Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка коллекции фасоли и улучшение хозяйственно-ценных признаков культуры в условиях южной лесостепи Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Оценка коллекции фасоли и улучшение хозяйственно-ценных признаков культуры в условиях южной лесостепи Западной Сибири"

На правах рукописи

Полтораднева Ольга Юрьевна

ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИИ ФАСОЛИ И УЛУЧШЕНИЕ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ КУЛЬТУРЫ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.05 - Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 О МАР 2014

005546178

005546178

Работа выполнена на кафедре селекции, генетики и физиологии растений ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Казыдуб Нина Григорьевна

доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Сапега Валерий Антонович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры землеустройства и земельного кадастра ФГБОУ ВПО «ТюмГАСУ» Омельянюк Людмила Валентиновна кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории зернобобовых культур ГНУ СибНИИСХ Россель-хозакадемии

Ведущая организация:

ГНУ «Алтайский научно - исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук»

Защита диссертации состоится 06 мая 2014 г. в 12-00 на заседании диссертационного совета ДМ 220.050.01 при ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина по адресу. 644008 г. Омск, Институтская площадь, 2. Тел./факс: (3812) 65-17-35, e-mail: Potockav@bk.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. Столыпина.

Автореферат разослан » марта 2014 г. и размещен на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации www.yak.ed.goy.ru и ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина» http://www.omgau.ru 03 марта 2014 г.

Ученый ceKpeiapb диссертационного совета

И.в. Потоцкая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Ценность бобовых культур заключается в высоком содержании белка в семенах и вегетативной массе (Ващенко и др., 2004). В южной лесостепи Западной Сибири посевные площади под зернобобовыми занимают одно из последних мест по сравнению с яровыми культурами. Доля производства зерна зернобобовых культур в общем объеме зерновых- самая низкая (1,1-1,2%).

По питательным качествам среди продуктов растительного происхождения фасоль занимает одно из первых мест (Н.И. Вавилов, Г.С. Посыпанов, 1983; Н.Г. Казыдуб, 2003). Условия южной лесостепи Западной Сибири благоприятны для выращивания фасоли овощной, это позволит расширить ассортимент овощных культур для Сибирского региона. Кроме того, фасоль необходимо изучать как экологический объект, с помощью которого можно пополнить запасы соединений азота в почве и повысить ее биологическую активность (Н.Г. Казыдуб, О.Ю. Турина, 2009).

Общеизвестно значение безупречного качества семян для получения высоких и высококачественных урожаев сельскохозяйственных культур (H.H. Кулешов, 1964; В.А. Лудилов, 2000). Установлено, что при обработке активными веществами происходит их проникновение через покровы вглубь семян (Г.С. Егорова, C.B. Васильев, 2009; Г. Зёдинг, 1955). Ростактивирующие вещества активируют энзи-матические процессы, всхожесть и интенсивность развития первичных корешков и ростков растений (П.А. Власюк и др., 1964). Таким образом, обработка семян биологически активными веществами — одно из перспективных направлений их подготовки к посеву.

Степень разработанности темы исследований. Существенный вклад в изучение проблемы селекции и семеноводства фасоли и использования биологических препаратов при возделывании её на семена внесли Т.В. Буравцева (1991, 2009), Н.И. Васякин (2002), Н.Г. Казыдуб (2004, 2009, 2010, 2013), A.A. Муратов (2009), О.В. Паркина (2003), Н.С. Цыганок (2009, 2011, 2012) и др. исследователи. В их работах отражены генетические и морфобиологические особенности культуры, селекционные и семеноводческие подходы, ее хозяйственное значение и воздействие биологических препаратов на урожайность, дана экономическая оценка влияния биологических препаратов на семенную продуктивность. Однако вопросы по рациональному использованию биологических препаратов при обработке семян фасоли овощной в условиях южной лесостепи Западной Сибири проработаны недостаточно.

Цель исследований - провести хозяйственно-биологическую оценку сортов селекции ВНИИССОК и выделить ценный исходный материл, выявить эффективность применения биологических препаратов при обработке семян в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

Задачи исследований:

- изучить сорта коллекции ВНИИССОК по хозяйственно-ценным признакам и выделить из них адаптированные к условиям региона с высоким качеством боба и стабильной урожайностью семян;

- определить посевные качества семян в зависимости от примененных биологических препаратов;

- установить влияние биологических препаратов на фотосинтетическую и симбиотическую активность фасоли овощной;

- изучить особенности формирования структуры урожая при использовании биологических препаратов;

- оценить экономическую эффективность использования биологических препаратов при выращивании фасоли овощной;

- рекомендовать выделенные сорта фасоли овощной и биологические препараты для использования в производственных условиях региона.

Научная новизна работы. Впервые в условиях Омской области изучены особенности роста и развития сортов селекции ВНИИССОК, определены фотосинтетическая деятельность растений, урожайность и качество семян фасоли в зависимости от обработки биологическими препаратами. Установлено, что наиболее эффективны варианты с препаратами Новосил, Росток и Байкал. Показана связь урожайности с показателями фотосинтетической и симбиотиче-ской активности растений фасоли, выявлена экономическая эффективность возделывания фасоли овощной.

Теоретическая и практическая значимость работы. Выделен ценный исходный материал овощной фасоли, адаптированный к местным условиям, включенный в селекционный процесс лаборатории селекции пшеницы и озимой тритикале ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. Г1.А. Столыпина. Изучено влияние биологических препаратов на посевные качества семян, урожайность и симбиотическую активность. Предпосевная обработка семян биологическими препаратами прошла производственную проверку в ЗАО «Тепличный» Омского района, позволив получить высокий урожай (4,1-4,3 т/га) при небольших затратах на использованные препараты (рентабельность составила 89-96%). На основании полученных результатов разработаны рекомендации для селекционной практики и производства.

Методология и методы исследования. Для проведения исследований были заложены лабораторные и полевые опыты. Учет и наблюдения осуществляли согласно методическим указаниям Р.ИР (\97S 1ЪЯТ) гппигтяп.-гв^ынпгг, тоиспытания сельскохозяйственных культур (1989); статистическую обработку опытных данных проводили методом дисперсионного и корреляционного анализа, оценивали экономическую эффективность выращивания фасоли овощной при предпосевной обработке семян биологическими препаратами.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

— ОМПРПРиИР Н^ТПиииь-лп АЧЛАПН ППЛ1ГИГЛ11 Т^ТТ>ТЛ1'11>11> ИШ'ТТЛГТ'ЛТ/' ~ -----

. > ~ . V. .....,. ^УЛИ уиищнин иилличцш! ^ ЛУМ"

плексом хозяйственно-ценных признаков;

— влияние биологических препаратов на посевные качества семян и урожайность фасоли овощной;

— экономическая эффективность предпосевной обработки семян фасоли биологическими препаратами.

