Delist.ru

Научно-практические основы интродукции и эффективного возделывания сои в нечерноземной зоне Российской Федерации (15.08.2007)

Автор: Кобозева Тамара Петровна

М-22 100/0,4 000 32 7 д 20,8 21,5 1,63

М-24 40/1,0 000 47 9 д 38,4 20,9 2,01

М-31* 10/1,02 000 62 18 п/д 37,7 18,0 2,96

М-134 80/1,0 000 62 16 д 41,6 19,4 2,55

М-140 80/1,0 000 60 16 п/д 36,2 19,3 2,16

НСР05 - - 4,2 2,0 - - - 0,10

* Форма получена гамма-облучением вегетирующей сои.

** д-детерминантный; п/д –полудетерминантный; и/д – индетерминантный.

Коллекция полученных нами мутантов насчитывала более 500 номеров. Из них 35 (выделенные методом индивидуального отбора из мутантных популяций сортов Шведская 856 и Северная 5) представляют практический интерес. Они переданы во Всероссийский НИИ растениеводства имени Н.И. Вавилова (Санкт-Петербург), Всероссийский НИИ сои (Благовещенск), НПО «Северное Зауралье» (Тюмень), Рязанский НИИПТИ АПК, Калужский НИИПТИ АПК, Брянскую ГСХА, Ярославскую ГСХА, Калининградский филиал Санкт-Петербургского ГАУ.

Часть коллекции представлена в табл. 2. Следует отметить, что низкорослые формы детерминантного и полудетерминантного типа высевали при более высоких нормах высева. Поэтому, несмотря на сравнительно низкую семенную продуктивность отдельного растения, урожайность посевов была выше, чем у исходных сортов. Например, у сорта Шведская 856 норма высева при густоте стояния растений 400…420 тыс. шт./га должна составлять 600…700 тыс. шт. всхожих семян/га, при этом средняя урожайность посева за 5 лет составила 1,48 т/га. У полученных из этого сорта мутантных форм М-10 и М-17 при предуборочной густоте стояния 500…520 тыс. шт./га урожайность достигала соответственно 1,60 и 1,80 т/га.

Заключение о целесообразности внедрения в производство сорта должно проводиться лишь после изучения его биологических особенностей при использовании адаптированной к сорту и условиям выращивания агротехники.

Только при максимальной реализации потенциала сорта или формы может быть правильно оценена экономическая эффективность их возделывания.

Представляет интерес карликовая форма М-22, которая на широте Москвы вызревает за 80…90 дней и в жаркие сухие годы заканчивает вегетацию в первой декаде августа. Эта селекционная форма может быть использована в качестве донора скороспелости.

4. ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ, ФОРМИРОВАНИЯ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО И СИМБИОТИЧЕСКОГО АППАРАТОВ У РАСТЕНИЙ СОРТОВ И ФОРМ СОИ СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА

С 1980 по 2007 гг. проведены исследования по изучению роста и развития растений ультраскороспелых сортов и форм сои, полученных методом радиационного мутагенеза в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России. При этом особое внимание было уделено фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов в их взаимосвязи и способам управления этими процессами. Такие исследования в Нечерноземной зоне были проведены впервые.

На основании определения затрат питательных веществ и энергии семян на прорастание и формирование всходов на разных по гранулометрическому составу почвах выявлено, что оптимальная глубина заделки семян на дерново-подзолистых и супесчаных почвах должна составлять соответственно 3,0…4,0 и 4,5…5,0 см, что обеспечивает максимальную урожайность и наибольшую долю семян в урожае биомассы. Установлено преимущество фракции семян диаметром 5,0 см перед более крупными (диаметром более 6,0 см) по скорости прорастания и первоначального роста корней. По-видимому, это связано с трудностью выноса более крупных семядолей из почвы при меньшем соотношении массы проростка и семядолей. При этом наибольший расход сухого вещества семян на процессы прорастания отмечен на тяжелосуглинистой почве даже при поверхностном посеве из-за больших затрат энергии на проникновение корней в более тяжелую почву.

Изучение динамики роста корней, формирования всходов, роста листьев и стеблей показало, что к моменту появления семядолей на поверхности почвы (в благоприятных условиях на 7…8 сутки) длина корня достигает 15…20 см. При дефиците влаги доля корней в общей биомассе возрастает. В целом рост корней в начальные периоды опережает рост надземной части растения.

