vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2024-4-47-58vir-nw-2111Research ArticleИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙSTUDYING AND UTILIZATION OF PLANT GENETIC RESOURCESАдаптационные показатели перспективных сортов сои в условиях юга Дальнего ВостокаAdaptive characteristics of promising soybean cultivars under the conditions of the south of the Russian Far Easthttps://orcid.org/0000-0002-2879-3570БутовецЕ. С.ButovetsE. S.

Екатерина Сергеевна Бутовец - кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, и. о. заведующего лабораторией.

692539 Уссурийск, пос. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30

Ekaterina S. Butovets - Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher, Acting Head of a Laboratory.

30 Volozhenina St., Timiryazevsky Settlem., Ussuriysk 692539

otdelsoy@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7584-4652ЛукьянчукЛ. М.LukyanchukL. M.

Лукьянчук Людмила Михайловна - научный сотрудник.

692539 Уссурийск, пос. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30

lyudmila M. lukyanchuk – Researcher.

30 Volozhenina St., Timiryazevsky Settlem., Ussuriysk 692539

otdelsoy@mail.ruФедеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. ЧайкиРоссияFederal Scientific Center of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. ChaikaRussian Federation20240701202518544758Copyright © Бутовец Е.С., Лукьянчук Л.М., 20252025Бутовец Е.С., Лукьянчук Л.М.Butovets E.S., Lukyanchuk L.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/2111Актуальность

Актуальность. Работа посвящена оценке перспективных сортов сои по ценным хозяйственным признакам, выявлению адаптационных способностей к условиям Приморского края, установлению влияния погодно-климатических факторов на формирование белка и масла в семенах сои.

Материалы и методы

Материалы и методы. Тестирование сортов сои, находящихся на заключительном этапе селекции, проводили в 2021–2023 гг. в Федеральном научном центре агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки (г. Уссурийск). Исследовали 32 сорта сои, в качестве стандарта использовали сорт ‘Приморская 4’.

Результаты

Результаты. По итогам испытания выделены перспективные сорта сои с высоким уровнем урожайности, содержания белка и масла в семенах, устойчивостью к неблагоприятным условиям произрастания. По урожайности превышали стандарт на 32,4 и 38,6% сорта Приморская 1690 и Приморская 1693. Наибольшим содержанием масла в семенах (24,8–25,2%) обладали сорта Приморская 1674, Приморская 1685, Приморская 1687 и Приморская 1690; белка (более 40,0%) – Приморская 1659, Приморская 1675 и Приморская 1691. Устойчивостью к стрессовым условиям произрастания характеризовались Приморская 1674, Приморская 1679, Приморская 1684, Приморская 1692, Приморская 1702, Приморская 1705. Выделено 40,6% генотипов с низкой экологической пластичностью. Высокий коэффициент адаптивности отмечен у сортов Приморская 1697, Приморская 1698, Приморская 1690, Приморская 1693. Установлено влияние погодно-климатических факторов на формирование питательных веществ в семенах сои: более высокий процент белка накапливается при наличии краткосрочных осадков в сочетании с повышенным температурным фоном окружающей среды; масла – при повышенном температурном фоне.

Background

Background. Promising soybean breeding material was evaluated for a number of agronomic traits and adaptability to the conditions of Primorsky Territory. The effect of local weather and climate factors on the accumulation of protein and oil in soybean seeds is discussed.

Materials and methods

Materials and methods. Thirty-two promising soybean cultivars were tested at the Federal Scientific Center of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. Chaika in 2021–2023. Cv. ‘Primorskaya 4’ served as the reference.

