EVALUATION OF NARROW-LEAFED LUPIN VARIETIES FOR SOME MORPHOLOGICAL AND BIOLOGICAL CHARACTERS
Abstract and keywords
Abstract (English):
The article presents the tests results of narrow-leafed lupin for some morphological and biological characters: height and initial growth of plants, their productivity (seeds amount and weight), seed amount per a pod, microdistribution coefficient etc. Vars. Beloro-zovy 114, BL 78-07 and Hybrid 1215 stood out in plant height (68.6–81.3 sm); Uzkolistny 53-02, Belozerny 110 and Smena — in seeds amount per a pod (4.44–4.08 seeds). Low alkaloid content (0.038%) had the vars. Belorozovy 144 and Smena.

Keywords:
narrow-leafed lupin, variety, productivity, alkaloid content, structure analyses
Text
Publication text (PDF): Read Download

В Российской Федерации на стадии окультуривания и внедрения находятся несколько видов люпина.

Узколистный люпин (L. angustifolius) — один из видов этой зернобобовой высокобелковой культуры, используемой в сельскохозяйственном производстве. Он отличается многообразием экотипов, что делает возможным культивирование его в кардинально различающихся почвенно-климатических зонах. Ареал его распространения включает территории вплоть до северных границ устойчивого земледелия в нашей стране.

Современные сорта этого вида люпина отличаются скороспелостью, быстрым темпом роста, толерантностью к почвенному плодородию, низкой алкалоидностью и высокой урожайностью зерна и зеленой массы.

Большим преимуществом узколистного люпина является его относительная устойчивость к антракнозу — грибковому заболеванию, сильно поражающему другие окультуренные виды люпина.

Люпин узколистный отличается большим полиморфизмом морфологических, физиологических, биологических и биохимических признаков.

Большое значение в селекции люпина имеет высота растений, так как этот показатель в значительной мере характеризует пригодность сорта к современным технологиям. Многолетние исследования ученых разных стран (Австралия, Белоруссия, Россия) показывают, что внутривидовое разнообразие узколистного люпина по высоте растений включает формы от 25 до 135 см [1; 2]. Высоту растений узколистного люпина изменяет также угол отхождения верхних симподиальных ветвей от главного стебля, который играет важную роль в формировании габитуса растений. Уменьшение угла отхождения увеличивает высоту растений, а его увеличение уменьшает. Изучение внутривидового разнообразия узколистного люпина по данному признаку выявило три его типа: острый (26–32º), нормальный (38–42) и уклоняющийся в сторону прямого (52–620º), который для краткости назван «прямой». Нормальный угол отхождения боковых ветвей от центрального стебля характерен для диких форм и подавляющего большинства селекционного материала [1].

Условия, методы, материал. Исследования проводили на опытных полях ВНИИ люпина, расположенного в юго-западной зоне Центрального региона.

Почва экспериментальных участков серая лесная, легкосуглинистая. Имеет средний уровень плодородия, содержание гумуса в пахотном слое — 2,0–2,7 %, реакция почвенного раствора рН — 5,0–5,6.

Метеорологические условия отличались повышенным температурным режимом и недобором осадков в критические периоды роста и развития узколистного люпина.

Материалом служили сорта собственной селекции.

Исследования проводили, в основном, по общепринятым в селекционной работе с люпином методикам.

Результаты и обсуждение. Созданные во ВНИИ люпина сорта Витязь, Смена, Белозерный 110, Брянский кормовой относятся к универсальному типу использования. Высота их растений в условиях изменившихся погодных условий варьирует от 48,5 до 57,8 см. Существует мнение ряда исследователей, что дальнейший прогресс в селекции растений будет наиболее успешным через рост общего биологического урожая посева за счет увеличения его высоты [3; 4]. Селекционерам рекомендуется перейти к отбору длинно-стебельных генотипов, способных формировать посевы высокой оптической и биологической плотности. Для узколистного люпина, как кормовой зеленоукосной и зернофуражной культуры, такой подход интересен и в этом направлении сделаны некоторые шаги. В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации с 2019 г. включен новый сорт Белорозовый 144, превышающий стандарт по высоте на 13,0 см (табл. 1). Новые сортономера СН 78-07 и Гибрид 1215 значительно выделяются по этому показателю среди ранее созданных сортов (72,4 и 81,3 см). Высота растений люпина в значительной мере зависит от темпа начального роста: уменьшается при его замедлении и увеличивается при ускорении. Быстрый начальный рост имеют сорта Белорозовый 144, Белозерный 110 и сортообразцы Гибрид 1215 и СН 78-07 (7,5, 7,5, 9,0, 7,0 баллов) [5].

