Введение. Культурная соя (Glycine max (L.) Merr.) является одной из важнейших мировых продовольственных культур, что в первую очередь связано с уникальным химическим составом ее семян, которые являются ценным источником как белков, так и растительных масел [1,2,3]. Именно поэтому отмечается рост интереса к увеличению производства данной культуры во многих регионах мира и в Российской Федерации [4,5,6]. Мировой спрос на соевые бобы увеличивается с каждый годом, причем самый высокий уровень спроса наблюдается в Китае, который является крупнейшим импортером данной культуры [7,8]. Кроме того, соевые бобы, как правило, обеспечивают высокий уровень рентабельности производства, в том числе за счет большей ценовой стабильности и более высоких закупочных цен по сравнению со многими другими сельскохозяйственными культурами [9].
Для Республики Татарстан развитие производства сои имеет важнейшее значение с учетом необходимости обеспечения растущей потребности в растительных белках и жира как для населения, так и для животноводства [10,11,12]. Для успешного решения данной задачи возникает необходимость в разработке научно-обоснованных агротехнологий возделывания культур, адаптированных для условий различных агроклиматических и производственных зон Республики Татарстан [13,14]. Особое значение при разработке таких технологий отводится подбору максимально адаптированных для местных условий сортов сои, что предполагает проведение соответствующей оценки как отечественных, так и зарубежных генотипов культуры [15]. Вместе с тем, расширение ареала возделывания сои в мире и в России сталкивается с определенными сложностями, важнейшими из которых являются отмечаемые климатические изменения [16,17], ведущие в том числе к увеличению частоты проявления абиотических стрессов, в первую очередь связанных с развитие недостатка влаги [18,19].
Наибольшая потребность сои в воде наблюдается в фазы цветения и налива семян, однако именно дефицит воды в фазу формирования семян является наиболее критическим периодом для формирования урожая культуры [20,21]. В ряде исследований отмечалось [22], что наибольшее снижение урожайности семян сои происходит при воздействии стрессовых факторов на ранней стадии образования бобов и, по сравнению со стрессом на стадии всходов и цветения. В связи с этим, возникает необходимость в подборе сортов сои, обладающих высокой засухоустойчивостью и способностью формировать стабильные урожаи в различных погодных условиях.
Целью работы было изучение особенностей формирования урожая у различных сортов сои для оценки их экологической пластичности и перспективности для использования в Предкамье Республики Татарстан.
Условия, материалы и методы. Исследования проводились в 2023-2024 годы на серой лесной почве опытных полей ФГБУ ВО Казанский ГАУ. Погодные условия вегетации в годы исследований отличались проявлением периодически засушливых явлений, что отразилось на формировании урожая сои. В 2023 году величина ГТК составляла за период вегетации сои (май-сентябрь) составила 0,19 (особенно засушливыми были июнь (ГТК =0,18) и сентябрь (ГТК = 0,1), тогда как в мае данный показатель был равен 1,42). В 2024 году ГТК за вегетацию был на уровне 0,27 (особенно низкими значения ГТК были в сентябре (0,1), июне (0,32) и в августе (0,71), тогда как в мае и июле величин ГТК была на уровне 2,90 и 1,11).
В качестве объектов исследований выступали следующие сорта сои раннеспелой группы – Дуэт, Везелица (Белгородский ГАУ), Самер 2, Самер 3 (Самарский ФИЦ РАН), СК Алекса (Соевый комплекс), ЕЦ Флора, Василиса (Воронежский ГАУ), Волжанка (НПО Волгоград), Миляуша (Омский АНЦ, ФИЦ КазНЦ РАН), ЭН Аргента (ООО «ЭкоНива Семена»), Вилана (ФГБНУ ФНЦ «ВНИИ Масличных культур имени В.С.Пустовойта»)
Общая площадь делянки в опытах составляла 37 м2, учетная – 30 м2 при трехкратной повторности. Агротехнологии возделывания сои соответствовала рекомендациями для Предкамье Республики Татарстан, использовался схема сплошного посева с междурядьями 15 см. Под предпосевную культивацию вносилась азофоска (200 кг/га). Почва отличалась высоким и повышенным содержанием основных макроэлементов, низким – серы. Реакция почвенного раствора была близка к нейтральной (рНсол = 6,1-6,3).
В ходе работы использовались стандартные методики биометрических исследований, фитосанитарного мониторинга, учета урожайности и оценки качества зерна, рекомендованные для сои [23].
Результаты и обсуждение. В качестве важнейших биометрических показателей, характеризующих рост и развитие растений выступают высота растений и длина главного корня (табл. 1).
