CC BY
44
УДК 633.358:631.527
результаты и перспективы селекции гороха
усатого морфотипа в краснолрском крае
А.А. ЧУРАКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
Л.И. ВАЛИУЛИНА, кандидат сельскохозяйственных наук
Красноярский НИИ сельского хозяйства Россель-хозакадемии, Россия, Красноярск 49, пр. Свободный, д. 66
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили в лесостепи Красноярского края на чернозёме обыкновенном с использованием общепринятой агротехники. Объект исследований - сорта и линии гороха листочкового (16 шт.) и усатого (20 шт.) морфо-типа из питомника конкурсного сортоиспытания, созданные в лаборатории селекции зернобобовых культур Красноярского НИИ сельского хозяйства. В результате многолетней работы с горохом усатого морфотипа удалось увеличить его урожайность (2,36 т/га) практически до уровня традиционных листочковых форм (2,55 т/га). Образцы с усатым листом силь-нее реагируют на дефицит осадков, при этом снижение продуктивности относительно листочковых форм достигает 21 %. Разница между величинами этого показателя у листочковых и усатых форм в контрастные по увлажнению годы выше. Так, в условиях дефицита влаги в 2012 г. продуктивность усатых линий снизилась, по сравнению с благоприятным 2013 г., на 51%; у листочковых - на 37%. Селекция на повышение пригодности растений усатого морфотипа к уборке путём уменьшения их высоты затруднена, о чём свидетельствуют положительные коэффициенты корреляции между урожайностью и числом фертильных узлов (r=0,339), высотой растений и количества бобов (r=0,532). Связи между высотой растений и числом бобов у образцов листочковых форм более сильные и изменяются в контрастные по погодным условиям годы в интервале от r=0,525до r=0,678. Изученные образцы гороха характеризуются низким количеством семян в бобе (4,17 и 3,98 шт. соответственно у листочкового и усатого морфоти-па), что делает актуальной селекцию по этому признаку. У современных сортов Яхонт, Светозар, Руслан, включённых в Госреестр, урожайность и средняя крупность семян (масса 1000 семян - 220...240 г) сочетаются с высотой стебля 70... 90 см и содержанием белка 22...25%.
Ключевые слова: горох, селекция, урожайность, листочко-вый, усатый морфотип, хозяйственные признаки.
Зернобобовые культуры - основной источник сбалансированного по аминокислотному составу белка, однако сегодня в РФ они занимают незначительные площади. По данным Единой межведомственной информационно-статистический системы, средняя урожайность гороха в нашей стране за 2008-2012 гг. составила 1,69 т/га, сои - 1,17 т/га. Особенно остро проблема производства зернобобовых культур стоит в Красноярском крае: площади посева гороха в регионе не превышают 15 тыс. га, сои - 1,5 тыс. га, а урожайность - 1,62 и 0,46 т/га соответственно.
Рост площадей, занятых горохом, в крае сдерживает слабый спрос со стороны животноводства (поголовье крупного рогатого скота в сельскохозяйственных организациях региона по состоянию на 1 марта 2014 г. составляет 225,4 тыс. гол.), а также отсутствие комплексного подхода к агротехнике культуры. Высокий потенциал её продуктивности (до 5,5 т/га) слабо реализуется в товарных посевах.
Селекционная работа с горохом в Красноярском крае началась со сбора и изучения местных форм. На сегодняшний день в коллекции Всероссийского института растениеводства имени Н.И. Вавилова на-
считывается не менее 17 образцов гороха кормового, зернового и овощного направлений использования, собранных на территории Красноярского края и Республики Хакасия.
