влаги: А0 - контроль, А1 - внесение полимерного гидрогеля в дозе 400 кг/га. Фактор В - укрытие поверхности междурядий мульчирующими материалами, снижающими испарение влаги: В0 - контроль (без мульчи), В1 - укрытие почвы нетканым материалом («Агроспан-60»), В2 - непрозрачной черной полиэтиленовой пленкой (100 мкм). Посев осуществляли сеялкой СУПН-8 (с междурядьями 70 см), с нормой высева семян 400 тыс. шт. на один гектар в оптимальные агротехнические сроки для данного региона. Сорт сои
"Славия" селекции Краснодарского ВНИ-ИМК. Площадь каждой делянки 52,5 м . Полимерный абсорбент влаги вносили на глубину 9-10 см перед посевом. После получения всходов сои, укрывные материалы («Агроспан» и полиэтиленовая пленка) укладывались в междурядья. Следует отметить, что с целью сбора атмосферных осадков с поверхности пленки, междурядья имели дугообразный профиль, позволяющей воде стекать в зону рядков с растениями сои. Расстояние от края пленки до рядка составляло 4-6 см.
Влажность почвы определяли в метровом слое почвы, через каждые 10 см термостатно-весовым методом. Сроки отбора проб: после появления всходов сои, в фазе цветения, образования бобов, полного налива бобов и перед уборкой - в соответствии с методикой [3]. Уборку сои проводили селекционным комбайном "Сампо-2010".
В 2016 году нами были получены предварительные результаты исследований, являющихся логическим продолжением работ по данной тематике [4, 5, 6].
Результаты и обсуждение. Цель работы: повысить эффективность селекционного процесса путем снижения стрессовой нагрузки на растения, вызванной неблагоприятными погодными условиями, повысить коэффициент размножения семян сои, свести к минимуму явления абортивности семян и опадания искусственно оплодотворенных цветков и завязей, что позволит в конечном итоге сократить время выведения новых сортов сои.
В связи с поставленной целью в работе необходимо было решить следующую задачу: в полевых условиях оценить различные способы сохранения запасов почвенной влаги путем снижения её физического испарения и уменьшения гравитационного стока из корнеобитаемого слоя.
В условиях 2016 года, к началу августа произошло фактическое иссушение всей метровой толщи почвы в результате активного использования влаги
растениями сои, испарения влаги с листовой и почвенной поверхности под воздействием интенсивного солнечного излучения и ветра. При этом, в вариантах,
укрытых пленкой и нетканым материалом, влажность почвы была относительно равномерной по всей глубине исследуемого горизонта, в отличие от контроля, где верхние слои были значительно суше. Например, в слое почвы 10-20 см влажность снизилась в вариантах с полиэтиленовой пленкой в 1,65 раза, с нетканым материалом - в 1,7 раза, на контроле - в 2,7 раза.
Заделка в почву гидрогеля способствовала снижению потерь влаги на физическое испарение, и уменьшению ее гравитационного стока в нижележащие слои почвы. Максимальную же
влагосберегающую эффективность из исследуемых, показал вариант с внесением в почву полимерного гидрогеля и укрытием междурядий полиэтиленовой пленкой. Запасы продуктивной влаги в слое 0-30 см с момента цветения и до полного налива семян сои в 2,1-4,5 раз превышали контрольные показатели.
Следует особо отметить, что на укрытых "мульчей" участках имел место процесс экранирования почвы, способствующий снижению обезвоживания её поверхностного слоя и образованию мощного растительного покрова, отличающегося от контроля своим более насыщенным зеленым цветом и густотой.
По результатам ранее проведенных исследований, гидрогель, внесенный в почву наиболее эффективен в засушливые годы [5, 6]. Сложившиеся в 2016 году метеорологические условия, а именно - обильные осадки с мая по июль, не способствовали полному раскрытию влагонакопительного потенциала гидрогелевого композита. Несмотря на это, применение полимерных абсорбентов и укрывных мульчирующих материалов положительно повлияло на
урожайность сои на соответствующих делянках (см. таблицу). Так использование в качестве мульчи полиэтиленовой пленки позволило получить прибавку урожая в 22,5% по отношению к контролю. Максимальная урожайность - 28,7 ц/га (на 32,2% выше контрольного показателя) получена в варианте с внесением полимерного гидрогеля в дозе 400 кг/га и мульчированием поверхности почвы полиэтиленовой пленкой. Укрытие междурядий нетканым материалом не столь эффективно, однако разница с контролем существенна на 5%-м уровне значимости. В основном, прирост урожайности, получен за счет снижения непродуктивных потерь влаги на испарение и гравитационный сток.
Таким образом, укрытие междурядий сои черной полиэтиленовой пленкой на селекционных делянках позволило увеличить коэффициент размножения семян в 1,22 раза. Комплексное использование абсорбента почвенной влаги и полиэтиленовой пленки способствовало росту коэффициента размножения семян в 1,32 раза в сравнении с контролем.
Отметим, что показатели урожайности коррелировали с величиной запасов продуктивной влаги, сохраненной в почве в течение всего периода вегетации сои. Наибольшие запасы влаги сохранились в вариантах с внесенным в корнеобитаемый слой почвы полимерным гидрогелем и замульчированных черной
полиэтиленовой пленкой [7]. Нетканый материал оказался менее эффективным. Таким образом, сохранение почвенной влаги в вегетационный период при помощи полимерных абсорбентов и мульчирующих материалов, положительно сказалось на приросте урожайности сои.
