Размещено на http://www.allbest.ru/

ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия»

На правах рукописи

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Теоретическое и экспериментальное обоснование технологий возделывания и селекция адаптированных к природным условиям Нижнего Поволжья сортов сои

Специальности: 06.01.01 - общее земледелие

06.01.05 - селекция и семеноводство

Толоконников Владимир Васильевич

Волгоград - 2010

Диссертационная работа выполнена в отделе интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия»

Научный консультант:

академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Кружилин Иван Пантелеевич.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный агроном РФ Балашов Василий Васильевич;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Астахов Анатолий Александрович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Прянишников Александр Иванович.

Ведущая организация: ГНУ «Прикаспийский научно-исследовательский институт аридного земледелия»

Защита диссертации состоится 2010 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.008.01 при ФГОУ ВПО в Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 400002, г. Волгоград, проспект Университетский, 26, ВГСХА, ауд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА, автореферат размещен на сайте ВАК РФ.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук Е.А. Иванцова.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В решении проблемы повышения урожайности и качества зерна значительную роль играет фактор сорта. Выведение высокопродуктивных, разноспелых, адаптированных к особенностям природных условий зоны возделывания сортов сои и повышение степени реализации их генетического потенциала продуктивности агротехническими и гидромелиоративными приемами является важнейшей задачей селекции и растениеводства.

Научный и производственный опыт показывает, что Нижневолжский регион Российской Федерации относится к одному из перспективных для производства сои в зоне каштановых почв на орошаемых, а в степной зоне черноземов и неорошаемых землях. Однако отсутствие высокоурожайных, адаптированных к засухе и отзывчивых на орошение сортов сои сдерживало распространение этой культуры в производстве. В тоже время, имеющийся в стране значительный и все возрастающий дефицит растительного белка, обусловливает необходимость погашения его за счет объемов производства сои. Отсюда разработка инновационных технологий возделывания и выведение новых сортов сои приобретает особую актуальность, что и определило направление наших исследований.

Актуальность исследований подтверждается выполнением их во Всероссийском научно-исследовательском институте орошаемого земледелия в рамках Государственной научно-технической программы «Мелиорация и водное хозяйство» (1996…2000 гг.); Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2001…2005 гг., 2005…2010 гг., тематикой НИР Нижне-Волжского НИИСХ: «Создать и внедрить высокопродуктивный сорт сои для использования без орошения и при орошении в 1983…1985, 1986…1990, 1991…1995 гг. (№ гос. рег. 01.34.0030242).

Цель и задачи исследований. Цель наших исследований сводилась к обоснованию технологии возделывания новых сортов сои селекции автора в орошаемых и неорошаемых условиях, выбору методов и направления в селекции этой культуры для создания адаптированных к природным условиям Нижнего Поволжья сортов, характеризующихся высокой продуктивностью, различными сроками гарантированного созревания и приспособленностью к метеорологическим стрессам.

Для достижения поставленных целей предусматривалось решение следующих задач:

в теоретическом аспекте:

- обосновать адаптированные к закономерностям морфогенеза и природным условиям Нижнего Поволжья технологии возделывания сои в орошаемом и не орошаемом земледелии;

- установить характер изменчивости и взаимосвязи морфогенетических признаков исходного материала с основными показателями модели создаваемого сорта, определяющими технологичность и высокую продуктивность сои (продолжительность вегетационного периода, высота стебля и выход зерна с растения, прикрепление нижнего боба от поверхности почвы, число бобов, масса 1000 зерен, содержание белка и жира в зерне).

в методическом отношении:

- усовершенствовать метод получения новых сортов сои на основе проведения раннего срока посева сортообразцов и выделения спонтанных гибридов.

