CC BY
15АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ
УДК 633.174: 631.527
ПЕРСПЕКТИВЫ СЕЛЕКЦИИ СОРГО САХАРНОГО В УСЛОВИЯХ КРЫМА
Болдырева Л. Л., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Юдина В. Н., аспирант; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
В данной работе отображены современные аспекты изучения селекции сорго сахарного. В настоящее время в России возрос интерес к сорго как сахароносу. Растение может возделывать-ся в южных засушливых районах, в том числе и в условиях Крыма. Сорго - хорошая альтернатива сахарной свекле и тростниковому сахару. Но, несмотря на большие преимущества сорговых куль-тур, площади посевов в Крыму остаются незначительными. Одна из главным: причин - плохо налаженное семеноводство, недостаточная разработка зональной и сортовой агротехники выращивания их на неполивных землях.
Ключевые слова: сорго сахарное, биоэтанол, сахарный сироп, цито-плазматическая мужская стерильность, гибридизация.
SELECTION PERSPECTIVES OF SWEET SORGHUM IN THE
CONDITIONS OF CRIMEA
Boldyrevа L. L., Candidate of Agricultural Science, Associate Professor; Yudina V. N., Ph.D. student; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
Selection perspectives of sweet sorghum are examined in the article. Today, sorghum is interesting as a sugar crop in Russia. The plant can be cultivated in southern arid regions. Sorghum is the crop to make sugar syrup and bioethanol. Sorghum is an alternative to sugar beet and cane sugar. But the area of crops in the Crimea remains insignificant. One of the main reasons is poorly organized seed production, insufficient development of zonal and varietal farming techniques for their cultivation on non-irrigated lands.
Keywords: sweet sorghum, bioetha-nol, sugar syrup, cytoplasmic male sterility, hybridization.
Сорго сахарное [Sorghum saccharatum - (J.) Pers.] принадлежит к ботаническому роду Sorghum семейства Poaceae. Род Sorghum содержит до 50 видов растений: однолетних и многолетних, диких и возделываемых, ныне произрастающих в тропических, субтропических и умеренных широтах обоих полушарий [7].
Сорго сахарное в первую очередь - кормовая культура, но она играет важную роль как сырье для пищевой промышленности, так как содержит сахара, которые по качеству не уступают сахарной свекле. Сорго сахарное содержит глюкозу, фруктозу, сахарозу, макроэлементы (Са, Мg, К и др.), незаменимые аминокислоты, протеин, витамины В В2, С, Е и РР [8]. Сахарный сироп и спирт можно вырабатывать из сока сорго. Остающаяся после отжима сока измельченная листостебельная масса - ценное сырье для целлюлозной промышленности [6; 10]. Важным экономическим фактором является цена производимого продукта, которая в два раза ниже, чем у сахара, получаемого из свеклы. Сорго - хорошая альтернатива сахарной свекле и тростниковому сахару [5].
В настоящее время налажено активное промышленное производство сиропа из данной культуры в США, где его выработка составляет около 10 млн литров в год. Проводятся исследования по получению из сорго сахаросодержа-щих продуктов кристаллического сахара и спирта в Италии, Румынии и Венгрии. Разрабатываются экологически чистые и высокоэффективные безотходные технологии производства и переработки сорго сахарного для получения сиропа для пищевой промышленности на основе создания высокосахаристых (18-20 %), высокоурожайных (600-800 ц/га зеленой массы) сортов и гибридов сорго для различных почвенно-климатических зон.
В последнее десятилетие в России вновь возрос интерес к сорго как сахароносу. Ранее основным назначением сорго сахарного было кормовое, поэтому проблема получения сахара из сорго у нас в стране не исследовалась. Селекционеры не планировали получать высокосахаристые сорта, потому что повышенное содержание сахаров отрицательно влияет на качество массы при силосовании [9].
В Поволжье, на Северном Кавказе и юге России довольно широко возделыва-ется сорго сахарное. Только в этих регионах оно может занимать до 1,5 млн га [12].
В условиях Нижнего Поволжья в результате межвидовых скрещиваний белозерных форм зернового и сахарного сорго получен новый исходный материал для селекции сортов с высоким качеством зерна и зеленой массы. На Государственное сортоиспытание направлен новый сорт Капитал, «сочетающий высокую сахаристость сока стебля (20,4 %) и продуктивность зеленой массы (27,9 т/га)»[4].
