Эффективность методики отбора высокопродуктивных генотипов сои в селекционном питомнике

Введение . Эффективность отбора в гибридном питомнике зависит от правильного представления селекционером мор-фотипа растения для определенной почвенно-климатической зоны. Важно учитывать физиологические закономерности, влияние погодных условий на рост и развитие растений, размещение растений в ценозе (площадь питания относительного других растений) и еще комплекс одновременно оцениваемых селекционером признаков с целью создания нового сорта [1; 2; 3]. Первым питомником после гибридного, где есть возможность оценивать линии не только визуально, но и по некоторым измеряемым показателям, таким как масса семян, биомасса и расчетная величина – уборочный индекс, является селекционный питомник.

Ранее на основании полевых опытов нами было определено, что для получения релевантных данных достаточно выращивать материал на однорядных делянках длиной 2,5 м [4]. В пределах отдельной группы спелости необходимо проводить отбор по массе семян или уборочному индексу в зависимости от связи урожайности и продолжительности вегетационного периода [5]. Целью данной работы была оценка работоспособности данной методики и ее корректировка на основе анализа выделившихся в конкурсном сортоиспы- тании в 2023 г. высокопродуктивных генотипов сои и признаков, по которым они были отобраны в селекционных питомниках 2017, 2019, 2020 гг.

Материалы и методы. Материалом для исследований послужили линии селекционного питомника, высеваемые на однорядных делянках длиной 2,5 м в 2017, 2019, 2020 гг. После созревания отобранный ряд срезали серпом, высушивали в полевых условиях до равновесной влажности, взвешивали, обмолачивали на комбайне. Семена сои после первичной очистки взвешивали в лабораторных условиях. Уборочный индекс определяли как отношение массы семян к массе снопа.

Методика заключалась в выявлении связи между урожайностью и продолжительностью вегетационного периода генотипов конкурсного сортоиспытания 2017, 2019 и 2020 гг. в пределах групп спелости. При положительной связи этих двух показателей отбор линий из селекционного в контрольный питомник проводили преимущественно по массе семян с делянки, а при отрицательной – по уборочному индексу. Также учитывали визуальную оценку отобранного ряда при прочих равных параметрах.

В 2018, 2020, 2021 гг. линии, отобранные из селекционного питомника, высевали в контрольном питомнике на четырехрядных пятиметровых делянках с защитными рядами без повторностей; в 2019–2022 гг. – в предварительном сортоиспытании на четырехрядных пятиметровых делянках с защитными рядами в трехкратной повторности; в 2021–2023 гг. – в конкурсном сортоиспытании. Таким образом, в 2017, 2019, 2020 гг. отбор велся в F 5 ; в 2023 г. это были поколения F 8 , F 9 , F 11 .

Конкурсное сортоиспытание в 2023 г. было заложено по общепринятой методике в четырехкратной повторности с защитными рядами. Учетная площадь делянки 14 м2. Были проведены все необходимые фенологические наблюдения и учеты.

Результаты и обсуждение. В соответствии с описанной методикой в конкурсном сортоиспытании 2023 г. было выделено девять линий различных групп спелости (табл. 1).

Таблица 1 Характеристика перспективных линий сои разных групп спелости, выделившихся в конкурсном сортоиспытании ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, г. Краснодар, 2023 г.

Сорто-образец	Вегетационный период, сут.	Урожайность, т/га	Отклонение от стандарта, т/га
Очень ранняя группа созревания
Баргузин (стандарт)	94	1,24	–
Д-3/23	91	1,52	+0,30
Д-12/23	91	1,61	+0,37
Д-16/23	90	1,78	+0,54
НСР 05	–	0,17	–
От очень ранней до ранней группа созревания
Пума (стандарт)	101	1,59	–
Д-71/23	96	2,27	+0,68
Д-76/23	102	2,35	+0,76
НСР 05	–	0,17	–
Ранняя группа созревания
Славия (стандарт)	114	2,02	–
Д-128/23	108	2,47	+0,45
НСР 05	–	0,20	–
Среднеранняя и среднеспелая группы созревания
Вилана (стандарт)	124	1,95	–
Д-249/23	117	2,40	+0,45
Д-243/23	118	2,54	+0,59
Д-248/23	117	2,59	+0,64
НСР 05	–	0,20	–

В группе очень ранних сортов сои был проведен ретроспективный анализ исходной линии Д-16/23 (Л-13-842 × Л-16/15), превысившей стандартный сорт Баргузин в 2023 г. на 0,54 т/га.

