Содержание к диссертации
Введение
1. Генетическое улучшение растений: тенденции и результаты (обзор литературы) 9
2. Условия, материал и методика проведения опытов 32
2.1. Почвенно-климатические условия при проведении опытов .. 32
2.2. Материал, схема и методика исследований 35
3. Хозяйственно-биологическая характеристика сортов сои разных периодов селекции 39
3.1. Фенологические особенности сортов 39
3.2. Высота растений и признаки технологичности 42
3.3. Биологическая и семенная продуктивность 47
3.3.1. Урожайность сухой надземной биомассы 47
3.3.2. Урожайность семян 50
3.4. Элементы структуры урожая 53
3.5. Биохимический состав семян 59
4. Особенности продукционного процесса у сортов сои разных периодов селекции 63
4.1. Уборочный индекс 63
4.2. Продолжительность межфазных периодов 67
4.3. Динамика формирования биомассы по фазам развития 70
4.4. Формирование фотосинтетического аппарата 77
4.4.1. Листовая поверхность 77
4.4.2. Удельная поверхностная плотность листьев 89
4.5. Динамика формирования генеративных органов по фазам развития растений
4.6. Распределение урожая семян по ярусам растений 102
4.7. Особенности семяобразования 103
5. Сравнение сортов сои разных периодов селекции по водопотреблению 111
5.1. Глубина проникновения корневой системы и её связь с не которыми биологическими признаками растений 111
5.2. Использование почвенной влаги 116
6 Модель высокопродуктивного среднераннеспелого сорта сои для условий недостаточного увлажнения западного Предкавказья 119
6.1. Хозяйственно-биологические признаки 120
6.2. Описание морфофизиологической модели сорта 123
Выводы 128
Рекомендации для селекционной практики 131
Список литературы 132
Приложения 161
- Почвенно-климатические условия при проведении опытов
- Высота растений и признаки технологичности
- Динамика формирования биомассы по фазам развития
- Глубина проникновения корневой системы и её связь с не которыми биологическими признаками растений
Введение к работе
Соя - самая распространенная в мире зернобобовая культура. Её возделывают более 80 стран на 5 континентах, а посевные площади ежегодно достигают 54-62 млн. гектаров [72]. По валовым сборам зерна она занимает четвертое место после кукурузы, пшеницы и риса. Основной причиной расширения её" ареала далеко за пределы первоначального распространения является уникальный биохимический состав семян. В них содержится 20-25 % масла и 35-45 % белка, который по качеству приближается к белкам животного происхождения, а по содержанию многих аминокислот превосходит даже так называемый идеальный белок. Кроме того, семена этой культуры богаты витаминами и зольными элементами, что в совокупности способствует широкому использованию семян этой культуры в пищевых, кормовых и технических целях [84]. В настоящее время соя занимает лидирующее положение в мире как источник белка и стоит на первом месте по количеству вырабатываемого из нее масла [72].
Значение сои велико и с агротехнической точки зрения. Как бобовая культура она улучшает физические свойства почвы и благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями способна фиксировать атмосферный азот, обогащая им почву и обеспечивая на 90 % свои потребности в этом элементе [73, 84].
Краснодарский край по своим почвенно-климатическим условиям является благоприятной зоной для возделывания сои в России. Тем не менее, интерес к этой ценной высокобелковой культуре в регионе повысился только в последние годы. Так, если под соей в Краснодарском крае в 80-е годы было занято 20-30 тыс. га, в 90-е - 44 тыс.га [3], то в начале этого столетия соей занято около 80-100 тыс. га пашни. Безусловно, такой значительный рост площадей является не только следствием возрастающего
спроса на высокобелковое и масличное сырье, но и обусловлен созданием новых высокопродуктивных сортов, позволяющих получать стабильно высокие урожаи семян в разные по влагообеспеченности годы. Это подтверждают данные конкурсного испытания ВНИИМК, которые свидетельствуют о ежегодном приросте урожайности семян на 23,3 кг/га, начиная с 1971 года [71]. Дальнейшему расширению посевных площадей и повышению урожайности сои будет способствовать выведение новых сортов с высоким потенциалом продуктивности, адаптированных к специфическим местным условиям и обеспечивающих рациональное использование имеющихся технических средств.
