Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИНТРОДУКЦИЯ СОРТООБРАЗЦОВ СОИ ЗЕРНОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНАХ РОССИИ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ИНТРОДУКЦИЯ СОРТООБРАЗЦОВ СОИ ЗЕРНОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНАХ РОССИИ"



На правах рукописи

САМИР РАБИЕ ЕЛ САЙЕД АБО ХЕГАЗИ

ИНТРОДУКЦИЯ СОРТООБРАЗЦОВ СОИ ЗЕРНОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНАХ РОССИИ

Специальность 0б>01.09 - Растениеводство Специальность 06.01.05 - Селекция я семеноводство

Автореферат диссертации иа соискание ученой степени кандидат* сельскохозяйственных наук

Москва - 2005

Диссертационная работа выполнена в 2003-2005 гг. на кафедре растениеводства аграрного факультета Российского университета дружбы народов. Полевые я лабораторные исследования проводились на опытном 1 поле и в отделе физиологии и биохимии растений Всероссийского научно* исследовательского института селекции и семеноводства овощных культур РЛСХН.

Научные руководители: . ■ ■

доктор биологических наук, лауреат Государственной премии Российской Федерации в области науки и техники Гнне Мурат Сабнрович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Романова Елена Валерьевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Евгений Васильевич Мамонов ""

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Заец Владимир Григорьевич

Ведущая организация: "Ассоциации «Сортсемовощ»"

Защита диссертации состоится "25 " января 2006г. в "13 " час. на заседании диссертационного совета К 212.203.07 в Российском университете дружбы народов по адресу; 117198, ГСП, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.8, корп,2,

(Аграрный факультет, лекционный зал №1),

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. б.

Автореферат разослан " j2- j. " декабря 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат сельскохозяйственных наук, доцепт

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из характерных особенностей современного сельского хозяйства в мире является интенсивное расширение производства сои. Популярность сои заключается в том, что она, как ни одна другая культура, оплачивает 1руд земледельца хорошими урожаями ценнейшего зерна, содержащего 30-52% полноценного белка, сбалансированного по аминокислотам, 17-27% жира и около 20% углеводов. Соя содержит большое количество витаминов: Л, Б, Е, С, а витамина В2 - в 6 раз больше, чем зерно пшеницы. Много в семенах сои неорганических веществ (калия, кальция, фосфора). Из неё получают молоко, масло, муку; белок. Соя применяется в производстве колбас, сыров, консервов, различных соусов, кофе, конфет, кексов, макарон и в хлебопечении.

Соя - очень важное растение и с аграрной точки зрения, т. к. являясь азотофиксатором, она обогащает почву и улучшает почвенную структуру. Азот сои, в отличие от азота минеральных удобрений, не загрязняет окружающую среду, и легко усваивается другими расте1шями. Соя -культура с высокой адаптационной способностью. Она обеспечивает хорошие показатели продуктивности, как в тропических странах, так и в странах с умеренным климатом.

Согласно данным ГВЦ Минсельхозпрода РФ для производства в России необходимого количества соевого масла требуется свыше 600 тыс. тонн семян сои. Для обеспечения потребности в кормах требуется минимально 310 тыс, тонн семян сои, Для производства соевого молока и других видов различных белковых продуктов нужно не менее 133 тыс. тонн семян.

В этом контексте Московская область привлекает особое внимание своими почвешю-климатическими условиями, способствующими получению высоких урожаев сон. Сумма положительных температур воздуха максимальна в Центральном и Юго-Восточном районе, В связи с этим существует возможность включения сои в севообороты и тем самым увеличения экономической эффективности севооборотов, а также обогащения почвы за счет азотофиксацин и снижения затрат на азотные удобрения.

В настоящее время в России посевы сои в основном сосредоточены на Дальнем Востоке - в Амурской области, Приморском и Хабаровском краях. Незначительные площади находятся на Северном Кавказе и Алтае. Необходимо отметить, что посевы сои в России увеличиваются. Намечено расширение посевной площади сои на орошаемых землях европейской части страны. Высевают ее в России, как на зерно, так и на зеленый корм, в чистом виде и в смеси с другими культурами. _... „.

РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева ЦНБ имени и.И. Железнова

Цель н задачи исследований.

Целью настоящей работы является изучение особенностей возделывания сои при обработки семян и растений рослости мулируюишми препаратами, оцепка исходного материала для селекции различных форм сои (Glycine max (L.)) по морфо-биологическим и биохимическим показателям и продуктивности и выделение перспективных по комплексу хозяйственно ценных признаков сортообразцов.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать влияние по1 шенно-климатических условий выращивания па морфометрические и биохимические показатели и продуктивность сортообразцов сои.

2. Изучить действие обработки семян и растений ростостимудирующими препаратами на энергию прорастания семян, рост и развитие растений сои и их продуктивность.

3. Провести сравнительное изучение содержания и биохимического состава белка и масла у сортообразцов сои, выращешгых в Московской и Амурской областях.

4. Изучить полиморфизм, удельную активность ферментов-антиоксидангов семян сои сортов Сонат и Гармония, в зависимости от условий выращивания.

Научная новизна. В результате изучения коллекции сортообразцов сои по морфологическим признакам, выявлены перспективные формы для почвенно-кл и мата ческих условий Московской области с высокими хозяйственно ценными показателям»: скороспелостью, количеством листьев, высоким количеством бобов на растении и ссмян в бобе, массой 1000 семян и урожайностью.

Разработаны новые элемен ты технологии выращивания растений сои с повышенной продуктивностью при использовании ростостимулирующих препаратов.

Впервые выявлены сортовые особенности накопления надземной биомассы и продуктивности растений сои при обработке ссмян и растений препаратами Агат 2S к, Альбит, Альбит-3 и Амир в качестве регуляторов роста п развития растений.

