сотрудник
сотрудник
сотрудник
Дана оценка селекционного материала белого люпина по засухоустойчивости пу-тем проращивания семян в растворе осмотика (сахарозы). Выделены перспектив-ные засухоустойчивые сортообразцы с комплексом хозяйственно-биологических признаков. На их основе созданы и включены в Госреестр селекционных достиже-ний сорта Мичуринский и Пилигрим.
люпин белый, селекция, засухоустойчивость, источник
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.
1. Лукашевич М. И., Агеева П. А., Новик Н. В., Захарова М. В. Достижения и перспективы селекции люпина // Достижения науки и техники АПК. - 2018. - № 2. - С. 29-32.
2. Купцов Н. С., Такунов И. П. Люпин - генетика, селекция, гетерогенные посевы. - Брянск, 2006. - С. 52-81.
3. Стратегический прогноз изменений климата Российской Федерации на период до 2010-2015 гг. и их влияния на отрасли экономики России. - М. : Росгидромет, 2005. - 28 с.
4. Иванов А. Л. Глобальное изменение климата и его влияние на сельское хозяйство России // Земледелие. - 2009. - № 1. - С. 3-5.
5. Волкова А. М., Кожушко Н. Н., Макаров Б. И. Определение относительной жаростойкости и засухоустойчивости образцов зернобобовых культур способом проращивания семян в растворах сахарозы и после прогревания : методические указания. - Л., 1984. - 17 с.
6. Методика диагностики устойчивости растений (засухо-, жаро-, соле- и морозоустойчивости). - Л., 1970. - 74 с.