В последнее время в научной литературе все чаще делается акцент на возможность дальнейшего прогресса в плане роста урожайности сельскохозяйственных культур посредством снижения доли эмпирической составляющей в современной селекционной практике. Многие исследователи считают, что в этом плане важное значение принадлежит изучению тенденций изменения комплекса хозяйственно ценных признаков растений в процессе сортосмен. Такой эволюционный подход создает предпосылки для научного обоснования выбора направления селекции и позволяет исключить попытки «улучшить» произвольно выбранные признаки без учета их реальной роли в жизнедеятельности культуры [145].
Анализ литературных источников, посвященных сравнительному изучению «старых» и новых сортов различных сельскохозяйственных культур, свидетельствует о достаточно большом внимании к данному вопросу. Селекция сортов сои для возделывания в Краснодарском крае ведётся с 1927 года, т.е. на протяжении 78 лет. За этот период селекционерами создано более 40 сортов, имеющие значительное распространение в производстве, однако сравнительное изучение сортов сои разных периодов селекции в нашей зоне ещё не проводилось. В связи с этим и была намече-
на цель - изучение современных и «старых» сортов сои, определение направлений произошедших под влиянием селекции изменений основных хозяйственно ценных признаков, а также выявление признаков, имеющих наиболее тесную связь с продуктивностью растений.
В задачи исследований входило решение следующих вопросов:
Изучить характер изменения морфологических признаков и элементов структуры урожая растений сои в результате селекционной проработки культуры.
Определить влияние продолжительности основных межфазных периодов на продуктивность растений сои.
Выявить направления и тенденции в изменении физиологических признаков сои в результате селекции на урожайность и обосновать возможности улучшения этих признаков.
Сравнить сорта сои разных периодов селекции по способности формировать урожайность семян в разных по влагообеспеченности условиях и выявить их особенности по водопотреблению.
Разработать параметры модели высокопродуктивного среднеран-неспелого сорта сои зернового использования для условий недостаточного увлажнения Западного Предкавказья.
В результате проведения исследований выявлено, что в процессе микроэволюции происходили изменения архитектоники растений сои. Установлено, что соотношение элементов структуры урожая на разных этапах развития селекционных работ имеет определённый характер. Показано, что продолжительность межфазных периодов у сои оказывает влияние на рост и развитие растений. Высокопродуктивные сорта сои, благодаря наличию ряда физиологических особенностей имеют иной механизм перераспределения пластических веществ. Определены генотипические различия в развитии корневой системы и водопотребления. В результате анализа
экспериментального материала обоснованы параметры модели среднеран-неспелого сорта сои зернового направления с потенциалом урожайности свыше 4,5 т/га.
На защиту выносятся следующие основные положения:
Особенности архитектоники растений сортов сои разных периодов селекции.
Параметры оптимальной продолжительности межфазных периодов развития растений сои в условиях недостаточного увлажнения Западного Предкавказья.
Донорно-акцепторные отношения между вегетативными и генеративными органами растений (макрораспределение), а также между створками бобов и семенами (микрораспределение) у высокопродуктивных генотипов сои.
Динамика накопления сухого вещества и формирования фотосин-тезирующих органов у сортов сои с разным потенциалом продуктивности.
Водопотребление и развитие корневой системы сортов сои с разной урожайностью.