Впервые проведено сравнительное исследование влияния иочвенно-климатических условий возделывания в Московской и Амурской областях на содержание и биохимический состав белка и масла в семенах сои. При этом выявлено варьирование вышеуказанных показателей в широких пределах, что является практической основой для их использования в сслскции. Впервые установлена более высокая удельная активность ферметггов: эстер азы и пероксидазы и более низкая - катал азы в семенах сои, выращенных в Амурской области, в сравнении с семенами, выращенными в Московской области.

Установлено, что сортообразцы с невысокой удельной активностью фермента эстераза в семенах содержат больше масла. Этот показатель может служить маркерным признаком.

Практическая значимость работы.

Полученные результаты имеют, прежде всего, тсорешческое значение, расширяя знания об особенностях функционирования основных ферментов антиокендактной системы семян сои - каталазы и перокендазы, а также о закономерностях изменения содержания и биохимическое состава белков и липидов в семенах сои под влиянием условий выращивания растеши!.

На основе проведенных исследований предложены принципиально новые элементы сортовой технолопти с использованием биопрепаратов, позволяющих получать прибавку урожая семян и листовой массы сои. Природный регулятор роста Лльбыт - самый эффективный из изученных препаратов, можно применять для предпосевной обработки семян сон и внекорневой обработки растений.

Результаты работы могут быть использованы в лекционных курсах растениеводства, селекции и семеноводства и физиологии растений, при проведении полевой практики студентов биологических и агрономических специальностей.

Апробация. Основные результаты исследований были доложены на V Международной научно-практической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» - Ростов, 7-11 июня 2004г,; на VI Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения н перспективы их использования» - Пущино, 13-17 июня 2005г.; иа Межвузовской научно-практической конференции студентов, аспирантов и преподавателей аграрных вузов РФ. - РУДН, 19-21 апреля 2005г.; иа заседаниях кафедры растениеводства аграрного факультета РУДН (20032005гг.), а также на заседаниях отдела физиологии и биохимии растений

внииссок.

Публикация научных исследований. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на /¿¿страницах машинописного текста, включает таблиц, / 2,рисунков. Состоит из введения, трех частей, выводов и рекомендаций производству. Список использованной литературы включает 308 наименований, в том числе 30 иностранных источников.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объекты исследования. Объектом исследования являлась зерновая культура соя. В качестве материала для исследований использованы 17 сортообразцов зарубежной и российской селекции, которые были получены из ГНЦ Всероссийского НИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова (ВИР) и

2 сорта сои (Соната и Гармония) подучены из Дальневосточного государственного щрарного университета (Даль ГАУ). В качестве стаидарта использовали сорт сои Магсва (селекции 1ШО «Приобское» совместно с ТСХД), внесенный в Государственный реестр РФ.

Условия, методы исследования. Лабораторные и полевые исследования проводили в 2003-2005 гг., в отделе физиологии и биохимии Всероссийского НИИ селекции и семеноводства овощных культур РАСХН (ВНИИССОК, Одинцовский район Московской облает«).

Среднемесячная температура воздуха самого теплого месяца (июля) составляет 18,4"С. Отмечены годы со среднемесячной температурой в июле 23,1°С. Сумма среднемесячных температур воздуха выше +10 °С равна 2000-2100 6С. Период со среднесуточными температурами воздуха выше +10 °С составляет 120 дней. В^-етация растений сои скороспелых сортов продолжается 96-104 сут., а среднеспелых - 105-112 сут. Область относится к зоне достаточного увлажнения. Годовая сумма осадков - в среднем 550650 мм, с колебаниями в отдельные годы от 270 до 900 мм. За период активной вегетации выпадает 250-270 мм осадков.

Для обработки ссмян и надземной массы сои применяли следующие ростостимулирующие препарат: Агат 25 к, Альбит и Альбит-3 (коммерческие препараты, производства Института биохимии и физиолоши микроорганизмов им. Г. К. Скрябина РАН, Пущнно) и Амнр (ВНИИССОК). При проведении исследований в качестве эталона использовали универсальный регулятор роста Агат 25к. Основным способом воздействия данных регуляторов на растения сои являлось замачивание ссмян в растворах вышеуказанных препаратов в концентрации 1г/л и 0,1 г/л.

П другой серии опытов проводили обработку растений в виде однократного опрыскивания растворами в период цветения в концентрации Ю'5%.

Во время проведения экспериментов в соответствии с программой исследований проводились необходимые наблюдения, учеты к анализы на основе общепринятых методик, с учетом особенностей нолевою опыта в селекции и согласно методике полевого опыта, изложенной Доспсховым (1985). Деллночные опыты закладывались на участках, подготовленных по единой для всех овощных кулыур щротехнике. Фенологические наблюдения проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур и по методике нолевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве.

Химический состав ссмян сои определяли в лаборатории физиологии и биохимии ВНИИССОК и в ДальГАУ в фазу полной спелости растений. Сухое вещество определяли методом высушивания до постоянной массы, содержание белка, ферментов, масла - по методу Бертран^ аскорбиновой кислоты - по Муррн (Ермаков и др., 1972). Содержание хлорофилла а,

хлорофилла б и каротиноидов определяли спектрометрическим в 96% этаноле (Lichten thaler el al„ 1982).

Определение содержания белка, масла, жирных кислот и основных зольных элементов . проводили на ИК-сканере Nir-42. Для работы использовали также спектрофотометр "СФ-16" (Россия),

Математическая обработка экспериментальных данных проведена на ПЭВМ с использованием программ Microsoft Excel, Microsoft Word 2000 и M-STAT.

Работа выполнена в сотрудничестве с Даль ГАУ и Российским государственным медицинским университетом (РГМУ).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Оценка соротообразцов коллекции сои по морфологическим признакам и структуре урожая.