На полях СПК «Целинский» Целинского района Ростовской области в 20082010 гг. на основе источников из коллекции сорго сахарного ВИР с высокой сахаристостью, урожайностью и скороспелостью создали гетерозисные гибриды. Гибридные комбинации были получены трехкратным опылением в системе топ-кроссных скрещиваний на основе цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС). По данным исследователя, «высоким (более 19 %) содержанием сахаров характеризовались 9 образцов сорго: к-304, к-305, к-201,к-1628, к-1671, к-2474, к-2293,к-2475 и Юбилейное-40. Наиболее стабильно накапливали сахара образцы к-1628, к-304, к-305, Сахарное 201, Юбилейное 40»[11]. В результате изучения характера накопления сахаров в течение периода вегетации установлено, что
«в фазу восковой спелости и к концу вегетации растений наибольшее количество сахаров сосредоточено в средней части стебля, меньше - в нижней и еще меньше -в верхней части»[11]. Автор работы рекомендует для создания высокосахаристых сортов использовать гибриды А 63 х к-1371 и А 278 х к-450 [11].
Интерес к сорго сахарному возрастает в условиях Крыма в связи с тем, что «сорго может возделываться в южных засушливых районах, где сахарную свеклу выращивать невыгодно либо невозможно» [1]. В настоящее время на полуострове ведутся исследования по созданию новых высокосахаристых линий, сортов и гибридов сорго сахарного.
В течение 2007-2009 гг. на опытном поле Академии биоресурсов и природопользования проводилась оценка зарегистрированных сортов сорго сахарного Крымское 15 и Памяти Шепеля как сырья для производства биоэтанола. Как показали исследования, «в среднем за три года испытания данные сорта сформировали урожайность надземной массы 42,3 и 35,9 т/га. В 1 т зеленой массы у сорта Крымское 15 содержалось 2,25 ГДж энергии, у сорта Памяти Шепеля -2,53 ГДж энергии. Выход листостебельной массы составил 34,7 и 28,4 т/га, при отжиме которой получили расчетный выход сахара 2,69 (содержание сахаров в соке стеблей 14,8 %) и 2,21 (содержание сахаров в соке стеблей 16,4 %) т/га соответственно. При переработке такого количества сахара получили выход спирта 159,2 дал/га (сорт Крымское 15) и 130,8 дал/га (сорт Памяти Шепеля)» [3].
Анализ содержания сахаров в соке стеблей сорго сахарного в течение 2011-2016 гг. показал эффективность целенаправленного отбора на сахаристость. В результате селекционной работы по созданию высокосахаристых форм сорго сахарного были выделены такие формы, как Крымский сладкий 30, Питательное и Новинка 2, характеризующиеся высокими показателями продуктивности и выхода полученного сахара из их сырья [2].
Следует отметить, что в 2016 г. в августе шли обильные осадки, и на момент проведения измерений содержания сахаров наблюдался так называемый эффект «разбавления» сахаров, когда стебли сорго набирали воду, что уменьшило процентное содержание сахара. Но несмотря на это большинство сортов и гибридов показало высокое содержание сахара.
В таблице 1 можно проследить среднее значение содержания сахаров в соке стеблей и наибольшее, семенами растений которых закладывался питомник последующего года.
Например, сорт Силосное 3 в 2011 г. содержал среднее количество сахаров на уровне 15,7 %, а наибольшее - 17,0 % (семенами именно этого растения закладывалась делянка в 2012 г.); в 2012 г. среднее значение было на уровне 15,3 %, наибольшее - 17,0 %; в 2013 г. среднее содержание сахаров - 18,6 %, а наибольшее - 19,0 %, в 2013 г. среднее значение 18,6%, наибольшее - 19,0 % в 2014 г. среднее - 20,0 %, наибольшее - 20,0 %, в 2015 г. среднее - 21,0 %. наибольшее - 22,0 %, исключением стал только 2016 год, где среднее значение было 14,2 %, наибольшее - 19,0 %.
Таблица 1. Содержание сахаров в соке стеблей сортов и гибридов сорго сахарного
Название сорта, гибрида Содержание сахаров, %
2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г.
