с 01.01.2001 по настоящее время
Уфа, Республика Башкортостан, Россия
с 01.01.2019 по 01.01.2024
Опытная станция «Уфимская» – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук (лаборатория селекции и семеноводства кормовых и зерновых культур, старший научный сотрудник)
с 01.01.2022 по 01.01.2024
Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства – обособленное структурное подразделение Уфимского Федерального исследовательского центра Российской академии наук (лаборатория селекции и первичного семеноводства зернобобовых и крупяных культур, старший научный сотрудник)
с 01.01.2009 по 01.01.2022
Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского Федерального исследовательского центра Российской академии наук (лаборатория геномики растений, старший научный сотрудник)
с 01.01.2019 по 01.01.2024
Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского Федерального исследовательского центра Российской академии наук (лаборатория геномики растений, старший научный сотрудник)
с 01.01.2019 по 01.01.2024
Республика Башкортостан, г. Уфа, Республика Башкортостан, Россия
УДК 631.527 Селекция растений
Цель исследования – создание нового высокопродуктивного сорта гороха посевного (Pisum sativum L.), адаптивного к агроклиматическим условиям Южного Урала. Опыты были заложены в 2009–2023 гг. в условиях Предуральской степной зоны Республики Башкортостан. Почвы экспериментального участка представлены среднемощным карбонатным черноземом с содержанием гумуса в пахотном слое 8,0 %. Погодные условия в годы проведения исследования значительно различались по температурному режиму (сумма активных температур выше 10 °С – 2 000–2 250 °С) и влагообеспеченности (среднегодовая сумма осадков – 355–495 мм), что позволило всесторонне оценить селекционный материал. Новый сорт гороха Памяти Попова создан методом многократного индивидуального отбора из гибридной комбинации, полученной при скрещивании сортообразцов К-7992 (Корея) и Усач. В результате удалось объединить полубезлисточковый морфотип с детерминантным типом роста стебля, что обеспечивает высокую устойчивость нового сорта к полеганию. Сорт Памяти Попова среднеспелый, продолжительность вегетационного периода составляет 60–78 сут. Масса 1 000 семян – 190–220 г. Содержание протеина в семенах – 20,7–22,4 %. Средняя прибавка урожайности в контрольном питомнике по сравнению с сортом-стандартом Памяти Хангильдина составила 2,5 ц/га; в предварительном сортоиспытании – 2,2; в конкурсном сортоиспытании – 1,8 ц/га. В 2022 г. сорт гороха Памяти Попова был включен в Госреестр селекционных достижений по Волго-Вятскому, Средневолжскому и Уральскому регионам РФ. Потенциальная урожайность нового сорта – 42–43 ц/га. Экономическая эффективность от его внедрения в производство составляет 165–175 млн руб. в год.
горох посевной, Pisum sativum L., селекция гороха, сорт гороха, урожайность гороха
Введение. Основной зернобобовой культурой в России является горох посевной (Pisum sativum L.) [1]. Данная культура имеет большое народнохозяйственное значение и широкие адаптивные способности, в связи с чем возделывается во многих регионах нашей страны [2]. Зерно гороха является богатейшим источником растительного протеина и крахмала. В белке его семян содержатся почти все незаменимые аминокислоты: триптофан, лизин, аргенин, гистидин и другие [3]. Усвояемость горохового протеина в 1,5 раза выше по сравнению с протеином пшеницы. В незрелых бобах и семенах гороха содержатся витамины А, В1, В2, С, а в проростках – витамин Е [4].
В России и Республике Башкортостан горох высевают как продовольственную и кормовую культуру [5]. Для получения зеленой массы и сена возделывают преимущественно кормовые сорта. Солома, сено и зеленая масса гороха богаты питательными веществами и отличаются высоким содержанием белка [6]. Кроме пищевого и кормового значения, в севообороте горох способствует повышению плодородия почв. После уборки этой зернобобовой культуры в почве остается до 90 кг азота на 1 га, что соответствует примерно 3–4 ц минерального азотного удобрения. Таким образом, горох является хорошим предшественником для других сельскохозяйственных культур, главным образом для зерновых и пропашных [7].
Тем не менее широкого распространения в сельскохозяйственном производстве горох не получил по причине низкой и нестабильной урожайности по годам, восприимчивости к болезням и вредителям, недостаточной технологичности, склонности к полеганию и осыпанию семян при созревании. В связи с этим создание новых сортов, лишенных указанных недостатков, является актуальной задачей селекции.
