Введение к работе
Актуальность исследований. Соя – наиболее распространённая в мировом земледелии зернобобовая и масличная культура, которая не имеет себе равных по универсальности и полноте использования. Увеличение производства зерна данной культуры, богатого полноценным белком, маслом, углеводами и биологически активными веществами, является актуальной задачей сельского хозяйства многих стран мира, в том числе и России.
Посевы сои в России исторически оказались сосредоточенными на Дальнем Востоке, тогда как агроклиматические возможности для её выращивания имеются и в других регионах страны. Развитие в 70-е годы прошлого века орошения сельскохозяйственных земель в Поволжье сделало возможным возделывание сои в этом регионе на больших площадях. Однако серьёзным препятствием для увеличения её посевов стало отсутствие адаптированных к местным агроклиматическим условиям сортов. Селекцией сои в Поволжье не занимались, поэтому актуальным являлось проведение здесь селекционных исследований и создание адаптированных сортов этой культуры, сочетающих скороспелость, высокую урожайность качественной продукции, технологичность и экологическую пластичность.
На решение данной проблемы и были направлены исследования диссертанта, которые проводились в соответствие с тематическими планами научно-исследовательских работ НИИСХ Юго-Востока и Ершовской опытной станции орошаемого земледелия. До 1981 года работа проводилась в соответствии с Постановлением ГКНТ СССР № 252 от 09.06.1978 года. В период 1981-1985 годы выполнялась научно-техническая программа 0.51.15 «Соя», задание 01 (номер государственной регистрации 01822061241); в период 1986-1990 годы – программа 0.51.15, проблема 03.05; в период 1991-1995 годы – проблема 0.12 программы 0.51.15; в период 1996-2000 годы – проблема 03.23. Тематические планы НИР по указанным программам, проблемам и заданиям предусматривали создание сортов сои для условий Поволжья.
Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлась разработка теоретических основ селекции сои для условий Поволжья и создание адаптированных сортов, сочетающих скороспелость, продуктивность, технологичность и экологическую пластичность.
Поставленная цель определила следующие задачи исследований:
обосновать направления селекции на основе анализа соответствия биологических особенностей различных сортов сои агроклиматическим условиям региона и с учётом их хозяйственного использования;
разработать и реализовать схему экологически ориентированной (адаптивной) селекции сортов сои широкой экологической адаптации для условий Поволжья, при этом для создания экологического вектора сред определить фоны выращивания селекционного материала, установить сорта-тесторы параметров сред и апробировать параметры количественной оценки селектируемых генотипов на гомеоадаптивность по хозяйственно-важным признакам и свойствам;
установить возможность полевого экспресс-тестирования гомеоадаптивности сортов и селекционного материала сои в искусственно созданном в одном географическом пункте экологическом градиенте сред;
изучить закономерности формирования зерновой продуктивности сои в зависимости от условий выращивания и генотипа, степень выраженности, изменчивости и взаимосвязи элементов структуры урожая зерна в орошаемых условиях Поволжья и определить оптимальные параметры модельного агроценоза и сорта этой культуры в данных условиях;
установить эффективность методов аналитической селекции, искусственного мутагенеза и комбинационной селекции при создании сортов сои для условий Поволжья;
создать перспективный для Поволжья селекционный материал сои, осуществить его селекционное изучение по выработанной схеме селекции и вывести адаптированные сорта, сочетающие достаточную скороспелость, высокую урожайность качественной продукции, технологичность и экологическую пластичность;
провести хозяйственно-биологическую, экономическую и биоэнергетическую оценку созданных сортов сои.