Достоверность научных результатов подтверждена многолетними полевыми и лабораторными опытами, значительным объемом материала исследований, их статистической обработкой общепринятыми методиками с высокой степенью достоверности полученных результатов, публикациями автора.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований доложены на Международной научно-практической конференции «Экономические и экологические проблемы в меняющемся мире» (Омск, 2009); на XV научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов «Научные инновации — аграрному производству» (Омск, 2010); на IX региональной научно-практической конференции молодых ученых вузов СФО «Инновации молодых ученых аграрных вузов - агропромышленному комплексу Сибирского региона» (Омск, 2011); на кафедре физиологии растений университета Хоэнхайм (Штутгарт, 2012).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 6 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ. Получен патент и авторское свидетельство на сорт.

Автор выражает благодарность за содействие в выполнении работы научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук, завкафедрой селекции, генетики и физиологии растений Нине Григорьевне Казыдуб, коллективам кафедры селекции, генетики и физиологии растений и лаборатории селекции пшеницы и озимой тритикале.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 168 страницах печатного текста. Состоит из введения, шести глав, выводов, практических рекомендаций. Содержит 44 таблицы, 35 рисунков и 16 приложений. Библиографический список включает 165 источников, в том числе 18 -иностранных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность выбранного направления научных исследований.

Глава 1. Состояние изучаемого вопроса (обзор литературы)

В проведенном обзоре литературы представлены биологическая и экологическая характеристики фасоли овощной, особенности семеноводства данной культуры, использование биологических препаратов в России и за рубежом, рассмотрены биопрепараты, применяемые при выращивании фасоли.

Глава 2. Условия, материал и методика проведения исследований

Изучение сортов коллекции ВНИИССОК фасоли овощной проведено в период с 2007 по 2008 г. Исследовано влияние биологических препаратов при выращивании культуры на семена в течение 2009-2011 гг. Опыты с 2007 по 2011 г. закладывались на опытном поле лаборатории яровой пшеницы и озимой тритикале им. С.И. Леонтьева при кафедре селекции, генетики и физиологии растений агрономического факультета Омского государственного аграрного университета

им. П. А. Столыпина Почвы опытного участка - лугово-черноземные. Метеорологические условия в годы исследований различались по количеству и распределению выпавших осадков и температурному режиму, что позволило оценить и выделить сорта фасоли по хозяйственно-ценным признакам и изучить влияние предпосевной обработки семян биологическими препаратами.

Материалом для исследований послужили 12 сортов фасоли овощной селекции ВНИИССОК (Москва). Сорта в коллекционном питомнике высевались вручную на однорядковых делянках в четырехкратной повторности, по схеме 60 х 10 см, на глубину 4-5 см. Площадь делянки - 4,2 м2 (норма высева на 1 м2 = 15 семян). Изучение коллекционного материала проведено по методике ВИР (Методические указания, 1975), методическим указаниям по изучению образцов мировой коллекции фасоли (ВИР, 1987).

В опыты с биологическими препаратами включены сорта фасоли овощной селекции ВНИИССОК, выделенные по хозяйственно-ценным признакам в результате изучения в течение 2007-2008 гг.: Аришка, Секунда, Золушка. В качестве стандарта использовали сорт Секунду. Для разнообразия сортового ассортимента Западно-Сибирского региона в опыты с биологическими препаратами включены сорта иностранной селекции и сорт селекции ОмГАУ (зарегистрированный в Государственном реестре в 2012 г.). Всего в опытах с биологическими препаратами использованы 7 сортов фасоли овощной, из них 6 - детерминант-ные и один - индетерминантный.

Для предпосевной обработки семян фасоли овощной использовались биологические препараты: Новосил (Институт органической химии им. H.H. Ворожцо-ва СО РАН, г. Новосибирск), Росток (НПЦ «Эврика», г. Тюмень), Байкал Эм-1 (ООО «ЭМ//кооперация», г. Москва), Планриз (Референтный центр Россельхоз-надзора, г. Омск) и экспериментальный препарат - Штамм фасолевый (Центральный сибирский ботанический сад СОРАН, г. Новосибирск). Биопрепараты применены по нормам расхода согласно рекомендациям производителя.

Закладка опытов с биологическими препаратами осуществлялась согласно методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989). Схема посева аналогичная, как и при изучении коллекции. Опыты закладывали в четырехкратной повторности. Посевные качества семян определяли по ГОСТу 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения качества» (1991). Распозновалие их качественных показателей семян установлено по широкому унифицированному классификатору СЭВ и междунаоодному классификатору СЭВ культурных видов рода Phaseolus L. (1985).

Определяли жизнеспособность пыльцы в лабораторных условиях по разработанной и рекомендованной методике И.Т. Балашовой и Е.Г. Козар (2010) «Определение жизнеспособности пыльцы культуры фасоль». Площадь листьев устанавливали по методу H.H. Третьякова (2003). Показатели фотосинтетической Деятельности Посевов — ПО методике А А Ничипппппии МОШ fc-ni/^ui«

- - •—•----- - " ".ils/jivuii 1 uwy. AUlj WI1U

кообразующую способность сортов фасоли оценивали в фазу цветение - начало созревания бобов по количеству и размеру клубеньков, их местонахождению (Посыпанов, 1983). Учет урожайности зеленых бобов фасоли овощной прово-

дили в фазу технической спелости по «Методике опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве» (Велик, 1992).

Биохимический анализ зеленых бобов проводили в ФГБУ «Федеральный центр оценки безопасности и качества зерна и продуктов его переработки» в Омском филиале по нормативным документам: ГОСТ 13496.2-91 (сырая клетчатка), ГОСТ 26570-95 (кальций), ГОСТ 26657-97 (фосфор), ГОСТ 13496.4-93 (сырой протеин), ГОСТ 30692-00 (медь, цинк), ГОСТ 27998-88 (железо), ГОСТ 27997-88 (марганец).

Устойчивость сортов к антракнозу в полевых условиях определяли в фазу начала созревания семян по шкале поражения в соответствии с классификатором (ВИР, 1984). Уборку растений проводили в фазу полной спелости бобов вручную.

Метеорологические условия вегетационных периодов (2007-2011) оценивали по данным Омской метеорологической станции (Агрометеорологические бюллетени, 2007-2011 гг.).

Экономическая эффективность возделывания сортов и применения биологических препаратов рассчитана в ценах 2011 г. Статистическую обработку экспериментальных данных проведена по методике, изложенной в пособии Б.А. Доспе-хова (1985) и с помощью программы SPSS версии PASW Statistics 18.0.

Глава 3. Характеристика сортов фасоли селекции ВНИИССОК по хозяйственно-ценным признакам

Продолжительность и структура вегетационного периода. Короткий вегетационный период решает многие проблемы: уход от ранних и поздних заморозков, засухи, поражения болезнями и насекомыми. При селекции фасоли на скороспелость нужно учитывать не только период вегетации, но и продолжительность межфазных периодов, т.е. посев-всходы, всходы—цветение, цветение-техническая спелость и всходы-техническая спелость.

