CC BY
542
УДК 633.854.54:581.19:502(571.13)
Д. Н. ГАЛИЦКИЙ В. П. ШАМАНИН
№
Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина
ЗАВИСИМОСТЬ НАКОПЛЕНИЯ МАСЛА И ЖИРНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА ОТ УСЛОВИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В СЕМЕНАХ ЛЬНА МАСЛИЧНОГО В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Представлены результаты экологической пластичности сортов льна масличного. Адаптивные свойства оценивали по методу, предложенному S. A. Eberhart, W. A. Russell. Показано, что сорта Сокол, Исилькульский, Северный, Сюрприз, Ручеек и Небесный отличаются достаточно высокой урожайностью и отзывчивостью на условия выращивания и вместе с тем низкой стабильностью. Эти сорта рекомендованы для использования в качестве исходного материала в селекции на высокую продуктивность и скороспелость. Ключевые слова: жирнокислотный состав, лен масличный, сорт, экологическая пластичность, стабильность, сбор масла.
Лен масличный (Linum usitatissimum L. subs usitatissimum Kulpa et Dannert) — одна из перспективных сельскохозяйственных культур, семена которой широко используются в продовольственных, технических и медицинских целях. Уникальность льняного масла заключается в высоком содержании полиненасыщенной а-линоленовой кислоты, которая входит в состав практически всех клеточных мембран, является незаменимой жирной кислотой в рационе питания человека, участвует в регенерации сердечнососудистой системы, в росте и развитии мозга. Высокое содержание а-линоленовой кислоты способствует быстрому высыханию красок, антикоррозийных покрытий, линолеума, получаемых на основе льняного масла. В то же время для производственного получения пищевого масла необходимо низкое содержание а-линоленовой кислоты (до 5 %), что уменьшает степень ее окисления и прогоркания при хранении. В России усилия селекционеров направлены на создание новых сортов этой культуры, которые должны обладать высокой урожайностью и выходом масла с оптимальным (как для промышленного, так и пищевого использования) жирнокислотным составом [1]. В зависимости от условий среды колебания масличности сорта могут составлять 36,4 — 52,0 %, резкие колебания температуры в период созревания вызывают относительно большее накопление ненасыщенных жирных кислот.
В связи с этим, представляется важным проанализировать коллекцию образцов льна масличного созданных в разных селекционных учреждениях по качеству семян и выявить особенности формирования этих показателей в погодно-климатических условиях южной лесостепи Омской области с целью выделения экологически стабильных генотипов для
включения в селекционные программы по созданию новых сортов.
Объекты и методы исследований. Исследования проводились на полях ГНУ СОС ВНИИМК Россель-хозакадемии в лаборатории льна масличного. Материалом исследований являлись 11 сортов льна масличного. Сорта льна масличного созданы в разных научных учреждений Российской Федерации Сибирская Опытная станция ВНИИМК Россельхозакадемии в г. Исилькуле (Северный, Сокол, Легур, Исилькульский); ВНИИМК им. В. С. Пустовойта Краснодарский НИИСХ (ВНИИМК-620, Циан, Ручеёк, Флиз, Сюрприз, Снежок); Донская ОС (Небесный).
Погодные условия в период проведения опытов характеризовались значительной невыровненно-стью как по температурному режиму воздуха, так и по количеству атмосферных осадков (табл. 1) [2].
Адаптивные свойства оценивали по методу, предложенному S. A. Eberhart, W. A. Russell в изложении В. А. Зыкина и др. [3].
Метод основан на расчете двух параметров: коэффициента линейной регрессии и среднеквадрати-ческого отклонения от линии регрессии дисперсии. Коэффициент регрессии дает оценку пластичности сорта в генетическом смысле. Второй характеризует стабильность сорта в различных условиях среды.