Научная новизна результатов исследований:
разработана и апробирована схема селекционного процесса создания сортов сои для условий Поволжья, включающая элементы адаптивной селекции: гибридизацию эколого-географически удалённых родительских форм, последовательную и параллельную оценку селекционного материала в агроэкологически различающихся условиях выращивания, экспресс-оценку гомеоадаптивности образцов конкурсного испытания с использованием искусственно созданного агроэкологического градиента сред;
для целей адаптивной селекции экспериментально определены сорта-тесторы, объективно характеризующие сложившиеся условия выращивания селекционного материала сои, и установлен комплекс наиболее корректных параметров эколого-генетических свойств (гомеоадаптивности) генотипов сои;
предложен и апробирован метод ускоренной количественной оценки гомеоадаптивности сортов и селекционного материала сои, который предусматривает одно-двухлетнее изучение образцов конкурсного испытания на нескольких агроэкологических фонах выращивания, созданных с применением орошения, разных способов посева и норм высева семян, и расчёт по результатам этого изучения комплекса параметров гомеоадаптивности;
установлены закономерности формирования урожая зерна, его структуры при различных условиях выращивания и у разных генотипов сои и разработаны оптимальные в условиях Поволжья параметры (модели) её высокоурожайного агроценоза, скороспелого и высокопродуктивного сорта;
установлена эффективность эколого-географического принципа подбора пар в гибридизацию и использования родительских форм амурского и украинского происхождения при создании сортов сои для условий Поволжья;
установлена высокая сортообразующая способность украинской селекционной линии № 3000/78;
создан качественно новый для сои селекционный материал, оптимально сочетающий скороспелость, продуктивность, технологичность и экологическую пластичность, на основе которого выведено для условий Поволжья и других нетрадиционных районов соесеяния 11 сортов; научная новизна и хозяйственная полезность сортов Соер 1, Соер 2-95, Соер 3, Соер 4, Соер 5, Соер 6, Соер 7 и Самер 1 подтверждена авторскими свидетельствами, сорта Соер 8, Соер 9 и Самер 2 проходят государственные испытания;
получена агробиологическая характеристика созданных сортов сои, необходимая для их эффективного производственного и селекционного использования, и дана экономическая и биоэнергетическая оценка их возделывания.
Теоретическая и практическая значимость и реализация результатов исследований. Эколого-адаптивная направленность селекции и использование предложенной и апробированной схемы последовательной и параллельной оценки селекционного материала в агроэкологически различающихся условиях выращивания, экспериментально подобранных сортов-тесторов этих условий и разработанного метода полевого экспресс-тестирования гомеоадаптивности селекционного материала позволяет создавать сочетающие скороспелость, продуктивность и технологичность сорта сои широкой экологической адаптации. Предложенный и апробированный полевой метод экспресс-тестирования гомеоадаптивности генотипов сои повышает методическую вооружённость селекционера при решении задач адаптивной селекции этой культуры.
Разработанные оптимальные параметры (модели) высокоурожайного агроценоза, скороспелого и высокопродуктивного сортов сои для условий Поволжья являются необходимым на ближайшие годы ориентиром в её практической селекции и агротехнике возделывания.
Созданный качественно новый селекционный материал и выведенные сорта сои являются определённым вкладом в генофонд (биологические ресурсы) этой культуры и представляют собой не существовавший ранее её поволжский агроэкотип. Выведенные сорта рекомендованы к использованию, как правило, в новых, нетрадиционных районах соесеяния, что расширяет ареал возделывания сои в России.
Получены и используются в практической селекции, а также переданы в ВИР для использования другими селекционерами источники хозяйственно-ценных признаков и свойств сои, в том числе созданные сорта и селекционная линия № 3000/78 с уникальной сортообразующей способностью.
Разработанная и реализованная схема экологически ориентированной (адаптивной) селекции сои обеспечила выведение сортов с широкой экологической пластичностью и позволила сорт Соер 1 допустить к возделыванию в четырёх, Соер 4 – в пяти регионах России, от её западных до восточных границ, а Соер 3 рекомендовать для возделывания в нескольких странах СНГ.
Экспериментальные материалы, характеризующие созданные сорта и необходимые для их эффективного использования, включены диссертантом в журнальные статьи и другие публикации.