в практическом использовании:

- разработать технологию возделывания сои в условиях орошения с использованием отзывчивости на способы посева, биорациональные средства, применение комбинированной (бороздование+щелевание) обработки почвы;

- выделить сортообразцы и линии, обладающие хозяйственно-важными признаками;

- создать новые сорта сои, адаптированные к жестким природным условиям Нижнего Поволжья и требованиям современного сельскохозяйственного производства;

- дать производственно-хозяйственную характеристику выведенных сортов с учетом морфологических, биологических и агротехнических свойств, обосновать зоны их возделывания;

- изучить особенности фотосинтетической деятельности и водопотребления сои при разных уровнях продуктивности;

- установить экономическую и энергетическую эффективность возделывания выведенных сортов сои.

Научная новизна. Обоснованы технологии эффективного возделывания разноспелых сортов сои на зерно в условиях орошения, параметры модельного, идеального растения (идеатипа) сортов для посевов в условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья при орошении и в степной зоне черноземных почв без орошения.

Разработана методика направленного кроссбридинга и подбора разноспелых пар сои для скрещивания с целью повышения вероятности закрепления в новых сортообразцах наиболее ценных параметров характеристики исходного материала.

Разработана методика подбора родительских форм и отбора продуктивных генотипов на основе тесных корреляционных связей массы зерна на растении с высоконаследуемыми признаками: количеством узлов на главном стебле растения, количеством бобов в узле, массой 1000 зерен; сухой биомассы с фотосинтетическим потенциалом и максимальной площадью листовой поверхности.

Для условий Нижнего Поволжья разработана база данных мирового генофонда сои и представлена в виде Каталога мировой коллекции ВИР (Вып. 706), включающая наиболее перспективные для селекции в этом регионе генотипы, в числе которых 11 сортообразцов, созданных автором.

Сформулированы экологические, агротехнологические и биологические принципы построения системы сортового семеноводства орошаемой сои в Нижнем Поволжье.

Научная новизна работы подтверждается тремя авторскими свидетельствами на новые сорта (Волгоградка 1 № 5619 РФ от 27. 11. 1991 г.; ВНИИОЗ 86 № 33831 от 24. 01. 02 г.; ВНИИОЗ 76 № 34007 от 16. 01. 03 г.), и патентами (патент № 1758 РФ, 13. 02. 2003 г.; патент № 2251 РФ, 25. 03. 2004 г.) и на способы возделывания сои (патент № 2174746 РФ, 20. 10. 01 г.; патент № 2313209 РФ, 27. 12. 2007 г.).

На защиту выносятся следующие положения:

- технологии возделывания сои в условиях орошения, основанные на подборе сортов, способов посева, предпосевной инокуляции семян активными штаммами соевого ризоторфина, раздельного и совместного с ризоторфином использования регуляторов роста растений, малоэнергоемкие приемы обработки почвы и средства химизации;

- методы поиска исходного материала для селекционного процесса с использованием созданной базы данных по генофонду этой культуры, включая сорта селекции автора;

- обоснование критериев отбора и оценки селекционного материала сои для повышения зерновой продуктивности и толерантности к стрессам, испы-тываемых растениями в течение вегетационного периода;

- преимущества созданных автором новых сортов сои по хозяйственно-ценным признакам и свойствам;

- особенности технологии возделывания сои для получения высококачественного семенного материала;

- экономическая и энергетическая оценка технологий возделывания сои с использованием новых сортов автора диссертации.

Практическая значимость. Разработаны технологии возделывания созданных автором сортов сои, внедрение которых в аграрное производство позволяет повысить зерновую продуктивность этой культуры на 10…20%, стабильно получать качественное семенное и товарное высокобелковое зерно при рациональном использовании водных и земельных ресурсов.

Обоснована рациональная технология селекционного процесса, способствующая повышению эффективности подбора пар для гибридизации, отбора и оценки исходного материала, сокращению сроков выведения новых сортов, методов подбора исходного материала с важными хозяйственными признаками и свойствами.