Наши исследования, проведенные на 17 сортообразцах сои в 2003 г. показали, что в условиях Подмосковья растения ряда сортообразцов выделились по способности образовывать большую надземную массу с высотой растений от 60 до 90 см и высоким количеством листьев (табл. 1).

Практически идентичной у многих сортообразцов была динамика роста осевого побега, с максимумом в фазу цветения. В фазу цветения скороспелый сорт Соната почти достигал своей предельной высоты, т.е. на начальном этапе вегетации данному сорту характерны высокие темпы ростовых процессов. Подобные закономерности обнаружены у образцов Ugra, В ravel la, СибНИИК-б, ПЭП-22, СибНИИК-315, Линия 1040-42, Тимирязевская-1 и Магева. Тогда как у 7 сортообразцов высокие темпы роста были обнаружены не только до фазы цветения, но и после нее, как, например, у образца Линия 52-М.

Изучаемые сортообразцы существенно различались между собой по количеству бобов на растении. Наибольшее количество бобов на одном растении сформировалось у образца Соната и составило 76,б±7,3 шт./раст., тогда как минимальное количество бобов на растении отмечали у сортообрззца Тимирязевская 1 (19,б±4,0 шт./раст.). Количество семян в бобе у изучаемых сортообразцов колебалось от 1,4±0,2 (Тимирязевская 1) до 2,4+0,1 (Светлая). Следует отметить, что этот показатель у сортообразцов Bravella, СибНИИК-6, Светлая, Магева, ПЭП -22 и Ugra составило более 2 семян на боб (табл. 1).

Наибольшая урожайность ссмян в наших исследованиях была отмечена у образца Bravella - 2,2 т/га, наименьшая - у образцов Тимирязевская 1 и Салют 216 - 0,3 т/га. Урожайность семян сортов северного экотипа Магева и Светлая составили 1,5 и 1,4 т/га соответственно. Следует отметить, что урожайность сортообразцов СибНИИК-315, Ugra, Bravella, Линия 52-Ми Гармония превышала урожайность Магевы (табл. 1).

Морфологические признаки и Структура урожая соортообращов сои (2003 г.).

Сортообразец Высота осевого побега, см Кол-во лвстъев на растении, шт. Кол-во боковых побегов па растении, шт. Кол-во бобов на растении, шт. Кол-во семян в бобе, шт. Масса 1000 семян, г Подукгив- востъ, г/растенпе Урожайность, т/га

Соната 71 ,8±1,4 39,4±1,б 3,3 ±0,2 76,6±7,3 2Д±0,1 110,8 19,812,2 1,2

СпбШШК-б 643+1,7 20,9±1,7 33±0,2 3U+3.6 2,210,0 128,1 8,6±1,3 0,8

Светлая 61,6±1,4 28,110,8 3,7±0,2 51,5±3,1 2,4±0,1 146Д 17,811,5 1,4

Маге в а 63,9+9 33,9±!;4 4,7±0,3 57,0±4,1 2J±0,0 152,6 19,Ott,8 и

СнбШШК-315 61,0±2,6 38,6±1,4 56,5±5,3 1,810,1 196,0 21,412,3 2,1

ПЭП -22 37.8+1,7 33,5±1,0 5,0±03 57,0t32 2,0±0,1 160,6 16,311,3 1,1

Ugra 39,б±2,0 33,7±1,8 5,6±0,6 63,7±4j 2,110,2 176,4 22,812,5 2,1

Brav с IIa 24,4±0,6 1Я,4±0,8 4,0±0,3 39,4±2,6 2,1 ±0,1 214,6 17,111,0 22

Лилия 52-М 79Д±5,1 51,0±1,3 6,8±0,2 49,9±3,6 1,810,1 161,6 15,010,9 2,1

1040-40-2 47,3±1,1 29,7+0,7 4,7±0,3 54,4±5,4 1,9±0,0 215,2 20,4+1,9 1,5

Брянская 11 73,8±3,6 55,9±1,9 6,8±0,3 45,513,2 1,810,1 104,4 9,210,86 1,1

Соер-4 69,3+2,6 40,9+1,2 5,б±0,3 57,013,2 1,810,1 132,4 13,7+0,9 1,8

УСХИ-6 55,6+2,3 28,1+1,1 з,с>±о,з 57,5±S,1 1,810,1 142,6 15,7±1,6 U

Тимирязевская 1 31,7±1,6 31,4±1,3 6,2+0,3 19;б±4,0 1,410,2 159,6 4,410,97

Салют 216 93,1 ±3,7 63,7+2,1 13,9±03 26,615,9 1,910,4 91,0 5,8+2,06 03

Гармония 87,1 ±2,5 52,4+1,3 4,7±0,3 70,8+6,6 1,9±0,2 139,8 21,6±2,9 2,0

Major 75,4±2,2 31,3±1,0 3,3 ±0,3 59,4±б,1 1,9+0,1 150,0 18,7±2,6 1,4

По скороспелости, урожайности и структуре урожая для дальнейшего изучения были выделены перспективные сортообразцы пищевого использования - Соната, Гармония, СибШВДК-315, Линия 52-М и в качестве стандарта - сорт Магсва. В дальнейших исследованиях оценку выделенных сортообразцов сои проводили по морфо-биологическим и биохимическим показателям.

3.2. Опенка сортообразцов сои по морфо-б но логическим признакам

Продолжительность межфазных периодов развития растений.