Научно-обоснованные параметры морфофизиологической модели среднераннеспелого сорта сои зернового использования для условий недостаточного увлажнения Западного Предкавказья.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые в условиях Краснодарского края проведен анализ результатов работы по созданию сортов сои за весь период научной селекции этой культуры. Определены направления изменения в процессе селекции основных хозяйственно ценных признаков и адаптивных свойств сортов. Впервые установлено, что потенциальные возможности растений сои наиболее полно реализуются за счет бобов нижних продуктивных узлов и в меньшей мере - бобов верхнего яруса. Обоснована оптимальная продолжительность межфазных перио-
дов высокопродуктивных сортов сои зернового использования, изучена динамика накопления в течение вегетации биомассы растения и отдельных его органов. Выявлен характер донорно-акцепторных отношений у сортов сои, характеризующихся разной семенной продуктивностью. Впервые показаны различия некоторых физиологических функций и величина их выраженности способствующие получению стабильно высоких урожаев семян, а также выявлены признаки, имеющие тесную связь с продуктивностью растений. Получены новые данные по глубине проникновения корневой системы и особенностям водопотребления у сортов сои разных периодов селекции. Определены морфофизиологические параметры сортов сои зернового использования с потенциалом продуктивности свыше 4,5 т/га для зоны неустойчивого увлажнения Западного Предкавказья.
Полученные данные имеют как теоретическое, так и практическое значение для селекции и послужат основой для дальнейшей работы по созданию новых высокопродуктивных сортов сои, адаптированных к условиям недостаточного увлажнения Западного Предкавказья.
Почвенно-климатические условия при проведении опытов
Имеются данные о том, что в пределах группы сортов с одинаковым вегетационным периодом мелкосемянные сорта, как правило, отличаются большим числом продуктивных узлов по сравнению с крупносемянными, что обусловлено более сильным ветвлением мелкосемянных [137]. Однако по данным М.К. Гебель и З.М. Медведевой [46] число ветвей у сои не оказывает влияние на массу 1000 семян. Исследования Н.И. Корсакова [67] свидетельствуют, что связь ветвистости с другими признаками растения нестабильна и довольно отчетливо проявляется лишь в годы благоприятные для роста и развития сои.
Большое значение для сортов сои имеет высота прикрепления нижних ветвей, так как от этого зависят потери урожая при уборке. Чем выше расположена первая ветвь, тем в меньшей степени она подвержена обламыванию [50]. Как показывают данные установленные опытным путём, чаще обламываются ветви, которые отходят от стебля под углом более 35-40 [83]. В связи с этим Дж. Смарт [133] рекомендует для сокращения потерь урожая во время уборки создавать маловетвистые и одностебельные формы сои.
Многочисленные литературные данные свидетельствуют о том, что эволюция культурных растений шла по пути усиления толерантности посевов к загущению. У люпина, сахарной свеклы [81], гороха [10] и зерновых культур [40, 45, 69, 141, 150, 166, 218, 236] тенденция выразилась в увеличении числа продуктивных побегов или растений на единице площади. У последних это привело к существенному снижению кустистости.
Данных о том, каким образом изменилась архитектоника растения сои в результате селекционной проработки культуры, практически нет. Известно лишь то, что формы сои с большим числом ветвей при загущении снижают урожайность [5, 46, 194]. Напротив, отрицательной чертой сортов сои с ограниченным ветвлением является их неспособность компенсировать стеблестой развитием дополнительных боковых побегов при изре-живании посева, что в свою очередь тоже приводит к значительной потере урожая. В таких случаях, по данным В.Е. Розенцвейга с соавторами [121], преимущество имеют умеренно ветвистые сорта, поскольку они проявляют бблыпую пластичность по отношению к фактору «плотность стеблестоя».
