CC BY
28
СОРТА И СЕМЕНА
УДК 635.656:631.526.32
Сорта гороха нового поколения, контрастные по архитектонике листового аппарата
И.В. КОНДЫКОВ, В.Н. УВАРОВ, кандидаты
сельскохозяйственных наук А.Н. ЗЕЛЕНОВ, доктор сельскохозяйственных наук
Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур E-mail: [email protected] Н.Н. КОНДЫКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук Орловский государственный университет
E-mail: [email protected]
Определены перспективы использования в производстве листочковых, без-листочковых и гетерофильных сортов гороха. Представлена характеристика сортов гороха нового поколения с различным типом листа Фараон, Спартак, Темп и указаны особенности их агротехники.
Ключевые слова: горох, сорт, урожайность, засухоустойчивость, морфо-тип, листочковый, безлисточковый, гетерофильный.
Многие сельскохозяйственные культуры характеризуются разнообразием листовых форм. К их числу относится и вид Pisum sativum L. [I]. Именно у гороха кардинальная перестройка архитектоники листового аппарата стала одной из основных причин стремительного прогресса селекции культуры, начавшегося в последней четверти прошлого столетия.
До 1992 г. в отечественном производстве использовались только сорта гороха, относящиеся к листоч-ковому морфотипу. Районирование первых безлисточковых (усатых) сор-Si тов Норд и Спрут (селекции ВНИИ сЗ зернобобовых и крупяных культур), in Самарец (селекции Самарского НИ-z ИСХ им. Н.М.Тулайкова) стало пово-а> ротным моментом, изменившим t; взгляд земледельцев на горох как на ч сильнополегающую, нетехнологич-® ную культуру. Сейчас уже нет необ-§ ходимости доказывать превосходство m
лучших усатых сортов перед листоч-ковыми в технологическом аспекте. Однако видоизменение листочков в усики не только способствовало решению проблемы устойчивости аг-роценоза к полеганию, но и существенно изменило физиологический статус растения.
Установлено, что усатые сорта успешно реализуют свой биологический потенциал и превалируют над листочковыми в благоприятных по гидротермическому режиму условиях. Но специфический комплекс показателей водного обмена делает их более уязвимыми к почвенной и воздушной засухе [2]. Полученные в ходе многолетних испытаний данные в целом подтверждают эту физиологическую концепцию. Отмечая безусловный приоритет селекции усатых форм, мы можем сказать, что лис-точковые сорта не утратили свою актуальность в производстве, особенно на фоне достаточно четкой тенденции глобального потепления. С учетом большого разнообразия почвенно-климатических и погодных условий в нашей стране безлисточ-ковые и листочковые формы могут использоваться как сорта-взаимострахователи по принципу различий адаптивных реакций.
В то же время, по нашим данным, отдельные усатые сорта нового поколения обладают высоким уровнем гомеостаза и дают неплохие урожаи в засушливые годы [3]. Это говорит о том, что направленная оптимизация генетической среды может способствовать развитию компенсаторных механизмов, нивелирующих восприимчивость кабиострессорам.
Важным этапом в селекции культуры, связанным с конструированием принципиально нового листового аппарата, стало создание оригинальной гетерофильной формы «хамелеон» [4], которая характеризуется ярусной разнокачественностью
листьев. У растений два-четыре нижних развитых листа обычно имеют два-три листочка и неветвящийся усик, выходящие практически из одной точки короткого черешка. На трех-пяти последующих узлах расположены усатые листья. В зоне плодоношения лист представлен многократно разветвленными усиками с нерегулярно расположенными на них листочками разной величины и конфигурации.
Изменение архитектоники листового аппарата у образцов такого типа сопровождалось улучшением ряда физиологических показателей продукционного процесса: по сравнению с листочковыми и усатыми формами увеличилась общая продуктивность биомассы и интенсивность ее образования, повысилась концентрация хлорофилла во всех хлорофил-содержащих органах растения. Семена большинства линий этого морфо-типа характеризуются также повышенным содержанием белка.
На основе детального изучения биологических особенностей листовых вариантов гороха во ВНИИЗБК были разработаны векторы селекционного совершенствования безлисточковых, гетерофильных и листочковых форм [5-Ю]. В результате реализации селекционных программ практически ежегодно в Государственный реестр селекционных достижений включаются новые сорта, имеющие обширный ареал возделывания. За 2008-2010 гг. допущены к использованию сорта Фараон (безлисточковый), Спартак (гетерофильный) и Темп (листочковый).