Цель исследования – создание нового высокопродуктивного сорта гороха посевного (Pisum sativum L.), адаптивного к агроклиматическим условиям Южного Урала.
Объекты и методы. Исследования проводились с 2009 по 2023 г. на полях лаборатории селекции и первичного семеноводства зернобобовых и крупяных культур Башкирского НИИСХ УФИЦ РАН. Почвы экспериментального участка представлены среднемощным карбонатным черноземом. В пахотном слое почвы содержание гумуса – 8,0 %, на 100 г воздушно-сухой почвы приходится 20–23 мг P2O5, 40–42 мг K2O, pHсол. = 6,8.
Климат в зоне проведения исследований теплый, засушливый. По данным Чишминской агрометеостанции, сумма активных температур выше 10 °С составляет 2 000–2 250 °С. Продолжительность безморозного периода варьирует в среднем от 115 до 126 дней. Среднегодовая сумма осадков – 425 мм с колебаниями по годам от 355 до 495 мм. Среднегодовая сумма осадков за вегетационный период составляет 152 мм (от 128 до 176 мм). Погодные условия в годы проведения исследования различались по температурному режиму и сумме осадков, что позволило всесторонне изучить селекционный материал гороха по хозяйственно ценным признакам в питомниках селекции.
Посев гороха проводили в ранние сроки, в основном в начале первой декады мая. Предшественник в опытах – озимая рожь. Селекцию гороха вели в соответствии с методическими указаниями Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова [8] и методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [9]. В качестве стандарта использовали сорт Памяти Хангильдина.
Химические анализы и технологические оценки выполняли в центральной аналитической лаборатории Башкирского НИИСХ УФИЦ РАН. Для определения содержания белка в семенах использовали метод Къельдаля. Разваримость семян определяли по методике Соснина, выравненность и крупность семян – на лабораторной решетной сортировке ЛРС-1 с использованием сит диаметром 9,0; 8,0; 7,0; 6,5; 6,0; 5,5 мм.
Статистическую обработку полученных данных проводили методом дисперсионного анализа [10].
Результаты и их обсуждение. Сорт Памяти Попова выведен из гибрида, полученного путем скрещивания среднеспелого сортообразца гороха из коллекции ВИР с каталожным номером К-7992 (Корея) и скороспелого сорта Усач (рис.).
Схема выведения сорта Памяти Попова (*КСИ – конкурсное сортоиспытание;
**ГСИ – государственное сортоиспытание)
Материнская форма отличается высокой озерненностью боба, а отцовская – интенсивным темпом роста в начальные фазы развития, дружным цветением и созреванием, имеет усатый тип листа. В 2009 г. путем кастрации 30 цветков материнской формы и их опыления пыльцой отцовской формы было получено 9 бобов и 28 семян.
С 2010 по 2013 г. гибриды изучались в полевых условиях в гибридном питомнике. Индивидуальный отбор элитных растений начинали во втором поколении гибридов. Ежегодно на основе данных, полученных в результате анализа элементов структуры урожая, выделяли высокопродуктивные растения. В таблице 1 представлены показатели продуктивности гибридных растений F4 в сравнении с сортом-стандартом Памяти Хангильдина.
Из гибридной популяции F4 путем повторных отборов по комплексу признаков было выделено несколько линий для изучения в селекционном питомнике первого года. В 2014 г. семена отобранных растений были высеяны в поле. Данные, полученные в результате оценки лучших линий в селекционном питомнике, приведены в таблице 2.
Таблица 1
Показатели элементов структуры урожая
гибрида ♀ К-7992 (Корея) × ♂ Усач (2013 г.) (Xср±Sxср)
|
Сорт, гибрид |
Количество, шт. |
Масса семян с растения, г |
Устойчивость к осыпанию семян |
|||
|
анализируемых растений |
бобов на растении |
семян с растения |
семян в бобе |
|||
|
Памяти Хангильдина |
11 |
5,08±0,24 |
19,3±1,5 |
3,81±0,28 |
4,18±0,28 |
+ |
|
♀ К-7992 (Ко-рея) × ♂ Усач, F4 |
14 |
5,10±0,25 |
24,1±1,7* |
4,72±0,33* |
4,56±0,30 |
– |
*Различия статистически достоверны (p < 0,05).
