Wie die Überschwemmung von Sojabohnen in frühen Fortpflanzungsstadien die Ertrags- und Samenzusammensetzung beeinflusst

Mit zunehmender Häufigkeit und Intensität von Überschwemmungseignissen und einem Auge, um eine gemeinsame Reisproduktionstechnik zu nutzen, sind Sojabohnenzüchter auf der Suche nach Sorten mit Hochwassertoleranz in jeder Phase der Entwicklung der Pflanze.

Landwirte, die für Reisflächen für Reis verwendet werden, da ihr Hauptproduktionssystem auch für Hochwassertolerante Sojabohnensorten für die Pflanzenrotation interessiert ist, sagte Caio Vieira, Assistenzprofessor für Sojabohnenzüchtungen und Forscher der Arkansas Agricultural Experiment Station der Universität Arkansas Arkansas Systemabteilung der Forschungsarm der Landwirtschaft. Felder mit Nullgrad sind geebnet, um die Entwässerung zu minimieren, eine Strategie zur Wasserkonservierung, die zu einer wichtigen Nachhaltigkeitspraxis in der Reisproduktion geworden ist.

Vieira ist der leitende Autor einer Studie, die mehr Einblicke in die Reaktion von Sojabohnenpflanzen auf Überschwemmungen in der kritischen frühen Fortpflanzungsstufe gibt, wenn die Pflanze zu blühen beginnt. Die Studie „Auswirkungen der Überschwemmungen auf das frühe Stadium des Fortpflanzungswachstums auf die Sojabohnenertrag und die Saatgutzusammensetzung“ war “ veröffentlicht in der Zeitschrift Erntewissenschaft.

„Die Überflutungsforschung hat sich auf das frühe Fortpflanzungsstadium konzentriert, nur weil der Stress am ausgeprägten ist und den größten Ertragsverlust verursacht“, sagte Vieira. „In der Mitte des Süd-Süds ist Sojabohnen am anfälligsten für Überschwemmungen auf der R1-Bühne.“

R1 ist der Name, der der frühen blühenden Phase des Sojabohnenwachstums angegeben wird. Es gibt acht Stufen des reproduktiven Wachstums von Sojabohnenpflanzen, von R1 – Geteining Blooming – bis R8 – voller Reife.

Vieira sagte, dass die Temperaturänderungen in den USA frühere Sojabohnenpflanzdaten ermöglicht haben, so dass sich die Verschiebung von Regenmustern auch zu zusätzlichen Belastungen für die Sojabohnenpflanzen führt. Sojabohnen sind auch sehr empfindlich gegenüber Überschwemmungen während der Samenkeimung, erklärt die Studie.

„Die Intensität und Häufigkeit des Regens haben sich früher in der Saison auf die Saison verschoben“, fügte er hinzu. „Wir bekommen ziemlich genau das Potenzial für Überschwemmungen während der gesamten Saison. Es war schwieriger.“

In der Regel werden Sojabohnen in Arkansas von Anfang April bis Mitte Mai gepflanzt, was die R1-Bühne Ende Juni bis Anfang Juli aufbringt. Wie die Erzeuger die Vorteile früherer Pflanzen sehen, einschließlich verbesserter Erträge, würde sich auch die frühe Fortpflanzungsstufe verlagern.

„Es kann getroffen oder verpasst werden“, sagte Vieira. „Sie können ein Jahr bekommen, in dem diese Zeit eine vollständige Dürre ist, oder Sie können ein Jahr bekommen, in dem diese typische R1-Periode mit intensiven Regenfällen völlig nass ist. Es ist schwer, schwer vorherzusagen.“

Experimentationsstationsforscher haben sich ebenfalls verbessert Dürretoleranz in Sojabohnen.

Trend zum frühzeitigen Pflanzen

Jeremy Ross, Professor und Sojabohnen -Agronomistin der Sojabohnen, die Abteilung für Landwirtschaft der Universität von Arkansas System, sagte, er habe früher mehr Landwirte bemerkt, die früher – Ende Februar oder Anfang März anstelle von April und Mai pflanzen.

„Es gab einen großen Vorstoß, einen Monat vor 10 Jahren einen Monat zu pflanzen, da wir Daten haben, die zeigen, dass es eine bessere Produktion von bis zu 10 Prozentpunkten führt“, sagte Ross.

Früher Pflanzen, fügte Ross hinzu, die durch eine Verschiebung der Wettermuster ermöglicht wurde, möglicherweise dazu beitragen, Insektenprobleme zu vermeiden und möglicherweise einige heißere Temperaturen im Juli zu entkommen. Eine frühere Ernte hat es diesen frühen Pflanzgefäßen auch ermöglicht, ihre Felder für die folgende Saison vorzubereiten, wenn der Boden im Herbst trocken ist. Es sei denn natürlich, die Überreste von Hurrikanen rollen durch Arkansas, wie es im September 2024 zweimal passiert ist.

