CC BY
53
УДК 633/635:81/.85
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ РЫЖИКА МАСЛИЧНОГО
А. А. Смирнов, доктор с.-х. наук, профессор; Т. Я. Прахова, канд. с.-х. наук; Е. А. Шепелёва, аспирант
ГНУ Пензенский НИИ сельского хозяйства Россельхозакадемии, т. (8-84161) 2-14-25, e-mail: [email protected]
Представлен материал информационно-опытного характера по использованию рыжика масличного в производстве. Изложены методы и результаты его селекции. Дана характеристика новых сортов рыжика озимого Козырь и рыжика ярового Юбиляр.
Ключевые слова: рыжик масличный, биология, селекция, новые сорта, продуктивность.
Капустные культуры (Brassicaceae) сегодня занимают одну из ведущих позиций в мировом производстве масличного сырья, в первую очередь, благодаря широкому распространению рапса и сурепицы (Brassica napus L.). В последние годы в России и за рубежом постепенно возрождается старинная культура рыжика посевного (Camelina sativa (L.) Crantz), также относящаяся к семейству Brassicaceae. В России, где до-
минирующее положение занимает подсолнечник, расширение посевных площадей под культурами из семейства капустных, в том числе и рыжика, предоставляет реальную возможность более рационального использования растительных ресурсов за счет обогащения ассортимента используемых видов [1].
Нива Поволжья № 1 (22) февраль 2012 51
Интерес к рыжику обусловлен тем, что в нем удачно сочетается высокая потенциальная урожайность семян (до 2,5 т/га) с большим содержанием высыхающего масла (36...40 %) и белков (25...30 %) [2, 3].
Рыжиковое масло используется в пищевой (диетическое питание), лакокрасочной (для приготовления олифы), мыловаренной (для изготовления зеленого мыла) промышленности, в медицине и парфюмерии (как компонент в массажных кремах, лечебной косметике, ароматерапии) [4, 5].
Рыжиковое масло является источником полиненасыщенных жирных кислот, в том числе линоленовой (ш-3) 36.41 % и лино-левой (ы-6) 16.20 %, характеризуется относительно низким содержанием эруковой кислоты (1,5.4,2 % в зависимости от сорта). В состав масла входят токоферолы (60.109 мг%), представленные в основном фракциями в и y [6].
Рыжик перспективен для переработки на биодизельное топливо благодаря относительно высокому содержанию длинноце-почечных жирных кислот (эйкозеновой и эруковой, суммарно до 17.24 %), характеризующихся высокой теплотой сгорания. Имеются данные об использовании биодизеля из рыжикового масла в авиации.
В 2011 году ВВС США в рамках программы сокращения потребления обычного топлива в два раза провели испытания самолетов (F-22 Raptor, A-10 Thunderbolt!!, F/A 18 Hornet, C-17 GlobemasterlII), заправленных смесью обычного авиационного топлива и биотоплива из рыжикового масла в соотношении 50/50 [7].
Рыжик обладает большой пластичностью и способен произрастать в широком диапазоне почвенно-климатических условий, не требует массированного применения пестицидов, отличается холодостойкостью и относительно высокими темпами роста при пониженных температурах, ранним созреванием и способностью переносить почвенную и воздушную засуху. Скороспелость является важным биологическим достоинством рыжика, так как позволяет значительно снизить напряжённость уборки.
Таким образом, все вышесказанное обуславливает актуальность и приоритетность возрождения культуры рыжика масличного. Это возможно лишь на основе глубокого познания биологии развития и исторически сложившихся требований растений к условиям выращивания, а также создания и внедрения в производство новых высокоадаптивных сортов с соответствующими технологиями их возделывания.
Пензенский НИИСХ - единственный институт в России, в котором занимаются селекцией озимого рыжика, и единственный в Поволжье, где ведется селекция ярового рыжика.
Успех селекции во многом зависит от уровня разработки теоретических основ, наличия материально-технической базы, организации работ и т. д. Вместе с тем большую роль играет метод создания сортов и поиск наиболее эффективных путей, способствующих ускоренному их выведению с комплексом ценных биологических и хозяйственных признаков и свойств [8].
