CC BY
40
akademiya kadrovogo obespecheniya APK, 2009. T. 2.
4. Razvitie organizatsionno-ekonomicheskogo mehanizma v sisteme vedeniya agropromyishlennogo proizvodstva regiona / pod obschey red. d.e.n., prof. E. P. Chirkova; MSH RF. Bryansk: Izd-vo Bryanskaya GSHA, 2014. 351 s.
5. Ivanyuga T. V. Sostoyanie otrasli rastenievodstva i eYo razvitie v svete realizatsii "Kontseptsii razvitiya APK Bryanskoy oblasti na 2015-2020 godyi" // Razrabotka kontseptsii ekonomicheskogo razvitiya, organizatsionnyih modeley i sistem upravleniya APK: sbornik nauchnyih trudov. Bryansk: BGAU, 2015. S. 35-42.
6. Dyachenko O. V., Belchenko S. A., Belous I. N. Materialno-tehnicheskaya baza - osnova razvitiya agrarnogo sektora Rossii (naprimere Bryanskoy oblasti) //Ekonomika selskohozyaystvennyih i pererabatyivayuschih predpriyatiy. 2016. № 6. S. 27-31.
УДК. 635.41:539.16:546
СОРТОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ САЛАТА И ШПИНАТА В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ НАКОПЛЕНИЯ 137CS
Cultivar Variability of Lettuce and Spinach Depending on 137Cs Accumulaton
Сычёв С.М., профессор, д.с.-х.н., Сычёва И.В., кандидат с.-х. н., доцент, Попова А.С., аспирант, Селькин В.В., соискатель Sychev S.M., Sycheva I.V., Popova A.S., Selkin V.V.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243345 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Bryansk State Agrarian University
Реферат. Основной задачей агропромышленного комплекса является производство продукции с минимальным содержанием радионуклидов. Эту проблему, в основном, решают путём проведения агрофизических мероприятий. Научные исследования в работе проведены с целью получения чистой овощной продукции при применении мощного адаптивного потенциала растений, а также способности за счет механизма поглощения и нейтрализации радионуклидов обеспечивать минимальное их накопление в товарной части продукции. В качестве исходного материала для исследований при определении информативности естественных экологических сред, как фонов для отбора генотипов на устойчивость к накоплению радионуклидов и оценке сортового разнообразия шпината и салата были использованы 9 сортов шпината, 12 сортов салата, а так же 6 сортов, отобранных по результатам экологического изучения в 2003 г. Параметры среды вычислены по результатам эколого-географического испытания 6 сортообразцов салата. Установлены формы салата со стабильно высоким (Изумрудный) и низким (Селекционный образец) уровнем накопления радионуклидов. Их можно использовать в качестве исходного материала в селекции этой культуры.
Summary. The main task of the agro-industrial complex is the output of products with a minimum content of radionuclides. This problem is mostly solved by conducting agrophysical activities. The present article deals with research into producing clean crop products using powerful adaptive plant potential and their ability by using the mechanism of radionuclides absorption and neutralization to ensure their relatively low build-up in the commercial part of the products as well. Nine cultivars of spinach and twelve cultivars of lettuce as well as 6 varieties selected on the basis of environmental study in 2003 were used as a starting material for studies in determining the information content of the natural ecological environment as background for the selection of genotypes for resistance to the accumulation of radionuclides and evaluation of long diversity. Environmental parameters are calculated according to the results of ecological and geographical tests of 6 variety samples of lettuce. The forms of lettuce with a consistently high (Izumrudnyiy) and low (Selection sample) accumulation level of radionuclides were established. They can be used as a starting material in this culture selection.
Ключевые слова: салат, шпинат, накопление радионуклидов, природные среды, сортовые различия.
Keywords: lettuce, spinach, radionuclides accumulation, natural environments, cultivar differences.
В ходе ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС были достигнуты очевидные успехи, однако, радиологическая обстановка в районах интенсивного радиоактивного загрязнения по-прежнему остаётся сложной. Основной задачей агропромышленного комплекса является производство продукции с минимальным содержанием радионуклидов. Эту проблему, в основном, решают путём проведения агрофизических мероприятий, менее развито научное направление в селекции по созданию сортов способных к минимальному накоплению радионуклидов [1].
Новый путь в решении задач получения чистой овощной продукции - использование мощного адаптивного потенциала растений - способности растений за счет механизма поглощения и нейтрализации радионуклидов обеспечивать относительно низкое их накопление в товарной части урожая. Одними из основных аспектов в решении данного вопроса являются те, цель которых - создание с помощью селекции сортов, адаптированных к условиям радиоактивного загрязнения территорий и получения экологически безопасной продукции.