По мере увеличения урожайности сельскохозяйственных культур всё актуальней становился вопрос об устойчивости растений к фитопатогенам. Известно, что у зерновых, одновременно с повышением продуктивности колоса, шла работа по улучшению устойчивости создаваемых сортов к поражению болезнями [96]. В связи с тем, что в различных регионах набор вредителей и виды возбудителей болезней разнятся, результаты селекционной работы в плане иммунитета тоже неоднозначны. Например, по некоторым данным за годы улучшения сортов ячменя были созданы более устойчивые к патогенам генотипы [69, 179]. Rekunen Matti [217] в своей работе сообщает, что новые сорта этой культуры стали более устойчивы к болезням, а Л.П. Косяненко [69] напротив считает, что стародавние сорта ячменя меньше поражались корневыми гнилями. О.С. Волынец [42] пишет о том, что новые сорта подсолнечника более устойчивы к заразихе. В настоящее время во ВНИИМК создаются толерантные к большинству вредителей и патогенов сорта подсолнечника [31]. Выявлен селекционный прогресс у овса и озимой ржи по устойчивости к вредителям и болезням [69]. Первые короткостебельные сорта пшеницы не обеспечивали длительной устойчивости к болезням, позже начали вводить различные гены устойчивости к болезням [227]. В рамках программы «Иммунитет» были созданы сорта плодовых и ягодных культур иммунные к большинству болезней [123].
В настоящее время, так же как и прежде, отбор высокопродуктивных генотипов в селекции сельскохозяйственных культур проводится по легко учитываемым признакам надземных частей растений и не затрагивает корневую систему. В то же время, являясь частью растительного организма, корни находятся в тесной функциональной взаимосвязи с надземными органами, обеспечивают растение элементами минерального питания и влагой. От интенсивности роста, темпов развития и поглотительной активности зависит конечная продуктивность растений.
Эксперименты многих авторов с разными культурами свидетельствуют о том, что отборы растений с мощной корневой системой позволяют получать формы с более высокой продуктивностью [57, 78]. Так, отбор по этому признаку в условиях Центрально-Черноземной зоны, позволил повысить продуктивность сорта яровой пшеницы Жница на 20% [78]. Аналогичные действия способствовали повышению урожайности сортов гороха на 6-17,5% в степных районах Куйбышевской области [57].
Вопрос относительно взаимосвязи высоты растений и глубины проникновения корневой системы интересовал многих исследователей, но адекватного ответа на него не получено. Так, по мнению С. Бороевича [32], снижение высоты растений пшеницы приводит к чрезмерному уменьшению размеров корневой системы. Иного мнения придерживается F.G.H. Lupton [202], который считает, что между разными по высоте растений сортами, не существует значимых различий по мощности развития корневой системы, а у некоторых полукарликовых форм корни могут быть и более развиты, чем у высокорослых.
Данных о корневой системе у сои в литературе очень мало и они достаточно противоречивы. В целом, можно сказать, что глубина проникновения корневой системы сои зависит от типа почв и может изменяться от 20-30 см на почвах с плотным подпахотным слоем [100, 132] до 2 м на аллювиальных [25] и доходить до 2,6 м на черноземах [146].
Высота растений и признаки технологичности
Полученные данные свидетельствуют о том, что снижение количества ветвей на растении повлекло за собой изменение доли вклада генеративных органов главного побега в урожайность (рис. 7). Так, если у сортов созданных в 30-80-е годы, распределение урожая между главным побегом и ветвями было достаточно равномерным, то современные сорта лишь на треть формируют свой урожай за счет ветвей, а основная нагрузка приходится на главный побег, хотя по количеству продуктивных узлов на главном побеге сорта IV периода селекции не отличаются от сортов, созданных в 50-е - начале 70-х годов и ненамного превосходят сорта I и III периодов селекции (см. приложение 2).
Уменьшение числа продуктивных узлов на растении у современных сортов сои повлекло за собой увеличение количества бобов, формируемых в одном узле (табл. 9). Так, у сортов Лань, Вилана и Рента этот показатель составил 2,2 штуки на узел против 2,0 — у сортов, созданных в 30-80-е годы. Несмотря на это, современные сорта уступают сортам I и III периодов селекции по общему количеству бобов, формируемых на одном растении. Эта разница составляет 13-16 % или 5-6 штук, соответственно. Сорта же I, II и III периодов селекции не отличаются между собой по этому показателю.