Определение жирнокислотного состава масла в семенах осуществлялся в лаборатории биохимии льна масличного ГНУ СОС ВНИИМК Россельхоз-академии методом газожидкостной хроматографии с использованием капиллярных колонок на газовом хроматографе «Кристалл-200М».
Результаты исследований. Среднее содержание масла в семенах льна масличного составляет 43 %. Различие между отдельными сортами по данному показателю незначительное — 2 — 3 %. В то же время
Погодные условия в годы испытания сортов льна масличного
Месяц 2011 год 2012 год 2013 год
Средняя t 0C за месяц Осадки, мм Средняя t 0C за месяц Осадки, мм Средняя t 0C за месяц Осадки, мм
Май 11,7 40 12,7 36 10,3 52
Июнь 18,6 67 19,8 52 16,9 14
Июль 17,6 79 22,3 36 18,7 68
Август 15,0 62 18,2 17 16,9 90
Сентябрь 13,5 9 12,1 14 10,7 30
Всего осадков 257 155 254
Масличность сортов льна масличного в ЭСИ
Таблица 2
Сорт Масличность, % Пластичность, bi Стабильность, Qd2
2011 г. 2012 г. 2013 г. Среднее
Северный-Б! 48,60 47,00 47,50 47,70 1,48 0,00
Сокол 48,90 47,60 47,60 48,03 1,30 0,09
Легур 48,70 47,50 47,70 47,97 1,15 0,01
Исилькульский 45,40 44,70 44,70 44,93 0,70 0,03
Флиз 48,60 47,10 48,20 47,97 1,23 0,28
Ручеёк 49,10 48,00 48,70 48,60 0,93 0,09
Снежок 51,10 50,80 50,40 50,77 0,40 0,15
Циан 46,10 46,00 46,10 46,07 0,07 0,00
Сюрприз 46,50 45,80 45,30 45,87 0,83 0,31
ВНИИМК-620 48,80 47,80 48,00 48,20 0,95 0,00
Небесный 45,30 43,00 44,50 44,27 1,94 0,44
Среднее 47,92 46,85 47,15 47,31 - -
I] 0,61 -0,46 -0,15 - - -
в зависимости от условий выращивания колебание масличности в пределах одного сорта может достигать от 1—2 % (табл. 2).
Для изучения роли генотипа и среды в изменчивости содержания масла в семенах льна масличного был применен двухфакторный дисперсионный анализ данных, полученных при биохимическом исследовании семян урожая 2011 — 2013 гг. Выявлено достоверное влияние анализируемых факторов — генетических (сорта), экологических (год выращивания) и их взаимодействия на формирование данного признака.
Погодные условия в годы испытания сортов существенно различались, что сказалось на количественном выражении содержания масла в семенах сортов льна масличного. Наиболее благоприятным по погодным условиям, среди изучаемых лет оказался 2011 год, индекс условий среды (Ц) составил 0,61, худшие условия сложились в 2012 г. Ц = —0,46 (табл. 2). Так, 2011 г. в период налива семян характеризовался более высоким количеством осадков по сравнению с 2012 — 2013 г., хотя по средним температурам июля и августа (приведены по декадам) 2011 и 2013 значительных различий не наблюдалось за исключением 2012 г., где средняя температура воздуха превышала среднее многолетнее, как вид-
но из данных, представленных в табл. 1. Образцы урожая 2011 г. по содержанию масла в семенах превосходили в 2012 и 2013 г. Среднее содержание масла в семенах изучаемых сортов льна урожая 2012 года составило 46,85 %, в 2013 г. составило 47,15 %, а в 2011 г. масличность семян была выше за три года испытания и достигала 47,92 %.
Минимальное и максимальное содержание масла в семенах выборки 2011 г. (45,3 — 51,1 %) превышало соответствующие показатели в 2012 г. (43,00-50,80 %) и 2013 г. (44,50-50,40 %). Размах варьирования исследуемого признака (max- min) оказался в 2011 году ниже (5,80 %), чем в 2012 г. (7,80 %) и в 2013 г. (5,90 %), что свидетельствует о выравненности фенотипов в условиях вегетации 2011 г. Таким образом очевидно, более высокая обеспеченность влагой растений льна масличного в период налива в 2011 г. способствовала увеличению содержания масла в семенах по сравнению с предыдущими годом. Чем больше выпадает осадков, тем выше масличность.
