CC BY
50
УДК 631.53:635.656
влияние фотопериода на посевные качества семян и основные элементы продуктивности
сои
Е.в. МЫСАК, аспирант
O.A. СЕЛИХОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
П.В. ТИХОНЧУК, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Дальневосточный ГАУ, Россия, Амурская область, г. Благовещенск, Политехническая ул., д. 86
E-mail: olgacoa@bk.ru
Резюме. В работе представлены результаты изучения влияния фотопериодического режима различной продолжительности на посевные качества семян сои сортов Лидия (скороспелый, период вегетации - 96...104 дн.), а также Марината (позднеспелый, период вегетации - 115... 120дн.), а также основные элементы их продуктивности. Растения возделывали в контролируемых условиях среды на демонстрационном участке Дальневосточного государственного аграрного университета в 2011-2013 гг. при естественном освещении - 16 ч (контроль) и коротком дне - 12 ч. По-вторность опыта - трехкратная, общая площадь делянки -11,2 м2. Всхожесть и энергию прорастания определяли согласно ГОСТ 12038-84, силу роста семян - по методике Б.С. Лихачева. Статистическую обработку данных и корреляционный анализ (при n=36) проводили по Б. А. Доспехову в компьютерной обработке О. Д. Сорокина. Уменьшение светового периода значительно сокращало продолжительность вегетации сорта сои Марината (на 18дн.) из-за более быстрого прохождения фенологических фаз налива бобов и созревания. В условиях 12-часового освещения у обоих сортов происходило уменьшение высоты растений, количества бобов, семян и массы семян с одного растения. При этом масса 1000 семян у изучаемых сортообразцов была на 2,5... 4% выше, чем в варианте с естественным световым режимом. Лабораторная всхожесть и сила роста при 12-часовом дне у сорта Лидия снижалась на 4%, Марината - на 6.9%. Семена скороспелого сорта Лидия отличались более высокими посевными качествами, по сравнению с Маринатой. Энергия прорастания положительно коррелирует с количеством бобов (r=0,76) и семян (r=0,72), а так же с массой семян с одного растения (r=0,68). Установлена сильная отрицательная зависимость между высотой прикрепления нижних бобов и лабораторной всхожестью r=-0,74, силой роста r=-0,75, энергией прорастания r=-0,77. Ключевые слова: соя, фотопериод, энергия прорастания, лабораторная всхожесть, сила роста, элементы продуктивности.
Соя - фотопериодиче-ски высокочувствительная короткодневная культура, для перехода которой в репродуктивную стадию необходимо определенное соотношение длины дня и ночи. По результатам изучения влияния фотопериода на развитие растений установлено, что при выращивании вусловиях длинного дня увеличиваются линейные показатели и число узлов, образуется более мощная вегетативная масса [1...3]. Отклонения продолжительности светового периода от оптимального значения
приводит к изменению биометрических показателей, а также времени наступления и длительности фаз цветения и созревания, что, в свою очередь, влияет на формирование семян и ограничивает ареал возделывания культуры [4, 5].
Цель нашей работы - изучение влияние фотопериодического режима на посевные качества семян и основные элементы продуктивности сортов сои Лидия и Марината в условиях южной сельскохозяйственной зоны Амурской области.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2011-2013 гг. в контролируемых условиях среды на демонстрационном участке Дальневосточного государственного аграрного университета (Амурская область, г. Благовещенск). Объекты - сорта сои Лидия (скороспелый, период вегетации -96.104 дн.) и Марината (позднеспелый, период вегетации - 115.120 дн.). Растения выращивали при двух фотопериодических режимах: естественное освещение - 16 ч (контроль) и короткие день -12 ч, который создавали искусственно в период от всходов до массового цветения с помощью затемнения с 7 ч вечера. Площадь питания одного растения - 5 х 45 см, повторность опыта - трехкратная, общая площадь делянки - 11,2 м2.
