Введение к работе
Актуальность проблемы. В решении проблемы повышения урожайности и качества зерна значительную роль играет фактор сорта. Выведение высокопродуктивных, разноспелых, адаптированных к особенностям природных условий зоны возделывания сортов сои и повышение степени реализации их генетического потенциала продуктивности агротехническими и гидромелиоративными приемами является важнейшей задачей селекции и растениеводства.
Научный и производственный опыт показывает, что Нижневолжский регион Российской Федерации относится к одному из перспективных для производства сои в зоне каштановых почв на орошаемых, а в степной зоне черноземов и неорошаемых землях. Однако отсутствие высокоурожайных, адаптированных к засухе и отзывчивых на орошение сортов сои сдерживало распространение этой культуры в производстве. В тоже время, имеющийся в стране значительный и все возрастающий дефицит растительного белка, обусловливает необходимость погашения его за счет объемов производства сои. Отсюда разработка инновационных технологий возделывания и выведение новых сортов сои приобретает особую актуальность, что и определило направление наших исследований.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их во Всероссийском научно-исследовательском институте орошаемого земледелия в рамках Государственной научно-технической программы «Мелиорация и водное хозяйство» (1996…2000 гг.); Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2001…2005 гг., 2005…2010 гг., тематикой НИР Нижне-Волжского НИИСХ: «Создать и внедрить высокопродуктивный сорт сои для использования без орошения и при орошении в 1983…1985, 1986…1990, 1991…1995 гг. (№ гос. рег. 01.34.0030242).
Цель и задачи исследований. Цель наших исследований сводилась к обоснованию технологии возделывания новых сортов сои селекции автора в орошаемых и неорошаемых условиях, выбору методов и направления в селекции этой культуры для создания адаптированных к природным условиям Нижнего Поволжья сортов, характеризующихся высокой продуктивностью, различными сроками гарантированного созревания и приспособленностью к метеорологическим стрессам.
Для достижения поставленных целей предусматривалось решение следующих задач:
в теоретическом аспекте:
- обосновать адаптированные к закономерностям морфогенеза и природным условиям Нижнего Поволжья технологии возделывания сои в орошаемом и не орошаемом земледелии;
- установить характер изменчивости и взаимосвязи морфогенетических признаков исходного материала с основными показателями модели создаваемого сорта, определяющими технологичность и высокую продуктивность сои (продолжительность вегетационного периода, высота стебля и выход зерна с растения, прикрепление нижнего боба от поверхности почвы, число бобов, масса 1000 зерен, содержание белка и жира в зерне).
в методическом отношении:
- усовершенствовать метод получения новых сортов сои на основе проведения раннего срока посева сортообразцов и выделения спонтанных гибридов.
в практическом использовании:
- разработать технологию возделывания сои в условиях орошения с использованием отзывчивости на способы посева, биорациональные средства, применение комбинированной (бороздование+щелевание) обработки почвы;
- выделить сортообразцы и линии, обладающие хозяйственно-важными признаками;
- создать новые сорта сои, адаптированные к жестким природным условиям Нижнего Поволжья и требованиям современного сельскохозяйственного производства;
- дать производственно-хозяйственную характеристику выведенных сортов с учетом морфологических, биологических и агротехнических свойств, обосновать зоны их возделывания;
- изучить особенности фотосинтетической деятельности и водопотребления сои при разных уровнях продуктивности;
- установить экономическую и энергетическую эффективность возделывания выведенных сортов сои.
Научная новизна. Обоснованы технологии эффективного возделывания разноспелых сортов сои на зерно в условиях орошения, параметры модельного, идеального растения (идеатипа) сортов для посевов в условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья при орошении и в степной зоне черноземных почв без орошения.
Разработана методика направленного кроссбридинга и подбора разноспелых пар сои для скрещивания с целью повышения вероятности закрепления в новых сортообразцах наиболее ценных параметров характеристики исходного материала.
Разработана методика подбора родительских форм и отбора продуктивных генотипов на основе тесных корреляционных связей массы зерна на растении с высоконаследуемыми признаками: количеством узлов на главном стебле растения, количеством бобов в узле, массой 1000 зерен; сухой биомассы с фотосинтетическим потенциалом и максимальной площадью листовой поверхности.
Для условий Нижнего Поволжья разработана база данных мирового генофонда сои и представлена в виде Каталога мировой коллекции ВИР (Вып. 706), включающая наиболее перспективные для селекции в этом регионе генотипы, в числе которых 11 сортообразцов, созданных автором.
Сформулированы экологические, агротехнологические и биологические принципы построения системы сортового семеноводства орошаемой сои в Нижнем Поволжье.
Научная новизна работы подтверждается тремя авторскими свидетельствами на новые сорта (Волгоградка 1 № 5619 РФ от 27. 11. 1991 г.; ВНИИОЗ 86 № 33831 от 24. 01. 02 г.; ВНИИОЗ 76 № 34007 от 16. 01. 03 г.), и патентами (патент № 1758 РФ, 13. 02. 2003 г.; патент № 2251 РФ, 25. 03. 2004 г.) и на способы возделывания сои (патент № 2174746 РФ, 20. 10. 01 г.; патент № 2313209 РФ, 27. 12. 2007 г.).