Таблица 2
Характеристика лучших семей из селекционного питомника первого года (2014 г.) (Xср±Sxср)
|
Сорт, гибрид |
Масса семян с растения, г |
Лимит варьирования |
Число семей, превосходящих по продуктивности семян сорт-стандарт |
|
Памяти Хангильдина |
5,02±1,80 |
3,5–6,8 |
– |
|
♀ К-7992 (Корея) × ♂ Усач, F4 |
5,41±1,22 |
4,0–7,1 |
5 |
В 2015 г. линию 31315/14 (♀ К-7992 (Корея) × ♂ Усач, F4), выделенную в селекционном питомнике первого года, изучали в селекционном питомнике второго года. По результатам оценки семенной продуктивности Л-31315/14 (масса семян с растения – 4,90 ± 0,31 г) достоверно (p < 0,05) превзошла сорт-стандарт Памяти Хангильдина (масса семян с растения – 3,42 ± 0,25 г).
В 2016 г. Л-31315/14 проходила оценку в контрольном питомнике, в 2017 г. – в предварительном сортоиспытании. Средняя прибавка урожайности линии 31315/14 в контрольном питомнике по сравнению с сортом Памяти Хангильдина составила 2,5 ц/га, в предварительном сортоиспытании – 2,2 ц/га (табл. 3).
Таблица 3
Результаты оценки Л-31315/14 в контрольном питомнике
и предварительном сортоиспытании (Xср±Sxср)
|
Сорт, линия |
Продолжительность вегетационного периода, сут |
Урожайность семян, ц/га |
Отклонение от стандарта, ц/га |
Масса 1000 семян, г |
|
Контрольный питомник, 2016 г. |
||||
|
Памяти Хангильдина |
58 |
17,9 |
– |
237,5±12,2 |
|
Л-31315/14 |
60 |
20,4 |
+2,5 |
214,8±10,6 |
|
Предварительное сортоиспытание, 2017 г. |
||||
|
Памяти Хангильдина |
76 |
17,0 |
– |
200,3±10,8 |
|
Л-31315/14 |
78 |
19,2 |
+2,2 |
179,4±10,4 |
Из данных таблицы 3 видно, что в 2016–2017 г. продолжительность вегетационного периода у Л-31315/14 была на 2 сут длиннее, а масса 1000 семян – на 20,9–22,7 г ниже, чем у сорта Памяти Хангильдина. В 2019 г. Л-31315/14 была передана на государственное сортоиспытание как сорт Памяти Попова. В 2019–2023 гг. в конкурсном сортоиспытании средняя прибавка урожая семян у нового сорта по сравнению с сортом-стандартом составила 1,8 ц/га (табл. 4). По нашим данным, продолжительность вегетационного периода у нового сорта в среднем была на 1,8 сут длиннее, масса 1 000 семян – на 23,0 г меньше, чем у сорта-стандарта Памяти Хангильдина. Высота растений у нового сорта в зависимости от года изучения колебалась от 55 до 81 см, что на 5–7 см меньше по сравнению со стандартным сортом. Стебель достаточно прочный, устойчивый к полеганию. По количеству семян в бобе и семян с растения сорт Памяти Попова значительно превысил сорт-стандарт Памяти Хангильдина (на 0,91 и 4,8 шт. соответственно).
Новый сорт гороха Памяти Попова относится к разновидности cirrosum, подразновидности vulgare. Лист усатый, тип – полубезлисточковый. Число междоузлий до первого боба – 11–13. Прилистники среднекрупные, полусердцевидные. Соцветие – пазушная кисть с двумя цветками средней величины, цветки белые. Бобы лущильного типа, длиной 6,8–7,2 см и шириной 1,5–1,7 см, содержат 6–7 семян. Семена средней крупности, выровненные, округло-угловатые, блестящие, желто-розовые. Масса 1000 семян – 190–220 г. Разваримость и вкусовые качества зерна гороха сорта Памяти Попова – хорошие и отличные. Содержание белка в семенах колеблется от 20,7 до 22,4% (табл. 5).