Темпы развития выделенных образцов растений сои определяли по срокам наступления фенофаз (табл. 2). По длительности межфазных периодов развития, согласно данным за 3 года, изученные сортообразцы условно можно разделить на две группы. У первой группы сортов период от всходов до цветения составляет 50,3-53,0 суток, однако, последующий период развития - от цветения до созревания у этой группы продолжается от 43,3 до 4б,б суток, а в целом длительность вегетационного периода составляет 96,3-97,0 суток. У сорта сои Соната период созревания бобов затянулся до 43,3 суток, хотя всходы его появились на 8,7-е сутки, на 47-е сутки наблюдалось наступление фазы бутонизации, а цветение - на 53-е сутки.

У сорта сои СибНИИК-315 и сорта-стандарта Магевы фаза цветения поступала на 50-е сутки, а период созревания па 4б-е и 47-е сутки, соответственно. Таким образом, быстрые темпы развития растений до цветения нивелировались затяжным периодом созревания бобов.

Таблица2

Продолжительность межфазных периодов развития растений сон, сут. (в среднем за 2003 - 2005 гг.).

Сортообразец Всходы Ветвление Бутони- за ця Цветение Зеленая лопатка Созревание

Соната 8.7 38,0 47,0 53,0 59,0 96.3

Гармонии 9,3 38,0 50,0 563 64,0 112,0

Магевя 9,0 33,3 46,3 50,3 55,7 96,7

СибНИИК-315 8,0 31.7 45,7 50,7 56.3 97,0

Л пин я 52-М 8,0 40,0 52.0 57,3 66.0 104.7

НСР 0,98 1.69 2.41 2,81 2,68 3.11

Ко второй группе (среднеспелые сорта) отнесены образцы сои, у которых длительность периода от всходов до цветения составляет более

56-57 суток, а период вегетации 104-112 суток. У исключенных из коллекции образцов сон длительность периода всходы-цветение составляла более 60 суток, при этом созревание семян затягивалось до 70 и более сут., что приводило к потере урожая.

Расчет длительности межфазных периодов (так называемого физиологического времени), в частности, периода «цветсние-созреванне», устанавливает связь скорости развития растения со специфическими особенностями биологического роста каждого отдельного сортообразца. При этом скороспелые сорта сои при наступлении фазы цветения близки по этому показателю друг к другу, что позволяет проводить их скрещивания. Скороспелые сорта сои Соната, Магева, СибНИИК-315 являются перспективными для использования в селекционном процессе (табл. 2). Кроме того, изучение выделенных сортообразцов сои на комплекс морфологических и хозяйственно ценных признаков имеет большое значение, так как результаты мо1ут быть использованы в селекционной работе с этой культурой и при гибридологическом анализе.

Оценка сортообразцов сои по основным морфо-биологическим признакам.

Морфо-метрнческие показатели растений сои за 3 года представленные в таблице 3, свидетельствуют, что сортообразкы Соната, Гармония и Линия 52-М отличались большей высотой растения, а сортообразец СибНИИК-315 - наименьшей но сравнению со стандартом -сортом Магева.

Таблица 3

Морфологические признаки растений сон (в среднем за 2003 - 2005 гг.)

Кол-во Кол-во Масса

Высота боковых листьев на одного

Сортообразец растения, побегов на растении, растения,

см растении, шт. 1IIT, г

Соната 70,3 3,4 36,0 74,2

Гармоння 84*3 5,1 35,0 80,5

Магева 66,9 5,4 42,8 52,7

СибНИИК-315 58,1 5Д 47,7 60,6

Линия 52-М 79.3 5,4 38,2 72,2

НСРой* 3,47 0,56 1,97 3,75

Масса рзстсний сои изменялась от 52,7 г до 80,5 г у сортообразцов Магева и Гармония, соответственно. Наибольшее количество листьев с одного растения обнаружено у сортообразца СиШИИК-315 (47 шт.), а

меньшее - у образцов Линия 52-М, Соната и Гармония (но 38,2, 36,0 и 35,0 листьев с растения). Количество боковых побегов у сорта Соната составляло 3,4 шт., у остальных сортообразцов было сравнимо со стандартом и составляло 5,1-5,4 побега.

Среднее количество бобов сои за 3 года у образцов Соната и Гармония было максимальным с одного растения, а образцы СибНИИК-315 и Линия 52-М имели самый низкий показатель количества бобов по сравнению со стандартом - сортом Магсва. Представленные результаты опыта свидетельствуют, что изученные сортообразцы отличаются между собой по урожайности, Сортообразцы СибНИИК-315, Линия 52-М и Гармония были наиболее урожайными, а растения сои сортообразца Соната имели самую низкую продуктивность по сравнению со стандартом - сортом Магева.

Средний урожай сои за 3 года (табл. 4) показывает, что образец СибНИИК-315 был паиболее урожайным, а образец Соната имел самую низкую продуктивность по сравнению со стандартом - сортом Магева. По полученным результатам опыта было отмечено, что эти образцы отличаются между собой и по элементам урожайности.

Масса бобов и их количество с растения у сортообразцов Соната и Гармония было существенно выше но сравнению с этими показателями у сорта-стандарта Магева, тогда как сортообразцы СибНИИК-315 и Линия 52-М имели самые низкие показатели количества и массы бобов с растения (табл. 4).

Таблица 4

Урожайность растений сов и её структура (в среднем за 2003 - 2005 гг.)