Анализ элементов продуктивности показывает, что меньшее количество бобов на растениях у современных сортов сои успешно компенсируется числом семян в бобе. Так, у сортов, возделываемых в настоящее время, количество семян на один боб на 15 % больше, чем у сортов, возделываемых в 30-40-е годы, на 20 % - чем у сортов II периода селекции и на 25 % - чем у сортов, созданных в конце 70-х - 80-е годы. Эти данные свидетельствуют о фактическом уменьшении в 90-е годы нагрузки растений бобами при одновременном повышении их озернённости. Вьппеописанные компенсационные функции в итоге привели к тому, что по количеству семян, формируемых на одно растение, все изучаемые сорта оказались практически равнозначными.
При сравнении сортов по массе 1000 семян установлено, что в каждый из периодов селекции были созданы сорта, существенно различающиеся по этому признаку (рис. 8). Самые мелкие семена формировали сорта ВНИИМК 20 (III период селекции) и Лань (IV период), хотя по количеству семян на растениях они значительно различались (76 против 64). Наиболее крупносемянными были сорта ВНИИМК 3895 и Рента, также относящиеся к этим двум периодам селекции (масса 1000 семян соответственно 206 и 218 г).
Если же оценивать сорта в среднем по группам, то можно отметить тенденцию к возрастанию крупности семян в процессе селекции (рис. 9).
Масса 1000 семян количественный признак и, безусловно, он зависит от условий года (табл. 10). Несмотря на это, не все сорта одинаково изменяли массу 1000 семян по годам. Так, практически у всех сортов, созданных в 30-80-е годы наибольшим этот показатель был в 2002 году, а наименьшим - в засушливом 2003. Особенностью современных сортов Вилана и Рента явилось то, что, несмотря на неблагоприятные условия 2003 года, они формировали семена такой же массы, как и в благоприятном по влаго обеспеченности 2002 году. Однако, в очень благоприятных условиях 2004 года они снизили крупность семян, в то время как у сортов первых трех периодов селекции в этот год отмечен показатель массы 1000 семян близкий к средней его величине по опыту. Исключения составляют лишь сорта Кубанская 276, у которого крупность семян в условиях 2003 и 2004 годов была одинаковой, и Комсомолка, снизившего этот показатель только в 2003 году. В целом, уменьшение массы 1000 семян в 2003 году по сравнению с 2004 годом у сортов, созданных в 50- 80-е годы составило 23-24 %, сортов I периода селекции - 15 %, а современных - 2 %.
Различия между сортами по степени изменения абсолютного веса семян можно объяснить следующим. Все сорта, уменьшившие массу 1000 семян в засушливых условиях 2003 года, характеризовались укороченным периодом конец цветения - созревание, что привело к формированию недовыполненных семян. У современных сортов Вилана и Рента, напротив, этот период был в среднем на 3 и 9 дней соответственно длиннее, чем в 2002 году, что позволило этим сортам сформировать семена такой же крупности, как и в благоприятных условиях. Таким образом, особенностью современных высокопродуктивных сортов сои, является их способность в разные по влагообеспеченности условия вегетации формировать семена, незначительно различающиеся по крупности. Это свидетельствует об их лучшей адаптационной способности, чем у большинства сортов созданных ранее.
Таким образом, анализ полученных данных свидетельствует о том, что в результате селекционной проработки культуры произошло уменьшение числа ветвей, продуктивных узлов и бобов на растении, при этом отмечено увеличение количества бобов в узле, семян в бобе и размера семян.