 

1. Биометрические показатели сортов узколистного люпина, 2017–2018 гг.

 

Название сортов

Характеристика воздушно-сухого растения

высота, см

начальный рост, (балл)

семена

биомасса,

г

количество, шт.

масса, г

с растения

1000 шт.

Витязь, стандарт

55,6

5,0

42

4,9

128

14,2

Брянский кормовой

53,3

5,3

36

4,9

137

12,2

Белорозовый 144

68,6

7,5

37

5,4

148

14,8

Белозерный 110

57,8

7,5

41

4,9

119

12,3

Смена

48,5

5,8

39

4,6

118

11,4

Узколистный 53-02

53,6

5,0

51

6,1

120

15,4

СН 78-07

72,4

9,0

35

3,8

109

11,6

Гибрид 1215

81,3

7,0

107

9,2

85

23,7

НСР05

0,524

 

1,033

 

 

Посевы быстрорастущих сортов узколистного люпина в меньшей мере подвержены негативному влиянию сорняков, так как они раньше затеняют поверхность почвы, создавая конкуренцию сорной растительности [6]. Вместе с тем сорт Белозерный 110, имея быстрый начальный темп роста, реализуется по признаку «высота растений» только лишь в условиях повышенной влагообеспеченности в фазу активного формирования боковых ветвей. Остальные вышеперечисленные сорта проявляют стабильность по обсуждаемому показателю и в меньшей мере зависят от условий вегетации. Среди сортов селекции ВНИИ люпина острым углом отхождения симподиальных ветвей от главного стебля характеризуется сортообразец СН 78-07.

Представленные в таблице 1 сорта различаются по элементам продуктивности. Проведенный дисперсионный анализ по показателям «высота растений» и «масса семян с растения» показал, что между вариантами есть достоверные различия. По биомассе растения, количеству и массе семян выделяется Гибрид 1215. Сорт Белорозовый 144 превышает стандарт по массе семян с растения и отличается крупносемянностью — масса 1000 семян равна 148 г. По этому показателю он превосходит сорт Витязь на 14,9 %. Узколистный 53-02, превышая контроль по сухой биомассе и массе семян с растения на 8,5–24,1 %, уступает ему по высоте растений и массе 1000 семян. Объединение в одном генотипе положительных элементов продуктивности является задачей селекционной работы.

Для реализации потенциала продуктивности любой культуры важным является устойчивость сорта к полеганию (УП). Существующий метод оценки устойчивости к полеганию растений люпина [5] в сложившихся почвенно-климатических условиях в нашей зоне в последние годы не работает, так как узколистный люпин не полегает. В то же время при увеличении высоты растений в процессе селекции оценка этого признака имеет значение. Сделана попытка оценить устойчивость к полеганию с использованием индекса. В таблице 2 представлены результаты расчета индекса устойчивости к полеганию сортов, который является отношением высоты растения к массе семян [1]. Наименьший показатель (8,8 единицы), характеризующий наибольшую устойчивость, имеют сортообразцы Гибрид 1215 и Узколистный 53-02. Однако не все так однозначно: сортообразец СН 78-07 с индексом 19,0 единиц не склонен к сильному полеганию, проверенному на протяжении ряда лет исследований. Можно предположить, что в этом случае играет положительную роль морфологическое строение тканей стебля.

 

2. Характеристика узколистного люпина

по некоторым биологическим показателям, 2017–2018 гг.

 

Название сортов

Индекс УП

Коэффициент микро-распределений

Семена

количество в бобе, шт.

алкалоидность, %

Витязь, стандарт

11,3

1,95

3,88

0,045

Брянский кормовой

10,9

1,95

3,82

0,051

Белорозовый 144

12,7

1,95

3,85

0,038

Белозерный 110

11,8

1,95

4,09

0,050

Смена

10,5

1,80

4,08

0,038

Узколистный 53-02

8,8

1,80

4,44

0,041

СН 78-07

19,0

1,70

3,97

0,058

Гибрид 1215

8,8

1,75

3,29

0,050

 

Коэффициент микрораспределений, показывающий интенсивность оттока пластических веществ из створок бобов в семена, варьирует по изучаемым сортам от 1,70 до 1,95 единицы. Максимальную величину признака вместе со стандартом имеют районированные сорта Брянский кормовой, Белорозовый 144 и Белозерный 110.