В лабораторных условиях определяли хозяйственно-ценные признаки по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [6], всхожесть, энергию прорастания согласно ГОСТ 1203884 [7], силу роста семян по методике Б.С. Лихачева [8]. Кроме того, рассчитывали индекс силы роста по регистрируемым линейным размерам и степени развития проростков путем выявления и классификации индивидуальных различий в формировании их структур. При этом учитывали размеры ростка и его целостность, размеры главного зародышевого корешка, наличие боковых корешков, наличие патогенных аномалий [9]. Впервые такой метод был предложен в 1973 г., а в 1983 г. его включили в методику определения силы роста семян взамен ГОСТа 120040-66.
Рисунок. Продолжительность фенологических фаз вегетации сортов сои Лидиия и Марината в зависимости от фотопериодического режима (в среднем за 2011-2013 гг.): всходы - цветение; □ - цветение - налив бобов; Щ - налив бобов - созревание.
Таблица 1. Посевные качества семян сои сортов лидия и марината в зависимости от условий фотопериодического режима (в среднем за 2011-2013 гг.)
Энергия прорастания, % Лабора- Количество проростков, шт.
Сорт Вариант торная Сила ро- сильные слабые
всхожесть, % ста, % 5 баллов 4 балла 3 балла 2 балла 1 балл
Лидия Естественные
условия (16 ч) 74 91 89 77,78 5,44 5,97 1,89 0,89
Короткий день (12
ч) 71 87 85 74,00 3,33 7,67 3,00 0,78
Марина- Естественные
та условия (16 ч) Короткий день (12 68 88 85 60,67 7,22 17,56 4,11 0,44
ч) 61 82 76 55,22 4,11 17,00 5,78 1,22
НСР05 по фактору А НСР05 по фактору В 7,62 3,43 5,11 — — — — —
7,62 3,43 5,11
НСР05 для сравнения частных
средних* 14,97 6,75 10,05
*действие факторов А (сорт) и В (вариант) носит аддитивный характер
Статистическую обработку данных и корреляционный анализ (при п=36) проводили по методике Б.А. Доспехова (1985) в компьютерной обработке О.Д. Сорокина [10].
результаты и обсуждение. Условия короткого дня незначительно влияли на продолжительность вегетации скороспелого сорта Лидия, а у позднеспелого сортообразца Марината она уменьшилась на 18 дн. Особенно сильно у этого сорта сократился период налива и созревания бобов - на 12 дн., тогда как у Лидии он уменьшился только на 7 дн. (см. рисунок).
При коротком световом дне высота растений была на 25...28% ниже, чем в вариантах с естественным фотопериодом. В то же время продолжительность освещения не оказала влияния на высоту прикрепления нижних бобов. В условиях 12-часового дня количество сформировавшихся бобов и семян сорта Лидия уменьшилось, по сравнению с 16-часовым освещением, на 11.13%, Марината - на 16.17%, а продуктивность одного растения снизилась на 13 и 26% соответственно. При этом сокращение дня положительно повлияло на крупность семян изучаемых сортов, масса 1000 семян при 12 часовом фотопериоде увеличилась на 2,5.4%.
Семена сортов Лидия и Марината, сформированные в условиях короткого дня, характеризовались более низкой лабораторной всхожестью и силой роста
(табл. 1). В этом же варианте отмечена тенденция к уменьшению энергии прорастания.
Анализ качественной и количественной оценки жизнеспособности семян на основании учета развития проростков в л абораторных усл овиях свидетел ьствует, что у сорта Лидия большинство из них были сильными независимо от условий освещения. У семян сорта Марината, сформированных при 16-часовом дне доля сильных проростков оказалась выше, чем в варианте с 12-часовым фотопериодом.
Более высокие посевные качества семян сорта Лидия, на наш взгляд, объясняются его принадлежностью к группе скороспелых, которые имеют менее выраженную световую реакцию, по сравнению с позднеспелыми генотипами.