Формы, полученные в результате отборов, проведенных в мутантных популяциях, характеризуются гармоничным соотношением роста надземной массы и корней. При этом низкорослые детерминантные мутанты имеют менее разветвленную корневую систему по сравнению с высокорослыми индетерминантными. Однако, соотношение корневой системы с надземной массой частично свидетельствует о том, что для всех мутантов характерна относительно более развитая и разветвленная корневая система по сравнению с родительскими сортами, что особенно важно для сортов северного экотипа, предназначенных для выращивания на почвах Нечерноземной зоны с сильной дифференциацией пахотного и подпахотного горизонтов по плодородию, содержанию гумуса, фосфора, кислотности, аэрации, концентрации подвижного алюминия и вредных для растений недоокисленных веществ. В то же время следует учитывать, что в засушливые годы в верхнем слое почвы наблюдается наибольший дефицит влаги. Формирование же всходов, рост корней, рост и развитие растений, формирование ассимиляционного и симбиотического аппаратов замедляются и ухудшаются при снижении влажности почвы ниже 60 % ППВ. Это повышает актуальность орошения посевов, которое возможно провести на основе использования передвижных быстросборных оросительных комплектов, разработанных в МСХА имени К.А. Тимирязева.

В отличие от таких зернобобовых культур, как фасоль, нут, чечевица, всходы сои выдерживают кратковременные заморозки до –6 оС. Набухшие семена сои сохраняют способность к прорастанию во влажной холодной почве до 30 сут., давая всходы при наступлении благоприятных условий.

Посев сортов северного экотипа предпочтительно проводить в более ранние сроки сразу после посева ранних яровых культур при прогревании почвы на глубине 4,0…5,0 см до 7…9 оС. При влажности почвы более 80 % ППВ снижение температуры почвы с 12 до 7…8 оС увеличивало период прорастания семян соответственно с 5 до 9 сут. При температуре почвы 10…12 оС уменьшение ее влажности с 80…90 до 60…70 % ППВ увеличивало период прорастания с 7 до 15 сут. Таким образом, сорта сои северного экотипа лучше сеять во влажную более холодную (7 оС) почву, чем в прогретую (10…12 оС), но подсохшую до 60…70 % ППВ. Способность длительного сохранения жизнеспособности и всхожести семян во влажной холодной почве у сортов и форм северного экотипа выработалась отчасти в результате естественного отбора в мутантной популяции, оказавшейся в стрессовых условиях при прорастании семян. Благодаря отбору при раннем посеве сохранялись генотипы, имеющие высокую устойчивость к стресс-факторам и повышенную активность антиоксидантных систем. Высокое содержание витаминов и незаменимых аминокислот также является косвенным подтверждением правильности этого предположения. Наличие витаминов, антиоксидантов, флаваноидов, специфичный жирно-кислотный состав семян обуславливают сохранность последних во влажной холодной почве. При наступлении теплой погоды усиливаются процессы дыхания и гидролиза, при наличии влаги быстро формируются проростки и всходы, а при дефиците воды в период прорастания появление всходов затягивается и вегетационный период (посев – полная спелость) увеличивается.

Средняя продолжительность периода вегетации у формы М-134 и М-52 составила соответственно 103 и 121 дней, у Светлой, Магевы и Окской – соответственно 105, 107 и 115 дней; в годы с дефицитом влаги вегетационный период сокращался в среднем на 6…7 дней, во влажные годы – увеличивался на 6…8 дней. Наиболее скороспелыми являются форма М-134, сорта Светлая и Магева, вызревающие при сумме активных температур 1 666…1 795 оС; сорту Окская для созревания требуется сумма температур 1 666…1 889 оС, форме М-52 – 1 690…1 957 оС. Продолжительность вегетативного периода у этих сортов одинакова, а генеративный период составляет у сортов Светлая, Магева и Окская 58, 61 и 67 дней, соответственно, у формы М-52 – 81 день.

Отмечено, что скороспелость сортов и форм сои северного экотипа формируется за счет сокращения периода «цветение-полная спелость». При этом наиболее ценными являются биотипы, характеризующиеся максимально коротким периодом «налив семян – полная спелость» при повышенной атрагирующей способности бобов и семян. Выявлено, что семена скороспелых сортов, а также семена, полученные в засушливые годы или с хорошо освещенных ярусов растений, содержат больше метионина и линолевой кислоты, которые являются источником этилена, ускоряющего созревание растений (Кретович, 1980). Во влажные годы усиливаются симбиотическая азотфиксация, и, как следствие, рост зеленой массы, что, в свою очередь, приводит к увеличению семенной продуктивности и замедлению созревания. Кроме того, во влажные годы в спектре солнечного света уменьшается доля ультрафиолетовых лучей, способствующих синтезу метионина и линолевой кислоты, что также способствует замедлению старения и созревания растений.