Results

Results. The best soybean cultivars were selected on the basis of the trials for high yields, high protein and oil content in seeds, and resistance to unfavorable growing conditions. Soybean cvs. Primorskaya 1690 and Primorskaya 1693 exceeded the reference in yield by 32.4% and 38.6%, respectively. The highest oil content in seeds (24.8–25.2%) was observed in Primorskaya 1674, Primorskaya 1685, Primorskaya 1687, and Primorskaya 1690. The highest protein content (over 40.0%) was found in the seeds of Primorskaya 1659, Primorskaya 1675, and Primorskaya 1691. Resistance to stressful growing conditions was demonstrated by Primorskaya 1674, Primorskaya 1679, Primorskaya 1684, Primorskaya 1692, Primorskaya 1702, and Primorskaya 1705. Low environmental plasticity was manifested by 40.6% of the genotypes. Primorskaya 1697, Primorskaya 1698, Primorskaya 1690, and Primorskaya 1693 stood out for their high adaptability. The effect of local weather and climate factors on the accumulation of nutrients in soybean seeds was confirmed. Short-term precipitation combined with high temperatures resulted in higher protein content. Oil accumulation was facilitated by high temperatures accompanied by either deficient or excessive moisture content in soil.

сояПриморский крайурожайностьбелокмаслоустойчивость к стрессамsoybeanPrimorsky Territoryyieldproteinoilresistance to stressorsработа выполнена в рамках комплексных планов научных исследований подпрограммы Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017–2030 гг. «Развитие селекции и семеноводства масличных культур» согласно тематическому плану НИР по теме № FNGW-2022-0012the research was carried out within the framework of the integrated research plans under the subprogram of the Federal Scientific and Technical Program for the Development of Agriculture in 2017–2030 “The development of the breeding and seed production of oil crops”, Topic No. FNGW-2022-0012ReferencesБутовец Е.С., Лукьянчук Л.М., Васина Е.А., Страшненко Т.Н., Кукуруза Г.О. Влияние погодно-климатических условий на формирование белка и масла в семенах сои в Приморском крае. Вестник КрасГАУ. 2023a;2(191):88-97. DOI: 10.36718/1819-4036-2023-2-88-97Butovets E.S., Lukyanchuk L.M., Vasina E.A., Strashnenko T.N., Kukuruza G.O. Weather and climatic conditions impact on protein and oil synthesis in soybean seeds in the Primorsky region. The Bulletin of KrasGAU. 2023a;2(191):88-97. [in Russian] DOI: 10.36718/1819-4036-2023-2-88-97Butovets E.S., Vasina E.А., Lukyanchuk L.M., Klykov A.G. Using soybean starting material in breeding process. E3S Web of Conference. 2023b;462:02009. DOI: 10.1051/e3sconf/202346202009Butovets E.S., Vasina E.А., Lukyanchuk L.M., Klykov A.G. Using soybean starting material in breeding process. E3S Web of Conference. 2023b;462:02009. DOI: 10.1051/e3sconf/202346202009Адаптивные и прогрессивные технологии возделывания сои и кукурузы на Дальнем Востоке: методические рекомендации / сост. А.К. Чайка, В.А. Тильба, А.А. Моисеенко, А.П. Ващенко, В.Т. Синеговская, А.Н. Емельянов, Н.А. Красковская, А.В. Губин, В.М. Никишин, Н.Д. Фоменко, А.Н. Гайдученко, Н.В. Мащенко, Н.В. Чайка, Ю.С. Капустин, В.М. Ступин, В.