Связь урожайности с продолжительностью вегетационного периода в конкурсном сортоиспытании в 2020 г. показана на рисунке 1.

Вегетационный период, суг.

Рисунок 1 – Урожайность семян сои в зависимости от продолжительности вегетационного периода в конкурсном испытании: от очень ранней до ранней группа спелости, 2020 г.

Отмечено, что у самых ранних сортов она была положительной, следовательно, отбор надо было проводить по максимальной массе семян с делянки. При этом отобранные в селекционном питомнике линии созревали раньше генотипов конкурсного сортоиспытания в среднем на 10 дней, что не позволяет с точностью утверждать, что данное направление отбора может быть применено к генотипам этой более ранней группы спелости.

Всего в контрольный питомник из 13 самых скороспелых линий, срезанных в селекционном питомнике, было отобрано девять. Минимальная масса семян у этих линий составляла 360 г, максимальная – 686 г. Уборочный индекс изменялся от 0,39 до 0,47. Линия Д-16/23 была выделена в 2020 г. по уборочному индексу (0,43) и наивысшей визуальной оценке. Стоит отметить, что это была линия с самой низкой массой семян в этой группе спелости и без учета уборочного индекса в контрольный питомник не попала бы.

Анализ данных линии Д-12/23 (Л-12/14 × Л-247) подтверждает теорию о том, что очень важно определять связь урожайности семян с продолжительностью вегетационного периода в пределах аналогичной группы спелости. Так, корреляция урожайности семян и продолжительность вегетационного периода во всем раннеспелом блоке конкурсного испытания в 2017 г. была отрицательной, но после уборки более поздних генотипов она оказалась положительной (рис. 2).

Рисунок 2 – Урожайность семян сои в зависимости от продолжительности вегетационного периода в конкурсном испытании: ранняя группа спелости, 2017 г.:

а) генотипы с вегетационным периодом 97–108 сут.;

б) генотипы с вегетационным периодом 97–103 сут.

Из 57 отобранных в селекционном питомнике 2017 г. раннеспелых линий в контрольный питомник были включены 33. Масса семян отобранных линий изменялась от 504 до 870 г, уборочный индекс – от 0,40 до 0,52, выбракованных – соответственно от 362 до 734 г и от 0,27 до 0,45. До конкурсного испытания 2023 г. дошло четыре из них. Выделившаяся в 2023 г. линия Д-12/23 занимала второе место по массе семян (867 г) и третье по уборочному индексу (0,46) в 2017 г. Следовательно, отбор по массе семян был эффективен.

В группе созревания от очень ранней до ранней была изучена линия Д-76/23 (Славия × Л-74/15). В селекционном питомнике 2020 г. было отобрано 96 линий 13 комбинаций скрещиваний этой группы спелости. Масса семян линий изменялась от 424 до 962 г, уборочный индекс находился в диапазоне 0,36–0,48. Стандартом служил сорт Пума со средней массой семян с делянки 561 г и уборочным индексом 0,40. Связь между продолжительностью вегетационного периода и урожайностью в питомнике конкурсного сортоиспытания была положительной (рис. 3), следовательно, отбор велся в первую очередь по массе семян с делянки.

Вегетационный период, сут.

Рисунок 3 – Урожайность семян сои в зависимости от продолжительности вегетационного периода в конкурсном испытании: ранняя группа спелости, 2020 г.

В контрольный питомник было отобрано 50 линий с массой семян 516–962 г, уборочным индексом 0,38–0,48. Из комбинации Славия × Л-74/15, к которой относится линия Д-76/23, было отобрано восемь линий с массой семян 710–836 г, уборочным индексом 0,42–0,46. Линия Д-76/23 была отобрана по массе семян (746 г), уборочный индекс при этом был наименьшим среди отобранных линий этой комбинации – 0,42.

