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

Размещено на http://allbest.ru

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

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

Специальность: 06.01.09 - растениеводство

Кобозева Тамара Петровна

Орел - 2007

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

Научный консультант доктор сельскохозяйственных наук, профессор Посыпанов Георгий Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Агаркова Светлана Николаевна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Храмой Виктор Кириллович.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Дозоров Александр Владимирович

Ведущая организация ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сои» (г. Благовещенск)

Защита состоится « 9 » ноября 2007 г. в 14 час. 30 мин. на заседании

диссертационного совета ДМ. 220. 052.01 при ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» по адресу: 302019, г. Орел, ул. генерала Родина, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «____»___________200__ г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Л.П. Степанова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В мировом земледелии соя занимает четвертое место после пшеницы, кукурузы и риса и первое среди зерновых бобовых культур. Ее площади достигают 91,4 млн га, валовой сбор зерна - 209,6 млн т., темпы роста производства опережают все другие культуры. Уникальный состав органических, минеральных, биологически активных веществ, их функциональные свойства обуславливают многогранность и универсальность использования культуры. Суммарное содержание белка и жира в семенах достигает 70 %, при этом белок превосходит стандарт ФАО (2004). Благодаря симбиотической азотфиксации неоспоримо агротехническое значение сои. Уникальная пластичность вида позволяет возделывать его от 42 параллели Южного полушария до 54 Северного.

В России посевные площади под соей не превышают 720 тыс. га., валовой сбор зерна - 690 тыс. т. (Медведев, 2006). К 2017 году планируется увеличить производство до 3,0 млн т., посевные площади до 2,7 млн га, в том числе за счет освоения европейского региона, включая северную часть областей Черноземной зоны, юг и центральную часть Нечерноземья. В этой связи создание ультраскороспелых высокопродуктивных сортов и форм сои северного экотипа, разработка и совершенствование технологий ее возделывания является актуальным направлением аграрной науки.

Цель исследований - обосновать возможность эффективного соеводства в Нечерноземной зоне России на основе создания сортов и форм сои северного экотипа, разработать систему управления их продукционным процессом и реализовать ее в технологиях.

Задачи исследований:

- экспериментально-теоретическое обоснование системы эффективной интродукции сои в Нечерноземную зону России на основе создания сортов и форм северного экотипа, разработки сортовой агротехники, адаптированной к новым почвенно-климатическим условиям;

- выбор сортов, перспективных для получения форм, стабильно вызревающих в Нечерноземной зоне (на широте 56^о), на основе агроэкологического испытания ультраскороспелых и скороспелых сортов мировой коллекции ГНУ ГНЦ РФ «Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства имени Н.И. Вавилова» (более 600 номеров из 14 стран мира);

- использование и совершенствование метода радиационного мутагенеза при создания ультраскороспелых, высокопродуктивных форм сои северного экотипа путем комплексного изучения радиочувствительности, продукционного и мутационного процессов при гамма-облучении воздушно-сухих семян и вегетирующих растений разных сортов с учетом условий их выращивания;

- проведение агроэкологического испытания новых сортов и мутантных форм сои северного экотипа, полученных отбором из мутантных популяций, включение их в селекционный процесс научно-исследовательских учреждений страны, в том числе Всероссийский НИИ растениеводства имени Н.И. Вавилова;

- изучение особенностей роста, развития, продукционного процесса, биохимического состава семян (содержание белка, жира и жирных кислот, аминокислотный и фракционный состав белка, содержание минеральных микро- и макроэлементов, витаминов, ингибиторов протеолитических ферментов) у сортов и форм северного экотипа;

- изучение взаимосвязи процессов фотосинтеза, дыхания, симбиотической азотфиксации, динамики формирования биомассы растений, биохимического состава семян в зависимости от сортовых особенностей, условий вегетации, агротехнических приемов возделывания посевов, в том числе инокуляции, предпосевной обработки семян биологически активными веществами, сроков, норм, способов и глубины посева, влагообеспеченности, способов борьбы с сорняками, болезнями, вредителями и др.;

- изучение матрикальной, в том числе биохимической разнокачественности семян сои разных сортов и форм с целью выделения наиболее полноценной фракции семян и оптимизации семеноводства;

- разработка комплексной технологии возделывания, уборки и использования посевов сои в условиях Нечерноземной зоны с учетом биологических особенностей сортов и почвенно-погодных факторов;

- агроэнергетическая и экономическая оценка возделывания сортов и форм сои северного экотипа, а также основных приемов повышения урожайности культуры.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Возможность эффективного соеводства в Нечерноземной зоне России на основе создания новых сортов и форм северного экотипа и совершенствования технологий их возделывания.

2. Эффективность метода радиационного мутагенеза для создания ультраскороспелых высокопродуктивных сортов и форм сои посредством гамма-облучения вегетирующих растений и предпосевного облучения воздушно-сухих семян (определение радиочувствительности, выбор фазы развития и радиационной нагрузки, обеспечивающей максимальный выход хозяйственно-полезных мутаций, оптимизация проведения отборов в мутантных популяциях).