Реализация результатов исследований. Из созданных автором 5 сортов сои, три (Волгоградка 1, ВНИИОЗ 76 и ВНИИОЗ 86) занесены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Нижневолжском (Волгоградка 1, ВНИИОЗ 76 и ВНИИОЗ 86) и Уральском (ВНИИОЗ 86) регионах, в Уральской области Республики Казахстан (Волгоградка 1). Возделываются эти сорта на общей площади до 2,0 тыс. га по технологиям, разработанным автором и обеспечивают получение на орошаемых светло-каштановых почвах от 2 до 3, а в степной зоне черноземных почв без орошения - 1…1,5 т/га зерна. Два сорта (ВНИИОЗ 31 и ВНИИОЗ 11) в 2008 г. переданы в Государственное сортоиспытание.

Результаты исследований использованы при составлении сборника «Особенности возделывания и уборки сельскохозяйственных культур» (Волгоград; 1992), помещены в Каталог Мировой Коллекции ВИР Вып. 706, Соя (Санкт-Петербург; 2000), Государственный реестр характеристики селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве по Волгоградской области в 2002-2003 годах (Волгоград, 2003), каталог «Для высоких урожаев» (Ставрополь; 2006); «Рекомендациях по проведению весенне-полевых работ в хозяйствах Волгоградской области в 2000, 2003 и 2007 гг.». (технологические требования), в буклете «Сорта и гибриды для условий орошаемого земледелия, выведенные во ВНИИОЗ в 1996…2000 гг.» включены в «Систему адаптивно-ландшафтного земледелия Волгоградской области на период до 2015 года», опубликованы в 129 научных статьях, в журналах федерального и регионального уровней.

Выведенные сорта использовались в качестве объекта исследований в кандидатских диссертациях Т.В. Мухортовой (2001), Т.А. Манаковой (2001), С.А. Мамаева (2002), М.Н. Лытова (2002), М.Ю. Моисеева (2004), А.А. Пахомова (2004), С.И. Утученкова (2004), И.Е. Романцевой (2005), В.И. Чернышева (2005), Ю.П. Даниленко (2007), Е.В. Зинченко (2009), О.А. Белик (2009).

Полученная в результате проведения исследований научная информация используется при обучении студентов следующим дисциплинам «Основы селекции и семеноводства», «Основы сельского хозяйства», «Основы экологии», «Сельскохозяйственная экология», «Экологическая химия почв», преподаваемым диссертантом с 02.10.2006 года в ВГИ, филиал ГОУ ВПО ВолГУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научных конференциях Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии (1986, 1993, 1995, 2004), Волгоградского государственного университета (2000), на Международных и республиканских научных и научно-практических конференциях семинарах и совещаниях по проблемам селекции сои и повышения эффективности использования орошаемых земель в агропромышленном производстве (Волгоград, 1994; 2004; 2005; 2008; Харьков, 1986; Краснодар, 2004; 2008; Курск, 2005).

Результаты исследований неоднократно (1996…2009 гг.) экспонировались на ВВЦ и отмечены медалью «Лауреат ВВЦ» (2000 г.), демонстрировались на областных сельскохозяйственных выставках (Волгоград, 2002…2010 гг.), а также на Днях Российского поля (2007, 2008, 2009 гг.).

Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в 129 научных работах, в т.ч. 11 работ в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ при защите докторских диссертаций.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 411 стр. компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, включает 14 рисунков, 127 таблиц и 435 наименований используемой литературы, в т.ч. 36 иностранных авторов. Кроме того в приложении даны 93 таблицы. Доля личного участия соискателя в получении и обобщении результатов исследований, представления их в виде диссертации составляет 85%.

Особую признательность и глубокую благодарность выражаю научному консультанту работы, академику РАСХН, заслуженному деятелю науки РФ, доктору с.-х. наук, профессору И.П. Кружилину, коллегам по совместной работе В.В. Мелихову, П.И. Кузнецову, Т.Н. Дроновой, О.П. Комаровой, Ю.П. Даниленко, А.Г. Болотину, О.Г. Чамурлиеву, А.А. Зибарову, А.М. Белякову, В.М. Кононову, Г.П. Диканеву, Ф.Л. Козловцеву, В.Н. Рябухиной, В.И. Толочек, Т.В. Фроловой, О.В. Исуповой за помощь при осуществлении полевых экспериментов и оформлении диссертационной работы.

