Изучение скороспелости у коллекционного материала сои

Вве^ение. Среди сельскохозяйственных культур, которые выращиваются в России, соя отличается повышенным содер^анием белка и ^ира. Соевый белок является полноценным, близким по своему составу к белкам ^ивотного происхо^дения. Большая часть посевов культуры в нашей стране сосредоточена на Дальнем Востоке. Продви^ение ее в другие регионы было затруднено из-за отсутствия адаптированных к местным условиям сортов и недостаточной изученности агротехники её выращивания. С появлением новых скороспелых, среднеранних и продуктивных сортов посевные площади под соей стали расти и в других регионах России [1, 2, 3, 4].

Соя является теплолюбивым растением, но она сравнительно легко поддается селекции в направлении создания сортов для более холодного климата [5]. Расширение зоны возделывания сои у^е более 100 лет связано с продви^ением ее в более северные регионы [6, 7, 8].

Интродукция сои в Центральной зоне Европейской части России требует выведения новых сортов, адаптированных к местным агроклиматическим условиям возделывания. Для ка^дой зоны необходимо создавать свои скороспелые сорта с учетом экологических условий. Особую актуальность приобретают исследования, связанные с поиском и введением в селекцию образцов, быстро формирующих вегетативные и генеративные органы и созревающие до нaступления низких температур [9, 10, 11, 12].

Целью работы являлось изучение признаков скороспелости у перспективного коллекционного мaтeриaла сои по периодам вегетативного и генеративного развития, в целом длительности вегетации, его ме^фазным периодам развития.

Услови^, материалы и мето^ы. Объектом исследований являлись коллекционные образцы сои: 48 коллекционных образцов отечественной селекции, 142 – иностранной селекции: ^встрия, Бeлоруссия, Бурунди, Великобритания, Германия, Ирак, Канада, Китай, Молдавия, Нидерланды, Польша, Сербия, СШ^, Украина, Франция, Чехия, Швеция, Япония. Всего в опыте изучалось 190 образцов. Ƃóльшая часть коллекционного мaтeриaла предоставлена Федеральным исследовательским центром «Всероссийский институт генетических ресурсов растений имeни H.И.Baвилова».

Сортом-стандартом был выбран зарегистрированный для Центрального региона России (3) сорт Окская (селекции Рязанского НИИСХ).

Исследования селекционных образцов сои велись в 2015 и 2016 гг. на опытном поле лаборатории селекции и семеноводства овощных бобовых культур ВНИИССОК (Одинцовский район, Московская область) согласно методике оценки коллекционного мaтeриaла [13].

^нализ вариабельности признаков скороспелости сои проводился в программе Microsoft Office Excel пo следующим показателям:

• 1.    Средняя арифметическая:

• 2.    Ошибка выборки:

• 3.    Коэффициент вариации:

• 4.    Коэффициент осцилляции : ^x

J - X i ,                                    (1)

n где xi – значение признака, варианты;

n – число ʙcex ʙapиaʜтoʙ (объем выборки).

s.= ^.

n где σ – среднее квадратическое отклонение.

Va= ^ x 100%.(3)

Vr= R x 100%,(4)

где R – размах вариации.

Градации признаков были описаны исходя из дискрипторов ме^дународного классификатора СЭВ для рода Glycine Willd . [14].

Метео^о^огические особенности пе^иода вегетации, 2015-2016 гг. В период вегетации в 2015 и 2016 гг. практически пo ʙceм месяцам тeмпература воздуха была выше, чем средняя мʜoгoлетняя (за исключением июля в 2015 г.). При этом 2016 г. отличался повышенной температурой воздуха, и eгo данные были выше температуры воздуха предыдущего года пo ʙceм месяцам (рис.1).

Осадки в период вегетации отличались своей неравномерностью. Май был значительно более влагообеспечен, особенно в 2015 году: в 3,3 раза, ме^ду тем в июне в 2016 году сумма осадков coстaвилa ни^e мнoгoлетних данных. В июле данные за 2 года были выше среднемноголетней. ^вгуст 2015 года характеризовался сухостью, сумма осадков была меньше среднемноголетней ʙ 3,4 paɜa, ʙ тo ʙpeмя как в августе 2016 года превышение суммы осадков над мʜoгoлетними значениями coстaвилo 2,5 раза (рис.2).

Рисунок 1 - Температура воздуха в период вегетации, 2015-2016 гг., °С

Рисунок 2 - Осадки в период вегетации, 2015-2016 гг., мм

Результаты и обсуждение. Изменчивость признаков скороспелости. Были изучены показатели скороспелости - продолжительности периодов: всходы-цветение (вегетативное развитие растений), цветение-созревание (генеративное развитие), всходы-созревание (период вегетации).

Длительность вегетативного развития растений, как составная часть общего периода вегетации, в 2015 и 2016 гг. практически не изменялась; имела низкие показатели изменчивости как по годам, так и в среднем (V a =11%, V r =46%); в целом она составила 42,2 дня - короткая по описанию из международного классификатора СЭВ для рода Glycine Willd.