3. Особенности биохимического состава семян сои северного экотипа с учетом матрикальной разнокачественности, сроков посева и условий возделывания (содержание углеводов, аминокислот в белке, жирных кислот в жире, микро- и макроэлементов, витаминов).

4. Комплексная технология возделывания сои северного экотипа в Центральном районе Нечерноземной зоны, приемы и возможности ее совершенствования.

5. Экономическая эффективность возделывания новых сортов и форм сои северного экотипа в Нечерноземной зоне России, а также приемов повышения семенной продуктивности культуры.

Научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов исследований:

Впервые доказана возможность эффективного возделывания сои в Нечерноземной зоне на широте 56^о на основе использования новых ультраскороспелых сортов и форм северного экотипа и разработки системы приемов управления продукционным процессом.

Впервые изучены особенности роста и развития сортов сои северного экотипа, формирования корневой системы, вегетативных и генеративных органов, фотосинтетического и симбиотического потенциалов, биохимического состава семян, содержания в них аминокислот и жирных кислот, микро- и макроэлементов, витаминов, ингибиторов протеолитических ферментов в зависимости от погодных условий, сроков посева, озерненности бобов и размещении их на растении, подробно исследовано явление матрикальной разнокачественности семян.

Впервые на широте 56^о была проведена комплексная агроэкологическая оценка коллекции ультраскороспелых, очень скороспелых и скороспелых сортов сои (около 600 номеров из 14 стран мира), из них выделены сорта, пригодные в качестве исходного материала для создания сортов северного экотипа.

Впервые проведены комплексные исследования по влиянию гамма-облучения семян и вегетирующих растений сои на рост и развитие растений в разных поколениях. Изучен характер и спектр нарушений морфологического характера в М₁ и мутаций в М₂. Определены летальные, сублетальные и эффективные для получения полезных мутаций дозы облучения, установлены оптимальные этапы органогенеза при облучении вегетирующих растений сои. На основе этих исследований доказана высокая эффективность метода радиационного мутагенеза для получения ультраскороспелых форм сои, превосходящих исходные сорта по скороспелости, продуктивности, технологичности. При этом 35 мутантных форм, представляющих наибольший практический интерес, переданы ряду научно-исследовательских учреждений и включены в селекционный процесс.

Выявлено, что повреждаемость растений гамма-лучами зависит от особенностей сорта и возрастает при ухудшении условий произрастания; при этом гамма-облучение снижает устойчивость растительного организма к стресс-факторам.

Впервые установлено, что при одной и той же дозе облучения пролонгированное воздействие на семена и растения малой мощностью сильнее повреждает растительный организм, чем более мощное, но менее продолжительное действие, дано теоретическое обоснование этому явлению.

Впервые на основе изучения биологических особенностей роста и развития сортов и форм сои северного экотипа, их требований к параметрам окружающей среды, отзывчивости на те или иные агроприемы разработаны рекомендации по выращиванию, уборке и рациональному использованию этой культуры в Нечерноземной зоне России, при этом дано теоретическое и экспериментальное обоснование дальнейшего совершенствования технологий ее возделывания с учетом особенностей зоны и потенциальных возможностей новых сортов и форм. Особое внимание уделено вопросам улучшения свойств почвы, известкования, режимов орошения, размещения сои в севооборотах, совершенствованию приемов инокуляции семян, борьбы с сорняками, обоснования сроков, способов и норм высева семян, предпосевной обработке семян препаратами защитного и стимулирующего действия.

Практическая значимость работы заключается в том, что доказана реальная возможность создания сортов и форм сои северного экотипа, вызревающих на широте 56^о за 103…120 дней при сумме активных температур 1 700…1 900 ^оС. Доказана возможность получения в центральном Нечерноземье среднего урожая зерна сои 1,8…2,5 т/га при содержании в семенах белка 40…43 %, жира - 19…20 %, сборе белка - 820…1360 кг/га, незаменимых аминокислот - 434…563 кг/га, жира 307…483 кг/га, а также при обеспечении условного чистого дохода около 9 000 р./га. При благоприятных для сои погодных условиях, в том числе при применении в жаркие сухие годы передвижного орошения, обеспечивается урожайность до 3,0…3,6 т/га. Впервые доказано, что по ряду биохимических показателей сорта сои северного экотипа не уступают традиционным сортам этой культуры, а по некоторым превосходят их.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международных, Всесоюзных, Всероссийских, межвузовских и вузовских научных конференциях в 1981…2007 гг., в том числе на Международных научных конференциях: «Интенсификация земледелия и растениеводства», Благовещенск, ВНИИ сои, 1990 г.; «Современные проблемы научного обеспечения кадров АПК», Тюмень, НИИ Северного Зауралья, 1990; «Биологический азот», Калуга, Калужский филиал РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 1990, 1991 гг.; «Биологический азот в растениеводстве», Москва, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 1993, 1996 гг.; «Экологически безопасные технологии в сельскохозяйственном производстве 21 века», Владикавказ, Горский ГАУ, 2000г.; «Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур», Ярославль, Ярославская ГСХА, 2003г.; «Достижения науки агропромышленному производству», Казахстан, Костанай, 2004 г.; на 10-м Международном конгрессе по почвоведению, Пакистан, Тандоджап, Тандоджапский государственный университет, 2004 г.; Международных симпозиумах «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», Пущино, 1997, 2003 гг.; а также ежегодных научных конференциях РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева в 1981, 1983, 1994, 1998, 1999, 2006 гг., и ежегодных научных конференциях МГАУ имени В.П. Горячкина в 1999…2007 гг.