Наши исследования показали, что период посев-всходы незначительно отличались по сортам, но значительно варьировала по годам. Особое значение при изучении фасоли овощной имеет период всходы-цветение (он должен быть коротким). В среднем за два года исследований у сортов у сортов Сакфит, Золушка, Аришка, Рант, Рашель, Креолка и Мрия этот период на 1-3 дня короче, чем у стандарта. Межфазный период цветение-техническая спелость - наиболее важный в развитии растений фасоли овощной, именно в это время формируется урожай, происходит синтез белков и его компонентов. По данному периоду выделены сорта: Сакфит, Золушка, Аришка, Рант, Рашель, Креолка, Мрия и Лика.

По результатам изучения всего вегетационного периода за два года исследований в качестве источников скороспелости следует рекомендовать в селекционный процесс сорта: Сакфит, Золушку, Аришку, Рант и Рашель.

Компоненты продуктивности. Продуктивность сортов фасоли овощной определяется числом бобов и семян на растении, числом семян в бобе и массой 1000 семян, а также массой бобов с растения, которая зависит от составляющих

ее элементов: числа бобов в технической спелости и массы одного боба (Филимонова, 2009).

В наших исследованиях число бобов менялось в зависимости от условий года от б до 24 штук у раннеспелой группы сортов и у среднеспелой - от 8 до 27 штук. Выделены следующие сорта, превысившие стандарт по количеству бобов с одного растения: у раннеспелой группы - Аришка, Золушка и Сакфит; у среднеспелой — Пагода и Лика.

Урожайность зеленых бобов сортов раннеспелой группы варьировала от 405 до 540 г/м2, у среднеспелых - 390-540 г/м2. Следует отметить: у фасоли овощной чем мельче семя, тем выше качество зеленых бобов. По данному признаку выделены сорта: из раннеспелой группы - Сакфит, Золушка, Рашель и Аришка; в среднеспелой группе - Фантазия, Креолка, Мрия, Пагода и Лика. По признаку массы семян с растения выделены сорта раннеспелой группы - Золушка, Аришка и Сакфит; из среднеспелой — Лика. Представленные сорта фасоли овощной можно использовать в селекционных целях как источники семенной продуктивности. Урожайность семян фасоли овощной в среднем за два года в раннеспелой группе составила от 144,8 до 314,3 г/м2, выделены сорта Аришка-314,3 г/м2, Золушка-290,3 г/м . У среднеспелых сортов урожайность семян варьировала от 200,3 до 319,5 г/м2. В данной группе спелости выделен сорт Лика (319,5 г/м2).

В наших исследованиях урожайность зеленых бобов зависела от количества и массы бобов с растения, а также количества сборов. Все представленные признаки тесно коррелировали с данным показателем (г = 0,71-0,99). Установлена прямая сильная корреляционная зависимость по урожайности семян от количества сборов, количества бобов с 1 растения и массы семян с растения. По данным признакам коэффициент корреляции варьировал от 0,74 до 0,99.

По результатам изучения коллекции рекомендуем использовать в селекционном процессе в качестве источников признаков продуктивности раннеспелые сорта Аришка и Золушка, среднеспелые - Лика.

Пригодность к механизированной уборке. В технологии производства фасоли механизация уборки пока еще главная проблема, поскольку в значительной степени сдерживается из-за отсутствия специализированных машин. Наибольший интерес представляют сорта с высоким прикреплением нижнего боба.

У растений фасоли овощной высота прикрепления нижнего боба варьировала от 11 до 18 см у сортов раннеспелой группы и от 11 до 16 см - у среднеспелой. В нашем опыте прикрепление нижнего боба зависело от высоты растения: у раннеспелой группы г = 0,73±0,37; у среднеспелой - г = 0,68±0,46.

По результатам изучения пригодности сортов фасоли овощной к механизированной уборке рекомендуется использовать в селекционном процессе в качестве источников сорта Золушка, Аришка, Креолка и Мрия.

Кпубенькообразующая способность. Благодаря замечательному свойству синтезировать и накапливать большое количество белка и других азотистых веществ за счет использования дешевого источника азота - воздуха роль зернобобовых культур значительна в повышении плодородия почв.

Наблюдение за образованием клубеньков на корнях фасоли овощной в полевых опытах показало, что сорта Мрия, Пагода, Аришка, Золушка, Лика, Сак-фит, Креолка и Рашель существенно превзошли сорт-стандарт — количество клубеньков на их корнях в среднем было от 44 до 79 штук, тогда как у сорта-стандарта Секунда в среднем 34 штук. Так как клубеньки у различных сортов отличаются по размеру, более объективную картину дает показатель массы клубеньков с растения. Наибольшая масса клубеньков — у Пагоды, Креолки, Мрии, Аришки и Золушки (1,21 до 1,60 г с растения). Выделенные сорта можно использовать в качестве источников данного признака в селекции фасоли овощной.

Биохимический состав и качество бобов. По данным химического анализа были выделены сорта с высоким содержанием в зеленых бобах сырого протеина: Мрия (18,7%), Лика (17,4%), Аришка (17,2%), Креолка (17,2%) и Золушка (17,1%); фосфора-Аришка (0,49%) и Мрия (0,49%).

Наибольшее количество железа содержалось в бобах сортов Золушка (12,69 мг/кг), Креолка (12,10 мг/кг) и Мрия (11,95 мг/кг). По содержанию меди выделены сорта фасоли Золушка (6,17 мг/кг) и Мрия (5,56 мг/кг). Большое содержание цинка выявлено в бобах сортов Золушка (23,11 мг/кг), Креолка (25,77 мг/кг) и Мрия (23,02 мг/кг). По наибольшему количеству йоду выделены сорта Креолка (0,9 мг/100 г), Мрия (0,8 мг/100 г) и Лика (0,9 мг/100 г).

Качество зеленых бобов определяется мясистостью, отсутствием пергаментного слоя в створках и волокна в швах, гладкостью и их выравненностью. В нашем исследовании по показателям технологичной спелости бобов выделены сорта Аришка и Золушка, которые можно использовать в качестве источников высоких вкусовых и питательных качеств, пригодных к переработке.

Устойчивость к болезням и вредителям. Антракноз в условиях южной лесостепи Западной Сибири наиболее вредоносен для фасоли среди грибных болезней, особенно в дождливые годы или в конце вегетации с появлением холодных дождей и рос. В нашем исследовании по устойчивости к антракнозу выделены сорта фасоли овощной: Сакфит, Золушка, Рашель, Аришка, Рант, Креолка, Мрия и Пагода, рекомендованные в селекционный процесс как источники устойчивости к болезни.

Глава 4. Улучшение хозяйственно-ценных признаков фасоли овощной при использовании биологических препаратов

Лабораторная и полевая всхожесть, сохранность растений. Всхожесть семян - один из основных показателей качества семенного материала. Перед закладкой на проращивание в лабораторных условиях семена фасоли предварительно были обработаны биологическими препаратами. В среднем за 2009— 2011 гг. энергия прорастания семян фасоли овощной в контроле (без обработки) варьировала от 13 до 60%, в вариантах с обработкой биологическими препаратами — от 10 до 67%. Максимальная энергия прорастания (67%) выявлена у семян сорта Золушка, обработанных препаратом Росток. Влияние препаратов Байкал, Росток и Новосил на энергию прорастания семян отмечалось у всех исследуемых сортов в сравнении с контролем и сортом-стандартом.

