Как затопление сои на ранних стадиях репродуктивного развития влияет на урожай и состав семян
В условиях роста частоты и интенсивности наводнений и с целью адаптации методов рисоводства, селекционеры сои стремятся создать сорта, устойчивые к затоплению на любой стадии развития растения.
Фермеры, использующие выровненные (zero-grade) поля для риса, также заинтересованы в устойчивых к затоплению сортах сои для севооборота. Такие поля спланированы для минимизации дренажа, что является стратегией сохранения воды и ключевой практикой устойчивого рисоводства.
Новое исследование, опубликованное в журнале Crop Science, углубляет понимание реакции растений сои на затопление на критической ранней репродуктивной стадии (начало цветения). Эта стадия, обозначаемая как R1, является наиболее уязвимой для стресса от затопления и приводит к наибольшим потерям урожая на юге США.
Изменения температур в США позволяют высевать сою раньше, что, в сочетании со смещением режима осадков, создает дополнительный стресс для растений. Соя также высокочувствительна к затоплению во время прорастания семян.
Тенденция к раннему севу
Агрономы отмечают сдвиг к более раннему севу — в конце февраля или начале марта вместо апреля-мая. Данные показывают, что это может увеличить урожайность до 10%. Ранний сев также может помочь избежать проблем с вредителями в конце сезона и экстремальной жары в июле.
Открытие в составе семян
Исследование, проведенное на 31 генотипе сои в 2019 и 2020 годах, сравнивало растения в условиях затопления и контроля. Удивительным открытием стало то, что четырехдневное затопление на ранней репродуктивной стадии не привело к значительным изменениям в составе семян (содержании масла и белка) ни у одного из испытанных сортов по сравнению с контрольной группой.
Внешний вид обманчив
Визуальная оценка повреждений от затопления полезна, но не дает полной картины. Исследование показало, что некоторые генотипы, визуально классифицированные как «умеренно устойчивые», дали более высокий урожай, чем те, что были отнесены к «устойчивым».
В среднем, с увеличением балла повреждения от затопления на единицу, урожай зерна снижался на 17.4%. У «устойчивых» генотипов потери урожая между затопленными и незатопленными растениями составили около 33%, у «умеренно устойчивых» — 44%, а у «восприимчивых» — 51%.
Дальнейшие исследования
Следующим шагом является идентификация генов, регулирующих реакцию на стресс от затопления на разных стадиях развития. Предварительные данные показывают, что эти гены на вегетативной и репродуктивной стадиях не одинаковы. Цель — объединить благоприятную генетику для каждой стадии, чтобы получить устойчивость в течение всего сезона.
Уже созданы коммерческие сорта с устойчивостью к затоплению. Например, сорт R19C-1012, выпущенный в 2024 году, в условиях стресса от затопления показал превышение урожайности более чем на 75% по сравнению с восприимчивыми коммерческими сортами той же группы спелости.