Н. Мороховец. Владивосток: Дальнаука; 2009.Chaika A.K., Tilba V.A., Moiseenko A.A., Vashchenko A.P. Sinegovskaya V.T., Emelyanov A.N., Kraskovskaya N.A., Gubin A.V., Nikishin V.M., Fomenko N.D., Gaiduchenko A.N., Mashchenko N.V., Chaika N.V., Kapustin Yu.S., Stupin V.M., Morokhovets V.N. (comp.). Adaptive and innovative technologies for cultivation of soybean and maize in the Russian Far East: guidelines. (Adaptivnye i progressivnye tekhnologii vozdelyvaniya soi i kukuruzy na Dalnem Vostoke: metodicheskiye rekomendatsii). Vladivostok: Dalnauka; 2009. [in Russian]De Oliveira Aparecido L.E., Torsoni G.B., de Moraes J.R.S.C., de Meneses K.C., Lorençone J.A., Lorençone P.A. Modeling the impact of agrometeorological variables on soybean yield in the Mato Grosso Do Sul: 2000–2019. In: Environment, Development and Sustainability: A Multidisciplinary Approach to the Theory and Practice of Sustainable Development. Vol. 23, Issue 4. Heidelberg: Springer Nature; 2021. p.5151-5164. DOI: 10.1007/s10668-020-00807-wDe Oliveira Aparecido L.E., Torsoni G.B., de Moraes J.R.S.C., de Meneses K.C., Lorençone J.A., Lorençone P.A. Modeling the impact of agrometeorological variables on soybean yield in the Mato Grosso Do Sul: 2000–2019. In: Environment, Development and Sustainability: A Multidisciplinary Approach to the Theory and Practice of Sustainable Development. Vol. 23, Issue 4. Heidelberg: Springer Nature; 2021. p.5151-5164. DOI: 10.1007/s10668-020-00807-wDos Santos C.A.C., Neale C.M.U., Mekonnen M.M. Gonçalves I.Z., De Oliveira G., Ruiz-Alvarez O. et al. Trends of extreme air temperature and precipitation and their impact on corn and soybean yields in Nebraska, USA. Theoretical and Applied Climatology. 2022;147(3-4):1379-1399. DOI: 10.1007/s00704-021-03903-7Dos Santos C.A.C., Neale C.M.U., Mekonnen M.M. Gonçalves I.Z., De Oliveira G., Ruiz-Alvarez O. et al. Trends of extreme air temperature and precipitation and their impact on corn and soybean yields in Nebraska, USA. Theoretical and Applied Climatology. 2022;147(3-4):1379-1399. DOI: 10.1007/s00704-021-03903-7Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. Москва: Книга по требованию; 2012.Dospekhov B.A. Methodology of field trial with fundamentals of statistical processing of research results (Metodika polevogo opyta s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniy). Moscow: Kniga po trebovaniyu; 2012. [in Russian]Fokina E., Belyaeva G. Features of the new mid-season soybean variety Zolushka. In: Fundamental and Applied Scientific Research in the Development of Agriculture in the Far East: Agricultural Innovation Systems. Vol. 1 (Lecture Notes in Networks and Systems, 353). Cham: Springer International; 2022. p.105-112. DOI: 10.1007/978-3-030-91402-8_13Fokina E., Belyaeva G. Features of the new mid-season soybean variety Zolushka. In: Fundamental and Applied Scientific Research in the Development of Agriculture in the Far East: Agricultural Innovation Systems. Vol. 1 (Lecture Notes in Networks and Systems, 353). Cham: Springer International; 2022. p.105-112. DOI: 10.1007/978-3-030-91402-8_13Галиченко А.П., Фокина Е.М. Влияние метеорологических условий на формирование урожайности сортов сои селекции ВНИИ сои. Аграрный вестник Урала. 2022;7(222):16-25). DOI: 10.32417/1997-4868-2022-222-07-16-25Galichenko A.P., Fokina E.M. Meteorological effects in formation of the yield of soybean varieties bred by ARSRI of soybean. Agrarian Bulletin of the Urals. 2022;7(222):16-25. [in Russian] DOI: 10.32417/1997-4868-2022-222-07-16-25Гончаренко А.А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур. Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2005;(6):49-53.Goncharenko A.A. On adaptivity and ecological resistence of grain crop varieties. Vestnik of the Russian Academy of Agricultural Sciences. 