Динамика формирования биомассы по фазам развития
Известно, что реакция растений на условия жизни выражена темпом роста, который на разных этапах развития растений характеризуется неодинаковой интенсивностью, а в определенные периоды даже позволяет ранжировать генотипы по урожайности [28, 120]. Как и предполагалось, изучаемые сорта сои существенно различались между собой по темпам роста растений на всех этапах онтогенеза. Однако, пестрота сортов по значению этого показателя в пределах каждого периода селекции не позволяла проследить какую-либо тенденцию во взаимосвязи темпов роста с другими учитываемыми признаками растений. Обусловлено это тем, что скорость накопления растениями сухого вещества до начала цветения в значительной степени зависит от продолжительности периода всходы - начало цветения (г=0,92). В свою очередь темпы прироста сухого вещества на начальных этапах развития растений предопределяли скорость роста в течение дальнейшей вегетации. Так, коэффициент корреляции между скоростью роста растений до цветения и в период цветения составил -0,75, а связь между первым показателем и интенсивностью роста от конца цветения до начала пожелтения листьев была положительной (г= 0,61).
С учётом вышесказанного, для более точного выявления особенностей продукционного процесса, все изучаемые сорта были разделены на 2 группы. В качестве критерия при разделении сортов использовали признак «продолжительность периода всходы - цветение». В первую группу были включены сорта, характеризующиеся ранним наступлением цветения (40-44 дня) - Кубанская 276, Кубанская 4958, ВНИИСК 7, ВНИИМК 8, а также все современные сорта сои. Во вторую группу вошли сорта с более длинным периодом всходы - начало цветения (47-52 дня) - ВНИИМК 9186 и все сорта III периода селекции. Из-за нехарактерного органообразования в 2004 году (сбрасывание части листьев вследствие раннего полегания, и восстановления ассимиляционной поверхности впоследствии) у сорта Комсомолка, его данные не учитывали при расчете средних показателей темпов роста растений. Таким образом, в 1-ую группу сортов нами были условно включены 7 сортов, а во вторую - 4 сорта. По главному хозяйственно ценному признаку сорта распределились следующим образом: в первую группу вошли как высокоурожайные, так и низкоурожайные сорта, а во вторую - только сорта с низкой урожайностью семян.
Логическим следствием наличия вышеописанных взаимосвязей было то, что в период от всходов до начала цветения сорта 1-ой группы характеризовались низким приростом сухого вещества. На площади посева 1 м2 они за сутки накапливали от 3,4 до 4,0 г сухого вещества (рис. 12, приложение 4). За тот же промежуток времени сорта 2-ой группы формировали сухого вещества в 1,5 раза больше или от 4,6 до 6,2 г/м2. Такие значительные различия привели к тому, что к началу цветения сухая масса растений сортов 1-ой группы составила в среднем 142,7 г/м2, а сортов 2-ой группы -на 74 % больше, или 248,5 г/м2 (рис. 13, приложение 5).
Коэффициент корреляции между сухой массой растений в начале цветения и конечным урожаем семян (г=-0,78) свидетельствует о том, что сорта, формирующие меньшую массу растений к началу цветения, являются более продуктивными. Такие генотипы более экономно расходуют влагу в начале вегетации на строительство вегетативных органов, тем самым создают её резерв для дальнейшего роста и развития растений. Если условия влагообеспеченности будут складываться неблагоприятно, то для получения минимального урожая такого количества фотосинтезирутощих органов будет достаточно. периода всходы -начало цветения, 2003-2004 гг.
Во время цветения, темпы накопления сухой массы возрастают, достигая 14 г/м2 в сутки, при этом, как показывают наши данные, сорта меняются рангами. В этот межфазный период максимальные среднесуточные приросты отмечены у сортов медленнорастущих в период от всходов до начала цветения (см. рис. 12). В среднем у сортов 1-ой группы среднесуточный прирост по сравнению с предыдущим периодом развития увеличился в 3 раза, в то время как у генотипов 2-ой группы (сортов быстрорастущих до начала цветения) он возрос всего в 1,6 раза. В итоге наибольшей сухой массой растений к концу цветения характеризовались сорта 1-ой группы. Для них этот показатель составил 603,6 г/м2, в то время как для сортов 2-ой группы на 22 % меньше, или 472 г/м2 (см. рис. 13). Наличие положительной корреляции средней степени между конечной семенной продуктивностью и скоростью роста растений в период от начала цветения до конца цветения (г=0,60), свидетельствует о возможности прогнозирования потенциальной урожайности сортов по темпам накопления сухого вещества в этот период.
