сотрудник
сотрудник
сотрудник
Представлены результаты изучения сортов и сортономеров узколистного люпина по некоторым морфологическим признакам и биологическим свойствам: высоте и начальному росту растений, их продуктивности (количеству и массе семян), ко-личеству семян в бобе, коэффициенту микрораспределений и др. По высоте расте-ний (68,6–81,3 см) выделились сорт Белорозовый 144, сортономера СН 78-07 и Гиб-рид 1215; по количеству семян в бобе (4,44–4,08 шт.) — сорта Узколистный 53-02, Белозерный 110 и Смена. Низкий уровень алкалоидности (0,038 %) отмечен по сор-там Белорозовый 144 и Смена.
узколистный люпин, сорт, продуктивность, алкалоидность, структурный анализ
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 (38–420º) 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
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.
1. Купцов Н. С., Такунов И. П. // Люпин - генетика, селекция, гетерогенные посевы : монография. - Брянск : Клинцы, 2006. - 576 с.
2. Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых культур ВИР: пополнение, сохранение и изучение // Методические указания / под ред. М. А. Вишняковой. - Санкт-Петербург, 2010. - 140 с.
3. Старжицкий Ст. Биологическая основа моделирования сельскохозяйственных растений // Генетика и благосостояние человечества. - Тр. 14 Междунар. гене-тического конгресса. Москва, 21-30 августа, 1978. - М. : Наука, 1981.
4. Ламан Н. А., Чайка М. Т., Гриб С. Н. Исследование взаимосвязи процессов роста и фотосинтеза при селекции хлебных злаков на высокую продуктив-ность. - Минск : Наука и техника, 1987.
5. Широкий унифицированный классификатор СЭВ и Международный класси-фикатор СЭВ рода Lupinus L. - Ленинград, 1983. - 39 с.
6. Майсурян Н. А., Атабекова А. Н. Люпин // М. : Колос, 1974. - 464 с.
7. Дебелый Г. А. // Зернобобовые культуры в Нечерноземной зоне РФ. Значение, селекция, использование, смешанные посевы. - Москва - Немчиновка, НИИСХ ЦРНЗ, 2009. - 260 с.
8. Национальный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 54632-2011. Люпин кормовой. - М. : Стандартинформ, 2013.
9. Рекомендации по практическому применению кормов из узколистного люпина в рационах сельскохозяйственных животных / А. И. Артюхов, Е. А. Ефименко, Ф. Г. Кадыров, Т. В. Яговенко, П. А. Агеева. - Брянск, 2008. - 64 с.
10. Агеева П. А., Почутина Н. А. Результаты и направления селекционной работы по узколистному люпину во ВНИИ люпина // Люпин и его возможности : Материалы междунар. науч.-практ. конф. - Брянск, 2012. - С. 71-76.