Таблица 1. Влияние на урожайность сои различных технологических приемов
Внесение абсорбентов почвенной влаги (фактор А) Использование мульчирующих материалов (фактор В) Урожайность, ц/га Коэфф. размножения Масса 1000 семян, г Масличность семян, %
контроль 21,7 33,1 164 21,1
Без внесения нетканый материал 23,1 35,2 163 21,0
полиэтиленовая пленка
26,6 40,4 164 21,6
без мульчи 23,6 35,5 166 21,6
Полимерный гидро- нетканый материал 24,0 36,8 164 21,5
гель полиэтиленовая пленка 28,7 43,6 165 21,9
НСР05 вариантов 1,2 - - -
НСР05 фактора А 0,6 - - -
НСР05 фактора В 0,8 - - -
Наиболее важным практическим результатом данного исследования является увеличение в 1,2-1,3 раза коэффициента размножения семян сои, что в конечном итоге повышает эффективность гибридных и селекционных питомников. Выращивание гибридного материала сои с применением укрывных мульчирующих материалов и полимерных гидрогелей существенно снижает уровень абортивности искусственно опыленных семян, увеличивая выход гибридных семян. Таким образом, эффективность скрещиваний сои повышается и становится независимой от погодно-климатических условий, сформировавшихся в тот или иной год проведения селекционного процесса.
Поверхностное мульчирование почвы позволяет сгладить суточные перепады температур, характерные для континентального климата района проведения исследований. Ведь известно, что если соя испытывает недостаток тепла, то понижение температуры во время цветения до 7-8°С приводит к опадению цветков и молодых бобов до 66% [1].
Недостаток освещенности или излишнее загущение растений также влияет на количество образуемых соей цветков. Применение же укрывных пленок с зеркальной отражательной поверхностью однозначно увеличит освещенность завязей и будет способствовать лучшей их сохранности.
Также отметим, что при проведении селекционных работ особо выдающиеся номера сортов и гибридов иногда испытывают и размножают минуя принятую схемой селекционного процесса очередность. При этом семена особенно ценных номеров сои размножают параллельно с конкурсным и государственным сортоиспытанием. В данном случае, использование укрывных и внутрипочвенных материалов с целью повышения коэффициента размножения также экономически целесообразно и полностью оправдано.
Выводы.
1. Использование в технологической цепочке селекционного процесса мульчирующих материалов и абсорбентов почвенной влаги позволило повысить коэффициент размножения семян сои в 1,221,32 раза.
2. Показатели урожайности на делянках коррелировали с величиной запасов продуктивной влаги, сохраненной в почве в течение всего периода вегетации растений. Наибольшую влагосберегаю-щую эффективность показали варианты с внесением в почву полимерного гидрогеля в дозе 400 кг/га и укрытием междурядий полиэтиленовой плёнкой. Менее эффективно внесение в почву гидрогеля, с последующим мульчированием междурядий нетканым материалом.
3. Поверхностное мульчирование почвы позволяет сгладить суточные перепады температур, способствуя более полному
сохранению полученных завязей. Ком- образом эффективность скрещиваний сои плексное использование укрывных муль- повышается и становится менее зависимой чирующих материалов и полимерных гид- от погодно-климатических условий, сфор-рогелей снижает уровень абортивности мировавшихся на различных стадиях се-искусственно опыленных семян, увеличи- лекционного процесса. вая выход гибридных популяций. Таким
Библиографический список
1. Гуляев Г.В., Гужов Ю.Л. Селекция и семеноводство полевых культур, М.: "Колос" 1972, 455 с.
2. Зеленцов С.В., Бушнев А.С. К вопросу изменения климата Западного Предкавказья // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2005. - Вып. 2 (135). - С. 79-92.
3. Методика проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами / Под общ. ред. В.М. Лукомца. - Краснодар. 2010. - 327 с.
4. Ревенко В.Ю., Зайцев Р.Н. Изменение влагообеспеченности сельскохозяйственных культур в восточной зоне Краснодарского края // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2016. - №5 (88). Ч. 6. - С. 9-12.
5. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Манохина А.А. Возделывание картофеля с использованием влагосберегающих полимеров // Техника и технологии АПК. - 2015. №1. - С. 15-18.
6. Гундырин В.Н., Годунова Е.И., Шкабарда С.Н. Использование гидрогеля в зоне неустойчивого увлажнения Ставрополья // Земледелие. - 2014. - №6. - С. 37-38.
7. Ревенко В.Ю., Зайцев Р.Н. Влияние укрывных и мульчирующих материалов на сохранность почвенной влаги предкавказских черноземов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2016. - №12-1. - С. 159-162.
METHOD OF INCREASING THE EFFICIENCY OF THE BREEDING PROCESS
V.Yu. Revenko, candidate of technical sciences O.M. Agafonov, junior researcher
Armavirskaya experimental station of VNIIMK in Armavir (Russia, Armavir)
Abstract. With the aim of increasing efficiency of the breeding process to create high-yielding competitive varieties of soybeans were tested for use in breeding nurseries covering of mulch materials and polymeric absorbents of soil moisture. A polymeric absorbent (hydrogel) was introduced into the soil to a depth of 9-10 cm before soybean seeding at a dose of400 kg/ha. After the shoots were obtained. , mulch materials were placed in the row-spacings: a black polyethylene film and a nonwoven material. According to the results of the field experiments. , it was found that the multiplication factor in the variants covered with polyethylene film was increased by 1.22 times in comparison with the control. Maximum this indicator was increased in the version with the complex use of mulching materials and polymeric absorbent moisture - 1.32 times. Thus, due to the preservation of additional soil moisture in the root layer, it was possible to reduce the stress on plants caused by unfavorable weather conditions, to increase the coefficient of reproduction of soybean seeds, and to improve the efficiency of the selection process. Keywords: breeding, soybean, plastic film, hydrogel.