Результаты исследований экспонировались в павильоне «Биология АН СССР» ВДНХ СССР в 1984 г. (медаль ВДНХ СССР), на ВВЦ «Золотая осень» в 2004…2006 гг.

Линии сои северного экотипа № М-52 (№ К-9515), М-12 (№ К-0142197), М-57 (№ К-0142198) , М-21 (№ К-0142199), М-27 (№ К-0142200), М-31 (№ К-0142201), М-70 (№ К-0142202), М-37 (№ К-0142203), М-134 (№ К-0142204), М-140 (№ К-0142205) внесены в каталог Всероссийского НИИ растениеводства имени Н.И. Вавилова (1990, 2007).

Полученные результаты явились основой научно-исследовательской работы, выполненной по трем Государственным контрактам с Министерством сельского хозяйства Российской Федерации: № 864 от 01.07.03 г. - Рег. № 01.20.00 316718. - 120 с.; № 730/13 от 27.07.04 г. - Рег. № 01.20.00 412767. - 119 с. № 1384/13 от 12.11.04 г. - Рег. № 01.20.00 422665. - 121 с., утверждены экспертной комиссией МСХ РФ.

Результаты работы использованы в учебном процессе и вошли в учебник «Технология производства продукции растениеводства», М.: КМК Scientific Press. - 2004. - 381 с., использованы в 6 учебно-методических пособиях. соя пищевой агротехника нечерноземный

По теме диссертации в отечественных и зарубежных изданиях опубликовано 74 работы, в том числе 1 монография.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 380 стр. машинописного текста, состоит из введения, 11 глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы, включающего 250 отечественных и зарубежных авторов, 31 приложения, содержит 112 таблиц и 40 рисунков.

Личное участие автора в проведении эксперимента составляет 70 %. Закладка полевых, вегетационных и лабораторных опытов, анализ и обобщение результатов исследований были проведены автором лично.

Автор с благодарностью вспоминает Заслуженного деятеля науки, доктора сельскохозяйственных наук, профессора Г. С. Посыпанова, выражает искреннюю благодарность доценту кафедры радиологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева В.П. Мухину, сотрудникам кафедры растениеводства Л.А. Бухановой, Н.В. Заренковой, В.Н. Мельникову, Е.В. Беляеву, Н.Г. Тазиной, аспирантам Г.Х. Джамро, В.Ф. Федорову, З.И. Федоровой, Е.В. Демьяненко, У.А. Делаеву, В.А. Клоттею, Л.Н. Бойко, Э.А.Л. Жоакиму, Р.Э.Ш. Гомаа за сотрудничество и помощь в проведении исследований.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основные исследования проведены в 1980…2007 гг. на опытном поле лаборатории растениеводства РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева на среднеоподзоленных дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах с рН _сол. 6,3…6,4, обеспеченных Р₂О₅ не ниже 150 мг/кг (по Кирсанову), К₂О не ниже 120 мг/кг (по Масловой и Чернышовой), гумуса 2,0…2,5 (по Тюрину); часть исследований - на опытном поле Калужского филиала РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева на супесчаных дерново-подзолистых почвах, среднеобеспеченных фосфором и калием; на полях ГПЗ «Заря Подмосковья» Домодедовского района на тяжелосуглинистых почвах с высоким содержанием фосфора и калия с рН_сол. 6,4…6,5, а также на гамма-поле Московского отделения ВИР (Московская обл.).

За период исследований средняя сумма активных температур за вегетационный период составила 2 000 ^оС, максимальная - 2 400 ^оС, минимальная - 1 770 ^оС; средняя сумма осадков 350 мм, максимальное - 447 мм, минимальное - 188 мм.

В 1981…1984 гг. по методикам ВИР проведено агроэкологическое испытание 600 ультраскороспелых и скороспелых сортов из 14 стран. В результате было выделено 5 сортов, перспективных для селекции на скороспелость в Нечерноземной зоне. На них проведена серия опытов по гамма-облучению воздушно-сухих семян и вегетирующих растений сои с целью получения ультраскороспелых мутантов, а также изучения радиочувствительности семян и растений, мутабильности сортов.