Пороговые значения коэффициентов корреляции (на уровнях значимости 1% и 5%) на основе критерия Стьюдента позволили выявить сильные отрицательные взаимосвязи между посевными качествами семян сои и высотой прикрепления нижних бобов (табл.2).
Энергия прорастания семян положительно коррелирует с количеством бобов (г=0,76) и семян (г=0,72), а также с массой семян с одного растения (г=0,68). Высота прикрепления нижних бобов имеет сильную отрицательную связь с такими посевными качествами как лабораторная всхожесть (г=-0,74), сила роста (г=-0,75) и энергия прорастания (г=-0,77). Полученные в опыте данные подтверждают сильную положительную
Таблица 2. Корреляционная взаимосвязь между хозяйственно-ценными признаками и посевными качествами семян сои сортов лидия и марината (в среднем за 2011-2013 гг.)
Показатель ВР ВПНБ КБ КС МСсР М1000 ЭП ЛВ
ВПНБ 0,05± X X X X X X X
0,35
КБ 0,46±* -0,68±* X X X X X X
0,31 0,25
КС 0,45±* -0,60±* 0,97±* X X X X X
0,31 0,28 0,08
МСсР 0,33± -0,53±* 0,85±* 0,92±* X X X X
0,32 0,30 0,18 0,14
М1000 -0,17± -0,33± 0,38±* 0,45±* 0,69±* X X X
0,35 0,33 0,31 0,30 0,22
ЭП 0,25± -0,77±* 0,76±* 0,72±* 0,68±* 0,36± X X
0,34 0,22 0,23 0,24 0,25 0,32
ЛВ 0,04± -0,74±* 0,53±* 0,46±* 0,55±* 0,49±* 0,83±* X
0,35 0,23 0,30 0,31 0,29 0,30 0,19
СР 0,12± -0,75±* 0,55±* 0,49±* 0,53±* 0,39±* 0,88±* 0,97±*
0,35 0,23 0,29 0,30 0,30 0,32 0,16 0,08
* - Достоверная корреляционная связь на уровне 1% - Я= 0,4258; 5% - Я= 0,3291. ВР - высота растений, ВПНБ - высота прикрепления нижнего боба, КБ - количество бобов, КС - количество семян, МСсР - масса семян с растения, М1000 - масса 1000 семян, ЭП - энергия прорастания, ЛВ - лабораторная всхожесть, СР - сила роста.
зависимость между энергией прорастания и лабораторной всхожестью, а также силой роста семян сои (г=0,83 и 0,88 соответственно). Еще более тесная связь (г=0,97) установлена между лабораторной всхожестью и силой роста. Существенная прямая корреляция отмечена между основными элементами продуктивности: количеством семян и бобов (г=0,97), а также количеством семян и массой семян с одного растения (г=0,92).
выводы. Уменьшение светового дня значительно сокращает период вегетации сои сорта Марината (на 18 дн.) из-за более быстрого прохождения фенологических фаз налива бобов и созревания.
Условия 12-часового освещения приводят к уменьшению высоты растений, количества бобов, семян и массы семян с одного растения у обоих сортов. Более крупные семена формируются при коротком
фотопериоде - масса 1000 семян у изучаемых сортоо-бразцов была на 2,5.4% выше, чем при естественном световом режиме. Лабораторная всхожесть и сила роста при 12-часовой продолжительности дня у сорта Лидия снижается на 4%, Марината - на 6.9%. Семена скороспелого сортообразца Лидия отличались более высокими посевными качествами, по сравнению с позднеспелым сортом Марината, что следует учитывать при интродукции высокопродуктивных сортов сои из других регионов. Высота прикрепления нижних бобов имеет сильную отрицательную корреляцию с такими показателями посевных качеств, как лабораторная всхожесть (г=-0,74), сила роста (г=-0,75) и энергия прорастания (г=-0,77). Энергия прорастания положительно связана с количеством бобов (г= 0,76) и семян (г= 0,72), а также с массой семян с одного растения (г= 0,68).
Литература.