Крымское 15 15,0/(15,0)* 16,7/(18,0) 17,3/(19,0) 15,0/(18,0) 14,0/(14,0) 15,3/(16,0)
Силосное 3 15,7/(17,0) 15,3/(17,0) 18,6/(19,0) 20,0/(20,0) 21,0/(22,0) 14,2 (19,0)
Крымское 30/3 16,0/(18,0) 20,3/(21,0) 15,7/(17,2) 15,8/(18,0) 16,0/(17,0) 17,7/(20,0)
Памяти Шепеля 16,5/(17,0) 20,0/(20,0) 18,3/(20,0) 16,7/(20,0) 21,5/(22,0) 19,3/(21,0)
Крымский сладкий 17,7/(19,0) 18,5/(21,0) 18,3/(19,0) 17,0/(18,0) 17,0/(17,0) 18,4/(19,0)
Крымское 15/1 19,0/(20,0) 22,0/(22,0) 20,0/(20,0) 17,5/(20,0) 19,0/(21,0) 7,5/(9,0)
Кормовой 220 17,9/20,0) 19,0/(19,0) 18,4/(19,0) 19,0/(21,0) 21,0/(21,0) 19,0/(21,0)
Крымский сладкий 30 18,0/(20,0) 17,0/(18,0) 18,0/(19,0) 18,1/(20,0) 14,0/(15,0) 18,7/(21,0)
Новинка 2 19,7/(21,0) 20,0/(21,0) 18,5/(19,0) 17,7/(20,0) 17,0/(17,0) 15,0/(19,0)
Питательное 19,3/(20,0) 22,0/(23,0) 19,6/(21,0) 21,0/(22,0) 15,5/(18,0) 12,3/(13,0)
БО 2-13 18,0/(19,0) 20,5/(21,0) 17,5/(19,0) 18,3/*(20,0) 15,7/(17,0) 15,8/(21,0)
ГСН 2-13 19,3/(21,0) 20,0/(22,0) 19,5/(21,0) 15,8/(20,0) 16,3/(18,0) 9,8/(12,0)
* - в числителе показано среднее содержание сахаров по всем растениям, в знаменателе -наибольшее содержание среди всех растений (семенами растений с наибольшим содержанием засевались или будут засеваться делянки следующего года)
По результатам 2016 г. выделены формы, у которых среднее значение содержания сахаров приближается к 20 %, это Памяти Шепеля (19,3 %) и Кормовой 220 (19,0 %).
Несмотря на большие преимущества сорговых культур, площади посевов в Крыму остаются незначительными. Одна из главных причин - плохо налаженное семеноводство, недостаточная разработка зональной и сортовой агротехники выращивания их на неполивных землях.
Широкое распространение сорговых культур дает возможность улучшить производство сахаров в южных засушливых районах нашей страны, в том числе и в Крыму.
В Академии биоресурсов и природопользования большое внимание уделяется селекции сорго сахарного. Планируется, что дальнейшие исследования будут направлены на совершенствование методов генетической селекции, на создание на основе ЦМС новых линий и гибридов сорго с комплексом ценных морфологических и хозяйственных признаков, кормовых достоинств, высокого урожая надземной массы и с повышенным содержанием сахаров в соке стеблей.
Список использованных источников: References:
1. Болдырева Л. Л. Перспективы 1. Boldyreva L. L. Perspectives of использования сорго сахарного для using sweet sorghum for the production
производства концентрированного сиропа / Л. Л. Болдырева В. В. Бритвин // Научные труды Южного филиала Национального университета биоресурсов и природопользования Украины «Крымский агротехнологический университет». Серия: Сельскохозяйственные науки. - 2012. - № 149. - С. 183-188.
2. Бритвин В. В. Создание новых линий сорго сахарного с высокой продуктивностью и содержанием сахаров / В. В. Бритвин, Л. Л. Болдырева // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2015. -№ 4. - С. 38-41.
3. Бритвин В. В. Сорго как сырье для производства биоэтанола / В. В. Брит-вин, Л. Л. Болдырева // Научные труды Южного филиала Национального университета биоресурсов и природопользования Украины «Крымский агротехнологический университет». Серия: Сельскохозяйственные науки. -2013. - № 154. - С. 69-72.
4. Каменева О. Б. Оценка исходного материала для селекции сахарного сорго в условиях Нижнего Поволжья: автореф. дис. ... на соиск. учён. степени канд.с.-х. наук / О. Б. Каменева. - Саратов, 2011. - 21 с.
5. Клейменова А. Ю. Сорго - перспективная кормовая культура в засушливых районах / А. Ю. Клейменова // Актуальность проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса: материалы IV всероссийской научной конф. студентов и молодых ученых. - Астрахань, 2009. - С. 199-200.
6. Кононов В. М. Перспективы для получения сахара из сорго / В. М. Кононов, В. П. Рябов // Кукуруза и сорго. -1991. - № 1. - С. 34-35.
of concentrated syrup / L. L. Boldyreva V. V. Britvin // Scientific works of the Southern Branch of the National University of Bioresources and Nature Management of Ukraine «Crimean Agro-technological University». Series: Agricultural sciences. - 2012. - № 149. -P. 183-188.