Исследования проводятся на базе отдела экологической селекции ВНИИССОК с 2002 года (Одинцовский район Московской области, РФ), а также в Брянской области на опытном поле Брянского ГАУ с 1998 года, в п. Гордеевка, Гордеевского района и в Республике Беларусь - Гомельская область, д. Демьянки, Добрушского района.
В качестве исходного материала для исследований при определении информативности естественных экологических сред, как фонов для отбора генотипов на устойчивость к накоплению радионуклидов и оценке сортового разнообразия шпината и салата были использованы 9 сортов шпината, 12 сортов салата, а так же 6 сортов, отобранных по результатам экологического изучения в 2003 г. Параметры среды вычислены по результатам эколого-географического испытания 6 сортообразцов салата. Коллекционное изучение проводили в соответствии с ГОСТом 46 71 - 78. Лабораторно-полевые опыты закладывали по общепринятой методике. Шпинат и салат выращивали путем посева в открытый грунт.
137
Исследование содержания Cs в листьях шпината и салата проводили в Центре Агрохимрадиологии Брянской области и в научно - испытательной лаборатории Брянского ГАУ, с помощью гамма-радиометрического метода определения Cs-137 (ГОСТ 1017996) [2,3].
В ходе исследований проводили следующие наблюдения: фенология, индивидуальное описание в фазе технической спелости по морфологическим и количественным признакам в соответствии с "Методикой ЭСИ" ч.2 (1995г). Объем выборки при описании - 30 растений.
Посев производили в поле вручную, в четырех повторностях. Площадь учетной делянки 1м , посев 3-строчный. Расположение вариантов рендоминизированное.
При проведении исследований по накоплению растениями коллекционных образ-
137
цов шпината радионуклидов Cs из почвы получены следующие результаты.
Допустимая концентрация для овощных зеленых культур по 137Cs равна 130 Бк/кг продукции. Напряженность проявления радиационного фона была незначительной. Это отразилось на абсолютных значениях уровня накопления 137Cs. Максимальное накопление составило 14,7 Бк/ кг (рис. 1).
Несмотря на это, нами была выявлена сортовая специфика по этому признаку. Различие между сортами составило 306% и 230% в различные годы.
137
Установлено, что существует влияние уровня накопления Cs на сортовую изменчивость шпината. Наименьшее содержание 137Cs отмечено у образцов Жирнолистный (контроль), Viroflay, Viking II, Garant независимо от года посева. Степень дифференциации по годам различается. Направление реакции на изменение условий года для большинства сортообразцов выразилось в увеличении содержания цезия, который характеризовался повышенной температурой и сухостью.
и
№
г-"
СП
О
14 -
12 -
10 -
8 -
6
4
2
0
□ 1998 год Ш1999 год
> Ч^
^
/ У А ^
У
#
#
/ о*
Рисунок 1. Изменчивость содержания 137Cs в сортообразцах шпината в зависимости от года испытания (Брянская обл., весенний посев)
По результатам испытания шести сортов салата в 9 природных средах (три сезона - в Гомеле, три сезона - в Брянске, три сезона - в Москве) нами рассчитаны коэффициенты межсортовой и экологической вариации. Выявлено, что зоны в разной степени индуцируют проявление межсортовой изменчивости селектируемого признака. Дважды за три года испытания она была максимально выражена в пункте Гомель. Минимальное проявление межсортовой изменчивости дважды за три года отмечено в пункте Москва.
Наличие эколого-географической изменчивости признака позволяет оценить степень стабильности проявления его у различных генотипов растений.
160 140 120 100 80 60 40 20 0
Гомель
Брянск
Москва
□ Селекционный образец
□ Новогодний
□ Балет
□ Берлинский жёлтый
□ Larand
□ Изумрудный
Рисунок 2. Уровень содержания 137Cs в товарной продукции салата в различных условиях среды(Бк/кг), 2004 г.
При испытании шести сортообразцов (2004-2005 гг.), сортовая реакция проявлялась ежегодно. Выявлена специфика её на различные зоны и годы испытания. Например, наибольший накопитель 137Cs в Гомельской области - Селекционный образец, не являлся таковым в Брянской и Московской областях за исключением условий 2005 года в пункте Москва (рис. 1).У сорта Изумрудный устойчивость к накоплению радионуклидов проявлялась также нестабильно (рис. 1,2). Более чётко проявились сортовые различия при анализе средних данных по всем пунктам испытания. Однако по некоторым образцам ранги сортов по уровню содержания радионуклидов в разные годы не совпадают.
Рисунок 3. Уровень содержания 137 Cs в товарной продукции салат в различных условиях среды (Бк/кг), 2005 г.