Продолжительное время селекция культуры базировалась на листочковом длинностебельном морфо-типе [2]. Высокая потенциальная продуктивность таких сортов слабо реализуется в производстве в связи с сильным полеганием и осыпанием семян, а также из-за зависимости от количества выпадающих осадков. В то же время в питомнике конкурсного сортоиспытания за период 1966-1975 гг. при высоком уровне агротехники их урожайность колебалась от 0,93 до 4,31 т/га. Широкое вовлечение в селекционную программу доноров неосыпаемости, в частности сорта Неосыпающийся 1, отчасти решило проблему, но кардинально ситуацию не изменило. Созданные в разные годы листочковые неосыпающиеся сорта Буратино, Аннушка, Кемчуг неустойчивы к полеганию. Некоторого повышения технологичности уборки гороха удалось добиться с переходом селекции на так называемый «усатый» морфотип. Первые скрещивания листочковых линий и сортов с носителями признака усатого листа были проведены в 1988 и 1991 гг. Использовали отечественные и западноевропейские сорта Усач неосыпающийся, Sentinel, P-1816, P-1817. В условиях рыночной экономики селекция на повышение устойчивости к полеганию приобрела особую актуальность. Однако повысить технологичность только за счёт усатого листа не представляется возможным. Полегаемость таких сортов оценивается на 3 балла, что только на 1 балл выше, чем у листочковых форм. В Красноярском НИИ сельского хозяйства селекционная работа в этом направлении ведётся с 1994 г. Первоначально в скрещивания вовлекали листочковые сорта, созданные в лаборатории селекции зернобобовых культур, и усатые инорайонного происхождения. Из-за накопления в одном организме рецессивных мутантных генов, детерминирующих устойчивость к осыпанию зерна у растений с усатым типом листа, продуктивность таких форм была ниже, чем у листочковых. Путём целенаправленных отборов удалось повысить урожайность усатых линий до уровня листочковых, и с 2007 г. в скрещивания стали вовлекать усатые образцы собственной селекции. Результатом этой работы стало включение в Госреестр селекционных достижений сортов Яхонт, Светозар и Руслан [3].
Сорт Светозар создан для возделывания в степных районах Красноярского края, в нём сочетаются продуктивность, усатый тип листа и гладкие семена. Средняя урожайность сорта в государственном сортоиспытании составила 2,96 т/га, что превышало показатели стандартных сортообразцов Яхонт и Варяг на 0,15 и 0,28 т/га соответственно. Высокая потенциальная продуктивность (5,76 т/га), ценное по качеству зерно, устойчивость к повреждению тлёй делают его незаменимым для производства продовольственного зерна в регионе.
Неосыпающийся сорт Яхонт с усатым типом листа пригоден для возделывания во всех земледельческих районах края. Высокая урожайность зерна (до 5,4 т/га), устойчивость к поражению ржавчиной и повреждению гороховой тлёй позволяют ему успешно конкурировать с лучшими инорайонными аналогами [4].
Руслан - первый сорт гороха посевного продовольственного направления использования, созданный для засушливых районов Республик Хакасия и Тыва. Его отличительные особенности - усатый лист, неосы-пающееся зерно, способность в условиях дефицита осадков формировать приемлемую урожайность. В засушливом 2009 г. в Курганской области прибавка к стандарту составила 0,49 т/га, в острозасушливом 2010 г. (ГТК 0,3) - 0,66 т/га при урожайности стандартного сорта Аксайский усатый 55 соответственно 2,12 и 0,84 т/га.
Одна из задач селекции гороха - создание урожайных, неполегающих сортов, устойчивых к экологическим стрессам.
В этой связи цель наших исследований - изучить в условиях Красноярского края в контрастные по режиму увлажнения годы процесс формирования урожайности гороха усатого морфотипа, характеризующегося повышенной технологичностью уборки, по сравнению с традиционным листочковым.