Содержание работы

Во введении представлены актуальность, научная новизна и практическая значимость работы, цель, задачи, апробация результатов исследований и основные положения, выносимые на защиту, структура и объем диссертации.

Первая глава «Состояние соесеяния в Нижнем Поволжье, проблемы и основные направления их решения» посвящена обзору литературы по вопросам истории происхождения, распространения (В.Г. Поздняков, Г.С. Посыпанов и др., 2000), морфолого-биологической характеристики (И.П. Кружилин и др., 2000; М.А. Вишнякова и др., 2004) важности фактора сорта, оптимизации приемов агротехники (Т.В. Мухортова, 2001; В.М. Пенчуков; Н.В. Медянников, А.У. Каппушев, 1984; П.Е. Губанов и др., 1987; В.Ф. Баранов 2002; Г.А. Медведев, В.М. Кононов, С.И. Утученков, 2003; Н.Ю. Петров и др., 2005; Ю.П. Даниленко, 2007; О.Г. Чамурлиев, Н.П. Мелихова, Е.В. Зинченко и др., 2008;) и водного режима почвы (И.П. Кружилин, 1979; М.С. Григоров, С.В. Затинацкий, 1993; Г.Т. Балакай, 1999; В.В. Бородычев, М.Н. Лытов и др., 2006; 2008) в повышении урожайности и качества зерна сои. Анализ состояния селекции, приемов производства семян и других полевых культур представлен по работам Н.С. Шевченко (1969), М.П. Мордвинцева, В.С. Визнера (1983), С.М. Соколова (1985), В.Н. Чурзина (1986), А.К. Лещенко, В.М. Михайлова, В.И. Сичкарь, Марьюшкина (1987), Т.Н. Дроновой (1995), Г.С. Егоровой (2001), В.В. Глуховцева, В.Ф. Казарина (2002), Т.Г. Ващенко (2004), А.В. Кочегура ( 2004), А.Я. Ала, В.А. Тильба (2004), В.М. Иванова, В.И, Филина (2004), С.В. Зеленцова (2005), Н.И. Тихонова, А.М. Белякова (2005), А.М. Медведева, Л.М. Медведевой (2007), А.И. Грабовца, М.А. Фоменко (2007), А.Н. Сухова, В.В. Балашова, В.И. Филина (2007) и др. и способствовал формированию научных взглядов и выработке концептуальных подходов к выполнению исследований.

Важнейшим направлением селекции, как отмечает А.А. Жученко (2001, 2005), является создание высокопродуктивных, разноспелых и технологичных сортов, характеризующихся комплексной устойчивостью к стрессовым факторам. Совершенствование технологии возделывания за счет оптимизации факторов жизни с учетом биологических особенностей конкретного сорта способствует реализации потенциальной продуктивности растений и повышению урожайности товарной продукции. Эти положения, связанные с выведением адаптированных к сложным природным условиям Нижнего Поволжья сортов сои и обоснованием технологии их возделывания, определили направление и программу наших исследований.

Во второй главе «Цель, задачи и методика исследований» наряду с обозначенными вопросами, изложены схемы и условия проведения опытов.

Экспериментальная часть работы на орошаемых посевах проводилась в период 1983…2009 гг. в отделе интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур Всероссийского НИИ орошаемого земледелия (ВНИИОЗ). Опыты по агротехнике, селекции и сортоиспытанию, производственные проверки, размножение новых сортов и семеноводческие посевы размещались в различных почвенно-климатических зонах Волгоградской области: в подзоне светло-каштановых почв (ОПХ «Орошаемое» ВНИИОЗ, ОПХ «Новожизненское» НВ НИИСХ и др.), степной зоне черноземных почв (ОПХ «Калининское», Еланский ГСУ). В работе, наряду с собственными данными, использованы материалы Государственного сортоиспытания сои, научных учреждений Нижнего Поволжья и других регионов, а также фермерских хозяйств, занимающихся возделыванием сои, в т. ч. сортов нашей селекции.