На защиту выносятся следующие положения:
- технологии возделывания сои в условиях орошения, основанные на подборе сортов, способов посева, предпосевной инокуляции семян активными штаммами соевого ризоторфина, раздельного и совместного с ризоторфином использования регуляторов роста растений, малоэнергоемкие приемы обработки почвы и средства химизации;
- методы поиска исходного материала для селекционного процесса с использованием созданной базы данных по генофонду этой культуры, включая сорта селекции автора;
- обоснование критериев отбора и оценки селекционного материала сои для повышения зерновой продуктивности и толерантности к стрессам, испы-тываемых растениями в течение вегетационного периода;
- преимущества созданных автором новых сортов сои по хозяйственно-ценным признакам и свойствам;
- особенности технологии возделывания сои для получения высококачественного семенного материала;
- экономическая и энергетическая оценка технологий возделывания сои с использованием новых сортов автора диссертации.
Практическая значимость. Разработаны технологии возделывания созданных автором сортов сои, внедрение которых в аграрное производство позволяет повысить зерновую продуктивность этой культуры на 10…20%, стабильно получать качественное семенное и товарное высокобелковое зерно при рациональном использовании водных и земельных ресурсов.
Обоснована рациональная технология селекционного процесса, способствующая повышению эффективности подбора пар для гибридизации, отбора и оценки исходного материала, сокращению сроков выведения новых сортов, методов подбора исходного материала с важными хозяйственными признаками и свойствами.
Реализация результатов исследований. Из созданных автором 5 сортов сои, три (Волгоградка 1, ВНИИОЗ 76 и ВНИИОЗ 86) занесены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Нижневолжском (Волгоградка 1, ВНИИОЗ 76 и ВНИИОЗ 86) и Уральском (ВНИИОЗ 86) регионах, в Уральской области Республики Казахстан (Волгоградка 1). Возделываются эти сорта на общей площади до 2,0 тыс. га по технологиям, разработанным автором и обеспечивают получение на орошаемых светло-каштановых почвах от 2 до 3, а в степной зоне черноземных почв без орошения – 1…1,5 т/га зерна. Два сорта (ВНИИОЗ 31 и ВНИИОЗ 11) в 2008 г. переданы в Государственное сортоиспытание.
Результаты исследований использованы при составлении сборника «Особенности возделывания и уборки сельскохозяйственных культур» (Волгоград; 1992), помещены в Каталог Мировой Коллекции ВИР Вып. 706, Соя (Санкт-Петербург; 2000), Государственный реестр характеристики селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве по Волгоградской области в 2002-2003 годах (Волгоград, 2003), каталог «Для высоких урожаев» (Ставрополь; 2006); «Рекомендациях по проведению весенне-полевых работ в хозяйствах Волгоградской области в 2000, 2003 и 2007 гг.». (технологические требования), в буклете «Сорта и гибриды для условий орошаемого земледелия, выведенные во ВНИИОЗ в 1996…2000 гг.» включены в «Систему адаптивно-ландшафтного земледелия Волгоградской области на период до 2015 года», опубликованы в 129 научных статьях, в журналах федерального и регионального уровней.
Выведенные сорта использовались в качестве объекта исследований в кандидатских диссертациях Т.В. Мухортовой (2001), Т.А. Манаковой (2001), С.А. Мамаева (2002), М.Н. Лытова (2002), М.Ю. Моисеева (2004), А.А. Пахомова (2004), С.И. Утученкова (2004), И.Е. Романцевой (2005), В.И. Чернышева (2005), Ю.П. Даниленко (2007), Е.В. Зинченко (2009), О.А. Белик (2009).
Полученная в результате проведения исследований научная информация используется при обучении студентов следующим дисциплинам «Основы селекции и семеноводства», «Основы сельского хозяйства», «Основы экологии», «Сельскохозяйственная экология», «Экологическая химия почв», преподаваемым диссертантом с 02.10.2006 года в ВГИ, филиал ГОУ ВПО ВолГУ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научных конференциях Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии (1986, 1993, 1995, 2004), Волгоградского государственного университета (2000), на Международных и республиканских научных и научно-практических конференциях семинарах и совещаниях по проблемам селекции сои и повышения эффективности использования орошаемых земель в агропромышленном производстве (Волгоград, 1994; 2004; 2005; 2008; Харьков, 1986; Краснодар, 2004; 2008; Курск, 2005).
Результаты исследований неоднократно (1996…2009 гг.) экспонировались на ВВЦ и отмечены медалью «Лауреат ВВЦ» (2000 г.), демонстрировались на областных сельскохозяйственных выставках (Волгоград, 2002…2010 гг.), а также на Днях Российского поля (2007, 2008, 2009 гг.).
Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в 129 научных работах, в т.ч. 11 работ в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ при защите докторских диссертаций.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 411 стр. компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, включает 14 рисунков, 127 таблиц и 435 наименований используемой литературы, в т.ч. 36 иностранных авторов. Кроме того в приложении даны 93 таблицы. Доля личного участия соискателя в получении и обобщении результатов исследований, представления их в виде диссертации составляет 85%.
Особую признательность и глубокую благодарность выражаю научному консультанту работы, академику РАСХН, заслуженному деятелю науки РФ, доктору с.-х. наук, профессору И.П. Кружилину, коллегам по совместной работе В.В. Мелихову, П.И. Кузнецову, Т.Н. Дроновой, О.П. Комаровой, Ю.П. Даниленко, А.Г. Болотину, О.Г. Чамурлиеву, А.А. Зибарову, А.М. Белякову, В.М. Кононову, Г.П. Диканеву, Ф.Л. Козловцеву, В.Н. Рябухиной, В.И. Толочек, Т.В. Фроловой, О.В. Исуповой за помощь при осуществлении полевых экспериментов и оформлении диссертационной работы.