Поражаемость корневыми гнилями, аскохитозом и повреждаемость клубеньковым долгоносиком ниже стандартного сорта Памяти Хангильдина. Устойчивость к полеганию и засухе – высокая. Потенциальная урожайность сорта – 42–43 ц/га. Сорт гороха Памяти Попова включен в Государственный реестр селекционных достижений в 2022 г. с допуском к использованию в Волго-Вятском, Средневолжском и Уральском регионах РФ.
|
16 |
Показатели хозяйственно ценных признаков нового сорта гороха Памяти Попова
в конкурсном сортоиспытании (Xср±Sxср)
|
Показатель |
Сорт |
|||||||||||
|
Памяти Попова |
Памяти Хангильдина |
|||||||||||
|
2019 г. |
2020 г. |
2021 г.* |
2022 г. |
2023 г. |
среднее |
2019 г. |
2020 г. |
2021 г.* |
2022 г. |
2023 г. |
среднее |
|
|
Продолжительность вегетационного периода, сут |
69 |
69 |
54 |
73 |
64 |
65,8±7,3 |
67 |
67 |
54 |
70 |
62 |
64,0±6,3 |
|
Масса 1000 семян, г |
220 |
181 |
168 |
189 |
189 |
189,4±19,1 |
252 |
192 |
186 |
210 |
222 |
212,4±26,4 |
|
Урожайность, ц/га |
21,7 |
27,9 |
4,5 |
20,0 |
16,9 |
18,2±8,6 |
18,5 |
25,7 |
4,2 |
17,5 |
16,2 |
16,4±7,7 |
|
Отклонение, ц/га |
+3,2 |
+2,2 |
+0,3 |
+2,5 |
+0,7 |
+1,8 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
P (точность опыта), % |
3,7 |
4,4 |
2,8 |
4,1 |
2,8 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
НСР05, ц/га |
1,6 |
1,5 |
0,3 |
1,7 |
0,6 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
*Острозасушливый год (ГТК = 0,40).
Таблица 5
Показатели качества семян нового сорта гороха Памяти Попова (Xср±Sxср)
|
Показатель |
Сорт |
|||||||||||
|
Памяти Попова |
Памяти Хангильдина |
|||||||||||
|
2019 г. |
2020 г. |
2021 г.* |
2022 г. |
2023 г. |
Среднее |
2019 г. |
2020 г. |
2021 г.* |
2022 г. |
2023 г. |
Среднее |
|
|
Содержание белка в семенах, % |
22,4 |
20,5 |
22,2 |
21,8 |
21,9 |
21,8±0,7 |
21,9 |
20,3 |
21,5 |
21,2 |
21,3 |
21,2±0,6 |
|
Разваримость семян, мин. |
81,1 |
78,0 |
80,5 |
77,8 |
75,0 |
78,5±2,4 |
79,8 |
78,5 |
79,5 |
78,6 |
82,0 |
79,7±1,4 |
*Острозасушливый год (ГТК = 0,40).
Заключение. Новый сорт гороха Памяти Попова выведен многократным индивидуальным отбором из гибридной комбинации ♀ К-7992 (Корея) × ♂ Усач. Сорт среднеспелый, устойчивый к полеганию. Сочетает усатый тип листа с относительно коротким и компактным стеблем. Потенциальная урожайность – 42–43 ц/га. Годовая экономическая эффективность от внедрения сорта Памяти Попова в производство составляет 165–175 млн рублей.
1. Гайнуллина К.П., Кулуев Б.Р., Давлетов Ф.А. Оценка генетического разнообразия сортов и линий гороха с помощью SSR-анализа // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020. Т. 181, № 3. С. 70–80.
2. Коробова Н.А., Козлов А.А., Пучкова Е.В. Адаптивный потенциал сортов зернового гороха // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 3 (65). С. 41–44.
3. Особенности формирования содержания белка в зерне гороха в условиях Западной Сибири / И.В. Пахотина [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2020. № 10. С. 60–67.
4. Хрулев А.А., Бесчетникова Н.А., Федотов И.А. Тенденции развития и экономические аспекты производства горохового протеина // Пищевая промышленность. 2016. №. 4. С. 24–29.
5. Давлетов Ф.А., Гайнуллина К.П., Сафин Ф.Ф. Влияние способов посева и норм высева на продолжительность вегетации и урожайность зерна гороха в условиях Республики Башкортостан // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 2 (76). С. 72–77.
6. Кожухова Е.В., Байкалова Л.П. Изучение коллекции гороха для селекции на кормовые цели // Кормопроизводство. 2021. № 1. С. 30–34.
7. Pea growth, yield, and quality in different crop rotations and cultural practices / U.M. Sainju [et al.] // Agrosystems, Geosciences and Environment. 2019. Vol. 2. № 1. P. 1–9.
8. Методические указания по изучению коллекции зерновых бобовых культур / Н.И. Корсаков [и др.]. Л.: ВИР, 1975. 60 с.
9. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / под общ. ред. М.А. Федина. М., 1985. 263 с.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 6-е, стер. М.: Альянс. 2011. 350 с.