Сортообразец Масса бобовс раст., с Кол-во бобов с раст., urr. Масса семян с растч г Кол-во семян с раст., Кол-во ;смяыв бобе, |пт. Индекс урожая, % Масса 1000 семяк, г Урожай семян, тЛ-а

Соната 35,7 67,7 16,1 148,7 1 2,2 223 115,7 1.6

Гармония 40,3 «и 17,5 124,8 1,9 22,2 133,5 1,8

Магева 29,6 50,0 16,0 118,9 2А 31,8 147,0 1,7

СибНИИК-315 32,9 18.0 103,1 1,8 313 184,7 2,0

Линия 52-М 27,9 46,1 12,8 «3,7 1.8 18.3 168,5 1,9

НСР одо 2,54 4,72 1,1» 3,041 0,19 1,94 6,57 0.08

По массе семян е растения выделились сортообразцы СибНИИК-315 и Гармония, тогда как по количеству семян отличались сортообразцы Соната ц Гармония в сравнении с сортом-стандартом. Изучаемые сортообразцы различались между собой и по массс 1000 семян СибНИИК-315. Растения сортообразцов СибНИИК-315 и Линия 52-М выделились, крупными семенами (168 и 147 г соответственно), урожайность которых была наибольшей по сравнению со стандартом и составлена 2,0 и 1,9 т/га. Средняя урожайность растений сои сортообразца Соната (1,6 т/га) была

несколько ниже, чем у сортооСразца Магсва (1,7 т/га), тогда как урожайность сортообразца Гармония составляла 1,8 т/га.

Представленные в таблице 4 данные по что структуре урожая свидетельствуют о большом интервале варьирования у изученных сортообразцов по массе и количеству бобов и семян с растения, массе 1000 семян, урожайности, что делает перспективными дальнейшие исследования по созданию урожайных сортов сои.

3.3, Влияние обработки семян и растений сои ростостнмулкрующими

препаратами на их роет, развитие и продуктивность

Предпосевная обработка семян природными биостимуляторами - Агат 25к (эталон), Альбит, Альбнт-З, (в дозе 1 г/л) и Амир (0,1 г/л) в лабораторных условиях повышает энергию прорастания ссмяп па 15-30% по сравнению с контролем (вода), В полевых условиях семена сон сортов Магева, Соната, Гармония, СибПИИК-315 и Линия 52-М, обработанные ростостимулирующими препаратами, давали более дружные и крепкие всходы, чем ссмсна контрольных растений.

Отличительной особенностью растений сои вышеуказанных сортов, семена и растения которых были обработаны биопрепаратом Альбит, является их высокая отзывчивость па обработку. На примере сорта Магева можно видеть, по 35-суточные растения отличались от контрольных большей высотой на 47%, облиствешюстью растений — на 29% (табл. 5). Проведенная в дальнейшем в период цветения внекорневая обработка растений увеличивает их высоту (28%), количество боковых побегов (14%) и листьев (67%), а также ускоряет процесс цветения, что приводит к увеличению количества бобов по сравнению с контролем (на 36%), Аналогичные результаты были получены на сортообразцах Соната, Гармония, СибНИИК-315 и Лиши 52-М.

Эффект стимуляции ростовых процессов и продуктивности хотя и обнаружен у растений всех изученных сортов, однако, не в равной мере. При этом величина стимулирования колеблется в пределах от 10 до 60% в зависимости от показателя. Наибольше возрастание всех изученных показателей наблюдали у 35-суточных растений сои и через две недели после внекорневой обработки - у 65-суточных растений. Следует отметить, что неблагоприятные условия для роста растений сои - холодная весна и засушливое лето 2005г. в контроле снизили морфо-биологические показатели и урожайность по сравнению со средними данными за 3 года у изучаемых сортообразцов. В то время, как предпосевная обработка семян и внекорневая обработка растений в период цветения, стимулировали роста и развития растений сои, что способствовало увеличению количества бобов.

Влияние обработки семян ростостн мул нру ющ им и препаратами на динамику роста и развития растений сан сорта Магева (2005 г.)

Возраст, сут. Варианты опыта Высота растения, см % к ХОЩр^ЛЮ Кол-ве 6оКОВЫ1 побегов, тт. %к ■лштрыио Кол-во листьев, шт. •/о К контр«лн> Код-по Гк/м>н, шт. % к контролю

Обработка семян

35 Контроль 5,7±0,15 10« - - 3,4±0,09 100 - -

Альбит 8,4±0,20 147,4 - - 4,4+0,15 129,4 - -

50 Контроль 21,1±0,8 100 2,010,08 100 4,5Ю,15 100 - -

Альбит 13,8±« 112,8 2,410,08 120,0 5,410,20 120,0 - -

Внекорневая обработка растений в фазу цветении

65 Контроль 25,0±1,2 100 2,210,08 100 12,0±0,6 100 14,011,1 100

Альбит 32,0±3,1 123,0 2,510,09 113,6 20,0±0,7 166,7 19,111,2 136,4

80 Контроль 55,0±4,1 100 3,910,21 100 28,(*0,7 100 41,011,4 100

Альбит 60,0±4,1 109,1 4,210,24 107,7 33,010,9 117,9 52,011,4 126,8

105 Контроль 35,0±1,9 100 3,310,24 100 18,0±Ф,7 100 36,0113 100

Альбит 32,011,4 91,* 3,5±0,18 106,1 21,011,1 116,7 46,(Ц2,0 127,8

В основе положительного действия биопрепаратов группы Альбит лежит их способность усиливать фотосинтез и повышать ростовые процессы за счет высокой ауксиновой активности (Злогников, Багпрова, Гипс, 2001). Высокое содержании оксикоричных кислот в препарате Амир способствует укреплению иммунной системы растений (Гинс, 2000),

3.4. Биохимический состав семян сои у растений, выращенных в условиях Амурской и Московской областей

Содержание белка у большинства изученных сортов было средним

- от 34 до 40%. В Амурской области содержание белка значительно варьировало - от 36,17 (Салют) до 39,59% (Светлая), в Московской области

- от 35,02 (Гармония) до 39,05% (УСХИ-6) (табл. 6). Самым высоким содержанием белка в Амурской области (более 39%) отличились сорта Светлая, Соната и СибНИИК-б, несколько меньшим (более 38%) -Гармония, и^а, ПЭП-22, Соср-4, Брянская-11 и Линия 1040-42. В Московской области по белку (более 38%) выделились, кроме сорта УСХИ-6, сорта Салют-216, и£?а, ВгаусИа, Магева, Светлая, СибНИИК-315 и Линия 1040-42.