2005;(6):49-53. [in Russian]Jephter B.F., Peter M., Bokosi J.M. Assessment of the agronomic productivity and protein content in 16 soybean genotypes. African Journal of Food, Agriculture, Nutrition and Development. 2017;17(4):12600-12613. DOI: 10.18697/ajfand.80.15995Jephter B.F., Peter M., Bokosi J.M. Assessment of the agronomic productivity and protein content in 16 soybean genotypes. African Journal of Food, Agriculture, Nutrition and Development. 2017;17(4):12600-12613. DOI: 10.18697/ajfand.80.15995Korsakov N.I. (ed.). Soybean: guidelines for breeding and seed production (Soya: metodicheskiye ukazaniya po selektsii i semenovodstvu). Leningrad: VIR; 1975. [in Russian] (Соя: методические указания по селекции и семеноводству / под ред. Н.И. Корсакова. Ленинград: ВИР; 1975).Korsakov N.I. (ed.). Soybean: guidelines for breeding and seed production (Soya: metodicheskiye ukazaniya po selektsii i semenovodstvu). Leningrad: VIR; 1975. [in Russian]Kostenkov N.M., Oznobikhin V.I. Soils and soil resources in the southern Far East and their assessment. Eurasian Soil Science. 2006;39(5):461-469. DOI: 10.1134/S1064229306050012Kostenkov N.M., Oznobikhin V.I. Soils and soil resources in the southern Far East and their assessment. Eurasian Soil Science. 2006;39(5):461-469. DOI: 10.1134/S1064229306050012Li C., Ma C., Cui Y., Lu G., Wei F. UAV hyperspectral remote sensing estimation of soybean yield based on physiological and ecological parameter and meteorological factor in China. Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 2020;49(4):873-886. DOI: 10.1007/s12524-020-01269-3Li C., Ma C., Cui Y., Lu G., Wei F. UAV hyperspectral remote sensing estimation of soybean yield based on physiological and ecological parameter and meteorological factor in China. Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 2020;49(4):873-886. DOI: 10.1007/s12524-020-01269-3Li M., Liu Y., Wang C., Yang X., Li D., Zhang X. et al. Identification of traits contributing to high and stable yields in different soybean varieties across three Chinese latitudes. Frontiers in Plant Science. 2020;10:1642. DOI: 10.3389/fpls.2019.01642Li M., Liu Y., Wang C., Yang X., Li D., Zhang X. et al. Identification of traits contributing to high and stable yields in different soybean varieties across three Chinese latitudes. Frontiers in Plant Science. 2020;10:1642. DOI: 10.3389/fpls.2019.01642Matiu M., Ankerst D.P., Menzel A. Interactions between temperature and drought in global and regional crop yield variability during 1961–2014. PLoS One. 2017;12(5):e0178339. DOI: 10.1371/journal.pone.0178339Matiu M., Ankerst D.P., Menzel A. Interactions between temperature and drought in global and regional crop yield variability during 1961–2014. PLoS One. 2017;12(5):e0178339. DOI: 10.1371/journal.pone.0178339Некрасов А.Ю. Исходный материал для создания скороспелых сортов сои. Зернобобовые и крупяные культуры. 2018;3(27):52-57.Nekrasov A.Yu. Starting material for the creation of early ripening soybean varieties. Legumes and Groat Crops. 2018;3(27):52-57. [in Russian]Rani A., Kumar V. Soybean breeding. In: Fundamentals of Field Crop Breeding. Singapore: Springer Nature; 2022. р.907-944. DOI: 10.1007/978-981-16-9257-4_17Rani A., Kumar V. Soybean breeding. In: Fundamentals of Field Crop Breeding. Singapore: Springer Nature; 2022. р.907-944. DOI: 10.1007/978-981-16-9257-4_17Созонова А.Н., Иваненко А.С. Оценка сортов сои по урожайности и параметрам адаптивности в лесостепи Тюменской области. Пермский аграрный вестник. 