Оценка раннеспелых сортообразцов сои северного экотипа чувашской селекции по основным хозяйственно ценным признакам в конкурсном сортоиспытании

The characteristic of the new perspective early soybean cultivars of the Chuvash breeding in Volga-Vyatsk region of the Russian Federation is presented. The competitive variety trials were conducted in 2014–2015 in Chuvash Research Institute. Soil is grey, forest, loamy, truncated, neutral on acid degree, with average humus content, and high active phosphorus and potassium contents. Nine new perspective early soybean lines of the northern ecotype of the Chuvash breeding were used in research. The variant placement was randomized, in three stripes, in four repetitions. Sowing plots were of four rows, with area 50 sq. m (2 x 25), interrow distance 50 cm. Accounting area was 20 sq. m – two inner rows. Sowing dates were optimal, seed sowing norm was 450 ths. viable seeds per hectare. The harvesting was done by the combine “Campo”. The vegetation period was characterized by insufficient moistening in 2014 (HTK 0.9, a sum of active temperatures higher than 10о – 2085 оС). The conditions in 2015 were favorable for the growth and development of soybean (HТК 2.2, a sum of active temperatures – 2094 оС). The cultivars Memory of Fadeev, Lumaria are characterized by determinant growth type with limit branching, pressed straight standing, adaptable for mechanical cultivation. These two cultivars are distinguished by large seeds (the 1000 seed weight of the cultivar Memory of Fafeev is 191–196 g, Lumaria – 224–240 g). Seed productivity of the cultivar Memory of Fadeev exceeded standard cultivar (yield of Chera 1 is 23.8 quintal per ha) on 4.2 quintal per ha and of the cultivar Lumaria – on 5.0 quintal per ha. The cultivars of intermediate growth type (Merchen, Shevle, Sarpike) are characterized by average branching (3–4 branches), high attachment of pods from the soil surface, and high productivity, adapted for mechanical cultivation. The seed yield per an area unit in average for two years was 32.2 quintal per ha at the cultivar Merchen, 30.3 quintal per ha – at Shevle, and 29 quintal per ha – at Sarpike. The increases over standard cultivar were 8.4; 6.5; 5.2 quintal per ha, respectively. Undeterminant lines were presented by tall, candelabrum, medium branching, nutating forms. These forms (344/2; 13/6; 291/1) are suitable for cultivation for seeds and green forage in mixtures with corn. The yield of seeds exceeded the standard one on 6.3 quintal per ha at the form 291/1, on 4 quintal per ha – at 13/6, and on 1.5 quintal per ha – at 344/2.

Введение. Соя – важнейшая среди зернобобовых белково-масличная культура многофункционального применения в народном хозяйстве. Показатели, составленные «АБ-Центр» на основе данных Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), свидетельствуют о стабильном наращивании производства сои в мире [1]. Посевные площади сои в мире с 1961 г. по 2013 г. выросли в 4,8 раза, производство соевого зерна – в 10,3 раза, достигнув 276,4 млн т [1]. В России площади под соей за последние семь лет увеличились в 2,3 раза, валовой сбор бобов сои вырос в 2,9 раза, достигнув к 2015 г 1,9 млн га посевных площадей и 2,7 млн т объема производства [2; 3]. Заинтересованность в сое обусловлена исключительной ценностью аминокислотного состава ее белка зерна и разнообразным его использованием в пищевых, кормовых, технических и медицинских целях [4; 5]. Соя стоит в ряду самых экономически выгодных культур, кроме того, это экологически значимая культура, которая улучшает плодородие почвы. Она является отличным предшественником для зерновых благодаря способности усваивать атмосферный азот [6; 7].

Соя является фотопериодически высокочувствительной, короткодневной культурой. Отклонение продолжительности светового дня оказывает большое влияние на вегетационный период, высоту растений и их продуктивность, существенно ограничивая широтный ареал возделывания отдельных сортов сои [8; 9]. В течение многих веков человек, возделывая сою, продвигал ее к северу – в районы с длинным летним днем. Возможность интродукции сои в Нечерноземную зону РФ появилась с созданием новых сортов и форм северного экотипа [10; 11; 12].