Из самых ранних по этой фазе с продолжительностью 36-40 дней важно отметить следующие образцы: 1040-4-2 (Швеция), 740-1 (Швеция), 766-2 (Швеция), 840-2-7 (Швеция), Kenchawol (Великобритания), Окская, стандарт (Россия), Алтом (Россия), пЭп 27 (Россия), СибНИИСХОЗ 6 (Россия).

Продолжительность генеративного периода, как вторая часть периода всходы-созревание, по годам была такой же, как и предыдущая, и характеризовалась также слабой вариабельностью: V a =11%, V r =65%, за 2 года. Данный период характеризовался высокой скоростью формирования генеративных органов и плодов (61,7 дня, в среднем за 2 года). Самыми быстрыми по своему развитию «цветение-созревание» (47-55 дней) были: Алтом (Россия), Касатка (Россия), СибНИИСХОЗ 6 (Россия), Окская, стандарт (Россия), Соер-5 (Россия), 1040-4-2 (Швеция), Hidaka (Япония), Arctic (Польша).

Продол^ительность вегетационного периода коллекционных образцов сои в 2016 году была более короткой (на 139,9°С), поскольку посeв сортообразцов был проведен почти на 2 недели раньше запланированного срока (06 мая) по причине более раннего наступления потепления и физической спелости почвы

(рис.1). За 2015-2016 гг. сумма активных температур у сортообразцов сои составила 1818,8°С (106,9 дней) – короткий период по классификатору СЭВ для рода Glycine Willd. По годам изменчивость была минимальна, и в среднем за 2 года длительность периода показала самую слабую вариабельность (V σ =7%, V r =38%) (табл.1). Наиболее скороспелыми по итогам двухлетних исследований с длиной вегетационного периода 87-95 дней оказались: ^лтом (Россия), СибНИИСХОЗ 6 (Россия), Соер-5 (Россия), Окская, стандарт (Россия), Kenchawol (Великобритания), 1040-4-2 (Швеция), Arctic (Польша), 740-1 (Швеция), Fiskeby V (Швеция), Hidaka (Япония).

Таблица 1 – Изменчивость признаков скороспелости коллекционных образцов сои (вегетативного, генеративного и вегетационного периодов)

Показатель	2015 г.			2016 г.			Среднее за 2 года
	x̅ ±S x	V σ , %	V r , %	x̅ ±S x	V σ , %	V r , %	x	V σ , %	V r , %
Продол^ительность периода всходы-цветение, дней	43,3±0,6	13	51	41,1±0,3	9	41	42,2	11	46
Продол^ительность периода цветение-созревание, дней	67,8±0,9	12	74	55,7±0,5	10	56	61,7	11	65
Продол^ительность периода всходы-созревание, С^Т°С	1888,7±19,9	9	47	1748,8±10,4	6	30	1818,8	7	38

Изменчивость межфазных периодов развития. Межфазный период «от посева до массовых всходов» по годам имел значительные различия. В 2015 г. всходы были равномерными, дру^ными и имели массовый характер (75%) по всем сортообразцам одинаково у^е на 12-й день после посева, вследствие чего изменчивость отсутствовала. В 2016 г. этот период был почти в 2 раза длиннее, чем в предыдущем (21 день), с минимальной изменчивостью (V σ =11%, V r =43%), поскольку неблагоприятные погодные условия 2016 г. (отсутствие осадков после посева) негативно сказались на длительности массовых всходов (рис. 2); в то ^е время некоторые образцы показали более ранние всходы (на 16-18 дней), в силу более лучшей приспособленности к ранним срокам посева, и, как следствие, к устойчивости к абиотическим факторам среды: Miharu daizu (Япония), Лидия (Россия), СибНИИСХОЗ 6 (Россия), Tundra (Канада), Соер-5 (Россия), Окская, стандарт (Россия). В среднем за 2 года продол^ительность периода от посева до массовых всходов составила 16,5 дня. Показатели изменчивости как по годам, так и в среднем, были самыми слабыми среди всех ме^фазных периодов развития (V σ =6%, V r =21%, в среднем, за 2 года).

Ме^фазный период «от массовых всходов до начала бутонизации» в 2016 г. был короче на 7 дней, чем в 2015 г., поскольку предыдущий ме^фазный период был более протя^ённым. Изменчивость сортообразцов была низкой как по осцилляции (V r =54%, в среднем, за 2 года), так и по вариабельности (V σ =12%, в среднем, за 2 года). Длина ме^фазного периода составила 36,9 дней (в среднем, за 2 года), что говорит о быстром переходе к стадии формирования генеративных органов. Наиболее скороспелыми сортообразцами по этому ме^фазному периоду (28-33 дней) являются: MaУor (Франция), ПЭП 27 (Россия), Чера 1 (Россия), 856-3-3 (Швеция), Окская, стандарт (Россия), Kenchawol (Великобритания).

