CC BY
131
УДК 633.367.3
БЕЛЫЙ ЛЮПИН - ПЕРСПЕКТИВНАЯ КОРМОВАЯ КУЛЬТУРА
Г.Г. ГАТАУЛИНА, доктор сельскохозяйственных наук
Н.В. МЕДВЕДЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева E-mail: science@timacad.ru
Резюме. Селекция белого люпина и изучение особенностей роста и развития сортов проводились на экспериментальной базе учхоза имени Калинина РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева в Тамбовской области. Впервые в России были созданы рано созревающие сорта детерминантного типа с ограниченным ветвлением. Сорта Старт, Гамма, Дельта, Дега, Детер 1 устойчиво созревают в этом регионе. Вегетационный период 100... 140 дней в зависимости от сорта и условий вегетации, урожайность семян 3...4 т/га, содержание протеина в семенах — 35...40 %.
Ключевые слова: Шрюиэ а1Ьив, селекция, раннее созревание, урожайность семян, содержание протеина.
Проблема дефицита растительного белка во многих странах мира вызвала повышенный интерес к люпину. Необходимость импорта сои и белковая зависимость от США привели к поиску путей выхода из сложившейся ситуации. Разные виды люпина можно выращиваться в более умеренных климатических условиях, чем соя. Эта культура менее требовательна к почве благодаря развитию мощной корневой системы. В семенах белого люпина содержится такое же количество белка, как в сое (35...40 %), аналогичного качества.
Достоинства люпина неоднократно отмечали многие ученые и практики. Он весьма эффективно фиксирует азот в симбиозе с клубеньковыми бактериями. Благодаря высокой растворяющей способности корневых выделений люпины усваивают фосфор и другие элементы, фиксированные в почве. Многие виды этой культуры могут произрастать на песчаных кислых почвах. Растения имеют прямостоячий стебель, что облегчает механизированную уборку [1,2].
Люпин можно использовать при кормлении животных и изготовлении продуктов питания д ля человека. В состав люпина входит много биологически активных элементов, что позволяет использовать его в борьбе с диабетом 2 и сердечно-сосудистыми заболеваниями [4]. Посевы этой культуры предотвращают развитие эрозии и способствуют восстановлению плодородия почвы. Значение люпина особенно возрастает сейчас, поскольку его можно выращивать без внесения энергоемких азотных удобрений [3].
В Австралии 14-18 сентября 2008 г проходила 12-я Международная конференция по люпину. Это мероприятие организует каждые 3 года Международная ас-
социация по люпину. На конференции более 150 ученых из 22 стран мира представили доклады, в которых было отражено многообразное использование люпина как важного компонента в системах земледелия; в кормлении животных, в том числе в рыбной индустрии; в пищевой промышленности; в практике оздоровления [4]. Многие фирмы, производящие продукты питания с использованием этой культуры для оздоровительных целей, демонстрировали свою продукцию.
Особая роль в успешном производстве и продвижении люпина на рынок принадлежит селекции.
Белый люпин, родина которого Средиземноморье, характеризуется продолжительным многоярусным ветвлением и цветением, индетерминантным типом роста, длительным вегетационным периодом, требует теплой и сухой погоды во время налива семян и созревания. Это препятствовало введению его в производство. Получение скороспелых детерминантных форм и сортов с ограниченным ростом и ветвлением особенно актуально для нашей страны.
Ученые РГАУ-МСХА имени К.А Тимирязева осуществляют селекционную работу с белым люпином по полной селекционной программе. Сегодня она ведется совместно с сотрудниками ВНИИ люпина. Селекция белого люпина проводится в условиях северной части Центрально-Черноземного региона на экспериментальной базе учхоза имени М.И. Калинина в Тамбовской области. Здесь же осуществляется сравнительное изучение особенностей роста и развития созданных сортов и новых перспективных форм.