Результаты наших испытаний раннеспелых сортов отечественной и зарубежной селекции в условиях Чувашии (56о с. ш.) свидетельствовали о реальной возможности возделывания сои в Волго-Вятском регионе. В то же время изучение сорто-образцов в течение пяти лет показало, что завезенные сорта не обладали оптимальным сочетанием наиболее хозяйственно ценных свойств, т.е. каждому сорту наряду с положительными признаками были присущи и отрицательные свойства [13]. Интродукция сои в районы Нечерноземной зоны требует выведения новых раннеспелых сортов северного экотипа, адаптированных к местным агроклиматическим условиям возделывания и обеспечивающих стабильный урожай по годам.

Селекционные работы по созданию сортов северного экотипа нами начаты в 2000 г. Агроклиматическая оценка исходного материала способствовала выделению биотипов, наиболее приспособленных к условиям Чувашии, для дальнейшего использования их в селекционном процессе. Основным методом селекции явля- ется внутривидовая гибридизация, предусматривающая скрещивание различных географически отдаленных форм. Кроме того, мы применяли метод индуцированного мутагенеза, используя при этом физический мутаген – рентгеновское излучение. Результатом наших селекционных работ является конкурсное испытание новых наиболее перспективных раннеспелых образцов сои по их продукционному потенциалу в условиях Чувашии.

Материалы и методы . Полевые опыты проводили в 2014–2015 гг. на серых лесных тяжелосуглинистых почвах с содержанием гумуса 4,9–5,1 % в экспериментальном кормовом севообороте Чувашского НИИСХ по черному пару. Показатели обеспеченности пахотного слоя почвы по подвижному фосфору и обменному калию были высокие, по степени кислотности нейтральные. Объектом исследования были девять новых перспективных раннеспелых (созревающих при сумме активных температур выше 10 ^оС – 1800–2000 ^оС) линий сои северного экотипа Чувашской селекции. За стандарт был взят районированный в республике сорт Чера 1. Размещение вариантов рендомизированное, в три яруса, повторность четырехкратная. Делянки четырехрядковые, площадью 50 м² (2 × 5 м). Учетная площадь 20 м² – два внутренних рядка. На каждой делянке выделяли постоянные площадки (1 м²) для фенологических наблюдений и биометрического анализа снопа. Посев осуществляли в оптимальные сроки с нормой высева 450 тыс. всхожих семян на гектар. Уборку проводили комбайном «Сампо». После уборки на стерне учитывали потери зерна.

Годы проведения опытов по агроклиматическим условиям имели существенные различия по количеству осадков и температуре воздуха, по характеру их распределения по фазам вегетации. Вегетационный период в 2014 г. характеризовался недостаточной влагообеспечен-ностью на фоне не по сезону высокого уровня температуры воздуха в первой половине лета и частыми дождями во время уборочных работ. Аналогичная картина сложилась и в 2015 г., однако, если в 2014 г.

засуха захватила июль, (фаза цветения и бобообразования), то в 2015 г. июль отличался достаточной влагообеспеченно-стью. Обильные осадки были и в августе, что способствовало хорошему наливу зерна поздних культур. Гидротермический показатель (ГТК) также свидетельствует о существенном различии условий вегетационного периода в годы исследований (июль–август в 2014 г. – 0,8; в 2015 г. – 3,6). Сумма активных температур выше 10 оС за период вегетации равнялась 2085 оС (2014 г.), 2094 оС(2015г.).

Результаты и обсуждения. Среди испытуемых образцов по типу роста детер-минантными с ограниченным ветвлением, прямостоячими с крепким стеблем, устойчивыми к полеганию были три линии – Памяти Фадеева, Люмария, 47 5/9 и сорт-стандарт Чера 1 (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика сортообразцов по архитектонике куста

ФГБНУ Чувашский НИИСХ, 2014–2015 гг.