Исследования в условиях орошения выполняли на зональных светло - каштановых почвах с низким содержанием гумуса (1,50…1,70%) и общего азота (0,09…0,15%), средним - подвижного фосфора (16…30 мг/кг почвы), повышенным и высоким - обменного калия (300…450 мг/кг почвы).

В период проведения исследований повышенным тепловым режимом в мае - сентябре характеризовались 1989, 1995, 1998, 2005, 2006 и 2007 гг. Пониженными температурами воздуха относительно среднемноголетнего показателя отличались 1987, 2000, 2002 и 2003 гг. Существенно больше климатической нормы осадков выпало в 1988, 1989, 1990, 1993 и 2000 гг., меньше - в 1986, 1994, 1998, 1999 и 2002 гг. В остальные годы основные метеорологические показатели были близки к среднемноголетним.

Агротехника возделывания сои в наших опытах была общепринятой и отличалась только включенными в технологический процесс вариантами исследований. Для осуществления режимов орошения с предполивным порогом влажности почвы не менее 75% НВ в посевах сои выполняли до 7 вегетационных поливов. Удобрения вносили на планируемую урожайность 3-4 т/га зерна. Уничтожение сорняков проводили с применением гербицидов - трефлана, харнеса, трофи, базаграна.

Полевые опыты закладывались одно - и двухфакторные. Серия опытов по обоснованию способов обработки почвы в посевах сорта ВНИИОЗ 76 (2000, 2001, 2003 гг.) включала варианты: вспашка с внесением N₉₀ P₉₀ K₆₀ на урожайность 3 т с 1 га зерна, щелевание (с NPK и без), бороздование (с NPK и без), бороздование + щелевание (с NPK и без), бороздование + щелевание (навоз, 30 т/га + N₃₀ P₄₉). Повторность опытов 6-ти кратная.

Селекционные питомники (микроделянки с 1707…5784 генотипами) и опыты по сортоиспытанию с набором в конкурсном испытании 5…24 сортов закладывали на делянках с учетной площадью 42 м² в 4^х кратной повторности. соя поволжье земледелие орошаемый

Исследования по выявлению и отбору активных штаммов клубеньковых бактерий выполняли (1998…2000 гг.) по схеме: сорта Волгоградка 1, ВНИИОЗ 76, ВНИИОЗ 86, ВНИИОЗ 31 (фактор А), штаммы 607д, 626а, 635а, 640б, 645б (фактор В) на делянках с учетной площадью 52,5 м² в 4^х кратной повторности.

В 1999…2000 гг. изучали влияние биорациональных средств на урожайность различных сортов сои по схеме: сорта (фактор А), регуляторы роста (фактор В) с раздельным применением эффективных препаратов (20% водные растворы бишофита и 0,01% никфана) и совместно с ризоторфином активного штамма 645 б. Контроль - необработанные семена.

Обоснование оптимальных способов посева сои (1999, 2000, 2003, 2004 гг.) включало три сорта (фактор А) и 2 способа посева (фактор В), широкорядный (0,70 х 0,024 м) - контроль и рядовой (0,30 х 0,042 м). Учетная площадь делянок широкорядного посева 84 м², рядового - 72 м². Повторность 4^х кратная.

Полевые опыты сопровождались наблюдениями и исследованиями в соответствии с методиками Б.А. Доспехова (1979, 1985), ВИР (1975, 1990), ВНИИМК (1979), Государственного сортоиспытания (1985), полевого опыта в условиях орошения В.Н. Плешакова (1983), агроэкологической оценки земель и агротехнологий В.И. Кирюшина и др. (2005).

