Проблема растительного белка в питании человека и кормлении сельскохозяйственных животных приобретает первостепенное значение. Например, в Нечерноземной зоне России его дефицит составляет 20–25 %, 55 % кормов поступает животным в несбалансированном виде. Важным источником белка остаются зернобобовые, особенно соя.
В мировом земледелии соя — одна из самых популярных и востребованных зернобобовых и масличных культур. Площади под нею у нас в стране постоянно растут. Важнейшим резервом увеличения уровня и стабильности производства стали новые сорта с улучшенными биохимическими характеристиками, менее чувствительные к стрессам и обеспечивающие рентабельность. Поэтому актуальной будет целенаправленная работа по созданию, районированию и внедрению в производство высокопродуктивных сортов сои с высоким качеством семян, приспособленных к природно-климатическим условиям региона.
Главным условием интродукции сои в Нечерноземной зоне стало создание ультраскороспелых сортов, способных формировать семена в условиях пониженных температур. В 1984 году разработали модель сорта сои северного экотипа для условий Нечерноземной зоны. Она включает биологические, морфологические и биохимические показатели. Из биологических особенностей самой важной считается слабая реакция сортов на длину дня, холодостойкость и способность вызревать за 90–100 дней в любых погодных условиях, т. е. при сумме активных температур 1750–1850 ºС. Из морфологических — детерминантный тип роста и минимальное или нулевое ветвление; из биохимических — получение семян с содержанием белка не меньше 38–40 %, масла должно быть 15–18 %.
Поскольку соя для Рязанской области все еще нетрадиционна, и, чтобы начать выращивать ее в 80-х годах прошлого века, необходимо было дать обоснование внедрения этой культуры, то первоначально провели изучение сравнительной продуктивности сои и традиционных для нашего региона зернобобовых. Оно показало, что по сбору протеина с единицы площади соя превосходит горох в 1,3 раза, вику — в 1,7, люпин — в 1,8 раза.
Создание сортов, превосходящих родительские формы по скороспелости, возможно с использованием радиационного мутагенеза. Этот метод и был применен группой ученых в Рязанском НИИСХ (ныне Институт семеноводства и агротехнологий). Первым этапом исследования было проведение агроэкологических испытаний коллекции сои ВИР и выявление сортов, способных в условиях Рязанской и Московской областей достигать полной спелости. Прежде всего это сорта шведской селекции Fiskebi, Шведская 856. Однако их существенным недостатком в наших условиях является низкорослость, растрескиваемость бобов при созревании. При этом основная масса бобов оказалась ниже 15 см, а это ведет к существенным потерям при уборке. Среди сортов селекции ВНИИ сои наиболее перспективными оказались Северная 5, Северная 2, Восток, Аврора, однако они вызревали не во все годы.
Именно семена этих сортов были облучены в НИИ микробиологии и эпидемиологии им. Н. Ф. Гамалеи гамма-лучами в диапазоне доз от 5 до 400 Гр. Установили, что малые дозы до 40 Гр не вызывают видимых изменений в растениях, выращенных из облученных семян. Дозы выше 40 Гр приводили к снижению лабораторной и полевой всхожести, увеличению стерильности растений, замедлению их роста и развития, снижению продуктивности, повышению изреживаемости посева. Дозы более 120 Гр оказывали угнетающее действие, при этом лишь единичные растения сохраняли жизнеспособность, продуктивность их была минимальной. Наибольший выход мутаций получен в диапазоне доз 40–100 Гр. В результате проведенных отборов была создана коллекция ультраскороспелых форм, превосходящих исходные сорта по скороспелости и с потенциалом продуктивности до 3,0 т/га. Три линии оказались наиболее перспективные, одна из них отселектирована на рязанской земле и впоследствии получила название Магева.
На основе этой коллекции создавались новые сорта. Все они приспособлены к почвенно-климатическим условиям зоны, т. е. холодостойки, со слабой реакцией на длину дня и способны формировать урожай на слабокислых почвах. Они пригодны к механизированному возделыванию: имеют компактную форму куста, практически одновременное созревание семян на растении, устойчивы к полеганию. Уборка проводится прямым комбайнированием без десикации посевов. При оптимальных условиях возделывания обеспечивают урожай семян до 3,2 т/га.