Наибольшую масличность за три года исследований показал сорт Снежок (50,77 %). Из табл. 2 видно, что в холодный или влажный год у данного сорта наблюдается наибольшее количество масла по сравнению с остальными сортами.
№
Рис. 1. Линии регрессии масличности семян сортов льна масличного
У сорта Небесный в среднем за три года наблюдалась наименьшая масличность.
По результатам исследования установлено, что особую ценность представляют те сорта, масличность которых характеризуется величиной от средней высокой, коэффициент регрессии (Ы) близок или превосходит 1, стабильность (О/), близок к 0, что свидетельствует о соответствии масличности сортов изменению условий среды. Такие сорта требовательны к высокому уровню агротехники, так как только в этом они дадут максимум отдачи. Среди изучаемого материала к таким следует отнести сорта: Небесный (Ы = 1,94, Ой2 = 0,44), Флиз (Ы = 1,23, <3/ = 0,28).
Ценными сортами можно считать и те, которые характеризуются достаточно высокой масличностью семян сем и отзывчивостью на условия выращивания (Ы>1) и вместе с тем низкой стабильностью, что свидетельствует о прогрессивном увеличении масличности семян данных сортов при улучшении условий выращивания. Такая реакция свойственна сортам интенсивного типа. К этой группе относятся сорта местной селекции: Северный (Ы = 1,48, <3/ = 0,00), Сокол (Ы = 1,30, <3/ = 0,09), Легур (Ы = 1,15, <3/ = 0,01).
В третью группу отнесены сорта: Исилькульский (Ы = 0,70, <3/ = 0,03), Циан (Ы = 0,07, <3/ = 0,00), Ручеёк (Ы = 0,93, = 0,09), Снежок (Ы = 0,40, <3/ = 0,15), Сюрприз (Ы = 0,83, <3/ = 0,31), ВНИИМК-620 (Ы = 0,95, <3/ = 0,00) имеющие сравнительно низкую среднюю масличность, характеризующиеся слабой реакцией на улучшение условий среды (Ы<1) и высокой стабильностью, что свойственно сортам экстенсивного типа.
Следовательно, в разных погодных условиях соотношение содержания масла по генотипам льна сохраняется, степень выраженности исследуемого признака определяется в большей степени генотипом. Таким образом, обнаружено генетическое разнообразие коллекции исследуемых сортов льна масличного по содержанию масла в семенах. Показано, что степень выраженности исследуемого признака определяется в большей степени генотипом.
Наглядную информацию по реакции сортов на условия внешней среды дают линии регрессии мас-личности семян на изменение условия выращивания льна масличного (рис. 1).
Сорта Исилькульский, Циан, Сюрприз, Небесный имеют среднюю масличность семян меньше средней по опыту, в связи с чем их линии регрессии находятся ниже средней по опыту. Линии регрессии масличности семян сортов Северный, Сокол, Легур, Флиз, Ручеёк, Снежок и Вн-620 пересекают ординату выше точки средней по опыту, что объясняется более высоким уровнем масличности семян этих сортов в среднем за все годы испытаний.
Величина наклона линии регрессии даёт наглядную информацию о поведении сортов относительно друг друга и в сравнении со средней реакции сортов на изменение условий выращивания. Линии регрессии сорта Легур, Вн-620, Снежок, Ручеёк, Флиз, идёт параллельно средней по опыту (х), т.е. данный сорт изменяет свою масличность семян с изменением условий так же, как и в среднем сорта изучаемого набора.