Условия, материалы и методы. Опыты проводили в 2011-2013 гг. на полях Красноярского НИИ сельского хозяйства (Красноярская лесостепь) в селекционном севообороте: чистый пар - горох - яровые зерновые. Объектом исследований служили сорта и линии гороха листоч-кового и усатого морфотипа, созданные в лаборатории селекции зернобобовых культур Красноярского НИИ сельского хозяйства. Предшественник - чистый пар, основная обработка почвы -отвальная вспашка. Весной выполняли боронование и предпосевную культивацию. Посев проводили в середине второй декады мая (оптимальный срок для зоны) сеялкой ССФК-7, норма высева - 1,3 млн всхожих семян на 1 га с поправкой на всхожесть. Площадь делянок в конкурсном сортоиспытании - 27,9 м2, повторность - четырёхкратная, размещение селекционных линий и стандартных сортов - рандомизированное. Уборку осуществляли селекционным комбайном Хеде-125 в фазе полной спелости культуры. Урожайность приводили к 100%-ной чистоте и кондиционной влажности. Математическую обработку результатов исследований выполняли по методике Б. А. Доспехова [1] с использованием пакета прикладных программ Snedecor.
По данным наблюдений автоматической метеостанции «Минино», вегетационные периоды 2011 и 2013 гг. выдались избыточно увлажнёнными. Количество выпавших осадков за период май-август в эти годы составило 300,1 мм (151% нормы) и 359,1 мм (180%), соответственно. При этом май и июнь 2011 г. можно охарактеризовать как тёплые, что на фоне избыточного увлажнения привело к интенсивному развитию корневых инфекций. Июль и август 2011 г. отличались дефицитом тепла и большим количеством осадков. В 2013 г. наблюдали недостаток температур в мае и июле; июнь и август были незначительно теплее нормы, что на фоне избыточного увлажнения способствовало затягиванию вегетации и сместило созревание на первую декаду сентября. Период вегетации 2012 г. был засушливым, в мае-августе выпало 156,9 мм осадков, или 79% нормы. Теплообеспечен-ность в мае-июле превышала среднюю многолетнюю. В июне сложились экстремальные условия, осадки выпали только во второй декаде (17,7 мм), при этом они носили
ливневый характер. Однако дожди совпали с критическим периодом развития культуры, что способствовало формированию средней урожайности.
результаты и обсуждение. Вегетационный период - важный показатель, определяющий пригодность к возделыванию растений в конкретных условиях. При этом сорта гороха с коротким периодом всходы-созревание, как правило, малоурожайны, а позднеспелые не всегда формируют кондиционные по всхожести семена. Селекция на скороспелость показала свою несостоятельность - было установлено, что оптимальный период вегетации культуры в регионе составляет 75...85 сут. Поэтому все образцы гороха, изучавшиеся в конкурсном сортоиспытании, относятся к среднеспелой группе. Исследование этого признака в контрастные по условиям увлажнения годы не показало существенных различий между группами с обычным и усатым листом (см. табл.). В засушливом 2012 г. продолжительность периода всходы - восковая спелость составила 79 сут., с колебаниями у линий усатого морфотипа от 63 до 93 дн., у традиционного - от 77 до 83 дн. При этом продолжительность периода начало цветения - восковая спелость была всего на 5...7 сут. длиннее, чем всходы - начало цветения.
Большее варьирование продолжительности вегетационного периода у усатых образцов в годы с дефицитом влаги, по сравнению с засушливыми условиями, на наш взгляд, может быть косвенным показателем их меньшей засухоустойчивости. У образцов, сильнее реагирующих на дефицит влаги, происходит сокращение вегетации и значительное снижение продуктивности. Урожайность линий, созревших за 63 дн., была на 0,05...0,36 т/га ниже средней по группе усатых линий. Средняя продуктивность в группе усатых линий составила 1,72 т/га, что ниже соответствующего показателя для листочкового типа на 0,46 т/га.
Увеличение продолжительности вегетационного периода в увлажнённом 2013 г. произошло за счет фаз цветения, налива и созревания при средней длине вегетации усатого и листочкового морфотипов 94 и 95 сут. соответственно. В пределах «усатой» группы признак варьировал от 84 до 99 сут., листочковой - от 88 до 108 сут. Средняя урожайность обеих линий находилась на одном уровне: 3,45 т/га - у листочковых и 3,49/га - у усатых образцов. Мнение западносибирских селекционеров [5] о том, что горох достаточно хорошо адаптирован к погодным условиям лесостепи, подтверждается в наших исследованиях только частично. Снижение урожайности гороха листочкового морфотипа в засушливом 2012 г. (2,18 т/га), по сравнению с хорошо увлажнённым 2013 г. (3,45 т/га), составило 37%. Продуктивность усатого морфотипа в неблагоприятных погодных условиях 2012 г. (1,72 т/га), по сравнению с благоприятным 2013 г. (3,49 т/га), уменьшилась более чем в 2 раза главным образом из-за снижения количества бобов, семян и массы зерна с растения.
