DEVELOPMENT OF WHITE LUPIN VARIETIES WITH IMPROVED DROUGHT RESISTANCE
Abstract and keywords
Abstract (English):
The article presents the estimation of white lupin breeding material for drought resistance at seed growing in the osmotic — sucrose solution. Promising drought resistant lines with a set of economic-and-biological characters have been selected. The varieties Mitchurinskiy and Piligrim have been developed on its base and are listed in the State List of Agricultural Achievements.

Keywords:
white lupin, breeding, drought resistance, source
Text
Text (PDF): Read Download

Введение. Среди зернобобовых культур люпин белый отличается наиболее высоким потенциалом продуктивности и по качеству зерна приближается к сое. В многолетнем экологическом испытании на Шатиловской опытной станции Орловской области, где проходит ежегодная Всероссийская ярмарка сортов, белый люпин значительно превышает известные сорта сои и гороха по зерновой продуктивности и сбору протеина с единицы площади [1]. Необходимо также отметить, что по сравнению с соей этот вид люпина технологичнее и скороспелее, стабильно созревает до посева озимых культур. Современные районированные сорта люпина являются малоалкалоидными и их можно использовать в кормлении всех видов сельскохозяйственных животных и птицы. Белок люпина характеризуется высоким качеством и переваримостью, имеет низкое содержание ингибиторов трипсина и может использоваться на корм животным без предварительной термической обработки [2].

Анализ изменений климата в РФ конца 20-го и начала 21-го века показывает тенденцию к потеплению. Только за 1990–2000 гг. средняя температура воздуха превысила норму на 0,4 ºС, в то время как за весь предыдущий век она выросла на 1 ºС [3]. В условиях глобальных климатических изменений для сохранения и восстановления биоразнообразия необходимы скрининг, создание стабильно высокопродуктивных засухоустойчивых сортов и гибридов сельскохозяйственных растений с комплексной устойчивостью к наиболее опасным болезням и вредителям [4].

Большинство зернобобовых культур, в том числе и белый люпин, характеризуется недостаточной устойчивостью к засухе, что значительно снижает их урожайность в засушливых областях нашей страны.

Практика испытания и внедрения белого люпина в засушливых условиях Центрально-Черноземного региона, где в основном и возделывается этот вид, показала большое значение признака засухоустойчивости растений. Объективную оценку сортам и образцам по этому признаку дал бы посев в специальных засушниках, где можно смоделировать почвенную и воздушную засуху. Однако это довольно трудоемкий прямой способ оценки на засухоустойчивость. Применяются и косвенные методы. Например, метод проращивания семян в растворе осмотика (сахарозы), разработанный в ВИР.

Материалы и методы исследований. Оценка засухоустойчивости селекционных образцов белого люпина проводилась в лабораторных условиях в соответствии с методическими указаниями ВИР [5] по шкале:

1 группа — высокая степень засухоустойчивости (80–100 % проросших семян на сахарозе по отношению к контролю — вода);

2 группа — устойчивость выше среднего уровня (60–80 %);

3 группа — средняя степень устойчивости (40–60 %);

4 группа — слабая степень устойчивости (20–40 %);

5 группа — не устойчивые к засухе образцы (0–20 %).

Объектом исследований являлись перспективные селекционные образцы белого люпина из контрольного питомника и конкурсного испытания. Ежегодно (2014–2017 гг.) изучалось 65–85 сортов и номеров.

Проращивание проводили в двух повторностях в пластмассовых растильнях. Для опыта отбирались по 100 здоровых, нормально выполненных семян. Их раскладывали в растильнях на фильтровальной бумаге, заливали 50 мл раствора сахарозы с концентрацией 86,6 г/л и осмотическим давлением 7 ат. Семена покрывали фильтровальной бумагой, и растильни ставили в термостат при температуре 20–21 ºС. Подсчет семян, проросших на растворе сахарозы и контроле (воде), проводили на шестой день.

Результаты исследований. Исследователями давно установлена положительная корреляция между способностью семян прорастать в растворах осмотиков и засухоустойчивостью растений [6]. Высокая сосущая сила семян обусловливает не только лучшее прорастание при недостатке влаги, но и способствует формированию более мощной первичной корневой системы, что весьма важно для дальнейшего развития растений в засушливых условиях.