Препараты Байкал и Росток оказали достоверное действие на лабораторную всхожесть семян фасоли, которая в среднем составила 98% и 99% соответственно. Высокая полевая всхожесть за 2009-2011 гг. отмечена у сорта Золушка, при обработке препаратом Планриз она составила 100%. В вариантах с обработкой биологическими препаратами Росток, Байкал и Планриз у всех исследуемых сортов отмечена высокая полевая всхожесть семян (97-99%).

Метеорологические условия в период проведения опытов существенно различались по годам, но в среднем в период роста и развития растений фасоли овощной за три года исследований отмечены благоприятные погодные условия с достаточным количеством влаги, в связи с чем сохранность растений по всем вариантам обработки была достаточно высокой (94-100%).

Биометрические показатели растений. Биологические препараты, используемые в опытах, обладают широким комплексом полезных свойств. Наряду с фунгицидными свойствами, увеличением урожайности и качества продукции, для них характерен также ростостимулирующий эффект. Поэтому изучение реакции растений фасоли овощной на обработку биологическими препаратами было одной из задач исследования. Поскольку одним из сдерживающих факторов распространения фасоли овощной как полевой культуры остается пригодность сортов к механизированной уборке, при выращивании культуры на семена целесообразно изучить действие препаратов на такие биометрические параметры, как высота растений, прикрепление нижнего боба и расстояние от кончика боба до почвы.

Растения, семена которых обработаны препаратами Новосил, Росток, Байкал и Планриз, были выше относительно растений в контрольном варианте, кроме сортов Бона и Gold Mari. Препарат Штамм был наименее эффективен. Положительное действие'биопрепаратов достигнуто только на сортах Аришка и Сисаль и выражалось в прибавке по высоте к контролю на 5,4 см и 1,1 см соответственно. Все опытные варианты достоверно отличались от контроля. Во всех вариантах опыта при обработке биологическими препаратами высота растений достоверно превышала высоту сорта-стандарта Секунда.

Достоверная прибавка в высоте прикрепления нижнего боба по сравнению с контролем зафиксирована у сорта Сисаль при обработке препаратами Новосил, Росток и Байкал и составила от 1,2 см до 1,6 см. Препарат Росток положительно повлиял на сорт Золушка. Высота прикрепления нижнего боба в среднем составила 20,1 см, что на 1,0 см выше контроля. Препарат Штамм был наименее эффективен. Положительное действие достигнуто только на сорте Бона (17,9 см). Действие препарата Планриз у исследуемых сортов не было выявлено. У сортов Аришка, Золото Сибири и Gold Mari в опытах с биологическими препаратами высота прикрепления нижнего боба не превышала контрольные значения (рис. 1).

^^2010 2232011

Рис. 1 - Высота прикрепления нижнего боба у растений фасоли овощной в зависимости от обработки биологическими препаратами (2009-2011 гг.)

Достоверная прибавка по показателю расстояния от кончика боба до поверхности почвы по сравнению с контролем отмечена у сорта Сисаль при обработке препаратами Новосил, Росток, Байкал и Штамм. Прибавка составила от 0,3 до 1,9 см. Препарат Росток положительно повлиял на сорта Золушка и Золото Сибири. Расстояние от кончика боба до поверхности почвы в среднем составило 10,3 см и 9,8 см соответственно.

Фотосинтетическая деятельность растений. Фотосинтез - основа сложной последовательной цепи метаболизма растений, обеспечивающая ее рост, развитие и продуктивность. Для получения высоких урожаев необходимо, чтобы посевы имели оптимальную для фотосинтеза листовую поверхность (Ничипорович, 1988). В целом все биологические препараты способствовали увеличению площади листьев сортов фасоли на 19,5-34,4%, кроме препарата Планриз, примененного на сортах Gold Mari и Золушка. В варианте с обработкой препаратом Новосил максимальная площадь листьев отмечена у растений сорта Золушка - 72,3 тыс. м2/га. Это на 18,5 тыс. м2/га больше, чем в варианте без обработки.

Надежным показателем, характеризующим фотосинтетическую мощность листового аппарата посевов, является их фотосинтетический потенциал (ФП). В наших опытах биологические препараты способствовали стабильному увеличению значений ФП посевов сортов фасоли овощной на 27-34%, кроме сорта Золушка при обработке препаратом Планриз. О качественной стороне работы фотосинтетического аппарата можно судить по величине чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). В среднем за 2010-2011 гг. исследований ЧПФ в вариантах с обработкой биологическими препаратами составила 4,05—7,12 г/м2 в сутки (табл. 1).

Таблица 1 - Чистая продуктивность фотосинтеза (г/м2сут) фасоли овощной

(в среднем за 2010-2011 гг.)

-—.-Обработка (В) Сорт (А) ——_ Контроль Новосил Росток Байкал Штамм Планриз

Секунда, st 3,8 4,3 4,1 4,3 4,2 4,3

Аришка 3,7 4,3 4,2 4.4 4,2 4,2

Золушка 4,2 6,9 5,3 6,1 6,0 4,8

Бона 4,1 5,8 5,1 4,5 4,5 5,2

Сисаль 4,1 4,9 5,5 4,3 6,1 5,8

Золото Сибири 4,1 4,1 5,4 4,3 4,4 6,1

Gold Mari 8,0 6,9 6,9 6,8 6,9 7,1

HCP„S 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Во всех вариантах обработки у сортов отмечается статистически достоверное увеличение ЧПФ в 1,1-1,5 раза по сравнению с контролем как по фактору А, так и по фактору В, кроме сорта Gold Mari.

Чистая продуктивность фотосинтеза находится в сильной прямой зависимости с формированием урожайности (коэффициент корреляции г в зависимости от обработки варьировал от 0,6±0,32 до 0,9±0,20). Урожайность семян фасоли овощной сортов Аришка, Золушка, Бона, Сисаль и Золото Сибири в большей степени зависела от обработки препаратами Новосил, Росток и Планриз. Полученные данные в результате исследования превышали контрольные значения в 0,5-1,5 раза.

Жизнеспособность пьтьцы. Все чаще в селекционных достижениях и для получения высококачественного семенного материала не обходятся без новых подходов отбора устойчивых форм растений к абиотическим стрессам по комплексу признаков мужского гаметофита - жизнеспособности пыльцы, ее устойчивости, длины пыльцевых трубок и др. (Салтанович и др., 2008; Weaver, 1987).

В процессе исследования жизнеспособности пыльцы, взятой с сортов разной обработки биологическими препаратами, отмечены различия между изучаемыми препаратами в сравнении с контролем. В опытах с биологическими препаратами жизнеспособность пыльцы исследуемых сортов варьировала от 12,5 до 91,2%, в контроле - от 5,3 до 84,8%. По результатам экспериментальных данных отмечено: жизнеспособность пыльцы при использовании биологических препаратов возрастает, хотя по фактору В (препараты) достоверность опыта 2011 г. не выявлена. Таким ойразом, на признак мужского гаметофита влияет генотип сорта, способствующий увеличению устойчивости на разных этапах развития растений.