Облучение семян проводили за день до посева на установках ЭГО-4, ЭКУ-1, ЭКУ-2, в дозе от 5 до 500 Гр при мощности излучения 0,100; 0,115; 0,40; 0,60; 0,90; 1,00; 1,02; 6,00; 9,00; 10,00; 40,00 и 70,00 Гр/мин. Источником излучения служил ⁶⁰Со. Величину дозы контролировали с помощью термолюминесцентных дозиметров ИКС. Вегетирующие растения облучали на гамма-поле Московского отделения ВИР в дозе 10, 15, 20 и 40 Гр, мощность облучения зависела от режима работы излучателя и расстояния растений от источника.

Мутантные формы и сорта северного экотипа оценивали в условиях Московской, Калужской, Ярославской, Рязанской, Амурской, Ленинградской областей и Алтайского края.

Полевые опыты, анализ результатов экспериментов, исследования по азотфиксации проведены в соответствии с методиками кафедры земледелия (Доспехов, 1985) и кафедры растениеводства (Посыпанов, 1983) РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева. Химический анализ семян - на ИК-анализаторе Nir-42.

Коэффициент варьирования по годам показателей продуктивности и качества определяли как отношение среднего отклонения к средней величине показателя (Кобозев, Тюльдюков, Парахин, 1995).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ МИРОВОЙ КОЛЛЕКЦИИ УЛЬТРАСКОРОСПЕЛЫХ И СКОРОСПЕЛЫХ СОРТОВ СОИ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМ СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА, СТАБИЛЬНО ВЫЗРЕВАЮЩИХ В НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЕ

В течение 1981…1984 гг. на опытном поле лаборатории растениеводства РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева было проведено агроэкологическое испытание 600 сортов ультраскороспелых и скороспелых сортов сои из 14 стран, которое выявило отсутствие сортов, пригодных для возделывания на семена в Нечерноземной зоне на момент начала исследований (1980 г.). Сорта шведской селекции (группы Шведская, Фискеби, Бравелла) оказались нетехнологичными, наиболее скороспелые сорта отечественной селекции (Северная 5, Приморская 494, Аврора, Восток) вызревали в условиях Нечерноземья не во все годы. Уборка и дальнейшая доработка семян с недозревших посевов крайне затруднена, скорее всего они могут быть использованы на кормовые цели - силос или зерносенаж.

Выявлено, что классификация сортов сои по скороспелости Н.И. Корсакова (1973) в условиях Нечерноземной зоны становится неактуальной, поскольку признак «продолжительность периода вегетации» детерминируется не только генотипом сорта, но и условиями произрастания, в том числе суммой активных температур и длиной дня.

На выделенных из коллекции сортах были проведены исследования по изучению радиоустойчивости и мутабильности сои с целью получения более скороспелых форм. Перспективность радиационного мутагенеза подтверждают отчеты МАГАТЭ, по данным которых этим методом получено более 3000 сортов сельскохозяйственных культур. В селекции сои радиационный мутагенез занимает особое место, так как гибридизация из-за мелких легко ранимых цветков затруднена.

Впервые по 14 критериям была проведена оценка радиочувствительности культуры как при облучении семян, так и растений, оценена мутабильность сортов и способность растений к регенерации в зависимости от дозы и мощности гамма-облучения в различных почвенно-климатических условиях.

Опыты показали, что предпосевное облучение воздушно-сухих семян вызывало снижение энергии прорастания, лабораторной всхожести и силы роста. В полевых условиях большинство облученных семян давало всходы, но процесс прорастания был растянут во времени тем сильнее, чем выше была доза облучения и хуже складывались погодные условия, то есть облучение семян снижало устойчивость выросших из них растений к стресс-факторам.

Часть всходов (так называемые «ложные всходы») погибала в фазе семядолей, наиболее ослабленные растения отмирали в течение вегетации, в результате процесс изреживаемости посевов усиливался по мере увеличения дозы облучения. Среди растений, сохранившихся до уборки, значительная часть оказывалась стерильной, их доля в посеве также возрастала по мере увеличения дозы.

Облучение в дозах до 80 Гр вызывало увеличение в проростках содержания моносахаров в 1,45 раза, небелкового азота в 1,91 раза, что связано с усилением гидролиза запасных веществ. Этим объясняется увеличение лабораторной всхожести семян с пониженными посевными свойствами, полученными в условиях холодного и дождливого лета 1980 года. При дальнейшем увеличении дозы повреждающий эффект резко возрастает.

У растений, вступивших в генеративную фазу, вследствие облучения семенного материала уменьшалось число цветков и бобов за счет усиления их абортивности и уменьшения завязываемости, снижались озерненность каждого боба и общая продуктивность, а также, как следствие, коэффициент размножения (табл.1).

Табл. 1. Формирование репродуктивных органов в среднем на 1 продуктивное растение сои в зависимости от дозы гамма-облучения семян (в среднем по сортам Северная 5 и Приморская 494), на примере полевого опыта, 1983 г.