Рост и формирование вегетативной массы у растений сои описывается S-образной кривой: за первые 30 дней всходы сои увеличивают высоту до 10 см, за последующие 10 дней – более чем на 30 см. Медленный рост всходов делает сою неконкурентоспособной по отношению к сорной растительности, в этой связи уничтожение сорняков является необходимым условием сохранения посевов, поддержания высокой фотосинтетической и симбиотической активности и получения устойчивых урожаев этой культуры.

Исследования морфологии и размещения клубеньков на корнях растений показали, что в Нечерноземной зоне в отличие от других бобовых культур клубеньки на корнях растений сои не образуются без искусственной инокуляции. При этом клубеньки сосредоточены в верхнем слое почвы (0…7 см) в радиусе до 12 см от главного корня. При повторных посевах и в переувлажненные годы они распределяются более дисперсно, тяготея тем не менее к верхнему более аэрируемому слою.

Максимальныее число и масса сырых клубеньков наблюдаются в фазу налива семян. В последующие периоды в клубеньках снижаются содержание леггемоглобина и нитрогеназная активность. В средние по влагообеспеченности годы максимальная масса клубеньков достигала 736 кг/га, при доле активных клубеньков более 52 %, активный симбиотический потенциал (АСП) составлял 12 250 кг . дней/га; во влажный год АСП повышался до 22 855 кг . дней/га; при чрезмерном избытке влаги снижался до 19 950 кг . дней/га, при остром дефиците влаги – до 521 кг . дней/га.

В средние по влагообеспеченности годы симбиотическая азотфиксация в посевах сои северного экотипа составляла в среднем 123 кг/га, что составляло 62 % от максимального суммарного потребления азота посевом; В засушливые годы величина симбиотической азотфиксации снижалась до 11 кг/га или до 13 % от максимального потребления азота в этих условиях.

Фотосинтетическая и симбиотическая деятельность посевов сои тесно сопряжены. В средние по влагообеспеченности, влажные годы и при остром дефиците влаги максимальная площадь поверхности листьев в среднем по сортам составляла соответственно 34 250; 38 950 и 26 254 м2/га, фотосинтетический потенциал (ФСП) соответственно – 1 730, 1 970 и 1 290 тыс. м2 . дней/га; чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) соответственно – 3,50; 3,75 и 3,03 г . сут./м2; максимальное накопление абсолютно сухого вещества (АСВ) соответственно – 61 150; 72 500 и 25 700 кг/га, урожайность семян соответственно – 2,27; 2,82 и 0,94 т/га.

Площадь поверхности листьев достигала максимума в фазу налива бобов и варьировала в зависимости от сорта, причем наибольшим этот показатель оказался у формы М-52, наименьшим – у сорта Магева. Абсолютно сухая масса посевов была максимальной в фазу полного налива семян. Все биометрические показатели увеличивались при увеличении площади питания растений. При этом по мере роста и развития растений доля корней в общей массе уменьшалась, что свидетельствует об эффективной работе корневой системы.

Отмечена тесная корреляция между динамикой массы клубеньков на корнях растений сои, содержанием в клубеньках леггемоглобина, активностью нитрогеназы, динамикой площади поверхности листьев и накоплением АСВ. Все эти показатели одинаково зависят от условий вегетации и площади питания растения.

3. Средняя сырая масса корневых клубеньков,

интенсивность фотосинтеза и дыхания корней у растений

разного возраста в зависимости от инокуляции семян клубеньковыми бактериями и освещенности, лабораторный опыт, 1980 г.*

Показатели Возраст растений, сут.

30 40 50 60

б/ин. ин. б/ин. ин. б/ин. ин. б/ин. ин.

Интенсивность фотосинтеза, мг СО2/дм2час

Сырая масса клубеньков, мг/раст.

Интенсивность дыхания корней, мг СО2 в сутки на 1 растение

Фиксация азота воздуха (мг N в час на 1 растение) в 12 часов дня при естественной освещенности

* Числитель – при освещенности 5 тыс. люкс; знаменатель – 10 тыс. люкс.

загрузка...