Биохимический состав семян коллекционных соргообразцов сои, выращенных в Амурской (А) и Московской (М) областях, % (2003 г.)

Сортообразец Происхождение Белок Масло Олеин, кислота Линоленк. кислота

Соната Амурская обл. А М 39,12 37,12 20,00 19,68 23,15 20,33 12,16 17,66

Гармония Благовещенск А М 38,05 35,20 20,86 18,06 21,70 15,37 11,78 16,66

Салют 2X6 ВШШ ССОК А М 36,17 38,43 1636 18,61 22,34 16,58 11,70 17,59

Major Франция А М 36,78 36,92 18,19 17,77 22,63 15,68 12,38 18,83

Ugra Швеция А М 38,56 38,94 18,40 18,47 22,62 18,96 12,46 16,86

В ravel la Щвецля А М 37,97 38,79 18,91 18,71 19,86 16,26 11,28 17,78

ПЭП-22 Ленияградск. обл. А М 38,60 37,42 18,08 18,97 20,38 143 11,99 17,23

УСХИ -6 Ульяновская обл. А М 36,62 39,05 18,18 18,36 23,07 16,94 11,63 17,49

Тн м я р язевскан-1 Рязанская обл. А М 37,43 37,82 17,16 17,15 24,85 19,79 12,58 18,64

Магева Рязанская обл. А М 38,96 18,83 14,43 17,51

Светлая Рязанская обл. А М 39,59 38,51 18,76 19,23 21,17 17,52 12,26 16,52

Соер-4 Саратовская обл. А М 38,24 36,50 16,83 19,80 16,29 20,57 11,43 15,57

Брянска я-11 Брянская обл. А М 38,96 37,14 20,06 19,64 23,16 15Д6 11,07 16,41

СнбН1ШК-6 Новосаб обл. А М 39,38 36,88 20,05 21,70 22,42 19,41 11,13 13,40

СибНИНК-315 Омская обл. Л м 37,78 38,88 17,72 19,82 22,09 18,17 11,52 13,91

Липня 1040-42 Швеция А м 38,21 38,69 20,11 19,32 22,28 16,54 12,29 15,83

По содержанию масла большую часть исследуемых сортов сои следует отнести к среди масличной группе (18-20%), Более высокое содержание масла (20% и выше) выявлено в семенах сортов Соната, Гармония, Брянская-) 1, СнбНИИК-6 и Линии 1040-42, выращенных в Амурской области, а в Московской области этим отличался только сорт СибНИИК-б. Несколько меньшим содержанием масла в Московской области отличились сорта Светлая, Соер-4, СибНИИК-315, а также линия 104042. Таким образом, семена сорта СибНИИК-б и линия 1040-42 имели самый высокий показатель мае личности.

Ценность соевого масла связана с высоким содержанием в семенах ненасыщенных жирных кислот, особенно оленновой и линоленолой. Линоленовая кислота значительно ухудшает качество масла для пищевых целей, но усиливает адаптивные свойства семян в период их прорастания при неблагоприятных условиях. По содержанию олеиновой кислоты (более 23%) в Амурской области выделились сорта сои Соната, УСХИ-б, Тимирязевская I, Брянская-П. Для семян сортов сои, выраше1тых в Московской области, содержание олеиновой кислоты было значительно ниже, чем в Амурской области.

По содержанию линоленовой кислоты в семенах растений сои, выращенных в Амурской области, размах варьирования составил от 11,07 (Брянская-11) до 12,58% (Тимирязевская-1), а в Московской области варьирование этого признака было значительно шире - от 13,4 (СибНИИК-6) и 13,9 (Си6НИИК-315) до 18,83 (Major) и 18,64% (Тимирязевская- 1) (табл.6),

Оценка сортообразцов по основным биохимическим признакам Пищевая ценность многих зернобобовых культур определяется главным образом содержанием в них белка и масла. Количество масла в семенах выделенных 5 сортообразцов в среднем за три гола колебалось от 13,41% до 23,50%. При этом образцы Линии 52-М, СибНИИК-315 отличались повышенным содержанием масла (табл.7).

Таблица 7

Содержание масла, общего и водорастворимого белка в семенах сои, %.

Соргообразец Масла Общий белок Водорастворимый белок

Соната 13,41 49,19 25,36

Гармония 14,81 54,98 28,27

Магева 17,30 51,65 27,06

СпбНИНК-315 20,10 49,24 26,93

Лин н и 52-М 23,50 54,72 26.64

НСР*м 1,12 1,49 1,01

По полученным результатам опыта было отмечено, что эти образцы отличаются между собой по содержанию масла и белка. Анализ содержания общего и водорастворимого белка сои за 3 года показывает, что образец Гармония имел максимальное, а образец Соната - минимальное значение по сравнению со стандартом - сортом Магева (см. табл.7).

3.5. Активность » множественные формы ферментов в семенах сои

В этом разделе представлены результаты анализа активности и множественных форм ферментов; эстер азы, ггероксидазы, каталазы.

Эстераза

Ферменты эстеразного комплекса участвуют в гидролизе сложноэфирных связей, в том числе липидов. Анализ показал, что большинство сортообразцов, имеющих высокую удельную активность фермента, содержат меньше масла,

Семена сортообразцов растений сои, выращенных в Амурской и Московской областях, значительно различаются между собой по величине удельной активности, в то време эстеразы из семян сортов Соната, Светлая, Гармония, СибНИИК-315 близки между собой по удельной активности этого фермента (таб. 8).