Таблица 1 – Высота растений и максимальная длина главного корня у различных сортов сои (фаза формирования бобов), см, 2023-2024 годы
|
Сорт |
Высота растений, см |
Длина корня, см |
||
|
2023 г. |
2024 г. |
2023 г. |
2024 г. |
|
|
Миляуша (стандарт) |
40,5±1,0 |
45,1±2,3 |
9,5±0,7 |
22,0±1,0 |
|
Волжанка |
64,0±2,0 |
76,0±3,1 |
14,5±0,7 |
26,0±1,4 |
|
Везелица |
29,5±0,7 |
47,0±2,4 |
11,0±3,0 |
22,2±2,3 |
|
Вилана |
34±1,3 |
62,0±3,0 |
14,0±0,1 |
24,4±2,3 |
|
ЕЦ Флора |
32,5±3,0 |
44,0±3,0 |
13,0±1,1 |
23,5±2 |
|
Дуэт |
45,0±7,0 |
44,2±2,3 |
16,0±4,1 |
23±2,2 |
|
ЭН Аргента |
29,0±0,3 |
45,4±2,0 |
12,2±2,1 |
24,0±2 |
|
Самер 3 |
32,5±5,0 |
56,4±4,0 |
13,5±2,2 |
14,4±3,9 |
|
СК Алекса |
25,5±5,0 |
35,2±3,1 |
17,1±4,2 |
15,2±2,3 |
|
Василиса |
40,5±0,7 |
36,0±3,3 |
13,1±7,2 |
23,0±2,0 |
|
Самер 2 |
46,5±2,0 |
60,0±1,5 |
12,5±0,7 |
20,0±4,4 |
|
В среднем по сортам |
38,1±10,9 |
50,1±12,2 |
13,3±2,1 |
21,6±3,7 |
|
Коэффициент вариации, % |
28,7 |
24,4 |
16,0 |
17,1 |
Результаты оценки показали, что в условиях 2024 года средняя высота растений и длина главного корня были несколько выше, чем в 2023 году. При этом, отмечаются различия по вариабельности данных биометрических параметров – наиболее сильно изменялась величина высоты растений, тогда как показатель длины корня был более стабильным для всех сортов сои, которые изучались в опыте. При сравнении сортов, было установлено, что во все годы исследований наибольшая высота растений была у сорта Волжанка, а минимальные показатели – у сорта СК Алекса. При оценке с использованием дисперсионного анализа вклада сорта и условий года в изменения высота растений сои было установлено, что на долю сорта приходится 63,8%, а на условия года – 22,7%. Для величины максимальной длины главного корня, в условиях 2023 года максимальные значения были у сорта СК Алекса, а в 2024 году – у сорта Волжанка, тогда как минимальные показатели в первый год исследований были у сорта Миляуша, а во второй – у сорта Самер 3. Соответственно, вклад сорта в варьирование длины главного корня составил 12,6%, а условий года – 67,8%. Таким образом, было установлено, что на величину высоты растений в большей степени влияли (сортовые особенности, тогда как на длину корня – погодные условия года.
Среди наиболее вредоносных и распространенных болезней сои в Республике Татарстан, выделяются корневые гнили, поэтому при оценке сортов был проведен учет данного микоза (табл. 2).
Таблица 2 – Развитие корневых гнилей у различных сортов сои (фаза бутонизация-цветение), %, 2023-2024 годы
|
Сорт |
Год исследований |
Среднее за 2 года |
|
|
2023 |
2024 |
||
|
Миляуша (стандарт) |
0,33 |
0,06 |
0,20 |
|
Волжанка |
0 |
0,04 |
0,02 |
|
Везелица |
0 |
0,18 |
0,09 |
|
Вилана |
0 |
0,04 |
0,02 |
|
ЕЦ Флора |
0 |
0,04 |
0,02 |
|
Дуэт |
0 |
0,26 |
0,13 |
|
ЭН Аргента |
0 |
0,14 |
0,07 |
|
Самер 3 |
0 |
0,16 |
0,08 |
|
СК Алекса |
0 |
0,04 |
0,02 |
|
Василиса |
0,33* |
0,06* |
0,20 |
|
Самер 2 |
0,33* |
0,14 |
0,24 |
|
В среднем по сортам |
0,09 |
0,11 |
0,09 |
Примечание: * – данные не отличаются от значений для стандарта при использовании критерия Стьюдента при Р=0,05.
В условиях 2023 года только три сорта сои (Миляуша, Василиса и Самер 2) поражались корневыми гнилями, тогда как в 2024 году все сорта, в той или иной степени, были заражены данным микозом. Среди сортов, наименее поражаемых корневыми гнилями (во все годы опытов) – Волжанка, Вилана, ЕЦ Флора и СК Алекса. Наиболее сильно корневыми гнилями поражались растения сорта Самер 2.
В годы исследований отмечались различия между сортами по урожайности и вариабельности данного показателя (табл. 3).