Несмотря на общие тенденции в развитии растений, следует отметить, что реакция сортов на разные условия увлажнения была неодинаковой. Большей отзывчивостью на улучшение водообеспеченности отличались все современные сорта, а также сорт Кубанская 276. Так, если к концу цветения в 2003 году они формировали на 1 м2 334-420 г/м2 сухого вещества, то в 2004 году этот показатель у них увеличивался в 2 раза. Для остальных сортов изменения сухой массы растений были не столь значительны и составили всего 24-76 %. Способность современных сортов перестраивать свои механизмы и адекватно реагировать на изменяющиеся условия среды, то есть сдерживать рост растений в засушливые годы и напротив формировать большую биомассу во влажные, на наш взгляд, является очень ценным свойством этих сортов, и подчеркивает их широкий адаптивный потенциал.
К началу пожелтения листьев вновь произошло изменение ранжирования сортов по интенсивности среднесуточного прироста сухого вещества растений. Так, сорта, которые быстрее росли во время цветения в этот период снизили скорость прироста сухого вещества до 3,0-9,7 г/м2 сухого вещества в сутки. Сорта же 2-ой группы за этот промежуток времени накапливали за суточный цикл от 8,3 до 13,3 г/м2 сухих веществ. Наиболее низкими темпами прироста биомассы характеризовались сорта ВНИИСК 7 и ВНИИМК 8 (соответственно 4,6 и 3,0 г/м2-сутки), а самыми высокими -сорт ВНИИМК 20 (13,3 г/мЧутки).
Глубина проникновения корневой системы и её связь с не которыми биологическими признаками растений
Продолжительность вегетационного периода, При отборе гибридного материала на высокую семенную продуктивность перед селекционерами стоит задача - новый сорт должен быть убран с полей до конца сентября, поскольку соя, как правило, является предшественником озимых колосовых культур, но при этом максимально использовать ресурсы среды. Таким образом, в связи с производственной необходимостью, вегетационный период среднераннеспелых сортов сои для зоны Западного Предкавказья должен составлять в среднем 120 дней. Наши данные показали, что современные сорта сои, созревание которых приходится на вторую декаду сентября, не уступают более позднеспелым сортам по продуктивности благодаря более рациональному использованию тепла, света, влаги и питательных веществ. Таким образом, сорта с продолжительностью вегетационного периода 118-122 дня вполне способны обеспечить высокий урожая семян.
Высота растений. Для среднераннеспелых сортов между продуктивностью и высотой растений только в отдельные годы наблюдается средняя корреляционная связь (г=-0,33), свидетельствующая о возможности создания сортов с различной высотой растений. Тем не менее, мы считаем, что высота растений в благоприятные по влагообеспеченности годы должна быть на уровне отмеченных нами ранее высокопродуктивных сортов, то есть в пределах 90-115 см. Основанием для такого заключения является то, что в условиях дефицита влаги высота растений уменьшается в среднем на 30-50 %, что может привести к получению очень низких растений, не способных обеспечить бобы достаточным количеством пластических веществ. Кроме того, высота растений положительно связана с продолжительностью цветения (г=0,79). В свою очередь наши исследования показали, что длительность этого межфазного периода с учетом физиологических особенностей высокопродуктивных сортов должна быть достаточно продолжительной.
Высота расположения нижнего боба над поверхностью почвы. Оптимальной высотой прикрепления нижнего боба у среднераннеспелых сортов сои следует считать 14-16 см. Такая высота расположения нижних бобов вполне достаточна для того, чтобы срезать созревшие растения сои обычной жаткой зерноуборочного комбайна без потерь.