Фараон (оригинаторы и патентообладатели - ВНИИЗБК и Институт растениеводства им. В.Я. Юрьева УААН, авторы - И.В. Кондыков, П.М. Чекрыгин, И.Н. Безуглый, А.Д. Бека-ревич, Н.Н. Кондыкова) включен в Госреестр селекционных достижений РФ в 2008 г. Допущен к использованию в Центральном, Центрально-Черноземном, Северо-Кавказском, Сред-неволжском, Нижневолжском и Западно-Сибирском регионах РФ.
Разновидность персистенс. Среднеспелый (вегетационный период TV-VP дн.) сорт зернового использования. Безлисточковый (с усатым ти-
пом листа). Масса 1000 семян - 210276 г, содержание белка в семенах
- 22-24 %. Устойчивость к полеганию высокая (в среднем на 0,S балла выше, чем у безлисточковых стандартов). В связи с этим сорт хорошо приспособлен к уборке прямым комбайнированием.
В ходе Госсортоиспытания по устойчивости к засухе сорт превзошел стандарты. Его повышенная засухоустойчивость подтверждается и в производственных условиях. Так, в условиях жесткой засухи 2010 г. в ООО «Дубовицкое» Малоархангельского района Орловской области на площади 2S0 га получено по 3,S6 т/га зерна [11]. В 2006 г. на Заинском ГСУ (Республика Татарстан) при урожайности S,63 т/га Фараон превзошел стандарт Казанец на 0,4 т/га. На Липецком ГСУ в 2008 г. урожайность составила S,86 т/га (у стандарта Фо-кор - S,09 т/га). Максимальная урожайность (S,92 т/га) получена в 2008 г. на Ипатовском гСу (Ставропольский край). Следует отметить, что Фараон в ГСИ продемонстрировал преимущество как на сортоучастках с уровнем урожайности 4,0-S,0 т/га, так и 1,S-2,S т/га, что свидетельствует о высоком уровне гомеостаза сорта.
Агротехника сорта - общепринятая для безлисточковых (усатых) сортов зернового типа. Для получения высоких урожаев рекомендуется обрабатывать семена селективным штаммом клубеньковых бактерий 263б (200 г на гектарную норму семян) [12].
Спартак (оригинаторы - ВНИИЗБК, Орловский ГАУ, патентообладатель
- ВНИИЗБК, авторы - А.Н. Зеленов, Н.В. Парахин, В.И. Зотиков, И.В. Кон-дыков, А.М. Задорин, В.Ю. Щетинин)
- первый сорт гетерофильного типа (хамелеон), включенный с 2009 г. в Госреестр РФ. Допущен к использованию в Центральном, Волго-Вятском, Центрально-Черноземном, Средневолжском, Северо-Кавказском и Уральском регионах.
Разновидность Зеленова. Получен методом индивидуального отбора. Среднеспелый (продолжительность вегетационного периода в Орловской области - 7S-82 дн.). Стебель индетерминантный, укороченный (6S-80 см). Масса 1000 семян - 180210 г, среднее содержание белка в семенах - 23 %. Сорт внесен в список ценных по качеству зерна. Образует плотный, устойчивый к полеганию агроценоз, способный находиться в неполегающем состоянии до фазы зеленой спелости бобов, а при
благоприятных условиях - вплоть до полного созревания. В связи с этим Спартак хорошо приспособлен к уборке прямым комбайнированием.
Наиболее высокий урожай семян в Госиспытании (6,23 т/га, или на 1,S4 т/га выше стандартного сорта Таловец 70) получен в 2008 г. на Большеболдинском сортоучастке Нижегородской области. В 2009 г. там же урожай составил 4,70 т/га (на 1,24 т/га больше стандарта). В 20082009 гг. средняя урожайность сорта на Ливенском сортоучастке Орловской области достигала 4,16 т/га (на 0,34 т/га выше стандарта). На Александровском сортоучастке Ставропольского края в 2008-2009 гг. он был лучшим среди всего набора ис-пытывавшихся сортов.
Следует обратить внимание, что свой потенциал Спартак реализует в благоприятных условиях выращивания. При урожайности до 1,S0-1,80 т/га он уступал стандартам. В диапазоне 2,00-3,00 т/га превышение составляло всего 0,22-0,2S т/га. Зато в условиях, обеспечивающих получение 4,01-S,00 т/га, сорт превосходил стандарты уже на 0,SS-0,67 т/га. Это означает, что он окупает затраты на возделывание лишь при интенсивной технологии.
Агротехника - традиционная для зерновых сортов. Необходимо создавать достаточно высокий агрофон, на котором Спартак в лучшей степени проявляет свои преимущества. Эффективно также проведение предпосевной инокуляции семян селективным штаммом Rhizobium 263б или опрыскивание всходов 10 %-ным раствором препарата ассоциативных диазотрофов БисолбиСан [12]. В связи с высоким потенциалом семенной продуктивности и отзывчивостью на приемы биологизации сорт Спартак рекомендуется для производства экологически безопасной высокобелковой продукции.