Клубенькообразующая способность растений. Усиление влияния на урожай симбиотически фиксированного азота - задача рациональной технологии возделывания зернобобовых культур (Graham, 2003). Этой цели служит применение бактериальных препаратов на основе клубеньковых бактерий. Из всех исследуемых препаратов максимально положительное действие на количество клубеньков оказал Штамм фасолевый. У всех сортов при обработке им отмечена высокая азотфиксируюшая способность по сравнению с сортом-стандартом. Отмеченное количество клубеньков - от 29 до 54 шт. (в контроле - 14—30 шт.). При

обработке препаратом фасолевым Штаммом масса клубеньков у изучаемых сортов также значительно превышала контрольные значения. Максимальные значения по данному показателю в сравнении с контролем отмечены у сортов Сисаль (1,3 г) и Золото Сибири (1,2 г). Действие препарата Штамм направлено непосредственно на симбиотическую фиксацию фасоли, данный эффект зафиксирован на всех изучаемых сортах и статистически достоверно превышал контроль.

Устойчивость к болезням. Под действием биологически активных веществ возрастает устойчивость растений к неблагоприятным внешним воздействиям и способность противостоять болезням (Безуглова, 2000). Болезни резко снижают урожай фасоли, так как поражают не только растения, но и семена.

За период 2010-2011 гг. оценка степени пораженности болезнью во всех вариантах обработки варьировала от 1 до 3 баллов. В контрольном варианте у исследуемых сортов пораженность антракнозом составила 2-3 балла (рис. 2).

Рис. 2 - Устойчивость к антракиозу сортов фасоли овощной в зависимости

от обработки биологическими препаратами (2010-2011) Исследуемые сорта фасоли, обработанные препаратом Планриз, в меньшей степени были поражены антракнозом. В среднем за 2010-2011 гг. в опыте с обработкой данным препаратом выделены сорта Аришка, Золушка, Бона, Сисаль и Золото Сибири (1 балл). Необходимо отметить, что в наших исследованиях сорт Золото Сибири селекции ОмГАУ наименее поражен антракнозом вне зависимости от варианта обработки.

Глава 5. Повышение урожайных свойств лучших сортов фасоли овощной

Элементы структуры урожая. Только правильно подготовленные семена для посева могут дать хороший урожай. Важным резервом повышения урожайности сельскохозяйственных культур являются биологически активные вещества (Иванов, 1961; Безуглова, 2000). Продуктивность сорта фасоли - один из основных критериев его оценки, сложный признак. В наших исследованиях критерий проанализирован по следующим показателям у сортов фасоли овощной: числу

сборов зеленых бобов с растения, массе бобов с растения, массе одного боба, количеству бобов с растения, массе семян с растения и массе 1000 семян.

Для фасоли овощной важно количество сборов за сезон при организации конвейера зеленых бобов. В среднем за три года количество сборов варьировало от 4 до 7 раз в опытах с биологическими препаратами и в контроле. У сорта Аришка количество сборов увеличилось с применением препаратов Новосил, Росток, Байкал и Штамм. Препарат Штамм положительно повлиял на сорт Золушка, увеличив сбор зеленых бобов в среднем до 6 шт. На сорт Золото Сибири оказал влияние препарат Росток (7 шт.).

Действие биологических препаратов заметно повлияло на массу бобов с растения у всех исследуемых сортов, кроме сорта-стандарта Секунда. Достоверная прибавка к контролю в опытах с биологическими препаратами варьировала от 7,9 до 72,0 г (табл. 2).

Таблица 2 - Масса бобов с растения (г) (в среднем за 2009-2011 гг.)

-—Обработка (В) Сорт (А) Контроль Новосил Росток Байкал Штамм Планриз

Секунда, st 41,0 42,9 41,2 42,0 39,6 41,2

Аришка 82.0 99,9 98,6 97.6 104,4 98,5

Золушка 82.8 102,3 104,3 105,9 109,3 103,2

Бона 82,7 107,4 107,1 108,2 115,2 105,3

Сисаль 85,4 98,2 108,5 107,4 114,0 110,8

Золото Сибири 86,2 104,3 111.8 109,0 110,1 110,0

Gold Mari 100,6 108,6 117,7 112,6 172,7 117.8

HCPos 8,0 9,5 9,9 9,8 10,9 9,8

Для технологической продуктивности, кроме количества сборов и массы зеленых бобов, характерен третий важный показатель - масса одного боба. По данному признаку у исследуемых сортов в контроле в среднем это составило от 4,8 до 8,2 г. В вариантах с обработкой биологическими препаратами варьировало от 4,7 до 8,4 г. Достоверное влияние на массу одного боба оказал генотип сорта (А). Статистический анализ не выявил достоверности влияния обработки биопрепаратами (В) и взаимодействия сорта и варианта обработки (АВ).

Как отмечалось, продуктивность растений фасоли обусловливает взаимодействие целого комплекса показателей, среди которых важное значение имеют количество бобов и масса семян с растения.

Влияние биологических препаратов на элементы семенной продуктивности фасоли овощной прослежено во всех вариантах обработки. Из биопрепаратов положительное действие на количество бобов у всех сортов фасоли оказали Новосил и Росток (рис. 3).

Контроль -г/-" в-2009 1 -О—2010 -л...2011 Новосил , ],,. Л...Д.....л...... ,-Г Л--4---4-.—- " > ' .....■ V I Росгсж {'.....4 Л"- : 1 у _______-4" • г- -..« /Л ]■■•■ • Г

Байкал ; ...... Шгамы 5 Г . г /У • Ппэнрю ' 1

"Г

о* с* А?

с/

Рис. 3 - Количество бобов с растения сортов фасоли в зависимости от обработки семян биологическими препаратами (2009^2011)

У сортов при обработке этими препаратами отмечена достоверная прибавка в сравнении с контролем и сортом-стандартом. Увеличение числа бобов с растения на 1-4 шт. в сравнении с контролем отмечено у большинства изучаемых сортов при обработке препаратами Новосил, Росток и Байкал.

Достоверное увеличение массы семян с растения наблюдалось во всех вариантах обработки биологическими препаратами. Тем не менее, действие препарата Планриз оказалось незначительным. Прибавка к контролю на 0,8-1,2 г отмечена у сортов Аришка (24,7 г), Золушка (23,6 г). Бона (26,3 г) и Сисаль (30,0 г).

Масса 1000 семян - важный хозяйственный признак у фасоли овощной, наименее изменчивый из всех элементов продуктивности (Цыганок, Казыдуб, 2009). В контрольном варианте масса 1000 семян у исследуемых сортов в среднем составила 269,3-347,0 г. По вариантам обработки масса 1000 семян варьировала от 219,6 до 349,6 г. Выделенные сорта фасоли овощной Сисаль, Золушка и Аришка согласно международному классификатору СЭВ культурных видов рода РИанеоЫ I. по массе 1000 семян (219,6-256,8 г.) относятся к мелко семенной группе.