Таблица 8

Удельная активность эстеразы (х 10 "*) в семенах сои, выращенных и условиях Амурской и Московской области, «я,

на мг белка

Со ргооб раз ец Амурская обл. Московская обл.

Соната 40,Ш,6 40,б±1,б

Светлая 24,7±0 23,8±0,8

СибШШК-6 36,5-tO 25,5 *1,0

ПЭП-22 24,9±0 54,2±1,1

Брянска»It 22.2±0>6 29,9±0,8

Maren* - 41.2J.0.8

Линия 104(М2 28,2±0,2 39,5±0,6

Линия 52-М 27,0±0,3 20,5А1,1

Tfera 29,Ш 58,2±1,0

СибНГШПС-315 45,1*0,6 43,4±0,б

Bravella 37,4±2,7 28,4*0,6

Тимирязевская 1 26,5*0,6 -

Салют 216 41,0±0,8 -

УСХИ-6 30,1±1,Э 24,8±0,6

Major 56,б±2,1 56,6*1,1

Соер-4 44,1±1,1 34,6*1,1

Гармония 29,9*0,6 32,1±1.0

Анализ электрофоретических спектров эстсразного комплекса показал, что семена сои, выращенные в Амурской области, отличались более высокой гетерогенностью по сравнению с Московской областью. Выявлено от двух до четырех форм ферментов. Соргообразцы Соната и гибридная Линия 52-М, созданные в разных регионах России, имел» практически идентичные электрофоретический спектр, что, ио-видимому, свидетельствует о близости их но происхождению (рис. 1).

Rf

0,0 I

м- ~~

оХ~ _ _

од-

0,40,6— _ __

0,70,8—

w LJ LJ——I L-1-1—1—1—1-1—1—1—1 —1-

А М А М А М AMA

Соната Гармонии СнОНШ1К-315 Линия 52-М Магева

Рис. 1. Электрофоретпческие спектры эстеразного комплекса семян сон, выращенных в условиях Амурской (А) н Московской (М) областей.

Каталаза

Представленные на рисунке 2 результаты указывают, что удельная активность катал азы в семенах растений сои сортов Соната и Гармония, выращенных в Амурской области, ниже, чем в семенах из Московской области. Известно, что полностью сформировавшиеся семена характеризуются низкой активностью каталазы, поэтому акпшиость этого фермента может служить сравнительным показателем спелости семян. По-

видимому, более высокая удельная активность каталазы, выделенной из московских семян, связана с тем, что они не достигли полной спелости.

При анализе нолученных спектров каталазы в семенах растений сои сортов Соната и Гармония, выращенных в Московской области, отмечено наличие трех зон ферментативной активности, а в семенах из Амурской области выявлено только две зоны (рис. 3). Вероятно, это связано с более высокой кагалазой активностью семян из Московской области.

Соната

Гармония

а Московская область а Амурская область |

Рис. 2. Удельная активность каталазы в семенах сои, выращенных в разных агроклиматических зонах.

о 0.1 0,2 ОД 0.* 05 0.6 0,7 оя аэ 1Л

а б Соната

Гармония

Рис. 3. Электрофоретическне спектры каталазы в семенах сои а — Амурская область; б - Московская область

Перокоидазы

Пероксидаза является уникальным индикатором при воздействии на растительные организмы стрессовых внешних факторов.

Удельная активность псроксидазы, в отличие от каталазы, в семенах сои, полученных из Амурской обласш, выше, чем из Московской области (у сорта Соната - в 1,7 раза, у Гармонии - в 7,2 раза (рис. 4). Высокая пероксидазная активность ссмян сои в Амурской области, по-видимому, свидетельствует об их высокой потенциальной устойчивости к внешним неблагоприятным воздействиям.

IИ Московская область □ Амурская область]

Рис. 4. Удельная активность пероксндазы в семенах сон, выращенных в разных агроклиматических зонах

В! . О 0.1 о.г аз о,«

0.5

ае

0,7 0.8 0,9 1Л

Рис, 5. Электрофоретнческне спектры пероксндазы в семенах сои а — Амурская область; б — Московская область

Электрофоретнческне спектры псроксидазы из ссмян сои сорта Соната, выращенных в Амурской и Московской областях, обладают большим сходством (рис. 5). Для них характерно наличие трех зон ферментативной активности с КР=0-0,01; НР-0,3-0,32 И НХ-0,47-0,5.

а б Соната

а б Гармония

Таким образом, ссмена растений сои изучных сортообразцов, созданных в различных регионах России и зарубежья, при выращивании их в почвенно-климатичеекнх условиях Московской и Амурской области (2003-2005гг.) характеризуются изменением содержания важнсйнпюс компонентов - белка, масла, аминокислот, жирных кислот. Кроме того, удельная активность ферментов из семян сои - эстеразного комплекса, нерсксидазы и катал азы варьирует в широких пределах, а состав ферментов отличается полиморфизмом.

ВЫВОДЫ

1. На основе изучения коллекции сортообразцов сон по морфо-биолошпескнм и биохимическим показателям и продуктивности растений выделено пять сортообразцов - Соната, Гармония, СибПИИК-315, Линия 52-М, Магева, отличающиеся высокими хозяйственно ценными признаками.

2. Установлено, что сортообразцы Соната и СибНИИК-315 близки к сорту-стандарту Магева по скороспелости, высоте растений и облнствеиностн, однако, превышают последний по массе одного растения, массе бобов и семян. По массе 1000 семян выделились сортообразцы СибНИИК-315, Линия 52-М и Гармония в сравнении со стандартом.