Сорто-образец	Комбинация	Тип роста	Строение куста	Ветвление, шт.
Чера 1 (стандарт)		Детерми-нантный	Сжатый прямостоячий	Ограниченное 0–1
Памяти Фадеева	СибНИИК 315 × Чера 1	Детерми-нантный	Сжатый прямостоячий	Ограниченное 1–2
Мерчен (мутант)	(Восход × 1191/79)	Промежуточный	Полусжатый полупрямо-стоячий	Среднее 3–4
Шевле	Чера 1 × СН1014-1-20	Промежуточный	Полусжатый полупрямо-стоячий	Среднее 2–3
Люмария	Aldana × Sito	Детерми-нантный	Сжатый прямостоячий	Ограниченное 1–2
Сарпике	СибНИИК 315 × (Восход × 1191/79)	Промежуточный	Полусжатый полупрямо-стоячий	Среднее 3–4
47 5/9	Aldana × СибНИИК 315	Детерми-нантный	Сжатый прямостоячий	Среднее 3–4
34 4/2	Aldana × Дина	Индетер-минант-ный	Полусжатый полупрямо-стоячий нутирую-щий	Среднее 4–5
1 3/6	СибНИИК 315× Aldana	Индетер-минант-ный	Канделяброобразный полупрямо-стоячий ну-тирующий	Ограниченное 2–3
29 1/1	СибНИИК 315 × 907/37	Индетер-минант-ный	Канделяброобразный нутирующий полупрямо-стоячий	Среднее 3–4

Полудетерминантные (промежуточные) были представлены сортами Мер-чен, Шевле, Сарпике, которые характеризовались полусжатой полупря-мостоячей формой куста с 3-4 ветвлениями. Номера 34 4/2, 1_3/2, 29 1/1 относятся к индетерминантному типу роста, имеют канделяброобразную форму, средневетвистые, им присуще нутирующее свойство (табл. 1).

Всем линии характеризовались средней высотойы растения (60-80 см), кроме индетерминантных, которые в благоприятные по влагообеспеченности годы достигали высоты до 1 м и более (рис. 1). Однако сложившиеся условия вегетационного периода имели существенное влияние на формирование высоты растений: в 2014 засушливом году этот показатель равнялся в среднем по вариантам 63,4 см против 88,9 см в 2015 г. (рис. 1). Отрицательная реакция растений сои на недостаток влаги наблюдалась почти у всех сортообразцов, кроме 475/9, который имел стабильный рост по годам независимо от погодных условий. В меньшей степени реагировали на гидротермические условия сорта Мерчен, Люмария, Сарпике.

Рисунок 1 – Высота растений различных сортообразцов сои (2014-2015 гг.)

Высота прикрепления нижнего боба указывает на технологичность сорта. Белорусские селекционеры пришли к выводу, что наиболее объективно можно оценить возможные потери урожая при прямом комбайнировании определением доли бобов, расположенных ниже 15 см от поверхности почвы, а не высоты прикрепления нижнего боба. Результаты наших исследований показали, что этот ценный признак зависит не только от генотипа, но и от сложившихся погодных условий произрастания. Ощутимые потери урожая были в засушливом 2014 г. (в среднем по образцам 18,4 % по сравнению с 5,9 % в 2015 г.). Высокий процент доли бобов ниже 15 см в условиях засухи отмечен у сортов Чера 1 (стандарт), Памяти Фадеева, Сарпике. Хотя в благоприятный год этот показатель не превышал 6,9 % (рис. 2). Индетерминантная форма 344/2 имела самый низкий процент потери за годы испытаний (2,3; 1,8), самый высокий процент был у детерминантной формы 475/9 с короткостебельным компактным кустом (48,1 и 14,7 соответственно по годам). Последний характеризовался формированием основной массы бобов на нижних ярусах.

Рисунок 2 - Доля бобов, расположенных на стебле ниже 15 см от поверхности почвы (2014-2015 гг.)

Количество продуктивных узлов и бобов на растении, озерненность бобов, масса 1000 семян являются основными слагающими величинами урожайности сорта. По количеству продуктивных узлов на главном стебле выделялся мутантный сорт Мерчен (15 шт.), по количеству бобов на растении - сорт Шевле (39 шт.) и линия 34_4/2 (38 шт.). Наилучшая озер-ненность отмечена у сортов Люмария (2,5), Сарпике и линии 47_5/9 (2,4), наименьшая – у линии 34 4/2 (1,7) (табл. 2).

Таблица 2

Показатели структуры урожая сорто-образцов сои за 2015 г.

Сортообразец	Количество с 1 растения, шт.			Число семян в бобе, шт.	Масса семян, г/раст.
	продуктивных узлов	бобов	се мян
Чера1 - стандарт	12	30	61	2,0	9,6
Памяти Фадеева	14	34	71	2,1	10,4
Мерчен	15	32	74	2,3	10,0
Шевле	14	39	67	2,0	9,1
Люмария	14	27	68	2,5	12,0
Сарпике	13	26	63	2,4	10,9
47 5/9	11	32	76	2,4	11,8
34 4/2	13	38	65	1,7	9,4
1 з/6	13	32	73	2,3	11,3
29 1/1	11	32	63	2,0	9,4

Зерновая продуктивность одного растения по вариантам находилась в диапазоне от 9,1 до 12,0 г при густоте стояния растений перед уборкой 39-43 шт./м². Выше стандарта массу семян с 1 растения имели шесть сортообразцов, наибольший показатель был у сорта Люмария и линии 47 5/9 .