Сумма активных температур в течение вегетационного периода в этой природно-климатической зоне составляет 2000...2200 °С. В связи с пониженными температурами в сентябре и октябре период от посева (конец апреля) до созревания в таких условиях не должен превышать 130 дней, лучше чтобы он составлял 110... 120 дней. Поэтому основная цель селекции — создание высокоурожайных скороспелых сортов белого люпина, стабильно созревающих в регионе, обладающих высокой адаптивностью и устойчивостью к болезням.
На кафедре растениеводства МСХА имени К.А. Тимирязева еще в 60-70-е гг. XX века удалось получить разнообразные мутантные формы белого люпина и создать оригинальный исходный материал для выведения скороспелых и продуктивных сортов этого вида [5]. В дальнейшем в селекционной работе использовали скороспелые мутанты с новой архитектоникой растений — низкорослые с ограниченным ветвлением. В результате исследований в 1984 г. в Центральном, Центрально-Черноземном и Уральском регионах был районирован первый скороспелый сорт белого люпина Старт. В 1993 г. был допущен к использованию по Центрально-Черноземному региону сорт
Мановицкий. Его растения выше, чем у Старта, он более урожайный по зеленой массе и зерну, но созревает на 7... 10 дней позже.
Сорт Гамма создан методом радиационного мутагенеза с последующим индивидуальным отбором скороспелых, устойчивых к фузариозу форм. Он внесен в Государственный реестр селекционных достижений с 1998 г. Это наиболее адаптированный к условиям региона скороспелый сорт, устойчивый к фузариозу, с урожайностью семян 3,0...3,5 т/га.
Характеризующийся устойчивостью к фузариозу сорт Дельта включен в Госреестр с 1999 г. По сравнению с сортом Гамма, у него выше масса 1000 семян, потенциальная урожайность и содержание белка в зерне, однако созревает Дельта на 5...7 дней позже.
близким к норме в этом регионе.
Сорт Дега выведен методом гибридизации с применением многократного индивидуального отбора на инфекционном фоне. Сорт урожайный, устойчив к фузариозу, не полегает в условиях переувлажнения, по скороспелости приближается к Гамме. Включен в Госреестр селекционных достижений с 2004 г.
У нового скороспелого сортообразцаДетер 1 не образуются боковые побеги и бобы формируются только на главном. Он созревает в среднем на 10 дней раньше Гаммы и может возделываться в более северных районах. При относительно низкой густоте стояния растений, принятой в селекционных питомниках и в конкурсном сортоиспытании (35...40 шт./м2), урожайность Детера 1 находится на уровне других сортов. Однако, как показали опыты, при густоте 80...90 шт./ м2 она превышает стандарт на 25...30 %.
С участием детерминантных форм создан новый исходный материал. В селекционных питомниках изучается около 2 тыс. номеров разного гибридного происхождения и морфотипов, различающихся по длине вегетационного периода и элементам продуктивности.
Выведенные скороспелые сорта в соответствии с архитектоникой растений можно разделить на 4 мор-фотипа (табл. 1). Они адаптированы к условиям Цент-
рально-Черноземного региона и созревают в условиях Тамбовской области.
Тип 1 представлен сортообразцом Детер 1 без боковых побегов, наиболее скороспелым из всех существующих сортов белого люпина, который одновременно характеризуются достаточно высоким потенциалом урожайности. Старт и Гамма (тип 2) формируют плоды и семена только на главном и укороченных побегах 1-го порядка. У этих растений удалось селекционным путем сократить периоды цветения, роста плодов и налива семян, которые у поздно созревающих форм обычно очень растянуты. У сортов Дельта и Дега (тип 3) часть бобов формируется на коротких побегах второго порядка, поэтому они созревают позже Гаммы. У Мановицкого и Деснянского (тип 4) есть более длинные, чем у сортов 3-го типа боковые побеги второго и третьего порядка.
Сорта морфотипов 2 и 3 стабильно созревают в условиях северной части Центрально-Черноземного региона. В годы с количеством осадков близким к норме, продолжительность вегетации сортов 1-го типа составляет 96... 100 дней (табл. 2), 2-го — 106... 110 дней, 3-го — 110... 116, 4-го 118... 125 дней. В случае очень влажных погодных условий период вегетации всех сортов увеличивается. Так, в 2003 г. у сортов типов 2 и 3 он составил 137... 143 дней. В таких условиях возникает проблема с созреванием и уборкой сортов типа 4.