Поэтому подбор и создание исходного материала является актуальной научной проблемой и имеет большое значение для селекции культуры. Вавилов Н. И. указывал, что наряду с местным материалом должен быть использован мировой ассортимент, включающий как лучшие сорта, так и все ботаническое разнообразие данной культуры [9].
Селекционный процесс с рыжиком осуществляется по общепринятой схеме для масличных культур с учетом требований методик [10].
Основной метод селекции - индивидуальный и индивидуально-семейственный отбор из сортовых и гибридных популяций, которые получают методом межсортовой и межвидовой гибридизации.
На первом этапе селекционного процесса в течение 2-3 лет проводится обширное изучение комплекса хозяйственно-биологических свойств коллекционных образцов различного эколого-географическо-го происхождения. Затем отбираются наиболее адаптивные формы с ярко выраженными требуемыми признаками для вовлечения их в гибридизацию.
Полученный в результате гибридизации материал оценивается по различным морфобиологическим критериям [11], которые характеризуют семенную продуктивность, скороспелость, урожайные свойства семян и приспособленность к механизированной уборке. Кроме того, в полевых условиях проводятся фитопатологические наблюдения и учеты [12].
При выведении новых сортов рыжика были поставлены следующие задачи: оптимальная адаптированность к почвенно-климатическим условиям лесостепной зоны Поволжья, высокая зимостойкость, устойчивость к абиотическим и биотическим факторам, пригодность маслосемян к использованию в пищевых и технических целях, высокий потенциал продуктивности (не менее 2,0 т/га).
Для успешного решения селекционных задач необходимо разработать основные параметры модели сорта рыжика масличного. На основе изучения коллекционного материала с использованием методов корреляционно-регрессионного анализа [13] были определены следующие показатели нового сорта рыжика: урожайность семян 2,0... 2,5 т/га; семенная продуктивность 1,8.2,5 г/ растение; число стручков 400.500 шт./ра-стение; высота растения 70.80 см; масса 1000 семян 1,20.1,80 г; продолжительность вегетационного периода 290.300 дней для озимого рыжика и 75.80 для ярового; зимостойкость (для озимого рыжика) не ниже 90 %; содержание эруковой кислоты не более 3,5 %.
В результате исследований установлено, что наиболее существенный вклад в формирование урожая вносит масса 1000 семян, количество стручков на растении и продуктивность одного растения. Корреляционный анализ показал тесную зависимость урожайности от числа стручков (г = 0,89) и кистей на растении (г = 0,86) и от массы семян с одного растения (г = 0,76). Среднюю сопряженность урожайность имеет с продуктивной кустистостью (г = 0,53) и массой 1000 семян (г = 0,61), слабую - с числом семян в стручке (г = 0,16).
В 2002 году в Пензенском НИИ сельского хозяйства выведен сорт рыжика озимого Пензяк, который до сегодняшнего дня остается единственным сортом, включенным в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории РФ, и рекомендован к использованию во всех регионах возделывания.
В результате дальнейшей многолетней селекционной работы в Пензенском НИИСХ выведены два новых сорта рыжика масличного: озимый - Козырь и яровой - Юбиляр.
Яровой рыжик Юбиляр создан методом индивидуально-семейственного отбора из сортообразца к-4160. Характеризуется средней высотой растений (76.80 см). Стебель округлый, гладкий. Листья средние, ровные, зелёного цвета. Цветки мелкие, жёлтые, имеют четыре чашелистика, направленные вверх. Время цветения составляет 25.36 дней в зависимости от агрометеорологических условий. Плод - стручок длиной 10 мм, грушевидной формы, со слегка сдавленными створками, при созревании не растрескивается. В стручке содержится до 12.14 крупных семян красновато-коричневого цвета, с неглубокой бороздкой. Сорт Юбиляр отличается высокой массой 1000 семян - 1,80.2,25 г, что превышает все существующие сорта в 1,5.2 раза.
Юбиляр - раннеспелый сорт. Вегетационный период варьирует от 73 до 79 дней по годам исследования, созревает на 6-8 дней раньше стандарта ВНИИМК-520. Сорт обладает устойчивостью к засухе и полеганию. Слабо поражается крестоцветными блошками. Не поражается мучнистой росой.