Анализ результатов многолетней оценки перспективных селекционных образцов белого люпина на засухоустойчивость в стадии проростков показал, что большинство из них относится к группе неустойчивых и слабоустойчивых. Однако выделен ряд сортообразцов разного происхождения с устойчивостью к засухе в фазу проростков выше среднего уровня и высокой засухоустойчивостью (таблица).

 

Оценка сортообразцов белого люпина по степени

засухоустойчивости в фазу проростков (среднее за 2014–2017 гг.)

 

№ пп

Сорт,

образец

Происхождение

% проросших семян

Группа за- сухоустойчивости

контроль

(вода)

раствор

сахарозы

1

Дега (стандарт)

Дельта × Гамма

93

44,3

3

2

Алый парус

к-3494 × Деснянский

91

40,8

3

3

Мичуринский

(сн 990-09)

ио* Олежка (к-2980)

95

71,5

2

4

Пилигрим

(сн 51-08)

ио* Гамма – 20 кР 137Cs

95

73,9

2

5

сн 55-14

Дельта × Деснянский

92

85,1

1

6

сн 18-13

ио* Дега

92

85,0

1

7

сн 20-13

ио* Гамма – 20 кР 137Cs

93

78,7

2

8

сн 1397-10

ио* Дега

94

74,4

2

9

сн 1022-09

ио* Гамма – 15 кР 137Cs

92

75,0

2

10

сн 17-14

(Тип-Топ × Детер 1) × Дега

95

72,3

2

11

сн 54-08

к-3494 × Деснянский

95

70,7

2

12

сн 15-13

Д-299 × Деснянский

91

68,3

2

13

сн 8-12

к-3595 × Гамма

91

67,5

2

14

сн 1677-10

к-3494 × Деснянский

93

63,4

2

*ио — индивидуальный отбор.

 

К первой группе с высокой степенью засухоустойчивости относятся сортообразцы сн 55-14 от скрещивания Дельта × Деснянский и сн 18-13, полученный методом многократного индивидуального отбора из сорта Дега. Они превосходят стандарт по засухоустойчивости проростков в два раза. Засухоустойчивость выше среднего уровня показывают сортообразец сн 17-14 из сложной комбинации (Тип-Топ × Детер 1) × Дега, а также сн 54-08, сн 8-12, сн 1677-10 от скрещивания польских форм к-3494 и к-3495 с сортами отечественной селекции Гамма и Деснянский. Сортообразцы сн 1022-09 и сн 20-13 мутантного происхождения. Они получены методом многократного отбора засухоустойчивых форм из мутантных популяций при обработке семян сорта Гамма гамма-лучами 137Cs в дозах 15 и 20 тыс. рентген. Районированные сорта белого люпина Дега и Алый парус имеют среднюю степень устойчивости к засухе. Необходима их сортосмена на более засухоустойчивые.

Все выделенные засухоустойчивые сортообразцы обладают комплексом хозяйственно-биологических признаков: они скороспелые и среднеспелые (вегетационный период 110–120 суток), кормовые, устойчивы к фузариозному увяданию. В качестве источников засухоустойчивости они используются в дальнейшей селекции и вовлекаются в скрещивания. На основе засухоустойчивых номеров созданы и включены в Госреестр селекционных достижений новые сорта белого люпина Мичуринский и Пилигрим.