Урожайность созданных сортов белого люпина зависит как от генотипа, так и от метеоусловий года, особенно от степени влагообеспеченности (табл. 3).
В северной части Центрального Черноземья из 5 последних лет 2 были засушливыми (2005, 2007 гг.), 2 — с хорошей влагообеспеченностью (2003, 2004 гг.) и один (2006 г.) — средним, что характерно для этого региона. Засуха почти в 2 раза снижала урожайность, однако и в этом случае она оставалась на хорошем для зернобобовой культуры уровне 2,0...2,5 т/га. Потенциал сорта в наибольшей степени проявлялся при хорошей влагообеспеченности.
Таблица 2. Влияние влагообеспеченности на рост растений в высоту и продолжительность вегетации (2003 г. — влажный, 2006 г.— средний. 2007 г. — засушливый)
Тип Сорт Высота растений, см Посев - созревание, дни
2003 г. 2006 г. 2007 г. 2003 г. 2006 г. 2007 г.
1 Детер 1 60 56 35 125 100 96
2 Старт 67 60 37 138 110 106
Гамма 60 60 36 137 109 106
3 Дельта 69 64 36 143 111 106
Дега 65 62 35 143 111 106
4 Мановицкий 73 67 35 155 118 109
Десня некий 78 68 37 155 120 110
Таблица 1. Морфотипы и сорта люпина белого*.
Показатель Морфотип
1 2 I з 4
Боковые побеги, порядок 0 1...2 2...3 2...4
Вегетационный период от посева до
созревания, дней 106 115 120 130
Высота растений, см 55 60 65 73
Высота крепления нижнего боба, см 42 43 45 50
Урожайность зеленой массы, т/га 44 52 57 65
Сухая биомасса, т/га 5,6 6,5 6,8 7,8
Урожайность семян, т/га 3,10 3,25 3,45 3,55
* — при густоте стояния 40 шт./м2 в среднем за годы с количеством осадков,
Таблица 3. Урожайность семян сортов и перспективных линий белого люпина в Гаммы. Поэтому при одина-
разные по погодным условиям годы
Сорт, линия Урожайность семян, т/га В том числе с главного побега, %
2003 г. 2004 г. 2006 г. 2007 г. 2003 г 2004 г. 2006 г. 2007 г.
Гамма 3,60 2,85 3,23 2,38 80 80 92 95
Дельта 3,90 2,70 3,43 2,67 76 79 91 97
Деснянский 4,26 3,86 3,55 3,09 54 56 80 88
Дега 4,15 2,70 3,23 2,34 75 78 91 97
Детер 1 3,55 2,70 3,26 2,26 100 100 100 100
22M(NxD)17 4,50 3,60 4,05 3,23 76 78 90 95
9M(ZxD) HCPos 4,20 0,38 2,45 0,27 3,23 0,36 3,26 0,30 81 83 90 93
Следует отметить, что важно не только общее количество осадков за вегетацию, но и их распределение. Наибольшее влияние на урожайность белого люпина оказывают условия увлажнения в период бутонизации — завязывания плодов, который длится
15...30 дней и более в зависимости от сорта и условий вегетации. В это время определяется число плодов, сформировавшихся на единице площади, которое прямо связано с урожайностью [6]. В 2003 г. при хорошей влагообеспеченности в этот и предшествую-
ковои густоте стояния он почти не отличается от стандарта по урожайности.
Доля боковых побегов в урожае семян варьирует от
10...20 % для морфотипов
2...3 до 20...46 % для типа 4. В засушливом 2007 г. более 90 % урожая обеспечили семена с главного побега.
Большинство сортов люпина несущественно различаются по содержанию протеина в зерне. Исключение составляют Дельта и Детер 1, у которых оно ежегодно было на 2...3 % больше, чем у других (табл. 4). Детер 1 не превосходил Гамму как стандарт по урожайности семян, но сбор протеина с 1 га у этого сорта был выше, хотя главное его преимущество — скороспелость.