Третья глава «Агротехнические основы реализации потенциальной продуктивности сои в орошаемых условиях Нижнего Поволжья» содержит материалы результатов исследований по оценке влияния агротехнических приемов на урожайность и качество соевого зерна, обоснование путей реализации потенциальной продуктивности этой культуры в орошаемых посевах.

В засушливых регионах важным показателем характеристики климата при возделывании сои, наряду с температурным режимом, является относительная влажность воздуха (В.М. Степанова, 1985).

Результаты наших исследований показали, что урожайность сои в условиях орошения (1985…2009 гг.) коррелирует (r = -0,59) с продолжительностью воздушной засухи в июле и августе, когда растения вступают в критический межфазный период: бутонизация-налив семян.

В годы (2001, 2002) с большим количеством в этот период суховейных дней (до 48) у растений наблюдалось значительное опадение генеративных органов (55,4…71,6%). Поэтому совершенствование агротехнических приемов возделывания и режима поливов сои необходимо соотносить с биологическими особенностями этой культуры муссонного климата, подчинив их сглаживанию метеорологических экстремов.

При изучении водопотребления установлено, что скороспелые сорта (ВНИИОЗ 86) и среднескороспелые (ВНИИОЗ 76) более эффективно по сравнению со среднеспелыми (Волгоградка 1) используют воду на формирование урожая. Коэффициент водопотребления на их посевах (в среднем за 3 года) был на 421 и 451 м³/т ниже, чем у сорта Волгоградка 1 (2045 м³/т).

Корреляционным анализом установлена высокая положительная связь сухой биомассы орошаемых агроценозов различных (12) сортов сои с фотосинтетическим потенциалом (r = 0,76). С максимальной площадью листовой поверхности такая связь характеризуется коэффициентом r = 0,58 и отрицательная с ЧПФ (r = -0,43). Среднескороспелые сорта ВНИИОЗ 31 и ВНИИОЗ 76, характеризующиеся высокой чистой продуктивностью фотосинтеза, формировали более высокие уровни урожайности сухой биомассы (9,05-13,1 т/га) и зерна (2,4 - 3,07 т/га) по сравнению с сортом Волгоградка 1 (табл. 1).

Таблица 1 - Основные показатели фотосинтетической деятельности орошаемых посевов сои (средние данные за 2008…2009 гг.)

Скороспелый сорт ВНИИОЗ 86 с низкими фотосинтетическими показателями необходимо возделывать в посевах с повышенной до 800 тыс./га плотностью растений.

Ряд исследователей отмечают преимущество рядовых посевов сои по сравнению с широкорядными (Н.С. Шевченко и др., 2004). Результаты наших исследований также показали, что более высокий уровень плотности рядового посева к уборке (443,0…537,8 тыс. раст./га) по сравнению с широкорядным (333,8…376,5 тыс. раст./га) оказал в условиях орошения существенное влияние на повышение урожайности. В среднем за годы исследований на рядовых посевах было получено 3,09…3,71 т/га зерна, на широкорядных - 2,20…2,92 т/га (табл. 2).

Таблица 2 - Влияние способов посева на урожайность сортов сои в условиях орошения, т/га

Инокулированные биорациональными средствами семена сои, по данным Л.М. Доросинского (1985), превосходили контроль по сбору зерна на 22,4%, другие бобовые культуры - на 5,1…13,8%. Биорациональные средства при предпосевной обработке семян оказывали избирательное действие на орошаемые посевы изучаемых нами сортов сои. Так, инокуляция семян ризоторфином, (штамм 645б) дала наивысший эффект на посевах сорта ВНИИОЗ 31, а обработка регуляторами роста растений - на посевах сорта ВНИИОЗ 76. Комплексная обработка семян сопровождалась положительным эффектом на посевах обоих сортов, но ВНИИОЗ 31 оказался более отзывчивым на применение этого приема (табл. 3).

Таблица 3 - Эффективность предпосевной обработки семян биорациональными средствами (средние данные за 1999…2000 гг.)