Урожайность семян сорта Юбиляр составила в среднем 1,8 т/га. Масличность семян варьирует в пределах 39,0.40,9 %, однако сбор масла за счет прибавки урожая высокий и составил в среднем за годы испытаний 0,72 т/га. Содержание протеина колебалось по годам от 31,1 до 31,9 %.
Сорт допущен к использованию во всех зонах возделывания культуры с 2011 года, защищен патентом РФ № 5474 от 22.07.2010 г.
Озимый рыжик Козырь создан методом индивидуального отбора из коллекционного образца ярового образа жизни. Передан в Госсорткомиссию для экспертной оценки в 2010 году (заявка на патент № 54966/8953666 с датой приоритета 11.11.2010 г.).
Сорт раннеспелый. Вегетационный период его составляет 292.295 дней, что на 5.6 дней короче, чем у районированного сорта Пензяк. Зимостойкость его в среднем составляет 92,4 %, что на 1,9 % выше, чем у сорта Пензяк. Сорт Козырь обладает устойчивостью к ранневесенней засухе, полеганию и осыпанию. Не поражается крестоцветными блошками и мучнистой росой.
За годы исследований новый сорт Козырь отличался стабильным урожаем семян: 1,6.2,2 т/га, в среднем - 2,0 т/га. Содержание жира в семенах варьирует в пределах 39,0.42,5 %, содержание протеина -32,1 %. Выход масла высокий - до 0,74 т/га. Масса 1000 семян 1,40 г (табл. 1).
Таблица 1
Хозяйственно ценные показатели новых сортов рыжика посевного (Camelina sativa), 2009-2011 гг.
Показатель Сорт рыжика
Козырь (озимый) Юбиляр (яровой)
Урожайность семян, т/га 2,0 1,8
Вегетационный период, дни 293 76
Масличность, % 41,6 40,5
Сбор масла, т/га 0,74 0,72
Масса 1000 семян, г 1,40 1,95
Зимостойкость, % 92,4 -
Поражение болезнями (мучнистая роса), % - -
Содержание протеина, % 32,1 31,4
Нива Поволжья № 1 (22) февраль 2012 53
Наиболее актуальный показатель для современных сортов масличных культур, определяющий качество масла и направления его использования, - это содержание жирных кислот в масле (табл. 2).
Таблица 2
Содержание основных жирных кислот, %, в маслосеменах рыжика
Следует отметить, что содержание полиненасыщенных жирных кислот - линоле-вой (ш-6) и а-линоленовой (ш-3) составляет 17,6.19,5 и 36,5.44,0 %, соответственно. Соотношение кислот ы-3/ы-6 в масле рыжика сортов Козырь и Юбиляр составляет примерно 2:1. Такое соотношение рекомендовано для диетического питания людей с высоким содержанием холестерина в крови [14].
Содержание мононенасыщенной олеиновой кислоты (С 18:1) составило в среднем 10,4.11,0 %, насыщенных жирных кислот - пальмитиновой (С16:0) 4,1.4,9 % и стеариновой (С18:0) 1,8.2,1 %.
Содержание эруковой кислоты 3,0.3,2 %, что соответствует ГОСТ на растительные масла при употреблении в пищу (не более 5 %) [15]. Кроме того, в масле рыжика содержится гондоиновая кислота - 12,5.13,3 %, которая редко обнаруживается в других растениях. Благодаря относительно высокому содержанию длинноцепочечных жирных кислот (эйкозеновой и эруковой, суммарно до 14,9.15,7 %), характеризующихся высокой теплотой сгорания, данные сорта перспективны для использования на технические цели, в том числе и для получения экологически чистого возобновляемого топлива - биодизеля.
Таким образом, благодаря своему жир-нокислотному составу, сочетающему в себе высокое содержание полиненасыщенных кислот линолевой и линоленовой и низкое содержание эруковой кислоты, масло озимого и ярового рыжика может использоваться на пищевые цели как ценная биологически активная добавка в рацион человека, а также на технические цели.