Доза, Гр*	Число цветков, шт.	Завязываемость. бобов, %	Количество бобов	Число семян, шт.	Число семян в 1 продукт. бобе, шт.	Масса семян, г	Масса 1000 семян, г
			Всего, шт.	продуктивных
				шт.	% к общ. числу
0	60	55	33	20	61	42	2,3	7,9	125
5	54	57	31	18	58	37	2,2	5,1	135
40	53	55	29	17	58	33	1,6	4,3	129
60	54	54	29	17	57	29	1,8	4,1	138
80	57	54	31	18	58	26	1,6	3,6	140
100	54	48	26	16	61	26	1,6	3,6	138
120	55	49	27	16	59	23	1,4	3,3	148
140	47	34	16	10	61	14	1,4	1,9	146
160	50	36	18	10	55	13	1,4	1,7	146
180	47	28	13	7	54	9	1,4	1,3	142
200	43	27	12	7	57	7	1,0	1,0	126

*Мощность дозы - 0,9 Гр/мин.

Облучение семян гамма-лучами в дозе до 50 Гр не вызывало видимых изменений. В диапазоне доз от 50 до 200 Гр наблюдалось отрицательное действие радиации, которое проявлялось в замедлении и подавлении процессов прорастания, роста и развития. При этом особенно заметным отставание в росте было до фазы 3…4 тройчатого листа, наблюдалось снижение высоты растений за счет сокращения числа междоузлий и уменьшения их длины. Действие радиации проявлялось тем сильнее, чем выше была доза облучения и хуже складывались условия для прорастания и роста.

Полную гибель растений у разных сортов вызывало облучение в дозе от 150 до 400 Гр в зависимости от ряда причин, что опровергает мнение о величине летальной дозы для сои 200 Гр. По нашим данным этот показатель зависит от условий возделывания культуры, физиологического состояния семян и проростков. Выявлено, что при мощности излучения 0,4 Гр/мин. семена и выросшие из них растения страдали от облучения сильнее, чем при 1,02 Гр/мин.

Эта закономерность сохранялась и в М₂._. Для диапазона доз от 50 до 200 Гр существует диапазон мощностей, при котором повреждающий эффект при каждой конкретной дозе зависит от соотношения мощности лучевого потока и продолжительности воздействия.

При этом продолжительное воздействие при малой мощности сильнее повреждает живой объект, чем более мощное, но кратковременное облучение. Об этом свидетельствуют и количество хромосомных аберраций в клетках корешков проростков, причем механизм реабилитации клеточных структур при кратковременном, но интенсивном воздействии работает лучше, чем при продолжительном, но слабом. Когда же лучевой поток настолько велик, что «отключает» механизм реабилитации, вызывая глубокие, необратимые изменения в клетке, соотношение факторов интенсивности и времени уже не имеет значения.

В работе дается объяснение этого явления с точки зрения возможности взаимодействия антиоксидантов с активными радикалами, образующимися при разрушении клеточных структур под действием стресс-фактора, в том числе гамма-облучения.

Повреждение хромосомного аппарата, разрушение целостности клеточных структур и вследствие этого нарушение всех биохимических процессов в клетках зародыша семени приводят к появлению химерных растений. Если при малых дозах до 50 Гр наличие видимых изменений носило случайный характер, то по мере повышения дозы облучения отмечалось закономерное увеличение их числа и расширение спектра, а в вариантах при дозах 120 Гр и более все растения были видоизменены и имели от 3 до 6 типов нарушений.

В М₂ наблюдалось четко выраженное последействие радиации, что проявлялось в снижении полевой всхожести, выживаемости растений, продолжительности вегетации, продуктивности растений и было выражено тем сильнее, чем выше была доза облучения в М_о и чем хуже складывались условия для прорастания семян и развития растений. Поскольку в М₂ полной реабилитации растений от радиационного повреждения не происходило, то для избежания потерь ценных мутантов отбор из мутантных популяций следует проводить в более поздних поколениях.

Выявлены сортовые различия по радиочувствительности семян. Наиболее заметно по этому показателю различались сорта Северная 5 и Приморская 494, причем радиочувствительность семян Северной 5 оказалась выше. Между сортами Аврора, Восток и Приморская 494 существенных различий по радиочувствительности не обнаружено.

Установлено, что диапазон доз, приемлемый для облучения растений в фазу начала цветения, составляет 10…20 Гр. По мере увеличения дозы снижается высота растений, уменьшается число узлов, сокращается длина междоузлий, уменьшается высота крепления первого нижнего боба, бобы закладываются в пазухах примордиальных листьев (в отдельных случаях - в пазухах семядолей), при этом уменьшаются число бобов на растении, число и масса семян, а также ухудшаются посевные свойства последних. Выросшие из таких семян растения уступают контрольным (без облучения) по высоте и продуктивности, среди них возрастает доля стерильных и увеличивается изреживаемость.