Таблица 3 – Урожайность различных сортов сои, т/га, 2023-2024 годы
|
Сорт |
Год исследований |
Средняя за 2 года |
Коэффициент вариации, % |
|
|
2023 |
2024 |
|||
|
Миляуша (стандарт) |
0,67 |
0,79 |
0,73 |
11,6 |
|
Волжанка |
0,64 |
1,05 |
0,85 |
34,3 |
|
Везелица |
1,01 |
0,39 |
0,70 |
62,6 |
|
Вилана |
1,26 |
0,40 |
0,83 |
73,3 |
|
ЕЦ Флора |
1,20 |
0,95 |
1,08 |
16,4 |
|
Дуэт |
0,57 |
1,33 |
0,95 |
56,6 |
|
ЭН Аргента |
0,78 |
1,00 |
0,89 |
17,5 |
|
Самер 3 |
0,39 |
0,74 |
0,57 |
43,8 |
|
СК Алекса |
0,67 |
0,43 |
0,55 |
30,9 |
|
Василиса |
1,24 |
0,36 |
0,80 |
77,8 |
|
Самер 2 |
0,84 |
0,40 |
0,62 |
50,2 |
|
В среднем по сортам |
0,84 |
0,71 |
0,78 |
|
|
НСР05 |
0,03 |
0,02 |
|
|
Отмечаемые в годы исследований засушливые явления негативно отразились на урожайности всех сортов сои. В целом, в 2023 году средняя урожайность по всем изучаемым сотам, была выше, чем в 2024 году. Однако у сортов Дуэт, Волжанка, ЭН Аргента, Самер 3, напротив, отмечалась противоположная тенденция, т.е. в 2024 году, показатели урожайности превышали значения для предыдущего года. В среднем за годы исследований, максимальная урожайность была у сортов – ЕЦ Флора, Дуэт и ЭН Аргента. Для оценки стабильности (экологической пластичности) урожайности сорта использовался показатель коэффициента вариации. Минимальные показатели вариабельности урожайности были при использовании сортов Миляуша, ЕЦ Флора и ЭН Аргента.
При производстве сои особое внимание уделяется получению белка, поэтому для оценки сортов определялось его содержание в зерне и выход протеина с урожаем (табл. 4).
Таблица 4 – Содержание белка в зерне (%) и выход протеина с 1 га с урожаем (кг/га), 2023-2024 годы
|
Сорт |
Содержание белка в зерне, % |
Выход белка с 1 га, кг |
Отклонение от стандарта, кг/га |
|
Миляуша (стандарт) |
42,02 |
306,7 |
|
|
Волжанка |
37,62 |
319,8 |
13,1 |
|
Везелица |
35,11 |
245,8 |
-60,9 |
|
Вилана |
28,96 |
240,4 |
-66,3 |
|
ЕЦ Флора |
32,89 |
355,2 |
48,5 |
|
Дуэт |
28,04 |
266,4 |
-40,3 |
|
ЭН Аргента |
27,93 |
248,6 |
-58,1 |
|
Самер 3 |
33,63 |
191,7 |
-115,0 |
|
СК Алекса |
33,80 |
185,9 |
-120,8 |
|
Василиса |
25,82 |
206,6 |
-100,1 |
|
Самер 2 |
31,99 |
198,3 |
-108,4 |
|
В среднем по сортам |
32,53 |
306,7 |
1 |
|
НСР05 |
1,32 |
|
|
Засушливые условия в годы исследований, оказали различное влияние на содержание белка в зерне у разных сортов сои. Так, у сортов Вилана, Дуэт, ЭН Аргента, Василиса, содержание белка было ниже 30%, тогда как у сортов Миляуша, Волжанка и Везелица показатели были на уровне 35,11-42,02%. Различия сортов сои по накоплению в зерне белка в условиях засушливого вегетационного периода, может быть связано как с сортовыми особенностями, так и с различиями в использовании почвенного азота растениями в условиях острой засухи. Кроме того, почвы опытного участка отличаются низким содержанием серы, которая также в условиях почвенной засухи, может по разному поглощаться различными сортами сои.
При сравнении выхода белка с 1 га посевов, наибольший его сбор обеспечили сорта – ЕЦ Флора, Волжанка и Миляуша. У остальных сортов, выход белка с 1 га был ниже показателей чем у стандартного сорта.
Выводы. Проведенные исследования показали, что в условиях двух засушливых вегетационных периодов, с точки зрения урожайности и его стабильности (высокой экологической пластичности) преимуществом обладали сорта ЕЦ Флора, Дуэт и ЭН Аргента. Причем сорт ЕЦ Флора обеспечил и максимальный сбор белка (355,2 кг) с урожаем с 1 га посевов.
По содержанию в зерне белка выделись сорта Миляуша, Волжанка и Везелица, у которых значения превышали уровень 35%. Местный сорт Миляуша в засушливых условиях обеспечил наибольшее (42,02%) накопления белка в зерне.
Полученные результаты могут быть использованы при оптимизации набора сортов при выращивании сои на богаре в Предкамье Республики Татарстан и при подборе исходного материала для селекционных программ для данной зоны.