3. Обнаружено, что предпосевная обработка семян сои препаратами Агат 25к (эталон), Альбит, Лльбит-З в концентрации (1г/л) и Амир (0,1г/л) оказывает стимулирующее действие на энергию прорастания семян, высоту растетшП, количество боковых побегов и листьев. Внекорневая обработка растений в фазу цветения вышеуказанными препаратами в концентрации 10"'% ускоряет активность цветения, увеличивает облиственность растений и повышает урожай бобов с растения,

4. Выявлена широкая изменчивость содержания белка, масла и его жирных кислот, минерального состава сортообразцов коллекции сои, которая обусловлена как биологическими особенностями сорта, так н климатическими условиями выращивания растений. Изменение количества белка и незаменимых аминокислот в семенах сои у сортов Соната и Гармония в широком интервале варьирования в зависимости от условий выращивания свидетельствует о возможности и перспективности селекции на повышенное содержание этих веществ.

5. Семена растений сои сортов Соната и Гармония, выращенные в условиях Амурской области, характеризуются высоким содержанием белка и аминокислот (тирозина, лейцтгна, аснарапшовой кислоты), а также масла и жирных кислот (олеиновой и лшюленовой) и большой удельной активностью перокендазы. Семена сои, выращенные в условиях Московской области, содержат большее количество линоленовой

кислоты, шстидина, глютамнновой кислоты и обладают более высокой удельной активностью катапазы.

6. Выявлен полиморфизм ферментного эстсразного комплекса, при этом эстеразный комплекс семян сои, выращенных в Амурской области, отличался более высокой гетерогенностью по срависншо с семенами, выращенными в Московской области. Обнаружена обратная зависимость между удельной акгнвностыо эстеразы и содержанием масла у изученных сортообразцов сон.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для расширения ассортимента семенной продукции с повышенным содержанием белка, масла и биологически активных веществ в условиях Московской области рекомендуется выращивания скороспелых соргов Соната, СибШШК-315, Линия 52-М и среднеспелого Гармония, которые обеспечивают стабильную урожайность семян пищевого назначения.

2. Целесообразно использовать ростостимулируюгпнй препарат Альбит для предпосевной обработки семян в дозе 50 г/т для повышения всхожести семян и последующей обработки растений в период вегетации в фазе цветения в дозе 30 г/га для ускорения активности цветения, повышения продуктивности и устойчивости растений к действию засухи.

СШ1СОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Або Хегази С.P.E., Гинс М.С., Романова Е.В„ Попов В.П. Продолжительность межфазных периодов и урожайность растений сои в Нечерноземье // Вестник РУДН., сер. Сельскохозяйственные науки, Агрономия, 2004. - .Na 11.-С. 122-126.

2. Або Хегази С. P.E., Гинс В.К., Попов В.П., Жарова Л.Л. Сорта сои для Московской области // Труды V Международной научно-практической конф. «Интродукция нетрадиционных и редких растений». -ПерсиановскиЙ: Изд-во Дон ГАУ, 2004. - T.I. - С. 10-12,

3. Диссанаяаке Д.М.Д., Або Хегази С.Р.Е., Романова Е.В., Гинс М.С. Морфо-биолошческие особенности сои в условиях нечерноземной зоны //Труды V Международной научно-нрактичсской конф, «Интродукция нетрадиционных и редких растений». — ПерсиановскиЙ: Изд-во Дон ГАУ, 2004. - T.I. - С. 49-52.

4. Або Хегази С.P.E. Интродукция сои дня Московской области // Материалы межвузовской научно-нрактической конференции студентов, аспирантов и преподавателей аграрных вузов РФ. - М.: РУДН, 2005. - С. 26 -27.

5. Або Хегази С.Р.Е. Морфо-биологические особенности новых сортов сои в условиях Московской области // Материалы межвузовской научно-практической конференции студентов, аспирантов и преподавателей аграрных вузов РФ. - М.:РУДН, 2005. -С. 57- 58.

6. Або Хегази С.Р.Е., Романова Е.В., Гинс М. С., Жарова ЛЛ. Урожай и ком) юоеита урожая сои в Московской области // Труды VI Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». - М.: РУДН, 2005. - Т.111. - С, 8-10.

7. Иваненко Л. Е., Ефимов Г, П., Або Хегази С.Р.Е-, Гинс М. С., Гинс В. К, Биохимический состав семян сои // Труды VI Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». - М.: РУДН, 2005. -ТЛИ. - С. 315-319.

8. Любицкий О.Б., Гинс М. С., Гинс В.К., Романова Е.В., Ильина СЛ., Потапов С.А., Або Хегази С.Р.Е., Кононков П.Ф. Исследование антиоксидантной активности растттальных экстрактов // Труды VI Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения н перспективы их использования». - М,: РУДН, 2005. - ТЛИ. - С. 360 - 362.

9. Гинс М.С., Селихова О.А., Семенова Е.А., Иваченко Л.Е., Романова Е,В„ Або-Хегази С.Р.Е. Изменение биохимического состава ссмян сои сортов Соната и Гармоиия лрп различных условиях выращивания // Доклады РАСХН, 2005. -Хз 5.-С. 10-12.

!0. Гинс М. С., Гинс В.К., Романова Е.В., Потапов С.А., Або Хегази С.Р. Е., Любицкий О.Е., Ильина С.Е. Возможные механизмы антиоксцдантной активности растительных экстрактов// Актуальные вопросы современной науки, 2005. - № 5. (26). - С. 148-150.

Подписано в печать 20-12.2005. Формат 60x90/16. Бумага офсетная 1,0 п. д. Тираж 100 экз. Заказ № 1483

ИЗДАТЕЛЬСТВО

МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 062809 Код издательства 5X7(03)

Отпечатано 8 типографии Издательства Московского государственного горного университета

Лицензия на полиграфическую деятельность ЛЛДМ 53-305

119991 Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, €; Издательство МГГУ; тел. (095) 236-97-80; факс (09$) 936-90-40