Как показывают наши данные повышение высоты прикрепления нижнего боба нецелесообразно, т.к. это может привести к снижению урожайного потенциала сортов. Объяснение этого заключается в том, что повышение высоты расположения нижнего боба селекционным путём может быть достигнуто за счёт повышения узла закладки первого цветка, а, следовательно, более позднего их появления. Однако, как показали результаты наших исследований, в условиях недостаточного увлажнения именно ранний переход растений к цветению является ценным свойством сорта, положительно связанным с его потенциальной урожайностью.
Полегание. Урожай многих сельскохозяйственных культур в сильной степени зависит от устойчивости растений к полеганию. Для сои полегание растений не относится к факторам, резко снижающим урожайность посева. Многолетние наблюдения за развитием растений в различных сортоиспытаниях показывают, что полегание у сои происходит в годы, характеризующиеся повышенным количеством осадков, т.е. в годы, обеспечивающие формирование высокой урожайности семян. Именно в таких условиях самые высокоурожайные сорта в различной степени проявляют неустойчивость к полеганию и наоборот, сорта устойчивые к полеганию растений, не выделяются высокой урожайностью семян.
Кроме того, полегание растений у сои, как правило, не ведёт к усложнению механизированных уборочных работ и увеличению потерь урожая, так как полёгшие растения после сбрасывания листьев и потери влаги поднимаются, образуя угол наклона 40-45. Такой угол наклона позволяет беспрепятственно проводить уборку посевов комбайном. Следовательно, можно считать возможность полегания растений высокоурожайных сортов сои во влажные годы допустимым явлением, что в целом не снимает задачу в процессе дальнейшей селекционной работы повышения устойчивости главного стебля растений к изгибу.
Число ветвей на растении. Сам по себе этот показатель мало информативен, а коэффициент корреляции между ним и урожайностью семян (г=-0,23) свидетельствует о том, что число ветвей не лимитирует урожай. Тем не менее, нами отмечено, что большое количество ветвей в год с достаточным увлажнением сопряжено с избыточным формирование листовой поверхности (г=0,71), что крайне нежелательно в связи с выявленными особенностями получения высоких урожаев семян. Кроме того, в результате исследований нами было установлено, что сорта с большим количеством ветвей характеризуются низким их прикреплением. Учитывая тот факт, что такие ветви в большей степени подвержены обламыванию, следует производить отбор генотипов с пониженным их количеством. Плодовая нагрузка у таких генотипов будет в большей степени приходиться на главный побег.
Масса 1000 семян. Согласно полученным данным в условиях дефицита влаги преимущество в формировании высокой конечной продуктивности имеют генотипы с более крупными семенами, что связано с их лучшей аттрагирующей способностью. Учитывая этот факт при выведении сортов сои зернового использования необходимо ориентироваться на минимальный уровень массы 1000 семян 160 г, что определяет такие семена как средние по крупности. Создание же сортов сои с массой 1000 семян более 200 г нецелесообразно, т.к. повышение её ведет к повышению посевной нормы семян, а также создаёт трудности при их высеве пневматическими пропашными сеялками.
Другие признаки. Важным фактором получения стабильно высоких урожаев является устойчивость растений к наиболее распространенным в зоне Западного Предкавказья болезням сои, таким как пепельная гниль, фузариоз, рак стеблей, а также возбудителям бактериальных болезней и вирусам.
При выращивании сои как белково-масличной культуры бесспорно конечной целью является получение максимально возможного урожая белка и масла с единицы площади. Поскольку сбор их с гектара в большей степени определяется урожайностью сорта, мы считаем целесообразным сохранение этих показателей на уровне существующих высокопродуктивных сортов (белок - 40-42 %, масло - 21-23 %, трипсинингибирующая активность - 21-23 мг/г).