Сорта Северный, Легур, Сокол — лучшие в данном наборе. Они характеризуются отзывчивостью на улучшение условий выращивания, на что указывает крутая линия регрессии. Эффективное увеличение производства льна масличного в южной лесостепи Омской области может основываться только на высокоурожайных, высокомасличных современных сортах с коротким вегетационным периодом. Создание высокопродуктивных, высокомасличных сортов льна масличного с укороченным периодом вегетации является одной из наиболее важных задач в селекции этой культуры. Выведение таких сортов позволяет ещё больше расширить ареал возделывания льна масличного, а также получить гарантированные урожаи и семена с высокой масличностью.
Качественные показатели масла льна в зависимости от сорта и условий его произрастания. Оптимальный жирнокислотный состав растительных масел определяется не только питательной ценностью той или иной кислоты, но и его пригодностью для хранения и переработки. В состав льняного масла входит
Содержание жирных кислот в сыром масле семян льна масличного в экологическом сортоиспытании 2011—2013 гг., %
сорта Жирнокислотный состав
Пальмитиновая С 16:0 Стеариновая С 18:0 Олеиновая С 18:1 Линолевая С 18:2 Альфа-линоленовая С18:3
2011 2012 2013 2011 2012 2013 2011 2012 2013 2011 2012 2013 2011 2012 2013
Северный 5,14 5,08 4,91 4,29 4,29 4,54 20,85 20,44 18,06 16,09 16,45 15,37 58,45 57,20 45,91
Сокол 5,23 5,01 4,92 4,78 4,37 4,64 21,64 21,26 19,18 16,23 16,35 15,25 59,23 57,58 45,30
Легур 5,73 5,13 5,02 3,89 3,75 3,93 21,89 20,95 18,32 16,60 16,60 15,29 62,20 60,80 47,08
Исилькульский 4,56 4,48 4,34 3,56 3,93 3,74 20,17 18,58 18,08 16,27 16,47 15,47 56,12 54,70 46,87
Флиз 4,80 5,14 4,23 4,49 4,28 4,49 21,16 21,02 20,16 13,43 13,84 12,87 57,11 56,11 44,63
Ручеёк 4,99 4,90 4,56 3,91 3,91 3,87 19,73 18,22 18,3 13,38 12,45 12,22 56,32 55,38 44,29
Снежок 5,01 5,01 4,93 4,12 4,02 4,15 20,12 20,20 19,85 13,23 13,63 12,60 57,35 55,93 49,15
Циан 5,65 5,54 4,54 4,21 4,80 4,80 17,65 16,52 16,24 9,70 9,38 9,37 56,46 55,15 33,91
Сюрприз 5,17 5,07 5,01 4,13 3,67 3,45 18,63 18,47 18,23 13,44 14,28 12,87 55,17 55,41 39,01
ВНИИМК-620 5,23 5,19 4,59 3,23 4,13 4,13 18,17 18,87 18,53 13,65 14,45 13,12 59,94 58,94 40,84
Небесный 5,17 5,01 4,16 3,29 4,16 4,16 16,99 16,73 16,68 9,79 9,49 9,35 49,84 46,81 43,58
пять основных жирных кислот: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, а-линоленовая. Полезные нутрицевтические свойства льняного масла обусловлены высоким содержанием в нем моно-и полиненасыщенных жирных кислот, в особенности уровнем а-линоленовой кислоты [4].
Жирнокислотный состав в льняном семени существенно отличался по годам. Одним из важнейших показателей качества семян льна и льняного масла в настоящее время считается массовая доля альфа-линоленовой кислоты, существенно повышающей потребительские свойства масла [5].