Урожайность зеленых бобов и семян. Урожайность является интегральным показателем роста и развития, фотосинтетической продуктивности и сим-биотической деятельности растений. В среднем за три года исследований отмечено положительное влияние биологических препаратов на урожайность сортов фасоли овощной.

Наиболее высокая урожайность зеленых бобов наблюдалась в вариантах обработки препаратом Новосил у сортов Секунда (255 г/м2), Аришка (345 г/м2) и Бона (315 г/м2). Прибавка к контролю составила 10-35%. При обработке препаратами Росток и Байкал у всех исследуемых сортов отмечено достоверное увеличение урожайности бобов на 9-26%.

По урожайности семян все биологические препараты оказали положительный эффект на изучаемые показатели сортов фасоли (рис. 4). При обработке препаратами Новосил, Росток и Байкал у всех сортов прослеживается достоверное увеличение урожайности на 4—17%. Максимальная прибавка с использованием препарата Байкал отмечена у сорта Аришка (420 г/м2), Золушка (390 г/м2), Золото Сибири (450 г/м2) и Gold Mari (525 г/м2). При обработке препаратом Росток урожайность семян составила 390-525 г/м2, значительно превысив сорт-стандарт. В опытах с препаратом Новосил максимальная урожайность отмечена у сортов Бона, Сисаль, Золото Сибири и Gold Mari — от 420 до 525 г/м2.

550

500 450

I -и»

Т 350 1 300

I 250

1 Sn° J- 450

400

350 300 2SO

—Контроль '■fj ♦ Ноооонл ■ Щ Контроль • Роото* —Контроль

JS ♦ Байкал —т— Контроль J"'''*'''" ™г#— Штамм " ■ Контроль ' Планриэ «" —Ш— Контроль

о —,--—,----,-----—--,——,-,-,---—^—--г-л—,-,--,-,-,---,

г^У сф"

сГ ^ V

Рис. 4 — Урожайность семян сортов фасоли овошной при обработке

биологическими препаратами в сравнении с контролем (2009-2011)

Глава 6. Экономическая эффективность возделывания лучших сортов фасоли овощной при предпосевной обработке семян биологическими препаратами

В среднем за три года вегетационных опытов данный показатель в наших вариантах с обработкой семян биологическими препаратами (Росток и Новосил) у сортов Сисаль и Золото Сибири превышали контроль на 1о—19% и варьировали от 4,1 до 4,3 т/га. У сортов в контрольном варианте данный показатель варьировал от 3,3 до 3,5 т/га. Расчеты показали, что условно чистый доход с гектара при выращивание культуры на семена в зависимости от препаратов и сорта варьировал от 115,6 до 140,6 тыс. руб. когда в контрольном варианте - от 93,5 до 95,4 тыс. руб. При производстве семян фасоли (2011 г.) экономическая эффективность использование биологических препаратов показала, что их применение определило высокие показатели рентабельности при небольших затратах на использованные препараты. Рентабельность находилась на уровне 89-96%.

ВЫВОДЫ

1. В результате изучения и комплексной оценки по хозяйственно-ценным признакам фасоли овощной коллекции ВНИИССОК в условиях южной лесостепи Западной Сибири выделены источники по признакам: скороспелости -Сакфит, Золушка, Аришка, Рант и Рашель; элементам продуктивности - Ариш-ка, Золушка и Лика; пригодности к механизированной уборки - Золушка, Аришка, Креолка и Мрия; клубенькообразующей способности - Аришка и Золушка; в качестве источников высоких вкусовых и питательных качеств, пригодных к переработке - Аришка и Золушка; устойчивости к болезням - Сакфит, Золушка, Рашель, Аришка, Рант, Креолка, Мрия и Пагода.

2. Наиболее адаптированные для условий южной лесостепи Западной Сибири были сорта фасоли овощной Аришка, Золушка и Мрия.

3. Выявлены достоверные корреляции между хозяйственно-ценными признаками, определяющими продуктивность фасоли в технической и биологической спелости: урожайность зеленых бобов связана с количеством сборов (г = 0,71-0,80), количеством бобов с растения (г = 0,71-0,83) и массой бобов с растения (г = 0,99); урожайность семян коррелирует с количеством сборов бобов (г = 0,75-0,80), количеством бобов с растения (г = 0,74-0,94) и массой семян с растения (г = 0,81-0,99).

4. Использование биологических препаратов при выращивании исходного семенного материала оказывает влияние на рост, развитие, продуктивность растений и впоследствии на выход семян на следующий год.

5. Применение биологических препаратов при посеве семян фасоли оказало положительное влияние на основные показатели фотосинтетической продуктивности посева: обработка семян препаратами Новосил, Росток, Штамм, Байкал и Планриз способствовала увеличению площади листьев на 3,8-66,6% по сравнению с контролем. Наибольший фотосинтетический потенциал посева - 607,2 тыс. м сут/га и чистая продуктивность фотосинтеза - 6,85 г/м2 сут получены при обработке Новосилом. Изучаемые биопрепараты способствовали стабильному увеличению фотосинтетического потенциала агроценозов фасоли.

6. Число и масса клубеньков увеличиваются в зависимости от варианта обработки семян биологическими препаратами. Максимальное число клубеньков в условиях региона отмечено на корнях растений фасоли у сортов Бона, Сисаль, Золото Сибири и Gold Mari при обработке препаратом Штамм.

/. '^орасотка ссмяк перед посевом способствует повышению экономической эффективности возделывания фасоли. В производственных условиях ЗАО «Тепличный» Омского района при обработке семян биологическими препаратами Росток и Новосил получена прибавка урожая в размере 4,1^,3 т/га в зависимости от сорта. Рентабельность производства при предпосевной обработке семян биологическими препаратами Росток и Новосил на 13,6-27,1% выше, чем в контроле.

8. Урожай семян фасоли овощной в большей степени зависела от обработки препаратами Росток, Байкал и Новосил, составив от 360 до 525 г/м2, что в 0,2-0,6 раз больше по сравнению с контролем.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ И ПРОИЗВОДСТВА

1. Для повышения эффективности селекционного процесса при создании новых сортов фасоли для условий южной лесостепи Западной Сибири целесообразно использовать в качестве источников выделенные по комплексу хозяйственно-ценных признаков сорта Золушка и Аришка (раннеспелые) и Мрия (среднеспелые), максимально адаптированные к условиям региона и обладающие высокой продуктивностью.

2. Для повышения потенциала урожайных и семенных свойств сортов Сисаль и Золото Сибири в производстве рекомендуется активизировать семена биологическими препаратами Новосил (10 мл препарата на 10 л воды) и Росток (3 мл препарата на 10 л воды).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, включённых в перечень ВАК РФ

1. Казыдуб Н.Г. Селекция фасоли овощной в условиях южной лесостепи Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, Т.В. Рассказова, О.Ю. Турина // Известия Санкт-Петербурского гос. аграр. ун-та. — 2011. —№ 23. — С. 37-41.

2. Турина О.Ю. Влияние биологических препаратов па элементы продуктивности фасоли овощной в условиях южной лесостепи Западной Сибири / О.Ю. Турина, Н.Г. Казыдуб // Достижения науки и техники АПК. - 2014. - №1

- С. 25-27.