Темп (оригинатор и патентообладатель - ВНИИЗБК, авторы - В.Н. Уваров, И.В. Кондыков, А.Н. Зеленов, Н.Е. Новикова, А.П. Лаханов) включен в Госреестр селекционных достижений в 2010 г. Допущен к использованию в Центральном и Центрально-Черноземном регионах.
Разновидность вульгаре. Сорт создан методом индивидуального отбора из гибридной популяции F3 Tyrkis х PSS21S07. Впервые в селекционной практике отбор элитного растения был проведен по темпу линейного роста корня и стебля на ранних этапах органогенеза в соответствии
с оригинальной методикой, разработанной во ВНИИЗБК [13].
Среднеспелый (вегетационный период - 76-80 дн.), полукарлик (длина стебля - 60-8S см). Стебель утолщенный, жесткий, относительно устойчивый к полеганию. Лист листоч-кового типа. Масса 1000 семян - 220260 г, содержание протеина в семенах - 23 % (на 1,4 % выше, чем у стандарта Орловчанин).
В конкурсном сортоиспытании максимальная урожайность (6,10 т/га, или на 1,1 т/га выше стандарта) получена в 2003 г. В ходе Государственного сортоиспытания в 2009 г. на Ливенском сортоучастке получено по 4,41 т/га. В Брянской области при средней урожайности 3,28 т/га сорт превысил стандарт на 0,76 т/га, в Кабардино-Балкарии при урожайности 2,82 т/га - на 0,2 т/га.
Сорт обладает высоким азотфик-сирующим потенциалом и отзывчивостью на минеральные удобрения. Его рекомендуется выращивать для повышения энергоэффективности интенсивных технологий возделывания гороха посевного в Центральной Лесостепи [12]. При этом экономия энергии может составлять 4,S-7,0 ГДж на 1 га. Для получения высоких урожаев зерна рекомендуется совместное применение комплекса микробиологических препаратов БисолбиСан (опрыскивание всходов 10 %-ным раствором) + арбускулярная микориза (внесение в почву, S ц/га) + Ризоторфин на основе штамма Rhizobium 2S0а (инокуляция, 200 г на гектарную норму семян) + микроэлемент молибден (молибденовокислый аммоний, обработка семян из расчета S0 г/га). При благоприятных условиях уборку можно проводить прямым комбайнированием.
Таким образом, в лаборатории селекции зернобобовых культур ВНИИЗБК успешно продолжена работа по созданию системы сортов гороха, различающихся по адаптивным реакциям и требованиям к сортовой агротехнике.
Литература
1. Kof Е.М. Pea (Pisum sativum L.) growth mutants/Е.М. Kof, I.V. Kondykov// Internetional Journal of Plant Developmental Biology, 2007. - Vol. I. - № I. - P. 141146.
2. Новикова Н.Е. Водный обмен у растений гороха с разным морфологическим типом листа//Сельскохозяйственная биология, 2009. - № 5. - С. 73-77.
3. Кондыков И.В., Цуканова З.Р., Кон-
УДК 635.656:631.526.32
Первый российский высокоамилозный сорт зернового гороха Амиор
дыкова Н.Н. и др. Архитектоника современных сортов гороха и ее связь с продуктивностью/Регуляция продукционного процесса сельскохозяйственных растений, ч. II. - Орел, 2006. - С. 110-116.
4. Зеленов А.Н. Оригинальный мутант гороха//Селекция и семеноводство, 1991.
- № 2. - С. 33-35.
5. Титенок Т.С. Селекция усатых форм гороха на высокую семенную продуктивность и неполегаемость: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук.- СПб., 1994. - 18 с.
6. Уваров В.Н. Селекция сортов гороха интенсивного типа зернового использования: дис. в виде науч. докл. на соиск. уч. степ. канд. с.-х. наук. - Брянск, 1998.
- 40 с.
7. Зеленов А.Н. Селекция гороха на высокую урожайность семян: дис. в форме науч. докл. на соиск. уч. степени д-ра с.-х. наук. - Брянск, 2001. - 60 с.
8. Амелин А.В., Новикова Н.Е., Пара-хин Н.В. и др. Морфофизиологические основы моделирования перспективных сортов гороха (методические рекомендации). - Орел: изд. ОрелГАУ, 2004. - 51 с.
9. Кондыков И.В. О стабилизации уровня семенной продуктивности у гороха/ Сборник научных материалов. -Орел, 2008. - С. 309-315.
10. Кондыков И.В. Роль гороха полевого в диверсификации сырьевой базы кормопроизводства//Земледелие, 2010.