1. Ващенко А.П, Мудрик Н.В., Фисенко П.П. Соя на Дальнем Востоке. Владивосток: Дальнаука, 2010. 435 с.
2. Соя/ пер. с англ. К.М. Селивановой/под ред. В.Б. Енкена. М.: Колос, 1970. 296 с.
3. Хайрулина Т. П., Тихончук П. В., Семенова Е.А. Влияние различной длительности дня на антиоксидантную систему и продуктивность сои //Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. 2011. № 3. С. 25-27.
4. Зеленцов С.В., Савельев А.А., Лучинский А. С. Определение реакции сои на длину дня по степени завершенности вегетативного роста растений // Масличные культуры: научно - тех. бюллетень ВНИИ масл. культур. 2009. Вып. № 1 (140). С. 91-96.
5. Савельев А. А. Методы индентификации генотипов при селекции сортов сои с пониженной фотопериодической чувствительностью: диссертация на соиск. уч. степени канд. биол. наук. Краснодар, 2009. С. 14-32.
6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / под ред. М. А. Федина. М.: Калининская областная типография управления изд-в, полиграфии и книжной торговли Калининского облисполкома, 1985. Вып. 1. 269 с.
7. Семена сельскохозяйственных культур. Методы анализа. Сборник. Государственные стандарты. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. 220 с.
8. Лихачев Б.С. Сила роста семян как один из факторов их долголетия //Доклады ВАСХНИИЛ. 1978. №9. С. 14-16
9. Изменение посевных качеств семян Glycine max и Glycine soja при длительном хранении в разных условиях/ Выскварка Г.С., Семенова Е.А., Селихова О.А., Тихончук П.В.// Достижения науки и техники АПК. 2013. № 7. С. 61- 63.
10. Сорокин О. Д. Прикладная статистика на компьютере. Краснообск: ГУП РПО СО РАСХН, 2012. 282 с.
influence of photoperiod on sowing quaijty of seeds and the main elements of productivity soybean
E.V. Mysak, O.A. Selihova, P.V. Tikhonchuk
Far East State Agrarian University, Russia, Amurskaya region, Blagoveshensk city, Politechnicheskaya Str., 86 Summary. The results of studying present the effect of photoperiodic regime of varying lengths on sowing seed quality of soybean varieties Lydia (early variety, vegetation period - 96...104 days.) and Marinata (late-maturing variety, vegetation period - 115... 120 days.) and on the main elements of their productivity. Plants of soybean cultivars grown under controlled environmental conditions at the demonstration field of the Far East State Agrarian University in 2011-2013 under natural photoperiodic regime -16 h (control) and short day -12 h. Replication of experiment - three times, the total area of the plot - 11,2 sq. m. Germination was determined according to governmental standard 12038-84, the growth of seeds - by the method of B.S. Likhachev. Statistical data processing and correlation analysis (n = 36) were performed by B.A. Dospehov in computer processing by O.D. Sorokin. Reducing the light period significantly decreased the vegetation period in soybean varieties Marinato (18 days) due to rapid passing of phenological phases of filling beans and maturation. Conditions of the 12-hour lighting lead to a reduction in plant height, the amount of beans, seeds, and the seed weight per plant in both varieties. Weight of 1000 seeds from soybean varieties in conditions of 12-hour lighting were at 2,5 ... 4,0% higher as compared to the natural photoperiodic regime. Laboratory germination and power of growth in conditions of 12-hour lighting reduced by 4% - for varieties Lydia, 6 ... 9% - Marinata in comparison with 16-hor lighting. Seeds of variety Lydia have the higher sowing qualities in comparison with Marinata. Germination correlates positively with the amount of beans (r = 0,76) and seeds (r = 0,72), as well as to seed weight per plant (r = 0,68). The height of attachment of the lower bean has a strong negative relationship with the sowing qualities: laboratory germination (r = -0,74), power of growth (r = -0,75) and energy of germination (r = -0,77).
Keywords: soybean, photoperiod, germination, laboratory germination, power of growth, productivity elements.