Публикации в других изданиях

3. Казыдуб Н.Г. Фасоль - перспективная овощная культура для Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, О.Ю. Турина // Вести. Ом. гос. аграр. ун-та. - Омск. -2009.-№2.-С. 49-51.

4. Казыдуб Н.Г. Вклад симбиотического азота бобовых (фасоль овощная и зерновая) в плодородие почв Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, А.П. Клинг, О.Ю. Турина // Экономические и экологические проблемы в меняющемся мире: монография.-СПб., 2010.-С. 111-113.

5. Казыдуб Н.Г. Фасоль - перспективная овощная культура для южной лесостепи Западной Сибири / Н.Г". Казыдуб, А.П. Клинг, О.Ю. Турина // Совре-

MPUULIP -IPUn^UMMM Ii <■' ■ I > ' W I I I < 11 Ы I 'l * 4 . ' II I 11|Г| . I I i Iii"1 I Iii Tl M 1 11 i. IV i, V 11 i. 1 Vi i ТпяПЫПМН M — --- . ... .......... .. ~ ............-...—....... ......Jt - .............

перспективы: материалы II Междунар. науч.-практ. конф. (Москва, 2-4 августа 2010 г.): материалы докладов, сообщений. - М.: Изд-во ВНИИССОК, 2010. - Т. 2.- С. 281-286.

6. Симбиотическая азотофиксация бобовых - важный источник биологического азота в плодородии почв Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб [и др.] // Научно-инновационная деятельность в агропромышленном комплексе: сб. научи, статей 5-й Международной научн.-практ. конф. (Минск, 21—22 апреля 2011 г.).

- в 2 ч. - 4.1 / редкол. Н.В. Казаровец [и др.]. - Минск, 2011. - С. 160-161.

Авторские свидетельства, патенты

7. Авторское свидетельство № 55677 РФ. Сорт фасоли овощной Золото Сибири / Н.Г. Казыдуб, О.Ю. Турина, А.П. Клинг, Т.В. Рассказова / ОмГАУ им. П.А. Столыпина. Заявка № 8954125, дата приоритета 30.11.2010 г., зарегистрировано 05.12.2012 г.

8. Патент № 6688 РФ. Сорт фасоли овощной Золото Сибири / Н.Г. Казыдуб,. О.Ю. Турина, А.П. Клинг, Т.В. Рассказова / ОмГАУ им. П.А. Столыпина. Заявка № 8954125, дата приоритета 30.11.2010 г., зарегистрирован 05.12.2012 г.

Формат А5. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Печать на ризографе. Тираж 100 экз. Заказ № 116. 2014 г.

Отпечатано ООО «Технология», г. Омск, ул. Вавилова 137, тел.: 495-491.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Полтораднева, Ольга Юрьевна, Омск

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А. СТОЛЫПИНА»

04201457346

На правах рукописи

ПОЛТОРАДНЕВА ОЛЬГА ЮРЬЕВНА

ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИИ ФАСОЛИ И УЛУЧШЕНИЕ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ КУЛЬТУРЫ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.05 - Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор с.-х. наук, доцент Н.Г. Казыдуб

Омск-2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................4

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)...............9

1.1 Краткая история распространения фасоли....................................................9

1.2 Биологические и экологические особенности фасоли..............................15

1.3 Особенности семеноводства фасоли овощной..........................................20

1.4 Применение биологических препаратов.................................................22

1.4.1 История открытия биологически активных веществ.................................25

1.4.2 Краткая характеристика основных классов биологических препаратов......28

1.4.3 Применение биологических препаратов при выращивании фасоли овощной на семена........................................................................31

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.. .35

2.1 Почвенно-климатические условия южной лесостепи Омской области..........35

2.2 Метеорологические условия в годы проведения исследований.........................37

2.3 Материал и методика проведения исследований.........................................45

3. ХАРАКТЕРИСТИКА СОРТОВ ФАСОЛИ СЕЛЕКЦИИ ВНИИССОК ПО ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ..........................................51

3.1 Продолжительность и структура вегетационного периода.........................51

3.2 Компоненты продуктивности..............................................................54

3.3 Пригодность к механизированной уборке................................................61

3.4 Клубенькообразующая способность....................................................62

3.5 Биохимический состав и качество бобов...............................................65

3.6 Устойчивость фасоли овощной к болезням и вредителям.........................67

3.7 Сорта фасоли овощной, рекомендованные для выращивания в приусадебных хозяйствах........................................................................................68

ПРЕПАРАТОВ..........................................................

4.1 Лабораторная и полевая всхожесть, сохранность растений,

4.2 Биометрические показатели растений............................

.72

4.3 Фотосинтетическая деятельность растений.............................................84

4.4 Жизнеспособность пыльцы.................................................................90

4.5 Клубенькообразующая способность растений.............................................93

4.6 Устойчивость к болезням......................................................................98

5. ПОВЫШЕНИЕ УРОЖАЙНЫХ СВОЙСТВ ЛУЧШИХ СОРТОВ ФАСОЛИ ОВОЩНОЙ...................................................................................101

5.1 Элементы структуры урожая...............................................................101

5.2 Урожайность зеленых бобов и семян.....................................................112

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛУЧШИХ СОРТОВ ФАСОЛИ ОВОЩНОЙ ПРИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН БИОЛОГИЧЕСКИМИ ПРЕПАРАТАМИ....................................116

Выводы...............................................................................................119

Рекомендации для селекционной практики и производства...........................121

Библиографический список......................................................................122

Приложения..........................................................................................138

Введение

Актуальность темы. Возрастающее в последнее время стремление к здоровому образу жизни, вегетарианство, значительный объем знаний о полезных свойствах бобовых культур увеличивают к ним интерес и делают их все более популярными. Наряду с другими зерновыми, крупяными и овощными культурами они составляют фундамент растительной пищи человека. Ценность бобовых культур заключается в высоком содержании белка в семенах и вегетативной массе (Ващенко и др., 2004).

В южной лесостепи Западной Сибири посевные площади под зернобобовыми занимают одно из последних мест по сравнению с яровыми культурами. Доля производства зерна зернобобовых культур в общем объеме зерновых самая низкая (1,1-1,2%).

Одна из важнейших зернобобовых культур - фасоль, имеющая большое продовольственное значение, особенно для населения развивающихся стран. По питательным качествам среди продуктов питания растительного происхождения фасоль занимает одно из первых мест. Наиболее важной в пищевом отношении составной частью семян фасоли являются белки, которые участвуют в важнейших функциях организма и не могут быть заменены другими пищевыми веществами (Вавилов, Посыпанов, 1983; Казыдуб, 2003).

Семена фасоли используют для приготовления супов, соусов, гарнира к мясным блюдам и многих видов холодной закуски, а также муки, из которой делают разнообразные кондитерские изделия. Зеленые бобы с недозрелыми семенами - важнейшее сырье для консервной промышленности. В семенах содержится от 20 до 30% белка, 0,7-3,6% жира, 50-60% углеводов, 3,1-4,6% золы, 2,3-7,1% сырой клетчатки. По количеству белка в семенах фасоль приближается к гороху, а по вкусу и разваримости превосходит большинство бобовых культур.