Так, ее содержание в целых семенах льна у всех изучаемых сортов, в благоприятные годы было примерно в 1,5 — 2 раза больше по сравнению с холодным и влажным 2013 годом. Полученные нами результаты опровергают мнение Дорелла о том, что содержание линоленовой кислоты в масле возрастает при низких температурах воздуха в период от 10-го до 25-го дней после цветения. Максимальное количество альфа-линоленовой кислоты в 2013 году наблюдалось у сорта Легур, а минимальное у сорта Циан. В 2011 и 2012 годах у сорта увеличение содержания альфа-линоленовой кислоты составило в среднем 21,37 % по сравнению с 2013 годом. Скорее всего, это связано с тем, что в 2013 году данный сорт не смог сформировать полноценных семян.
Массовая доля линолевой кислоты колебалась от 9,35 % до 16,47 % в зависимости от сорта и погодных условий (табл. 3). Так, минимальное значения наблюдалось в холодный и влажный год 2013 года у сорта у сорта Небесный (9,35 %), а в благоприятные для возделывания льна годы минимальное содержание линолевой кислоты было установлено у сорта Циан (9,54 %). Максимальное количество линолевой кислоты содержалось в семенах сорта Легур и находилось на уровне (16,60 %). Массовая доля линолевой кислоты в благоприятные годы увеличилась на 1,31 % у сорта Легур, на 1,04 % у сорта Сокол на 0,43 % у Исилькульского на 1,0 %, Северный на 0,9 %, Флиз на 0,77 %, Ручеёк 0,7 %, Снежок на 0,83 %, Сюрприз на 0,99 % и ВНИИМК-620 на 0,93 %. У сортов Циан и Небесный не выявлено существенных различий по этому показателю.
Содержание пальмитиновой кислоты в холодный и влажный 2013 год уменьшилось у сорта Легур на 0,41 %, у Сокол на 0,2 %, у Исилькульский на 0,18 %, у Северный на 0,23 %, Флиз на 0,74 %, Ру-
чеёк на 0,39 %, Снежок на 0,08 %, Сюрприз на 0,11 %, ВНИИМК-620 на 0,62 %, Циан на 1,06 %, Небесный на 0,93 % и колебалось от 4,16 % до 5,73 %. В этот же год также наблюдалось уменьшение содержания олеиновой кислоты у всех сортов.
Такое изменение в соотношении насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в масле исследуемых сортов в годы испытания, вероятно, обусловлено различиями в погодных условиях во время созревания семян. Как отмечалось, данный период в 2013 году характеризовался высоким количеством осадков и низкими среднесуточными температурами, что, вероятно, положительно сказалось на накоплении масла в семенах и отрицательно на содержании в нем ненасыщенных жирных кислот. По данным Johnston и Williams (1989) десатури-рующие ферменты более активны при низких температурах окружающей среды, кроме того, из климатических факторов наибольшее влияние на маслообразовательный процесс и накопление жирных кислот оказывает влажность почвы в период созревания семян.
Заключение. Анализируя метеоданные в год проведения исследования, можно сделать вывод, что в 2011 и 2013 годы наблюдались более благоприятные условия для роста и развития льна масличного. Погода была влажной и прохладной. По сравнению с предыдущим годом в 2012 году среднемесячная температуры воздуха в период вегетации льна масличного превышали средние многолетние. Наблюдался крайний дефицит влаги в почве. Это отразилось на формировании выхода масла с гектара, масличности и качественных показателях семян льна масличного.
На основании проведённых исследований следует отметить, что сорта, которые характеризуются достаточно высокой масличностью и отзывчивостью на условия выращивания и вместе с тем низкой стабильностью целесообразно использовать в качестве исходного материала в условиях Западной Сибири. К таким сортам относятся сорта Сокол, Исилькульский, Северный, Сюрприз, Ручеёк и Небесный.
Определив жирнокислотного состава сортов льна масличного установлено, что для использования в медицине наиболее подходит сорт Северный, Сокол, Легур, остальные же сорта подходят для создания купажированных масел.
Библиографический список
1. Вавилов, Н. И. Избранные труды / Н. И. Вавилов. — М. : Колос, 1966. - 588 с.