Рыжик не требователен к почвам и предшественникам, однако при возделывании необходимо учитывать его особенности как мелкосеменной культуры: медленное развитие на первом этапе и опережающий рост сорняков. Поэтому лучшими предшественниками для него являются чистый пар, озимые зерновые, зернобобовые, пропашные и многолетние травы. Посев рыжика проводят в оптимальные сроки (для лесостепной зоны Среднего Поволжья: яровой - III декада апреля - I декада мая; озимый - III декада августа - I декада сентября). Способ посева - обычный рядовой с нормой высева 8.9 млн. всхожих семян на гектар, что соответствует весовой норме 10.15 кг/га.
Таким образом, внедрение новых сортов рыжика с высоким генетическим потенциалом продуктивности и устойчивости к абиотическим и биотическим факторам внешней среды будет способствовать повышению биоразнообразия в растениеводстве, а следовательно, стабильности производства растительных масел для различных целей.
Литература
1. Рензяева, Т. В. Разработка способа повышения качества продуктов переработки рапса и рыжика / Т. В. Рензяева, О. П. Рен-зяев, А. О. Рензяев // Масложировая промышленность. - 2009. - № 3. - С. 32-34.
2. Ряхова, Д. К. Озимый рыжик / Д. К. Ря-хова. - Уфа: Башкирское книжное изд-во, 1957. - 20 с.
3. Зеленина, О. Н. Жирнокислотный состав маслосемян озимого рыжика сорта Пензяк / О. Н. Зеленина, Т. Я. Прахова // Масличные культуры. - 2009. - № 2 (141). - С. 119-122.
4. Воскресенская, Г. С. Рыжик / Г. С. Воскресенская. - М.: Сельхозгиз, 1952. - 47 с.
5. Шевцова, Л. П. Агробиологические особенности и продуктивность традиционных и редких видов масличных культур в засушливом Поволжье / Л. П. Шевцова, Н. А. Шьюрова, А. В. Каленюк // Нива Поволжья. - 2008. - № 4 (9). - С. 36-39.
6. Качество семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона и продуктов их переработки / Т. В. Рензяева, А. О. Рензяев, А. А. Проскурин, И. В. Пику-лева // Масложировая промышленность. -2009. - № 2. - С. 17-19.
7. http//lenta. ru/news/2011/02/14/bio/.
8. Жученко, А. А. Адаптивная система селекции растений (эколого-генетические основы) / А. А. Жученко. - М.: Изд-во РУДН, 2001. - Т. 1. - 780 с.
Кислота Сорт рыжика
Юбиляр Козырь
Пальмитиновая 4,9 4,1
Стеариновая 2,1 1,8
Олеиновая 11,0 10,4
Линолевая 19,5 17,6
Линоленовая 36,5 44,0
Арахиновая 1,8 1,5
Гондоиновая (эйкозеновая) 12,5 13,3
Эйкозадиеновая 2,0 1,6
Эруковая 3,2 3,0
9. Вавилов, Н. И. Ботанико-географиче-ские основы селекции (Учение об исходном материале в селекции) / Н. И. Вавилов. -М.: Колос, 1966. - С. 176-225.
10. Руководство по селекции и семеноводству масличных культур / под ред. В. С. Пу-стовойта. - М.: Колос, 1967. - 351 с.
11. Методика проведения испытаний на отличимость, однородность и стабильность, 2002. - 5 с.
12. Методика проведения полевых и агротехнических опытов с масличными культурами / Под ред. В. М. Лукомца. -Краснодар: ВНИИМК, 2007. - 113 с.
13. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований / Б. А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
14. Леонард, Ч. Е. Рыжиковое масло: потенциальный источник линоленовой кислоты / Ч. Е. Леонард // INFORM. - 1998. -№ 9.- 6 с.
15. Низова, Г. К. Сравнительная характеристика рыжика по количеству и качеству масла / Г. К. Низова, А. Ф. Калугина // Труды по прикладной бот. ген. и сел. - Л.: СПб ВИР, 1999. - Т. 156. - С. 116.
Нива Поволжья № 1 (22) февраль 2012 55