В последующем из этих линий было отобрано в питомник предварительного сортоиспытания две (урожайность второй изначально была на 12 г ниже, а уборочный индекс на 0,03 выше), и в конкурсном испытании 2023 г. они продемонстрировали одинаковый урожай семян с разницей в созревании 6 суток.

В ранней группе спелости с вегетационным периодом 108 суток выделилась линия Д-128/23 (Олимпия × Л-381/12), отобранная в 2019 г. вместе с 11 сестринскими линиями в селекционном питомнике (из 35 в аналогичной группе спелости). Связь между урожайностью и продолжительностью вегетационного периода в конкурсном испытании в этом году была положительной (рис. 4), следовательно, преимущество при отборе отдавалось линиям с высокой массой семян с делянки.

Вегетационный период, сут.

Рисунок 4 – Урожайность семян сои в зависимости от продолжительности вегетационного периода в конкурсном испытании: ранняя группа спелости, 2019 г.

Масса семян 35 линий изменялась от 364 г до 700 г, средняя – 544 г, уборочный индекс варьировал в диапазоне 0,41–0,50 со средним значением 0,46. Было отобрано семь линий по максимальной массе семян с делянки (600–700 г), их уборочный индекс составил 0,43–0,49. У линии Д-128/23, входившей в эту группу, масса семян равнялась 600 г, уборочный индекс – 0,46. Пять линий было отобрано по уборочному индексу, который составил 0,46–0,48 при массе семян в диапазоне 514–596 г. Средние показатели были у сорта-стандарта Славия – 467 г и 0,43.

В питомник предварительного испытания из вышеперечисленных линий было отобрано две, которые в последствии перешли в конкурсное испытание первого и второго года. Обе линии были отобраны по массе семян с делянки.

Таким образом, линия Д-128/23 была отобрана в селекционном питомнике по массе семян. Линии этой комбинации, отобранные по уборочному индексу, не показали своего преимущества в контрольном питомнике.

В среднеранней группе одной из выделившихся линий была Д-249/23 (Вилана × Д-2350/14), превысившая стандарт на

0,45 т/га. В 2019 г. из 14 линий этой комбинации было отобрано в контрольный питомник восемь. Всего в этой группе спелости отбор велся из 153 линий 23 комбинаций. Было отобрано в контрольный питомник 73 генотипа с массой семян 438– 736 г, уборочным индексом 0,36–0,49. В конкурсном сортоиспытании среднеранней и средней групп спелости между урожайностью и продолжительностью вегетационного периода была отмечена положительная связь (рис. 5). Следовательно, отбор надо было вести по массе семян. У стандартного сорта Вилана в селекционном питомнике средняя масса семян составила 334 г, уборочный индекс 0,28. Все отобранные линии превосходили стандарт по этим показателям.

У лучших линий, полученных в результате скрещивания Вилана × Д-2350/14, масса семян изменялась от 548 до 736 г, уборочный индекс – в диапазоне 0,39– 0,44. Линия Д-249/23 характеризовалась достаточно высоким уборочным индексом (0,42), была лучшей по массе семян (736 г) и визуальной оценке.

В питомник предварительного сортоиспытания была отобрана всего одна линия этой комбинации, показывавшая высокие результаты в течение двух лет в конкурсном сортоиспытании.

Вегетационный период, сут.

Рисунок 5 – Урожайность семян сои в зависимости от продолжительности вегетационного периода в конкурсном испытании: среднеранняя группа спелости, 2019 г.

Заключение. Таким образом, разработанная методика оценки линий в селекционном питомнике по массе семян или уборочному индексу в пределах отдельных групп спелости с учетом связи урожайности и продолжительности вегетационного периода в год отбора эффективна. Также отбирать следует линии с максимальными показателями менее значимого параметра (уборочного индекса или массы семян) в конкретной группе спелости, для недопущения потери высокопродуктивных линий на завершающих этапах селекции.