Entdeckung der Saatgutzusammensetzung

Während Kornertragsverluste aus Überschwemmungsstress gut dokumentiert wurden, sagte Vieira, dass die Literatur in der Literatur über die Auswirkungen der Überschwemmungen auf die Zusammensetzung der Sojabohnensamen gebe.

Die Studie wurde im RICE Research and Extension Center der Landwirtschaft in Stuttgart durchgeführt und verglichen 31 Sojabohnengenotypen in den wachsenden Jahreszeiten 2019 und 2020. Die Pflanzen wurden nicht flehenden und überfluteten Bedingungen ausgesetzt, um die Ertrags- und Samenzusammensetzung zu untersuchen-insbesondere ihren Öl- und Proteingehalt.

Eine überraschende Entdeckung, sagte Vieira, war, dass die viertägige Überschwemmung im frühen Fortpflanzungsstadium die Sojabohnen-Samenzusammensetzung einer der getesteten Sorten im Vergleich zur nicht fließenden Kontrollgruppe nicht signifikant veränderte.

Aussehen kann täuschen sein

Vieira stellte fest, dass die visuelle Inspektion von überfluteten Sojabohnen nützlich war, aber es erzählt nicht die ganze Geschichte. Die Studie ergab, dass einige Genotypen, die visuell als „mäßig tolerant“ für Überschwemmungen klassifiziert wurden, höhere Erträge als die als „toleranten“ klassifizierten Renditen hatten.

„Obwohl nachgewiesen wurde, dass Hochwassertoleranz bei kurzfristiger Hochwasserexposition Renditesicherheit bietet, werden in toleranten Genotypen immer noch Verluste beobachtet, und über die Stabilität der Toleranz und die Vielzahl der Umwelteffekte des Merkmals ist wenig bekannt“, heißt es in der Studie. „Die Einschränkungen der subjektiven visuellen Bewertung in Kombination mit räumlicher Variabilität betonen die Notwendigkeit neuartiger und verbesserter Methoden, um genotypische Reaktionen genau zu klassifizieren.“

Im Durchschnitt zeigte die Studie für jeden Anstieg des Hochwasserschadensbewertungswerts, dass die Kornertrag um 17,4 Prozent abnahm. Tolerante Genotypen verzeichneten ungefähr 33 Prozent Ertragsverluste zwischen Überschwemmungs- und nicht fließenden Behandlungen, während „mäßig“ tolerante und „anfällige“ Genotypen 44 Prozent bzw. 51 Prozent Ertragsverluste aufwiesen.

Vieira sagte, die Studie werde seinem Team helfen, Hochwassermerkmale in zukünftige Sojabohnengenetik zu identifizieren und zu integrieren, was möglicherweise überflutete Ertragsverluste über verschiedene Umweltbedingungen hinweg mildern kann.

Zu den Co-Autoren der Studie gehörten das Programm Associates von Arkansas Agricultural Experiment Station, Chengjun Wu, Liliana Florez-Palacios, Andrea Acuna und Derrick Harrison; Programmtechniker Daniel Rogers; ehemaliges Fakultätsmitglied von Experiment Station Leandro Mozzoni; und John Carlin, Direktor des Arkansas Crop Variety Improvement Program. Henry Nguyen und Grover Shannon von der Abteilung für Pflanzenwissenschaft und Technologie der Universität von Missouri waren ebenfalls Mitautoren.

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In den folgenden Forschungen haben Vieira und sein Team daran gearbeitet, zu ermitteln, welche potenziellen Gene die Reaktion auf Stress unter überfluteten Bedingungen regulieren und ob die Gene in der vegetativen und reproduktiven Stadien gleich sind. Soweit sie sagen können, sind sie nicht gleich.

„Der zweite Schritt dieser Arbeit ist, dass wir die günstige Genetik für jede Wachstumsphase kombinieren müssen, sodass wir eine Hochwassertoleranz haben“, sagte Vieira. „Wir haben Sojabohnensorten mit Hochwassertoleranz entwickelt, darunter eine neue kommerzielle Veröffentlichung aus dem Jahr 2024 mit dem Namen R19C-1012, die in über 40 Umgebungen im Mittleren Süd getestet wurde.

„Bei normaler Bewässerung funktioniert es sehr gut. Wenn Sie den Überschwemmungsstress einführen, übertrifft es die von Hochwasser zu akzeptablen kommerziellen Überprüfungen in derselben Reifegruppe im Wesentlichen. Die Daten zeigen über 75 Prozent Renditevorteile-das ist ein gigantischer Unterschied.“