Количество семян в бобе, являясь одним из элементов продуктивности, играет важную биологическую роль в жизненном цикле растения, определяя его потенциальную способность к размножению. В процессе селекции разных бобовых культур (горох, фасоль) на семенную продуктивность произошло увеличение числа семян в бобе (Хангильдин В. В., 1975; Уоллес Д., 1981). Для молодой в селекционном отношении культуры, какой является узколистный люпин, признак «количество семян в бобе» имеет большое значение в практической селекции. Носителем максимального выражения признака среди изучаемых сортов является сорт Узколистный 53-02 (4,44 шт.). Причем признак у него ежегодно наследуется: изменяя величину в ту или иную сторону, он всегда превышает стандарт на 10–15 %. Более четырех штук семян в бобе имеют сорта Смена и Белозерный 110.

Одним из требований, предъявляемых к кормовым сортам, является соответствие показателей содержания алкалоидов в зерне и зеленой массе принятым нормам. Пригодным для использования на пищевые цели считают зерно люпина с содержанием алкалоидов менее 0,03 %, на кормовые — от 0,03 до 0,1 %, при скармливании в смесях — до 0,3 % [7; 8; 9].

Сорта нашей селекции имеют количественное содержание алкалоидов в зерне гораздо ниже допустимых норм для корма из люпина и могут использоваться в кормлении всех видов животных без опасений [10]. Пониженным содержанием алкалоидов в зерне (0,038 %) выделяются сорта Смена и новый, включенный в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве, Белорозовый 144. Варьирование показателя по годам у последнего составило 0,027–0,05 %.

Изучение сортов узколистного люпина по морфо-биологическим свойствам и их использование в практической селекции способствует дальнейшему прогрессу в работе при создании нового улучшенного исходного материала. Сорт Узколистный 53-02 может служить источником повышенного содержания семян в бобе, сортообразцы СН 78-07 и Гибрид 1215 — источником при селекции на увеличение высоты растений узколистного люпина.

References

1. Kupcov N. S., Takunov I. P. // Lyupin - genetika, selekciya, geterogennye posevy : monografiya. - Bryansk : Klincy, 2006. - 576 s.

2. Kollekciya mirovyh geneticheskih resursov zernovyh bobovyh kul'tur VIR: popolnenie, sohranenie i izuchenie // Metodicheskie ukazaniya / pod red. M. A. Vishnyakovoy. - Sankt-Peterburg, 2010. - 140 s.

3. Starzhickiy St. Biologicheskaya osnova modelirovaniya sel'skohozyaystvennyh rasteniy // Genetika i blagosostoyanie chelovechestva. - Tr. 14 Mezhdunar. gene-ticheskogo kongressa. Moskva, 21-30 avgusta, 1978. - M. : Nauka, 1981.

4. Laman N. A., Chayka M. T., Grib S. N. Issledovanie vzaimosvyazi processov rosta i fotosinteza pri selekcii hlebnyh zlakov na vysokuyu produktiv-nost'. - Minsk : Nauka i tehnika, 1987.

5. Shirokiy unificirovannyy klassifikator SEV i Mezhdunarodnyy klassi-fikator SEV roda Lupinus L. - Leningrad, 1983. - 39 s.

6. Maysuryan N. A., Atabekova A. N. Lyupin // M. : Kolos, 1974. - 464 s.

7. Debelyy G. A. // Zernobobovye kul'tury v Nechernozemnoy zone RF. Znachenie, selekciya, ispol'zovanie, smeshannye posevy. - Moskva - Nemchinovka, NIISH CRNZ, 2009. - 260 s.

8. Nacional'nyy standart Rossiyskoy Federacii. GOST R 54632-2011. Lyupin kormovoy. - M. : Standartinform, 2013.

9. Rekomendacii po prakticheskomu primeneniyu kormov iz uzkolistnogo lyupina v racionah sel'skohozyaystvennyh zhivotnyh / A. I. Artyuhov, E. A. Efimenko, F. G. Kadyrov, T. V. Yagovenko, P. A. Ageeva. - Bryansk, 2008. - 64 s.

10. Ageeva P. A., Pochutina N. A. Rezul'taty i napravleniya selekcionnoy raboty po uzkolistnomu lyupinu vo VNII lyupina // Lyupin i ego vozmozhnosti : Materialy mezhdunar. nauch.-prakt. konf. - Bryansk, 2012. - S. 71-76.

Login or Create
* Forgot password?