Эффективность использования рассола бишофита защищена патентом № 2174746 от 20.10.2001 г. «Способ предпосевной обработки семян сои».

Исследованиями установлено, что сорт ВНИИОЗ 76 достаточно толерантен к применению мало энергоемких приемов обработки почвы и средств химизации. На фонах мелкой (0,10…0,12 м) и комбинированной (бороздование+щелевание) обработок почвы, совместном органо-минеральном удобрении в орошаемых посевах он обеспечил повышение урожайности зерна по сравнению с плужной обработкой. Поэтому этот сорт более перспективен для возделывания по энергосберегающим технологиям, что подтверждено патентом на изобретения № 2313209 от 27. 12. 07 г. "Способ возделывания сои в условиях орошения".

В четвертой главе «Сравнительная характеристика сортов сои волгоградской селекции с обоснованием зон их возделывания» представлены экспериментальные данные результатов экологического и государственного испытания новых сортов: Волгоградка 1, ВНИИОЗ 86, ВНИИОЗ 76, ВНИИОЗ 11 и ВНИИОЗ 31. Дана родословная этих сортов, их морфолого-биологическая характеристика, возможные регионы возделывания и эффективность рационального сочетания в посевах.

В повышении продуктивности посевов сои и адаптации их к различным природным условиям особая роль принадлежит сорту, выступающему в качестве биологической основы технологии возделывания (В.Ф. Баранов, 2002).

После районирования в Волгоградской области сорта сои зернового использования Мерит канадской селекции прошло более 25 лет. За этот период в Госреестр селекционных достижений внесено 3 сорта сои селекции диссертанта (25…80% авторства), выведенных за годы проведения исследований (Волгоградка 1, ВНИИОЗ 86 и ВНИИОЗ 76).

Волгоградка 1 - получен методом индивидуального отбора из спонтанного гибрида, выявленного в сортообразце коллекции ВИР (К-4113 Амурская область). Разновидность arg. sordida Enk. В конкурсном сортоиспытании на 11,7% превысил по урожайности стандартный сорт Мерит (табл. 4).

Таблица 4 - Сравнительные показатели основных признаков и свойств растений сорта Волгоградка 1 и стандарта Мерит в условиях орошения (средние данные за 1985…1987 гг.)

Среднескороспелый с продолжительностью периода всходы-созревание 108…123 дней. Характеризуется более коротким, чем у стандарта, вегетационным периодом (на 12 дней), что позволило исключить из технологического процесса возделывания сои предуборочную обработку посевов десикантами и послеуборочную сушку зерна. Выделился более высокими качественными показателями зерновой продукции, а также сбором сырого протеина и жира с гектара.

Результаты внутрисортового корреляционного анализа показали, что высокая масса зерна с растения (8 г/р) обеспечивается за счет увеличенного количества бобов в узлах (r = 0,68…0,88) и узлов на главном стебле растения (r = 0,75…0,76), что важно учитывать при оптимизации площади питания растений.

Выделяется стабильной урожайностью, формируемой в посевах с орошением и без орошения. С 1994 года определен стандартом при испытании сортов сои на Госсортоучастках Нижневолжского региона. В условиях орошения наиболее продуктивен (3,71…4,57 т/га) при рядовом (0,30 х 0,042 м), по сравнению с широкорядным (070 х 0,024 м), способе посева с сохранением высоких показателей качества зерна. Характеризуется оптимальным соотношением линолевой и линоленовой кислот масла (6,2:1), полученного из зерна этого сорта, что свидетельствует о его высокой биологической ценности. Имеет желтую окраску семенной кожуры без проявления пигментации. Дает высококачественное соевое молоко (8 л из 1 кг семян) и соевый сыр «Тофу» (1,5 кг) в КФХ А.Г. Мельникова.

Пригоден к механизированной уборке. Уборочные потери зерна за жаткой комбайна составляли (0,4…1,1% биологического урожая). Устойчив к основным болезням сои. В Госсортсети значительно меньше поражался ржавчиной (0…5%), мозаикой (5%), септориозом (4%), чем сорта Белоснежка (6…15%), Амурская 41 (8%).