Установлено, что при выборе дозы важно учитывать мощность лучевого потока и продолжительность облучения. У обоих сортов выявлен эффект мощности дозы: мощное, но менее продолжительное облучение меньше травмировало растение и вызывало снижение семенной продуктивности в меньшей степени, чем более продолжительное но меньшей мощности.

В мутантных популяциях, полученных от облучения семян и вегетирующих растений сои сортов Северная 5 и Приморская 494, было выделено 30 типов мутаций, причем значительное количество последних присутствовало у обоих сортов при облучении как семян, так и вегетирующих растений.

Облучение семян оказалось более эффективным и технологичным, однако различия в спектре мутаций свидетельствуют о необходимости применения разных способов получения новых признаков у растений сои.

Сорт Северная 5 превосходил Приморскую 494 по мутабильности, как по числу и доле мутаций в мутантной популяции, так и по спектру наблюдавшихся изменений.

В диапазоне доз от 40 до 100 Гр и от 10 до 20 Гр при облучении соответственно воздушно-сухих семян и вегетирующих растений (в фазу бутонизации-начала цветения) получен максимальныхй выход мутантов с наибольшим количеством полезных мутаций.

В целом можно сделать заключение о том, что радиационный мутагенез перспективен для получения форм, превосходящих родительские сорта по скороспелости, продуктивности и другим хозяйственно-ценным признакам (табл. 2).

Табл.2. Характеристика мутантных форм сои северного экотипа по основным морфологическим и хозяйственно-ценным признакам, полевой опыт, в среднем за 1985…1989 гг.

Сорт, образец	Облучение, Гр/Гр/мин.	Группа спелости, балл	Высота растений, см	Высота прикрепления нижнего боба, см	Тип роста**	Содержание белка, %	Содержание жира, %	Средняя урожайность, т/га
Швед. 856	0/0,0	000	58	5	д	35,8	18,3	1,48
М-10	40/0,4	000	40	12	д	34,6	18,4	1,60
М-17	40/0,4	000	46	9	д	35,6	19,3	1,80
М-52	30/0,4	00	80	11	п/д	38,9	18,8	2,44
НСР05	-	-	5,1	2,9	-	-	-	0,11
Северная 5	0/0,0	00	79	13	п/д	38,5	18,6	1,52
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. м^{2 .} 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.

Табл.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	3,71 4,78	4,00 5,05	3,14 4,08	4,13 5,36	3,59 4,05	4,14 6,01	4,12 3,18	4,52 6,32
Сырая масса клубеньков, мг/раст.	0 0	6 8	0 0	5 10	5 0	50 110	8 5	50 120
Интенсивность дыхания корней, мг СО2 в сутки на 1 растение	25 39	45 77	22 38	30 50	34 53	67 111	30 78	64 78
Фиксация азота воздуха (мг N в час на 1 растение) в 12 часов дня при естественной освещенности	-	-	0,56	1,28	0,50	1,25	0,49	0,79

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

В лабораторных опытах выявлено, что увеличение освещенности растений сопровождалось возрастанием интенсивности фотосинтеза, повышением количества и массы клубеньков на корнях, усилением интенсивности их дыхания, а также азотфиксирующей активности. В свою очередь инокуляция семян клубеньковыми бактериями способствовала увеличению этих показателей за счет улучшения использования световой энергии и повышения интенсивности фотосинтеза в 1,2…1,5 раза, интенсивности дыхания корней с клубеньками и интенсивности азотфиксации в 2,0…2,5 раза. При этом за счет инокуляции биомасса растений увеличивалась в 1,6 раза, семенная продуктивность - в 2,2 раза. При внесении азотных удобрений без инокуляции семян эти показатели повышались соответственно в 2,1 и 3,1 раза. Совместное использование этих приемов приводило к увеличению биомассы растений в 2,4 раза, семенной продуктивности - в 3,6 раза (табл. 3…4). При этом показатели интенсивности фотосинтеза, дыхания и азотфиксации достигали максимального значения в период от бутонизации до цветения.

Исследования 1991…1995 гг. показали, что увеличение площади питания растений не оказало влияния на продолжительность вегетации, но при более свободном размещении растений способствовало образованию большего числа узлов с генеративными органами, количество которых коррелирует с продолжительностью вегетации сорта. Повышение плотности агроценоза ограничивало ростовые процессы и ускоряло созревание сои.

Динамика площади поверхности листьев и накопления сухого вещества растениями прямо зависит от продолжительности периода вегетации, причем при разреженных квадратно-гнездовых посевах эти показатели в 2,0...2,7 раза больше, чем в широкорядных. Семенная продуктивность оказалась наибольшей у формы М-52 и наименьшей - у сорта Окская.