В отдельные годы на 25...30 % превосходили стандарт по сбору протеина новые перспективные номера 22М и 9М.
щий ему период сбор семян Таблица 4. Содержание в семенах и сбор протеина с гектара
люпина белого составилг
3,6...4,5 т/га.
В засушливые годы разли- ' чия в урожайности между сор- ( тами минимальны. Однако и , в таких условиях (2007 г) величина этого показателя у; перспективных номеров 22М и 9М оказалась выше стандарта (Гамма) на 35 %.
Число плодов и семян на растении, а также их распределение на главном и боковых побегах зависит от генотипа и условий вегетации. В условиях одного года число плодов и семян на главном побеге разных сортов примерно одинаково (6...7 и 20...25 соответственно). Однако они различаются по массе 1000 семян и количеству семян с боковых побегов. В то же время растения сорта Детер 1, не имеющего боковых побегов формируют на главном стебле больше бобов, чем другие сорта. Масса 1000 семян у него в разные годы достигала 340...380 г, или в среднем на 10 % больше, чем у
Сорт, линия Содержание в семенах, % Сбор протеина, кг/га
2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г.
Гамма 36,4 36,8 35,5 35,1 1035 660 1150 835
Дельта 37,0 37,9 39,0 36,6 1000 785 1340 980
Деснянский 35,0 3,34 32,8 32,1 1350 800 1165 990
Дега 35,7 34,4 34,9 33,5 965 695 1130 785
Детер 1 39,1 38,5 38,4 37,0 1055 695 1250 835
22M(NxD)17 35,6 34,7 35,0 33,3 1280 715 1420 1075
9M(ZxD) 36,6 34,4 35,3 33,8 900 820 1170 1100
Таким образом, в России созданы сорта белого люпина с новой архитектоникой растений, которая обеспечивается ограничением (детерминацией) роста на главном побеге (Детер 1) или на укороченных побегах 1.. ,2-го порядка Они устойчиво созревают в северной части Цент-рально-Черноэемного региона. Ранее сообщалось о выращивании сои в Белгородской области, урожайность которой в производственных условиях составляла 0,7... 12 т/га [7]. Созданные сорта белого люпина адаптированы к условиям региона и при достаточной влагообеспеченности формируют урожай 3.. .4 т/га, что обеспечивает сбор протеина на уровне 1200... 1500 кг/га.
Литература.
1. Майсурян Н.А., Атабекова А.И. Люпин. — М., Колос,1974.
2. Такунов И.П. Люпин в земледелии России. Изд. Придесненье, Брянск, 1996, 372 стр.
3. Lupinsfor Health and Wealth. Proceedings of the HP International Lupin Conference. Fremantle, Western Australia, 14-18 September 2008, 551 p.
4.M. S. Sweettingham. Lupins—future global possibilities. Proceed, of the 12h Intern. Lupin Conf. Fremantle, WA, 14-18 September2008, p. 514-525.
5. Гатаулина Г.Г. 1994. Влияние радиации и химических мутагенов на белый люпин. Изв.ТСХА. №4, с. 3-17.
6. Гатаулина Г.Г. 1986. Применение системного подхода при анализе изменчивости показателей формирования урожая люпина белого по периодам развития. Изв. ТСХА, М3, с.29-46.
7.Шевченко Н.С., Зеленская Т.И., Закурдаева Н.Н. Производство сои в Белгородской области./2008. Достижения науки и техники, № 6, с. 38-40.
WHITE LUPINE - A PROMISING FEED CROP G.G. Gataulina, N.V. Medvedeva
Summary. White lupin breeding program and studies have been conducted at the Experimental field of RGAY — Moscow Timiryazev Agricultural Academy in Tambov region. Early maturing spring cultivars with reduced branching and different plant architecture were obtained: among them Start, Gamma, Delta, Dega, Deter 1. Their vegetative period is100-140 days, seed yield 3-41 \ ha, protein content 35-40 %.
Keywords: Lupinus albus, breeding, early maturity, seed yield, protein content.