Основные положения, выносимые на защиту:
эколого-адаптивная направленность селекции сои в Поволжье и схема последовательной и параллельной оценки селекционного материала в агроэкологически различающихся условиях выращивания, экспериментально подобранные сорта-тесторы этих условий, эколого-генетическая оценка генотипов на завершающем этапе селекционного процесса;
предложенный и апробированный полевой метод экспресс-тестирования гомеоадаптивности сортов и селекционного материала сои;
закономерности формирования урожая зерна сои в орошаемых условиях Поволжья и модельные параметры её высокоурожайного агроценоза, скороспелого и высокопродуктивного сорта;
влияние эколого-географического принципа подбора пар в гибридизацию и родительских форм амурского и украинского происхождения на результативность селекции сои;
высокая сортообразующая способность селекционной линии № 3000/78;
созданные и рекомендованные для производственного использования сорта сои Соер 1, Соер 2-95, Соер 3, Соер 4, Соер 5, Соер 6, Соер 7, Самер 1, их агробиологические признаки и свойства, отличительные особенности, результаты их экономической и биоэнергетической оценки.
Апробация работы. Результаты исследований опубликованы в периодической печати, докладывались на различных совещаниях, конференциях и семинарах, проходивших в Грузинском НИИ земледелия (Мцхета, 1982), Всероссийском НИИ орошаемого земледелия (Волгоград, 1983, 1984), Казахском НИИ земледелия (Алма-Ата, 1986), Кубанской опытной станции ВИР (1988), Самарском НИИСХ (Безенчук, 1993), Всероссийском НИИ сои (Благовещенск, 1996), НИИСХ Юго-Востока (Саратов, 1998, 2000, Саратов–Красный Кут, 1999), Приволжском доме знаний (Пенза, 1999, 2000), Поволжском НИИСС (Кинель, 2003), Оренбургском госагроуниверситете (Оренбург, 2002–2004), Всероссийском НИИ мясного скотоводства (Оренбург, 2001–2006).
Исследовательская работа анализировалась на заседаниях Учёных советов Ершовской опытной станции и НИИСХ Юго-Востока; о результатах работы доложено на заседании Президиума Россельхозакадемии (Москва, 1991) и Секции селекции и семеноводства кормовых культур Россельзозакадемии (Саратов, 1994). Полученные результаты исследований использованы диссертантом в учебном процессе Учебного центра Саратовской ассоциации фермеров (1996–1999 гг.), Оренбургского государственного аграрного университета и Оренбургского регионального института переподготовки и повышения квалификации руководящих кадров и специалистов АПК (2001–2007 гг.).
Созданные сорта сои являлись участниками различных выставок, в том числе Соер 1 экспонировался на выставке Пленарного заседания Госкомиссии СССР по сортоиспытанию (1989 год) и на ВДНХ СССР (1991 год), Соер 3 экспонировался во Всероссийском Выставочном Центре (1996 год). За создание сорта Соер 3 диссертант награждён медалью «Лауреат ВВЦ» (Постановление Совета ВВЦ № 2 (п. 6) от 26.02.1996 года).
Диссертационная работа доложена на расширенном совещании отдела кормопроизводства Всероссийского НИИ мясного скотоводства с участием работников кафедр Оренбургского государственного аграрного университета и рекомендована к защите.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 55 научных работ, в том числе 5 в рецензируемых научных изданиях. На созданные сорта сои получено 8 авторских свидетельств и 5 патентов, подано ещё 3 заявки на выдачу авторских свидетельств.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из общей характеристики работы, 8 глав с результатами исследований, выводов, рекомендаций для практической селекции и производства, списка литературы и приложений. Текст изложен на 301 странице и иллюстрирован 67 таблицами, 16 рисунками и 17 приложениями. Список литературы содержит 423 источника, в том числе 28 – на иностранных языках.
Личный вклад диссертанта. Диссертант с 1979 по 2000 год являлся руководителем и ответственным исполнителем исследовательской работы по селекции сои на Ершовской опытной станции НИИСХ Юго-Востока, где был получен основной использованный в диссертации экспериментальный материал, и принимал личное творческое и техническое участие в создании сортов сои на всех этапах селекционного процесса.
Диссертация подготовлена автором лично и самостоятельно во Всероссийском НИИ мясного скотоводства. В ней обобщены и проанализированы результаты более чем двадцатилетних теоретических и экспериментальных исследований, проведённых автором лично либо совместно с сотрудниками руководимой им в указанные выше годы лаборатории селекции сои Ершовской опытной станции С.М. Соколовым и В.С. Визнер, которые являются соавторами многих научных публикаций и всех созданных сортов сои. Автор выражает своим коллегам искреннюю признательность за совместную работу.