Наибольшая площадь поверхности листьев формируется в узлах среднего яруса (у сортов Магева и Окская 5... 8, формы М-52 - 6...10), несколько меньше - в узлах нижнего и ещё меньше в верхнем ярусе. У сорта Магева в третьем ярусе широкорядных посевов листья не образуются. Снижение густоты стояния растений соответственно способствует увеличению площади поверхности листьев каждого узла.

Наибольшая абортивность генеративных органов отмечена в нижнем ярусе (сохранность бобов 13... 23 %), а наименьшая - в среднем ярусе (сохранность бобов 32...67 %). Показатель абортивности бутонов и цветков значительно меньше при свободном квадратно-гнездовом размещении растений, чем при широкорядном. Абортивность определяется недостатком притока пластических веществ к генеративным органам, то есть условиями освещенности и временем формирования листьев и образующихся в их пазухах соцветий.

При квадратно-гнездовом размещении растений число семян в бобах увеличивается снизу вверх, а при широкорядном способе посева наибольшим этот показатель наблюдался в среднем ярусе. Максимальная семенная продуктивность узла отмечена в среднем ярусе, минимальная - в нижнем, причем при широкорядном способе посева этот показатель выше, чем при квадратно-гнездовом (табл. 4).

Семена из среднего яруса обладали наибольшей полевой всхожестью; изреживаемость растений, выращенных из этих семян, была наименьшей. Семена из нижнего яруса имели наихудшую полевую всхожесть и наивысшую изреживаемость растений. Для получения семян с наиболее высокими посевными и урожайными качествами у детерминантных сортов Магева и Окская следует выделять фракцию диаметром 5...7 мм, а у полудетерминантной формы М-52 - более 5 мм.

Табл. 4. Средняя продуктивность узла разных ярусов растений различных сортов и форм сои северного экотипа в зависимости от способа размещения растений, полевой опыт, 1991…1995 гг.

Ярус	Сорт, форма
	Магева	Окская	М-52
	широко-рядный	квадратно-гнездовой	широко-рядный	квадратно-гнездовой	широко-рядный	квадратно-гнездовой
Число бобов, шт./1узел*
1-й	42	68	55	62	40	60
2-й	138	201	92	131	176	218
3-й	40	82	45	80	59	99
Число семян, шт./1 боб
1-й	1,60	1,55	0,86	0,68	1,38	0,85
2-й	1,76	1,56	1,50	1,31	1,91	1,97
3-й	1,70	1,78	0,92	1,39	1,77	2,82
Масса семян, г/1узел*
1-й	9,3	3,7	0,9	0,9	3,2	0,4
2-й	25,5	17,1	14,8	9,0	30,7	15,6
3-й	5,4	4,3	1,8	1,0	4,4	1,9
Доля семян с яруса от целого стебля, %
1-й	6,5	7,5	3,9	5,9	7,7	2,2
2-й	88,3	86,1	91,2	87,5	84,8	93,5
3-й	5,2	6,5	5,0	6,6	7,6	4,3
Масса 1000 семян, г
1-й	112	105	89	76	135	65
2-й	105	99	110	90	108	87
3-й	90	69	62	64	74	77
Полевая всхожесть, %
1-й	-	25	-	21	-	44
2-й	-	62	-	54	-	61
3-й	-	56	-	38	-	32
Изреживаемость всходов, %
1-й	-	24	-	13	-	23
2-й	-	11	-	14	-	12
3-й	-	20	-	29	-	18

*В пересчете на 100 растений.

Интересен положительный факт, что на долю центрального яруса приходится до 85…94 % семян, которые обладают не только наилучшими посевными качествами, но и характеризуются ценными биохимическими свойствами. В целом следует ориентироваться на выделение фракции семян диаметром около 5 мм.

5. ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И ПРОДУКТИВНОСТИ ПОСЕВОВ СОИ СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Урожайность, сбор белка, незаменимых аминокислот, жира являются важнейшими характеристиками любого сорта и целесообразности возделывания сои в том или ином регионе. Эти показатели изучались нами с 1983 по 2004 гг.: сорта Шведская 856, Северная 5 в полевых опытах выращивались с 1983 по 1988 гг. (6 лет), полученные из них мутантные формы М-134, М-52 с 1983 по 2004 гг., сорт Магева - с 1988 по 2004 г. (6 лет), Светлая и Окская - с 1999 по 2004 гг. (6 лет). Шведская 856 и Северная 5 были исключены из эксперимента, поскольку первый сорт характеризуется сильным растрескиванием бобов при созревании и низким их креплением, второй вызревал не во все годы.

Исследования 1983…1988 гг. показали, что мутантные формы М-134 и М-52 по урожайности семян, и ее стабильности превышали исходные сорта Северная 5 и Шведская 856, кроме того, они оказались с более высоким креплением бобов, не растрескивающихся при созревании. В 1988…1999 гг. средняя урожайность этих форм была на 0,11…0,21 т/га больше и стабильнее, чем у сорта Магева (табл. 6).