Экология Центрального Нечерноземья во многом отличается от условий традиционных районов выращивания сои. Поэтому неизбежно встал вопрос разработки технологии возделывания в нашей зоне. Были уточнены сроки, способы посева и нормы высева семян. Оптимальный срок посева — первая декада мая, предельный — конец второй декады месяца, но в годы с ранней и теплой весной, когда почва быстро прогревается, сою следует высевать вслед за ранними яровыми. При посеве позже 20 мая урожай семян снижается на 0,18–0,59 т/га. Сейчас для современных сортов сои северного экотипа есть возможность выращивать их как в рядовом, так и в широкорядном посевах.
Изучены особенности азотного питания у сои, доказано преимущество симбиотрофного типа питания над автотрофным в условиях, благоприятных для симбиоза. Изучение доз минеральных удобрений показало, что различные уровни питания не оказывают заметного влияния на продолжительность межфазных периодов сои. Определен состав сорной растительности в посевах, изучены различные виды, дозы и способы внесения гербицидов. При обработке этими препаратами в баковую смесь добавляют регуляторы роста — это дает возможность избежать фитотоксичного воздействия гербицидов на растения, минимизируя стресс при обработке.
На основе многолетнего изучения биологических особенностей роста и развития растений сои, требований к условиям окружающей среды, отзывчивости на агроприемы разработана сортовая технология выращивания этих сортов в Нечерноземной зоне. Особое внимание уделили вопросам размещения сои в севооборотах, разработке системы удобрений, обоснованию сроков, способов и норм высева семян, защите посевов от сорняков и вредителей. Полученные результаты вошли в регистр ресурсоэнергосберегающих технологий производства продукции растениеводства для Рязанской области и стали основой инновационной технологии возделывания сои в хозяйствах Центрального района Нечерноземной зоны. Эта технология выращивания апробирована в производстве.
Также была разработана модель нового сорта сои для условий Центрального Нечерноземья. Эта модель на перспективу предусматривает 23 параметра хозяйственно ценных признаков. Среди них повышение урожайности до 2,5–3,0 т/га, содержания белка в семенах до 40–43 %, жира до 18–22 %, увеличение элементов продуктивности растения. Цель исследований — выведение биологически разнотипных сортов сои с различными сроками созревания и пригодных к механизированной уборке. Для усиления отдельных признаков в 2019 году было проведено однократное облучение семян собственной селекции и ряда районированных сортов и перспективных линий других учреждений гамма-лучами в диапазоне доз от 80 до 180 Гр. Семена высевали в соответствии с вариантами опыта. При этом фиксировали все отклонения от нормы. В полевых условиях появление всходов было растянуто во времени тем сильнее, чем больше доза облучения. По мере ее увеличения возрастала доля «ложных всходов», которые пропадали из посева уже к 20-му дню. У 21 % делянок выпадение составило 85–96 %. Среди растений, сохранившихся к уборке, 2–3 % было стерильным. Бобы на них отсутствовали или не имели семян.
Облучение семян замедляло развитие растений, особенно в первые фазы. Установлена сортовая специфичность в реакции на гамма-излучение. У 12 % облученного материала выживаемость растений составила 65–83 %; в 18 % делянок выпадение растений не наблюдалось. Отрицательное действие радиации на ростовые процессы усугублялось неблагоприятными погодными условиями.
Таким образом, сочетание гибридизации с методом индуцированного мутагенеза и последующим отбором способствует получению новых форм сои с хозяйственно ценными признаками. Создание ультраскороспелых и скороспелых сортов свидетельствует о возможности и необходимости расширения ареала возделывания сои до 56 градуса северной широты, а также перспективности использования сортов селекции российских ученых на зерно с целью решения белковой проблемы.
Елена Гуреева, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Института семеноводства и агротехнологий — филиала Федерального научного агроинженерного центра ВИМ Рязанская область