Рисунок 3 - Изменение массы 1000 семян у разных сортообразцов в зависимости от погодных условий

Масса 1000 семян в 2014 г. в среднем по сортам составила 169,8 г, в 2015 г. -187,8 г, т.е. на 10,6 % выше. Мелкие семена имел сорт Шевле (124, 145 г соответственно), крупные - Памяти Фадеева (191, 196 г), Люмария (224, 240 г), Сарпи-ке (176, 206 г). По массе 1000 семян стабильны по годам были сорта Памяти Фадеева, Мерчен, линия 13/6, заметное от- клонение по этому признаку имели линии 291/1 (47 г), 475/9 (34 г), сорт Сарпике (30 г).

Таблица 3

Семенная продуктивность перспективных сортообразцов

2014-2015 гг.

Сортообразец	Урожайность, ц/га			Отклонение от стандарта
	2014 г.	2015 г.	среднее за 2 года
Чера 1 - стандарт	21,4	26,2	23,8	Ст.
Памяти Фадееву	24,5	31,5	28,0	+ 4,2
Мерчен	31,1	33,2	32,2	+ 8,4
Шевле	29,7	30,9	30,3	+ 6,5
Люмария	23,9	33,6	28,8	+ 5,0
Сарпике	23,6	34,4	29,0	+ 5,2
47 5/9	19,8	34,0	26,9	+ 3,1
34 4/2	21,4	29,1	25,3	+ 1,5
1 3/6	23,6	32,1	27,8	+ 4,0
29 1/1	29,8	30,4	30,1	+ 6,3
НСР 05	0,9	0,8

Результаты учета урожая показали, что продуктивный потенциал сои зависел от абиотических факторов: в засушливом 2014 г. урожайность семян составила в среднем по вариантам 24,9 ц/га, в благоприятном 2015 г. - 31,6 ц/га, разница 6,7 ц/га. По результатам двух лет по семенной продуктивности с единицы площади выделялся сорт Мерчен (превышение над стандартом 8,4 ц/га), существенные прибавки имели и остальные сортообразцы, кроме 34_4/2 (+1,5 ц/га) (табл. 3). Сорта Памяти Фадеева и Мер-чен в 2015 г. передали в Государственное сортоиспытание, а кандида-тами на передачу в последующие годы могут быть сорта Люмария, Шевле, Сарпике для промышленного возделывания на зерно. Форма 47 5/9 по морфобиологическим свойствам скорее подходит для выращивания на приусадебных участках, поскольку имеет - короткостебельный, компактный, прямостоячий, ветвистый куст с крупносемянными бобами, не полегает, не растрескивается и не осыпается.

Заключение. По результатам испытаний по хозяйственно ценным признакам и семенной продуктивности все сортооб-разцы имели преимущество над стандартом (от 1,5 до 8,4 ц/га).

Наиболее стабильной урожайностью по годам характеризовались сорта Мер-чен (31,1; 33,2 ц/га), Шевле (29,7; 30,9 ц/га) и линия 29 1/1 (29,8; 30,9 ц/га). Детерми-нантные сорта Памяти Фадеева и Люма-рия выделялись ограниченным ветвлением и сжатым прямостоячим кустом, крупными семенами (масса 1000 семян 191; 196; 224; 240 г соответственно), превышение урожайности над сортом-стандартом Чера 1 в среднем за два года составило 4,2 и 5 ц/га соответственно. Сорта промежуточного типа роста со средней ветвистостью имели кусты полу-сжатые с высоким прикреплением нижнего боба. Семенная продуктивность в среднем за 2 года выше стандарта на 8,4 ц/га у сорта Мерчен, 6,5 – у Шевле, 5,2 ц/га – у Сарпике. Индетерминантные линии 34 4/2 , 1 3/6 , 29 1/1 формировали высокие кусты с продуктивностью, превышающей стандарт на 1,5; 4,0; 6,3 ц/га соответственно.