Засухоустойчив, урожайность в ОПХ «Калининское» НВ НИИСХ в среднем за 1985…1987 гг. без орошения составила 1,77 т/га, что выше чем у стандартов Белоснежка и Мерит на 0,26 и 0,38 т/га.

ВНИИОЗ 86 - выведен методом гибридизации с последующим индивидуальным отбором в F4 (к-6404, Белоснежка, Украина х к-6401, Эванс, США). Разновидность arg. Iucida Enk. Скороспелый. По урожайности превысил стандарт на 11,6% и сбору белка с 1 га 18,8% (табл. 5). Высокорослый за счет чего у него на 22,2% выше от поверхности почвы, чем у стандарта, расположены нижние бобы и уменьшились на 0,06 т/га потери зерна при комбайновой уборке. Значительный вклад в зерновую продуктивность растений этого сорта вносит масса 1000 зерен (r = 0,53…0,80), озернённость бобов (r = 0,52…0,76) и количество бобов в узлах главного стебля (r = 0,51…0,72).

Таблица 5 - Морфолого-биологические признаки и свойства сорта ВНИИОЗ 86 и стандарта Соер 3 в условиях орошения (средние данные за 1997…1999 гг.)

Увеличение числа оцениваемых образцов объективно повышает вероятность получения растения с признаками и свойствами, близкими к модельному, что подтверждается опытом выдающихся селекционеров, академиков П.П. Лукьяненко, В.Н. Ремесло, В.С. Пустовойта и др. (1967).

Использование в наших исследованиях такой методики отбора генотипов сои способствовало получению сортов с урожайностью на 0,26 - 0,67 т/га выше, чем у более высокостебельного сорта Мерит (рис. 1).

Рисунок 1 - Результаты поэтапной селекции сои на повышение урожайности и снижение высоты стебля растений

Селекция, направленная на увеличение массы зерна с растения, связана с многолетней (1996…2009 гг.) оценкой 5784 селекционных образцов по фотосинтетическим показателям, тесно коррелируемым с сухой биомассой (табл. 10).

Таблица 10 - Корреляция сухой биомассы агроценоза сортов сои (n = 12) с основными фотосинтетическими показателями в условиях орошения (средние данные за 2008, 2009 гг.)

Отбор генотипов с высокой фотосинтетической активностью и их использование в селекционном процессе способствовало выведению нового сорта сои ВНИИОЗ 76. Для растений этого сорта характерно увеличение, по сравнению со стандартом, ряда структурных показателей продуктивности: количества ветвей (на 8%), бобов в узле (на 20%) и массы 1000 зерен (на 7,7%). Это привело к повышению индивидуальной продуктивности растений на 18,2 % и урожайности нового сорта на 15,2%.

Для совмещения в одном сорте взаимно исключающих свойств, скороспелости и высокого биологического потенциала продуктивности, важно отбирать генотипы, формирующие высокие показатели фотосинтетического потенциала за короткий период «всходы…налив семян» - 67…78 дней.

На основе такого подхода к отбору сортообразцов были выведены скороспелые (91…108 дн.) сорта ВНИИОЗ 86, характеризующийся более высокой (на 11,6%), по сравнению со скороспелым стандартом, уровнем урожайности (2,21 т/га) и ВНИИОЗ 11, выделившийся значительной для раннего срока созревания урожайностью (2,63 т/га) и превысивший стандарт ВНИИОЗ 86 на 11,9%.

Ускоренными сроками созревания (87…90 дн.), на 20…25 дней раньше контроля, выделялись сортообразцы ВНИИОЗ 39 (к-9995), ВНИИОЗ 41 (к-9996), ВНИИОЗ 95 на Дальнем Востоке (П.П. Булах, 2004).

Повышение эффективности селекции на качество зерна и пригодность к механизированной уборке достигалось отбором морфобиотипов с высо...