Согласно данным широкого экологического испытания наиболее устойчив к накоплению радионуклидов сорт Изумрудный, наименее Селекционный образец. Они различаются между собой по показателю Х ср (среднее содержание 137Cs за три года в трёх пунктах испытания) более чем в два раза. Остальные образцы занимают промежуточное положение. Из них сорт Новогодний ближе по уровню содержания к наибольшему накопителю радионуклидов - Селекционному образцу. Три оставшихся образца мало дифференцированы между собой и по параметру Х ср ближе к устойчивому сорту Изумрудный. В дальнейшем, при изучении характера наследования признака устойчивости к накоплению радионуклидов у салата в схемы скрещиваний целесообразно включать образцы: сорт Изумрудный (минимальное значение признака), Селекционный образец (максимальное значение признака) и сорт Новогодний (среднее значение признака). По экологической пластичности сорта салата можно разделить на: неотзывчивые на изменения условий выращивания (Ь <1) - Larand, Берлинский жёлтый, Изумрудный; слабо отзывчивые (Ь =1) - Новогодний, Балет; отзывчивый на изменения условий выращивания (Ь >1) -Селекционный образец [4].
Таким образом, наиболее отзывчивым на загрязнённую среду оказался Селекционный образец, один из 6, т.е. это свойство не является широко распространённым в группе испытанных нами сортов.
Из 6 сортов только один имеет содержание 137Cs ниже среднего и коэффициент пластичности не выше единицы (Изумрудный), т.е. сочетает устойчивость к накоплению радионуклидов с низкой отзывчивостью на ухудшение условий среды. Наивысшим потенциалом продуктивности характеризуется сорт Балет. В наибольшей степени он реализовался в 2003 году, когда средняя масса растения составила 397 г, высший показатель в опыте. Условия этого года в Московской области отличались высокой влажностью, средняя температура воздуха за вегетацию была выше, по сравнению со среднемноголетними значениями[5, 6, 7].
Ярко выраженная положительная реакция на такие экологические условия выра-
зилась в высоком уровне параметра САСi (специфическая адаптивная способность) и коэффициента регрессии (Ь^, значительно превышающего "1,0" для данного сорта. Такие генотипы относятся к сортам интенсивного типа, так как весьма отзывчивы на улучшение условий выращивания. Однако они не обладают экологической устойчивостью и не представляют ценности для селекции на адаптивность, при которой создаются генотипы, сочетающие высокую потенциальную продуктивность и экологическую устойчивость. Сорт Балет в такой ситуации может служить лишь источником высокой потенциальной продуктивности (табл. 1.).
Источником экологической устойчивости продуктивности может служить другой сорт из испытанного набора - Берлинский жёлтый. Уровень параметра, характеризующего стабильность генотипа (Sgi) у него минимальный в опыте, меньше чем у сорта Балет в семь с лишним раз (табл. 1.).
Таблица 1 - Сортовые различия салата по признаку "масса растения", х^х
Сортообразец 2003 год 2004 год 2005 год
Селекционный образец 152,7+22,4 89,9+11,8 91,9+12,6
Новогодний 210,2+32,1 92,4+9,2 95,2+8,6
Балет 237,2+21,3 138,7+28,7 132,9+19,4
Берлинский жёлтый 396,9+32,2 129,8+14,3 131,8+14,3
Larand 256,8+29,5 86,3+12,1 90,4+13,3
Изумрудный 127,0+20,0 105,6+11,9 117,4+9,5
НСР05 6,6
Сорта, резко различающиеся по уровню накопления радионуклидов, различаются по отдельным параметрам адаптивности. Наибольший накопитель 137Cs (Селекционный образец) низкопродуктивен, у него слабо выражена общая и специфическая адаптивная способность. Сорт не отзывчив на улучшение условий выращивания (bi<1). Все эти показатели выше у сорта Изумрудный, устойчивого к накоплению 137Cs. Общим для этих сортов является недостаточная стабильность продуктивности, которая (нестабильность) бо-
137
лее выражена у сорта Изумрудный, накапливающего Cs в меньшем количестве по сравнению с другими сортами.
Таким образом, в условиях Брянской области оказалось возможным выделить образцы шпината со стабильным уровнем накопления цезия, как на низком (Viking II, Viroflay), так и на высоком уровне (Old Dominion, к-450, Исполинский). При этом проявляется зависимость показателя от года испытания, что позволяет использовать условия Брянской области для выявления генотипов со стабильным проявлением изучаемого признака.
137
Уровень накопления Cs в продукции салата характеризуется значительной эко-лого-географической и сезонной изменчивостью. Наиболее информативным фоном для отбора при селекции салата на устойчивость к накоплению радионуклидов являются условия Гомельской области, где формируется высокопродуктивная, высокотипичная среда и экологический фон - анализирующий. Среды Московской и Брянской области среднеинформативны. Природные экологические среды могут служить фоном для отбора овощных культур на уровень накопления 137Cs при выделении форм, контрастно различающихся по селектируемому признаку, при трёхлетнем испытании в трёх географических пунктах (пункт селекции, высоко- и среднеинформативные среды). Наличие сортовой изменчивости позволяет выделить исходный материал со стабильным уровнем накопления радионуклидов: сорт Изумрудный - низкий и Селекционный образец высокий уровни, наиболее контрастные по величине этого показателя.