Таблица. Проявление хозяйственных признаков гороха в контрастных по-
годных условиях (питомник конкурсного сортоиспытания)
Показатель 2012 г. (засушливый) 2013 г. (избыточно увлажнённый)
листочко-вые усатые листочко-вые усатые
Вегетационный период, сут. 79 79 95 94
Высота растений, см 80 74 93 92
Количество фертильных узлов, шт. 3,7 3,9 3,3 3,8
Число бобов, шт. 5,2 4,5 5,5 5,3
Число семян, шт. 20,7 17,5 24,0 21,6
Высота растений - основной признак, влияющий на технологичность уборки культуры. Подавляющее большинство линий относится к длинностебельным, при этом преимущество усатого морфотипа состоит в том, что к скашиванию формируется рыхлая, легко продуваемая масса, которую проще убирать прямым комбайнирова-нием. Положительно на общем фоне выделяется переданный на ГСИ сорт с полукоротким стеблем Стоян. По устойчивости к полеганию (4,5 балла) он превосходит лучшие листочковые стандарты на 2,5, усатые - на 1,5 балла. Однако селекция на повышение технологичности уборки путём уменьшения высоты растений в условиях Приенисейской Сибири затруднена, о чём свидетельствуют средняя положительная взаимосвязь урожайности усатых образцов с количеством фертиль-ных узлов (r=0,339 при p<0,05 и r =0,338) в 2013 г.,
J \ ! 1 ■ ' критич ' ' '
высоты растений с числом бобов (r=0,532 при p<0,05 и r =0,338) - в 2012 г. Аналогичные коэффициенты
критич
корреляции между высотой растений и количеством бобов установлены для растений листочкового морфотипа: в 2012 г. - r=0,525 при p<0,05 и r =0,468;
критич
в 2013 г. - r=0,678 при p<0,05 и r =0,497. Сорта и
критич
линии с полукоротким стеблем (высота 40...70 см) в Красноярском крае два года из трёх формируют урожайность ниже, чем индетерминантные, подвергаясь при этом сильному поражению тлёй.
Важные сортовые признаки - число бобов, приходящихся на один продуктивный узел, и количество семян в бобе. По результатам наблюдений, у многоплодных форм с неограниченным типом роста три боба закладываются только в первом плодущем узле, что, тем не менее, даёт преимущество в урожайности, по сравнению с обычным типом плодоношения. Интенсивнее проявляется этот признак у форм с детерминантным типом роста, что особенно ярко выражено в морфотипе люпиноид. Однако растения такого типа значительно уступают традиционной усатой форме по засухоустойчивости, что ограничивает их использование в селекционной практике. В этой связи, представляется
перспективным повышение продуктивности путём увеличения числа семян в плоде. Следует отметить, что у сортов усатого морфотипа отмечено незначительное снижение проявления такого признака, по сравнению с листочковыми формами. Этот вопрос требует дополнительного исследования, поскольку известно, что фактическое число зёрен на растении находится в обратной связи с их крупностью.