2019;1(25):75-80.Sozonova A.N., Ivanenko A.S. Evaluation of productivity and adaptability of soybean varieties in the forest-steppe of the Tyumen region. Perm Agrarian Journal. 2019;1(25):75-80. [in Russian]Tsekhmeistruk M., Pankova O., Kolomatska V. Kobyzieva L., Artiomov M., Sirovitskiy K. Influence of weather and climatic conditions on soybean yield. Ukrainian Journal of Ecology. 2021;11(4):11-17. DOI: 10.15421/2021_193Tsekhmeistruk M., Pankova O., Kolomatska V. Kobyzieva L., Artiomov M., Sirovitskiy K. Influence of weather and climatic conditions on soybean yield. Ukrainian Journal of Ecology. 2021;11(4):11-17. DOI: 10.15421/2021_193Watson C.A., Reckling M., Preissel S., Bachinger J., Bergkvist G., Kuhlman T. et al. Grain legume production and use in European agricultural systems. Advances in Agronomy. 2017;144:235-303. DOI: 10.1016/bs.agron.2017.03.003Watson C.A., Reckling M., Preissel S., Bachinger J., Bergkvist G., Kuhlman T. et al. Grain legume production and use in European agricultural systems. Advances in Agronomy. 2017;144:235-303. DOI: 10.1016/bs.agron.2017.03.003Юсова О.А., Николаев П.Н., Васюкевич В.С., Аниськов Н.И., Сафонова И.В. Уровень качества зерна омских сортов овса ярового в контрастных экологических условиях. Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2020;2(55):84-96). DOI: 10.31677/2072-6724-2020-55-2-84-96Yusova О.А., Nikolaev P.N., Vasiukevich V.S., Aniskov N.I., Safonova I.V. Spring grain quality of Omsk oat varieties in the extreme environmental conditions. Bulletin of NSAU (Novosibirsk State Agrarian University). 2020;2(55):84-96. [in Russian] DOI: 10.31677/2072-6724-2020-55-2-84-96Yuzbashkandi S.S., Khalilian S. On projecting climate change impacts on soybean yield in Iran: an econometric approach. Environmental Processes. 2020;7(6):73-87. DOI: 10.1007/s40710-019-00400-yYuzbashkandi S.S., Khalilian S. On projecting climate change impacts on soybean yield in Iran: an econometric approach. Environmental Processes. 2020;7(6):73-87. DOI: 10.1007/s40710-019-00400-yЗайцев Н.И., Ревенко В.Ю., Устарханова Э.Г. Влияние погодных факторов на продуктивность перспективных линий сои в зоне неустойчивого увлажнения. Масличные культуры. 2020;2(182):62-69. DOI: 10.25230/2412-608X-2020-2-182-62-69Zaitsev N.I., Revenko V.Yu., Ustarkhanova E.G. Influence of weather factors on the productivity of perspective soybean lines in the unstable moisture zone. Oil Crops. 2020;2(182):62-69. [in Russian] DOI: 10.25230/2412-608X-2020-2-182-62-69Животков Л.А., Морозова З.А., Секатуева Л.И. Методика выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов и селекционных форм озимой пшеницы по показателю «урожайности». Селекция и семеноводство. 1994;(2):3-6).Zhivotkov L.A., Morozova Z.A., Sekatueva L.I. Methods of detecting potential productivity and adaptability in cultivars and breeding forms of winter wheat according to their ‘yield’ indicator (Metodika vyyavleniya potentsialnoy produktivnosti i adaptivnosti sortov i selektsionnykh form ozimoy pshenitsy po pokazatelyu “urozhaynosti”). Selektsiya i semenovodstvo = Plant Breeding and Seed Production. 1994;(2):3-6. [in Russian]Зыкин В.А., Белан И.А., Юсов В.С., Кираев Р.С., Чанышев И.О. Экологическая пластичность сельскохозяйственных растений (методика и оценка). Уфа; 2011.Zykin V.A., Belan I.A., Yusov V.S., Kiraev R.S., Chanyshev I.O. Environmental plasticity of agricultural plants (methods and assessment) (Ekologicheskaya plastichnost selskokhozyaystvennykh rasteniy [metodika i otsenka]). Ufa; 2011. [in Russian]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.