Библиографический список
1. Пивоваров В. Ф. Методические указания по использованию экологических методов в селекции овощных культур на устойчивость к накоплению тяжелых металлов в товарной части
урожая (салат, шпинат, томат, редька, дайкон) // Российская академия сельскохозяйственных наук; Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур. М., 2005. С. 30-35.
2. Степанова Л. П., Яковлева Е. В. Видовая устойчивость растений к техногенному загрязнению почв // Экология Центрально-черноземной области Российской Федерации. 2003. № 1 (10). С. 7.
3. Прудников П. В. Радиологическое состояние агроландшафтов и их реабилитация в Брянской области // Современные проблемы радиологии в сельскохозяйственном производстве. Рязань, 2010. С. 53-101.
4. Воробьев Г. Т. Почвенное плодородие и радионуклиды. (Экологические функции удобрений и природных минеральных удобрений в условиях радиоактивного загрязнения почв). М.: НИА - Природа, 2002. С. 357 .
5. Фокин А. Д., Лурье А. А., Трошин С. П. Сельскохозяйственная радиология. СПб.: Лань, 2011. С. 416.
6. Сычёв С. М., Малявко Г. П. Распределение тяжёлых металлов (Pb, Cu, Zn, Mn) по профилю серой лесной легкосуглинистой почвы в садовом агроценозе // Аграрный вестник Урала. Коняевские чтения: сборник статей Междунар. науч.-практ. конф. Екатеринбург: УрГАУ, 2014. С.65-69.
7. Курганов А. А., Мошаров А. В., Нижебовский А. В. Реализация комплекса мер по смягчению последствий Чернобыльской катастрофы в агропромышленном комплексе России // Роль творческого наследия академика ВАСХНИЛ В. М. Клечковского в решении современных проблем сельскохозяйственной радиологии: материалы науч.-практ. конф. М., 2001. С. 44.
Bibliograficheskij spisok
1. Pivovarov V. F. Metodicheskie ukazaniya po ispolzovaniyu ekologicheskih metodov v selektsii ovoschnyih kultur na ustoychivost k nakopleniyu tyazhelyih metallov v tovarnoy chasti urozhaya (salat, shpinat, tomat, redka, daykon) // Rossiyskaya akademiya selskohozyaystvennyih nauk; Vserossiyskiy nauchno-issledovatelskiy institut selektsii i semenovodstva ovoschnyih kultur. M., 2005. S. 30-35.
2. Stepanova L. P., Yakovleva E. V. Vidovaya ustoychivost rasteniy k tehnogennomu zagryazneniyu pochv // Ekologiya Tsentralno-chernozemnoy oblasti Rossiyskoy Federatsii. 2003. № 1 (10). S. 7.
3. Prudnikov P. V. Radiologicheskoe sostoyanie agrolandshaftov i ih reabilitatsiya v Bryanskoy oblasti // Sovremennyie problemyi radiologii v selskohozyaystvennom proizvod-stve. Ryazan, 2010. S. 53-101.
4. Vorobev G. T. Pochvennoe plodorodie i radionuklidyi. (Ekologicheskie funktsii udobreniy i prirodnyih mineralnyih udobreniy v usloviyah radioaktivnogo zagryazneniya pochv). M. : NIA - Priroda, 2002. S. 357.
5. Fokin A. D., Lure A. A., Troshin S. P. Selskohozyaystvennaya radiologiya. SPb.: Lan, 2011. S. 416.
6. Sychov S. M., Malyavko G. P. Raspredelenie tyazhelyh metallov (Pb, Cu, Zn, Mn) po profilyu seroy lesnoy legkosuglinistoy pochvyi v sadovom agrotsenoze // Agrarnyiy vestnik Urala. Konyaevskie chteniya: sbornikstateyMezhdunar. nauch.-prakt. konf. Ekaterinburg: Ur-GAU, 2014. S. 65-69.
7. Kurganov A. A., Mosharov A. V., Nizhebovskiy A. V. Realizatsiya kompleksa mer po smy-agcheniyu posledstviy Chernobyilskoy katastrofyi v agropromyishlennom komplekse Rossii // Rol tvor-cheskogo naslediya akademika VASHNIL V. M. Klechkovskogo v reshenii sovremennyih problem selsko-hozyaystvennoy radiologii: materialyi nauch.-prakt. konf. M., 2001. S. 44.