Периоды «от начала бутонизации до начала цветения» и «от начала цветения до начала образования бобов» имели самую высокую степень изменчивости как по годам, так и в целом (V σ =61%, 62%; V r =409%, 369%, в среднем, за 2 года, соответственно). Ме^ду тем длительность формирования бутонов и цветков в 2016 г. была более затянутой, ибо в это время наблюдалась до^дливая и пасмурная погода

(рис. 2). В среднем, продол^ительность периода «от начала бутонизации до начала цветения» и периода «от начала цветения до начала образования бобов» составила 2,1 и 5,8 дней, соответственно, что подтвер^дается данными из литературных источников. Однако, по периоду «от начала цветения до начала образования бобов» осцилляция была значительно больше в 2016 г. (V r =451%), чем в предшествующем году (V r =286%), и, в отличие от предыдущего периода, поскольку несколько образцов из-за худших погодных условий удлинили свой период относительно средней по популяции, так как фаза цветения более чутко реагирует на изменения оптимальных погодных условий (рис. 2). Примеры раннеспелых коллекционных образцов (2-5 дней) по данным фазам: 840-2-7 (Швеция), Fiskeby V (Швеция), 1040-4-2 (Швеция), Arctic (Польша), СибНИИК 315 (Россия), Sito (Германия), УСХИ-6 (Россия), Fiskeby III (Швеция), Окская, стандарт (Россия).

В ме^фазный период «от начала образования бобов до начала технической спелости» у показателей изменчивости по годам значимых отличий выявлено не было; в целом за 2015-2016 гг. период имел невысокую вариабельность (V σ =16%, V r =113%, в среднем, за 2 года). Вместе с тем, длительность периода в 2015 г. была выше на 9,4 дней, так как вегетационный сезон характеризовался меньшими суммами активных температур (рис. 1); в среднем составила 36,9 дней. Представители ранних сортообразцов (27-32 дней): Окская, стандарт (Россия), Shinsei (Япония), Takii's Extra Early (Япония), 740-1 (Швеция), 766-2 (Швеция), Hidaka (Япония), Miharu daizu (Япония).

Заключительный ме^фазный период – от начала технической спелости до массовой биологической спелости – был в большей степени подвер^ен влиянию внешней среды (V σ =24%, V r =118%, в среднем, за 2 года), но по годам различия были минимальны. Длина периода, так^е как и предыдущего, была выше в 2015 г., по причине, как у^е указывалось, менее благоприятного вегетационного периода в фазу налива семян (рис.1, рис.2, табл. 2). Из самых ранних по этой фазе с продол^ительностью 14-20 дней ва^но отметить следующие образцы: УСХИ-6 (Россия), 840-2-7 (Швеция), Fiskeby V (Швеция), 1040-4-2 (Швеция), Соер-5 (Россия), Ланцетная (Россия).

Таблица 2 – Изменчивость ме^фазных периодов развития коллекционных образцов сои

Ме^фазный период	2015 г.			2016 г.			Среднее за 2 года
	x̅ ±S x	V σ , %	V r , %	x̅ ±S x	V σ , %	V r , %	x	V σ , %	V r , %
От посева до массовых всходов, дней	12±0,0	0	0	21,0±0,2	11	43	16,5	6	21
От массовых всходов до начала бутонизации, дней	40,4±0,5	13	52	33,4±0,3	11	57	36,9	12	54
От начала бутонизации до начала цветения, дней	1,8±0,1	85	656	2,4±0,0	36	161	2,1	61	409
От начала цветения до начала образования бобов, дней	4,1±0,2	60	286	7,5±0,4	64	451	5,8	62	369
От начала образования бобов до начала технической спелости, дней	41,6±0,7	15	94	32,2±0,5	17	133	36,9	16	113
От начала технической спелости до массовой биологической спелости, дней	20,9±0,6	26	124	16,1±0,3	23	111	18,5	24	118

Выводы.

• 1.    Наиболее скороспелыми сортами (88-98 дней, 1520-1710°С) по итогам двухлетних исследований были: 1040-4-2 (Швеция), ^лтом (Россия), Соер-5 (Россия), Arctic (Польша), СибНИИСХОЗ 6 (Россия), 740-1 (Швеция), 766-2 (Швеция), Fiskeby V (Швеция), Hidaka (Япония), Kenchawol (Великобритания).

• 2.    Была отмечена низкая вариабельность длины вегетативного, генеративного и вегетационного периодов, с низким размахом крайних значений популяции.

• 3.    Продол^ительность длины вегетативного, генеративного и вегетационного периодов у отобранных образцов была короткой, с общей суммой активных температур (С^Т) периода вегетации 1818,8°С (в среднем, за 2 года), соответствующей среднемноголетним С^Т Московской области, что необходимо учитывать в дальнейшей селекционной работе.

• 4.    Ме^фазные периоды развития характеризовались низкой изменчивостью, за исключением периодов формирования генеративных органов, что ва^но иметь в виду при подборе пар для скрещиваний с оптимальным сочетанием ме^фазных периодов для создания скороспелых форм сои в условиях 55° с.ш.