2. Агроклиматические бюллетени за 2009-2013 годы. — Омск, 2013. — 56 с.
3. Методика расчета параметров экологической пластичности сельскохозяйственных растений по дисциплине «Экологическая генетика» / В. А. Зыкин [и др.]. — Омск, 2008. — 36 с.
4. Генетический полиморфизм жирнокислотного состава липидов семян масличных культур / И. В. Лайковская [и др.]. // Труды БГТУ. Сер. химии и технологии орган. веществ. Вып. XII. — М. : Изд-во РГАУ-МСХА, 2004. — 243 с.
5. Толкачев, О. Н. Биологически активные вещества льна: использование в медицине и питании (обзор) / О. Н. Толка-
чев, А. А. Жученко // Химико-фармацевтический журнал. 2000. — № 7. — С. 34 — 36.
ГАЛИЦКИЙ Дмитрий Николаевич, аспирант кафедры селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений.
Адрес для переписки: galitsky.dmitry@mail.ru ШАМАНИН Владимир Петрович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (Россия), профессор кафедры селекции, генетики и физиологии растений.
Адрес для переписки: vpshamanin@rambler.ru
Статья поступила в редакцию 19.06.2014 г. © Д. Н. Галицкий, В. П. Шаманин
№
удк 634.725-1Я571.13) с. А. КРИВОЧЕНКО
В. Н. КУМПАН Н. А. ПРОХОРОВА
Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина
ВЛИЯНИЕ СУБСТРАТОВ НА УКОРЕНЕНИЕ ЗЕЛЕНЫХ ЧЕРЕНКОВ КРЫЖОВНИКА В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье дан анализ влияния микроклимата и субстратов на каллусо и корнеобра-зование зеленых черенков крыжовника. Исследования показали, что образование каллуса у зеленых черенков наблюдается на 10-е сутки после посадки, корнео-бразование на 15-е сутки и заканчивается на 30—35-е сутки. Выход однолеток в зависимости от субстрата в среднем составил от 66 (торф—песок) до 91,3 % (вермикулит—торф—песок).
Ключевые слова: микроклимат, зеленые черенки, субстраты, каллус, корни, выход саженцев, крыжовник.
В последнее время среди населения возрастает спрос на посадочный материал крыжовника. Для получения посадочного материала крыжовника применяются различные способы размножения: одревесневшими черенками, зелеными черенками, горизонтальными отводками, вертикальными отводками, дуговыми отводками, делением куста, комбинированными черенками, прививкой, многолетними ветвями, микроразмножение [1].
Одним из прогрессивных способов выращивания посадочного материала плодовых и ягодных культур в зонах недостаточного увлажнения является зеленое черенкование. Этот способ обеспечивает получение корнесобственных саженцев, сохраняющих все признаки материнских растений. Кроме того, зеленое черенкование способствует получению здоровых саженцев, так как побеги в момент черенкования еще не заселены вредителями и не поражены болезнями [1—3].
При зеленом черенковании важная роль принадлежит субстрату, т.е. среде, где непосредствен-
но происходит укоренение черенков. Возникающие корневые зачатки обладают интенсивным дыханием и ростом, поэтому субстрат должен обеспечить хорошую проницаемость воздуха к основанию черенка. Кроме того, субстрат должен быть достаточно влагоемким, теплоемким, относительно стерильным, обладать необходимой гидролитической кислотностью [3 — 5]. Требовательность различных растений к субстрату неодинакова. Черенки одних растений лучше окореняются в чистом песке, других — в торфе и т.д. В зависимости от температуры, влажности и других факторов, черенки одного и того же растения могут лучше окореняться то в одном, то в другом субстрате. Поэтому субстраты, оптимальные для укоренения черенков в одной климатической зоне, могут оказаться непригодными в другой.
Цель исследований — изучить влияние различных субстратов на укоренение зеленых черенков крыжовника в условиях искусственного тумана. Полученные результаты будут использованы