Табл. 6. Средняя урожайность семян сои сортов и форм северного экотипа, т/га

Годы	Сорт, форма	НСР05
	Северная 5	М-134	Светлая	Магева	Окская	Шведская 856	М-52
Московская обл.
1983…1988	1,34	1,71	-	-	-	1,36	1,61	0,10
Кв*, %	13,1	11,3	-	-	-	15,2	12,6	-
1988…1999	-	2,11	-	1,89	-	-	2,00	0,11
Кв, %	-	11,5	-	14,8	-	-	13,9	-
1999…2004	-	2,55	2,27	1,80	1,80	-	2,44	0,20
Кв, %	-	13,6	16,0	18,7	18,8	-	16,4	-
Ярославская обл.
2003…2005	-	-	2,50	1,70	1,40	-	-	0,50
Кв, %	-	-	14,4	18,0	19,2	-	-	-

Кв - коэффициент варьирования по годам.

В условиях Ярославской области сорта Светлая, Магева и Окская в 2003…2005 гг. устойчиво вызревали за 106…115 дней при сумме активных температур 1 450…1 600 ^оС, обеспечивая среднюю урожайность семян соответственно 2,5; 1,7 и 1,4 т/га при содержании жира 18,0; 19,1 и 19,5 % и белка 35 % (работа проведена совместно с Кель Т.И.).

На широте Москвы на дерново-подзолистой почве сорта и формы сои северного экотипа характеризуются средней урожайностью семян 1,8…2,5 т/га.

В среднем за 6 лет исследований (1999…2004), три из которых были крайне неблагоприятными для возделывания полевых культур, средняя урожайность составляла у М-134 2,55 т/га при коэффициенте варьирования по годам (Кв) 13,6 %, у М-52 - 2,44 т/га (Кв = 16,4 %), у сортов Светлая - 2,27 т/га (Кв = 16,0 %), Магева и Окская - по 1,8 т/га (Кв = 18,8 %).

В благоприятные годы урожайность у форм М-134 и М-52 достигала 3,20…3,40 т/га, у сортов Светлая - 3,0 т/га, Магева и Окская - 2,30 и 2,70 т/га, при этом сбор белка с урожаем семян в засушливые годы составлял у М-134 и М-52 - 890 кг/га, у сортов Светлая - 840 кг/га, Магева и Окская - 685 кг/га, в благоприятные годы этот показатель достигал у М-134 - 1 200…1 360 кг/га, М-52 - 1 100…1 240 кг/га, сортов Светлая - 1 075…1 180 кг/га, Магева и Окская 820…1 060 кг/га. По сбору суммы незаменимых аминокислот сорта и формы распределились в следующем порядке: М-52, М-134 - 563 кг/га; Светлая - 537 кг/га; Магева и Окская - по 434 кг/га. Для обеспечения такого выхода незаменимых аминокислот с 1 га урожайность, например, пшеницы должна составлять около 10 т/га. Самый высокий сбор масла отмечен у формы М-52 - 483 кг/га. Этот показатель у М-134 составил 450 кг/га, у сортов Светлая и Окская соответственно 387 и 307 кг/га (табл. 7).

Табл. 7. Продуктивность посевов сои сортов и форм северного экотипа по биохимическим показателям качества семян, полевой опыт, 1999…2004 гг.

Показатель	Сорт, форма	НСР 05
	Светлая	М-134	Магева	Окская	М-52
Сбор белка, кг/га	840	890	685	683	888	44
Кв, %	16,8	10,2	17,1	20,3	16,1	-
Сбор незаменимых аминокислот, кг/га	537	570	434	434	563	-
Сбор жира, кг/га	387	450	318	307	483	23
Кв, %	14,1	10,6	14,5	21,0	17,1	-

Масличная продуктивность формы М-52 была в 1,6, а белковая продуктивность - в 1,3 раза выше, чем у сорта Окская. Таким образом самые высокие и стабильные показатели по сбору белка, незаменимых аминокислот и жира отмечены при возделывании форм М-134 и М-52, сорт Светлая занимал промежуточное положение, ему уступали сорта Магева и Окская.

Впервые подробно изучено качество семян сои северного экотипа и его зависимость от сорта, места расположения бобов на растении и количества семян в бобе, а также от сроков посева. При этом определено содержание углеводов, белка, жира и жирных кислот, биологически активных и минеральных веществ, в том числе микроэлементов. Исследован фракционный и аминокислотный состав белка. Установлено, что сорта сои северного экотипа характеризуются высоким содержанием в семенах белка (40,6…43,2 %) и жира (19,0…22,6 %). Наибольшее содержание белка и наименьшее количество жира отмечено у формы М-134, меньше всего белка и самое высокое содержание жира наблюдалось у мутантной формы М-52 (табл. 7). Больше всего белка в семенах накапливалось в благоприятные по увлажнению и теплые вегетационные периоды; содержание белка снижалось при засухе и недостатке инсоляции. В засушливые годы содержание масла в семенах было самым высоким, однако, сбор масла - минимальным из-за низкой урожайности семян.