- № 5. - С. 21-22.
11. Парахин Н.В., Каракотов С.Д. Био-энергетически и экологически эффективные технологии возделывания сельскохозяйственных культур. - Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2011. - 32 с.
12. Кузмичева Ю.В. Энергосберегающие приемы повышения продуктивности сортов гороха посевного (Pisum sativum L.) на основе растительно-микробных взаимодействий: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук - Орел, 2011. - 22 с.
13. Новикова Н.Е., Уваров В.Н., Кондыков И.В. Использование в селекции гороха нового способа отбора по показателям роста растений на раннем этапе онтогенеза//Вестник РАСХН, 2007. -№ 6. - С. 43-45.
New generation been varieties contrasting to architectonics of leaf apparatus
I.V. Kondykov, V.N. Uvarov, A.N. Zelenov, N.N. Kondykova
There are determined the perspectives of
Si production use of leaf, non-leaf and
§3 heterophil bean varieties. There is given
ц, the characteristics of new generation bean
2 varieties with different leaf-types
ш (Pharaon, Spartak and Temp) and there
| are also given specific features of their
<j> agrotechnique.
ф Keywords: bean, variety, yield, drought-
I steadiness, morphotype. ш в
CO ■
А.Н. ЗЕЛЕНОВ, доктор сельскохозяйственных наук И.В. КОНДЫКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук Т.Н. СУЧКОВА, кандидат биологических наук Л.Н. КУЗНЕЦОВА Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур E-mail: office@vniizbk. orel. ru Н.В. ШЕЛЕПИНА, кандидат сельскохозяйственных наук
Орловский государственный институт экономики и торговли E-mail: [email protected] Н.Е. ПАВЛОВСКАЯ, доктор биологических наук Орловский государственный аграрный университет E-mail: [email protected]
Приводится описание первого отечественного высокоамилозного зернового сорта гороха Амиор. Он может быть использован для получения высококачественного крахмала, представляющего большую ценность в пищевой промышленности, и выделения амилозы, используемой при производстве биодеградиру-емых пластмасс.
Ключевые сорта: горох, сорт, амилоза, крахмал.
Среди зернобобовых культур горох выделяется высоким содержанием крахмала, которое у зерновых сортов может достигать S0 % [1]. Функциональные свойства крахмалов и качество продуктов, получаемых на их основе, зависят от соотношения основных полисахаридов -амилозы и амилопектина. Особый интерес представляют высокоами-лозные крахмалы с массовой долей амилозы не менее 30 %. Согласно классификации крахмалов, содержащихся в пищевых продуктах, высокоамилозный гороховый крахмал относится к резистентному второго типа RS 2 [2]. Он является перспективным сырьем для создания продуктов функциональной направленности и представляет интерес для лечебного питания, выполняя функцию пре-биотиков. При термопластической обработке высокоамилозного крахмала методом экструзии можно по-
лучать пластмассоподобные, но биологически рециклируемые до С02 и Н20 материалы [3], которые можно использовать при производстве лаков, бумаги, текстильных изделий, пленок и упаковочных материалов. В фармакологии высокоамилозный крахмал применяют при производстве специальных оболочек для лекарств [4].
Для получения высокоамилозно-го крахмала пригодны только сорта гороха с морщинистыми семенами (генотип rr RbRb), содержащие 2736 % крахмала, в котором не менее 60-7S % амилозы.
В нашем институте была разработана селекционная программа, направленная на создание высокоурожайных технологичных сортов гороха с генотипом rr RbRb, обеспечивающих высокий сбор амилозы с единицы площади. В ходе реализации аналогичной программы в университете штата Монтана в результате скрещивания высокоурожайного безли-сточкового сорта Majoret и высоко-амилозного сорта Bolero был создан первый в США высокоамилозный безлисточковый короткостебельный сорт MSUPBL27, относительно устойчивый к полеганию [6].
В результате скрининга коллекции гороха с морщинистыми семенами, включающей около 200 образцов, нами были выделены доноры rr RbRb-типа - Совинтер I, Avola, Bohdan и другие, которые использовались в гибридизации с высокоурожайными технологичными реципиентами зернового типа. Наиболее эффективным оказалось скрещивание сортов 0рлус (безлисточковый зерновой сорт с гладкими семенами) и Совин-тер I (листочковый овощной, с морщинистыми семенами - донор высокого содержания амилозы в крахмале).
В результате индивидуального отбора был создан сорт Амиор (ами-лозный орловский). Авторы сорта -А.Н. Зеленов, И.В. Кондыков, Т.Н. Суч-кова, Н.В. Шелепина, Н.Е. Павловская. Сорт среднеспелый. Продолжительность вегетационного периода от всходов до полной спелости - 68-75