выводы. В Красноярском крае площадь посева гороха остаётся недостаточной (1,5% от площади посева зерновых), как с агротехнической точки зрения, так и для удовлетворения потребностей животноводства в растительном белке. Решить эти проблемы возможно путём внедрения в производство сортов усатого морфотипа. В результате многолетней работы его урожайность (2,36 т/га) удалось увеличить практически до уровня традиционного листочкового морфотипа (2,55 т/га). При этом образцы с усатым листом сильнее реагируют на дефицит осадков, в результате которого снижение продуктивности, относительно листочковых форм, достигает 21%. Разница между величинами этого показателя у листочковых и усатых форм в контрастные по увлажнению годы выше. Так, в условиях дефицита влаги в 2012 г. продуктивность усатых линий снизилась, по сравнению с благоприятным 2013 г., на 51%; листочковых - на 37%. Селекция на повышение пригодности растений усатого морфотипа к уборке путём уменьшения их высоты затруднена, о чём свидетельствуют положительные коэффициенты корреляции между урожайностью и числом фертильных узлов (r=0,339), высотой растений и количества бобов (r=0,532). Связи между высотой растений и числом бобов у образцов листочковых форм более сильные и изменяются в контрастные по метеоусловиям годы в интервале от r=0,525 до r=0,678. Изученные образцы гороха характеризуются низким количеством семян в бобе (4,17 шт. и 3,98 шт. соответственно у листочкового и усатого морфотипа), что делает актуальной селекцию по этому признаку.
Литература.
1. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки данных. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
2. Федотов В.С. Горох. М.: ГИСЛ, 1960. 260 с.
3. Валиулина Л. И., Валько Л. В. Результаты и перспективы развития селекционной работы по гороху в Красноярском крае// Научное обеспечение отрасли растениеводства в экстремальных условиях Сибири: материалы междунар. науч.-практ. конф. Красноярск: «Гротеск», 2006. С. 249-252.
4. Чураков А.А., Валиулина Л.И. Технология возделывания гороха в Красноярском крае: рекомендации. Красноярск: ООО ПК «Знак», 2013. 40 с.
5. ОмельянюкЛ. В., Асанов А. М. Продуктивность образцов зернобобовых культур, созданных в ГНУ СибНИИСХ, в зависимости от погодных условий вегетационного периода //Достижения науки и техники АПК. 2013. № 5. С. 17-20.
THE RESuLTS AND pERSpEcTiVES oF TENDRIL MorphoTYpE pEA BREEDING
iN Krasnoyarsk region
A.A. churakov, L.I. Valiulina
Krasnoyarsk Research Institute on Agriculture of Russian Academy of Agrarian Sciences, Russia, Krasnoyarsk 49 city, Svobodny highway, 66
Summary. Experiments were carried out in the Krasnoyarsk forest-steppe zone on black soils in accordance with common agricultural technology. The object of research were pea varieties and lines of traditional (16 pcs.) and tendril morphotype (20 pcs.). Nursery competitive variety trials started in the laboratory on breeding legumes. As a result of many years of work with the tendril morphotype of pea it was achieved its yield growth (2,36 t-ha) to the level of traditional morphotype (2,55 t-ha). It is shown that samples with tendril leaf are more responsive to the lack of rainfall; the reduction was 21% in comparison to yield of traditional forms. The yield difference of a traditional and a tendril sample in contrasting humidification years is more significant. In the conditions of the lack of moisture in 2012, productivity of tendrillines decreased by 51% comparing to 2013.Traditional morphotype has 37% of such decrease. Breeding for improving harvest processability of tendril morphotype by reducing the height of the plant is complicated, as evidenced by the correlation coefficients and the number of fertile yield nodes (r = 0,339), plant height and number of pods (r = 0,532). Links between plant height and number of beans in the samples of traditional morphotype are stronger and change in contrasting weather conditions within the interval of r = 0,525 and r =0,678. Researched samples are characterized by low numbers of pea seeds in a pod (traditional morphotype has 4,17 pcs. and tendril morphotype - 3,98 pcs. respectively), that makes the selection to be actual subject. Modern varieties Yakhont, Svetozar, Ruslan, that were included in the State Variety Register combine the yield, average grain seeds (mass of 1000 seeds - 220 ... 240 g) with a height of stem 70 ... 90 cm, and protein content 22 ... 25%. Keywords: peas, breeding, yield, traditional morphotype, tendril morphotype, economic character.