Сорт Мичуринский (сн 990-09) включен в Госреестр с 2016 г. (патент № 8442 от 12.04.2016 г.). Он получен методом многократного индивидуально-семейного отбора скороспелых, продуктивных и засухоустойчивых форм из украинского сорта Олежка (к-2980). Сорт Мичуринский крупносемянный, масса 1000 семян — 250–300 г, синецветковый, кончик лодочки темный. Разновидность vulgaris. Растение компактное, с быстрым темпом роста после всходов и ограниченным боковым ветвлением. Бобы формируются только на главном стебле и коротких боковых ветвях первого порядка. Устойчив к растрескиванию бобов и осыпанию семян на корню. Не израстает при избыточном увлажнении и на повышенном агрофоне. Засухоустойчивость выше среднего уровня (71,5 %). Высота растений — 60–70 см. Раннеспелый, длина вегетационного периода — на уровне стандарта (110 суток). Урожайность зерна в конкурсном испытании в среднем за три года составляет 4,3 и зеленой массы 58,8 т/га, что превышает стандарт соответственно на 0,8 и 6,3 т/га. Содержание белка в зерне — 36–40 %, жира — 8–10%, алкалоидов — 0,05–0,08 %. Сорт устойчив к фузариозу, поражается на инфекционном фоне до 20 %. Может поражаться антракнозом при теплой и влажной погоде.

Пилигрим (сн 51-08) включен в Госреестр с 2019 г. Он мутантного происхождения, выведен методом многократного индивидуально-семейного отбора продуктивных и засухоустойчивых форм из сорта Гамма при обработке семян гамма-лучами 137Cs b дозе 20 тыс. рентген. Раннеспелый, длина вегетационного периода на уровне стандарта. Пилигрим отличается экологической стабильностью высокой продуктивности в разных почвенно-климатических зонах. Так, в условиях Брянска в сортоиспытании 2017 г. он показал урожайность зерна 3,67 т/га, Белгороде — 4,84 и в Челябинске — 3,66 т/га, превысив стандарт Дега соответственно на 0,67, 0,89 и 2,29 т/га. В экологическом испытании в Челябинске (ООО «Чебаркульская птица») среди испытуемых сортов Пилигрим оказался самым скороспелым и продуктивным. Содержание белка в зерне — 35–36 %, жира — 8 %, алкалоидов — 0,074 %. Устойчив к фузариозу, может поражаться антракнозом. Пилигрим рекомендуется как скороспелый продуктивный и засухоустойчивый сорт для внедрения в хозяйствах разных форм собственности Центрального, Центрально-Черноземного, Северо-Кавказского, Средневолжского и Уральского регионов.

Заключение. В результате оценки селекционного материала на засухоустойчивость путем проращивания семян в растворе осмотика (сахарозы) выделены источники засухоустойчивости белого люпина с комплексом хозяйственно ценных признаков, которые интенсивно используются в дальнейшей селекции. На их основе созданы и включены в Госреестр селекционных достижений РФ новые сорта белого люпина с повышенной засухоустойчивостью Мичуринский (2016 г.) и Пилигрим (2019 г.). Внедрение в сельскохозяйственное производство таких сортов позволит получать в засушливых условиях стабильно высокие урожаи зерна этой ценной высокобелковой культуры и тем самым внести существенный вклад в решение проблемы дефицита кормового белка для животноводства и птицеводства.

References

1. Lukashevich M. I., Ageeva P. A., Novik N. V., Zaharova M. V. Dostizheniya i perspektivy selekcii lyupina // Dostizheniya nauki i tehniki APK. - 2018. - № 2. - S. 29-32.

2. Kupcov N. S., Takunov I. P. Lyupin - genetika, selekciya, geterogennye posevy. - Bryansk, 2006. - S. 52-81.

3. Strategicheskiy prognoz izmeneniy klimata Rossiyskoy Federacii na period do 2010-2015 gg. i ih vliyaniya na otrasli ekonomiki Rossii. - M. : Rosgidromet, 2005. - 28 s.

4. Ivanov A. L. Global'noe izmenenie klimata i ego vliyanie na sel'skoe hozyaystvo Rossii // Zemledelie. - 2009. - № 1. - S. 3-5.

5. Volkova A. M., Kozhushko N. N., Makarov B. I. Opredelenie otnositel'noy zharostoykosti i zasuhoustoychivosti obrazcov zernobobovyh kul'tur sposobom proraschivaniya semyan v rastvorah saharozy i posle progrevaniya : metodicheskie ukazaniya. - L., 1984. - 17 s.

6. Metodika diagnostiki ustoychivosti rasteniy (zasuho-, zharo-, sole- i morozoustoychivosti). - L., 1970. - 74 s.

Login or Create
* Forgot password?