2. Britvin V. V. Creation of new sugar sorghum lines with high productivity and sugar content / V. V. Britvin, L. L. Boldyreva // Proceedings of the Orenburg State Agrarian University. -2015. - № 4. - P. 38-41.
3. Britvin V. V. Sorghum as raw material for the production of bioethanol / V. V. Britvin, L. L. Boldyreva // Scientific works of the Southern Branch of the National University of Bioresources and Nature Management of Ukraine «Crimean Agrotechnological University». Series: Agricultural sciences. - 2013. -№ 154. - P. 69-72.
4. Kameneva O. B. Evaluation of the material for the selection of sugar sorghum in the conditions of the Lower Volga region: an abstract of dissertations for the scientific degree of candidate of agricultural sciences / O. B. Kameneva. -Saratov, 2011. - 21 p.
5. Kleimenova A. Yu. Sorghum - a promising fodder crop in arid regions / A. Yu. Kleimenova // Actuality of the problem of innovative development of the agro-industrial complex: materials of the IVAll-Russian Scientific Conference students and scientists. - Astrakhan, 2009. - P. 199-200.
6. Kononov V. M. Perspectives for obtaining sugar from sorghum / V. M. Ko-nonov, V. P. Ryabov // Corn and sorghum. - 1991. - № 1. - P. 34-35.
7. Литвинов М. В. Перспективы использования сахарного сорго / М. В. Литвинов // Тез. докл. международной научно-практической конференции «Перспективное развитие науки, техники и технологий». - 2011. -С. 158-160.
8. Личко Н. М. Технология переработки растениеводческой продукции / Н. М. Личко. - М.: Колос, 2008. - 583 с.
9. Малиновский Б. Н. Сорго на Северном Кавказе / Б. Н. Малиновский. -Изд-во Ростовского университета, 1992. - 200 с.
10. Малиновский Б. Н. Сорговый сахар России / Б. Н. Малиновский // Селекция, семеноводство, технология возделывания и переработка сорго: тезисы докладов на международной научно-практической конференции. -Зерноград, 1999. - С. 61-62.
11. Нагорный С. А. Биологические особенности и селекционная ценность образцов сахарного сорго для создания сортов и гибридов с повышенным содержанием сахара: автореф. дис. ... на соиск. учён. степени канд.с.-х. наук / С. А. Нагорный. - СПб., 2011. - 19 с.
12. Худашова А. И. Производство биоэтанола из сахарного сорго для агропромышленного комплекса России/ А. И. Худашова // Наука без границ. -2017. - № 1. - С. 40-43.
Сведения об авторах:
Болдырева Любовь Леонидовна -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры растениеводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: bolt
7. Litvinov M. V. Prospects of using sweet sorghum / M. V. Litvinov // Theses of the report of the international scientific and practical conference. Perspective development of science and technologies, 2011. - P. 158-160.
8. Lichko N. M. Technology of processing of plant products / N. M. Lichko -M.: Kolos, 2008. - 583 p.
9. Malinovsky B. N. Sorghum in the North Caucasus / B. N. Malinovsky. -R-on-D: Publishing House of Rostov University, 1992. - 200 p.
10. Malinovsky B. N. Sorghum sugar of Russia / B. N. Malinovsky // Selection, seed-growing, technology of cultivation and processing of sorghum: theses of reports at the international scientific-practical conference. - Zerno-grad, 1999. - P. 61-62.
11. Nagorny S. A. Biological features and selection value of samples of sugar sorghum for creation of grades and hybrids with the raised maintenance of sugar: the author's abstract of dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of agricultural sciences / S. A. Nagorny. - St. Petersburg, 2011. - 19 p.
12. Khudashova A. I. Production of bioethanol from sweet sorghum for the agro-industrial complex of Russia / A. I. Khudashova // Science without borders. - 2017. - №. 1. - P. 40-43.
Information about authors:
Boldyreva Ljubov Leonidovna -Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, is an Associate Professor of department of plant-grower of Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean
58@ua.fm, 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Юдина Виктория Николаевна -аспирант кафедры растениеводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского», e-mail: viktoryia93@mail.ru, 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Federal University», e-mail bolt58@ ua.fm, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Yudina Viktoriya Nikolaevna - graduate student of department of plantgro-wer of Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: viktoryia93@mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