К сожалению, в Западной Сибири фасоль овощная в промышленных масштабах не возделывается, в основном выращивается как огородная культура. Недостаточная пропаганда ценных качеств фасоли овощной, значительная

трудоемкость уборки урожая вручную и ограниченное количество сортов с высоким качеством боба для Сибирского региона объясняет её столь незначительное распространение.

Условия южной лесостепи Западной Сибири благоприятны для выращивания фасоли овощной, это позволит расширить ассортимент овощных культур для Сибирского региона. Фасоль овощная в свою очередь является хорошим предшественником для других культур. Кроме того, фасоль необходимо изучать как экологический объект, с помощью которого можно пополнить запасы соединений азота в почве и повысить ее биологическую активность (Казыдуб, Турина, 2009).

Общеизвестно значение безупречного качества семян для получения высоких и высококачественных урожаев сельскохозяйственных культур. Посев высококачественными семенами - обязательное требование высокого уровня земледельческой культуры. Однако для выполнения этого требования надо, прежде всего, уметь вырастить такие семена, из которых можно было бы в достаточном количестве действительно отобрать лучшие (Кулешов, 1964; Лудилов, 2000).

Установлено, что при обработке активными веществами происходит их проникновение через покровы вглубь семян (Егорова, Васильев, 2009; Зёдинг, 1955). Ростактивирующие вещества активируют энзиматические процессы, всхожесть и интенсивность развития первичных корешков и ростков растений (Власюк и др., 1964). Таким образом, обработка семян биологически активными веществами - одно из перспективных направлений их подготовки к посеву.

Биологические препараты альтернативны минеральным удобрениям, а также химическим протравителям семян и фунгицидам. Действующее начало биопрепаратов - бактерии и микроскопические грибы, обитающие в почве. Путем длительной селекции из их числа отбирают микроорганизмы, которые хорошо приживаются в ризосфере или на корнях растений и оказывают положительное действие на рост и развитие сельскохозяйственных культур. Для человека и животных такие микроорганизмы совершенно безопасны, при внесении в почву могут существенно улучшить ее плодородие, а также повысить урожайность сельскохозяйственных культур (Бунтова, 2002; Власенко и др., 2011).

Применение минеральных удобрений привело к накоплению в почве химических соединений, резко ухудшив ее плодородие вне зависимости от климатических зон и типов почв (Ноймастер, 2004). А присутствие в продуктах питания нитратов, нитритов, пестицидов, гербицидов и т.д. отрицательно сказывается на здоровье населения планеты и приводит к развитию многих заболеваний. Поэтому в настоящее время в Российской Федерации разрабатываются принципы и программы перехода к биологизации земледелия (Уваров, 2008).

Степень разработанности темы. Существенный вклад в изучение проблемы селекции и семеноводства фасоли и использование биологических препаратов при возделывании её на семена внесли Т.В. Буравцева (1991; 2009), Н.И. Васякин (2002), Н.Г. Казыдуб (2004; 2009; 2010; 2013), A.A. Муратов (2009), О.В. Паркина (2003), Н.С. Цыганок (2009; 2011; 2012) и др. исследователи. В их работах отражены генетические и морфобиологические особенности культуры, селекционные и семеноводческие подходы, ее хозяйственное значение и влияние биологических препаратов на её урожайность, дана экономическая оценка влияния биологических препаратов на семенную продуктивность. Однако вопросы по рациональному использованию биологических препаратов при обработке семян фасоли овощной в условиях южной лесостепи Западной Сибири проработаны недостаточно.

Цель исследований - провести хозяйственно-биологическую оценку сортов селекции ВНИИССОК и выделить ценный исходный материл, выявить эффективность применения биологических препаратов при обработке семян в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

Задачи исследований:

- провести изучение сортов коллекции ВНИИССОК по хозяйственно-ценным признакам и выделить сорта, адаптированные к условиям региона с высоким качеством боба и стабильной урожайностью семян;

- определить посевные качества семян в зависимости от примененных биологических препаратов;

- установить влияние биологических препаратов на фотосинтетическую и симбиотическую активность фасоли овощной;

- изучить особенности формирования структуры урожая при использовании биологических препаратов;

- оценить экономическую эффективность использования биологических препаратов при выращивании фасоли овощной;

- рекомендовать выделенные сорта фасоли овощной и биологические препараты для использования в производственных условиях региона.

Научная новизна работы. Впервые в условиях Омской области изучены особенности роста и развития сортов селекции ВНИИССОК, определены фотосинтетическая деятельность растений, урожайность и качества семян фасоли в зависимости от обработки биологическими препаратами. Установлено, что наиболее эффективны варианты с препаратами Новосил, Росток и Байкал. Показана связь урожайности с показателями фотосинтетической и симбиотической активности растений фасоли, выявлена экономическая эффективность возделывания фасоли овощной.

Теоретическая и практическая значимость работы. Для селекционной работы выделены и рекомендованы источники ценных признаков овощной фасоли, наиболее перспективные и адаптированные к местным условиям с целью создания новых сортов, пригодных для возделывания в условиях южной лесостепи Западной Сибири (прил. Р). Изучено влияние биологических препаратов на посевные качества семян, урожайность и симбиотическую активность.

Предпосевная обработка семян биологическими препаратами прошла производственную проверку в ЗАО «Тепличный» Омского района (прил. С). Данный прием позволил получить высокий урожай (4,1-4,3 т/га) при небольших затратах на использованные препараты (рентабельность составила 89-96%). На основании полученных результатов разработаны рекомендации для селекционной практики и производства.

Методология и методы исследования. Для проведения исследований были заложены лабораторные и полевые опыты. Учеты и наблюдения осуществляли согласно методическим указаниям ВИР (1975, 1987), государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989), статистическую обработку

опытных данных проводили методом дисперсионного и корреляционного анализа, оценивали экономическую эффективность выращивания фасоли овощной при предпосевной обработки семян биологическими препаратами.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- выделенные источники фасоли овощной коллекции ВНИИССОК с комплексом хозяйственно-ценных признаков;

- влияние биологических препаратов на посевные качества семян и урожайность фасоли овощной;

- экономическая эффективность предпосевной обработки семян фасоли биологическими препаратами.

Достоверность научных результатов подтверждается многолетними полевыми и лабораторными опытами, значительным объемом материала исследований, их статистической обработкой общепринятыми методиками с высокой степенью достоверности полученных результатов, публикациями автора.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований доложены на Международной научно-практической конференции «Экономические и экологические проблемы в меняющемся мире» (Омск, 2009 г.); на XV научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов «Научные инновации — аграрному производству» (г. Омск, 2010 г.); на IX региональной научно-практической конференции молодых ученых вузов СФО «Инновации молодых ученых аграрных вузов - агропромышленному комплексу Сибирского региона» (г. Омск, 2011 г.); на кафедре физиологии растений университета Хоэнхайм (Германия, г. Штутгарт, 2012 г.).

По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен патент и авторское свидетельство на селекционное достижение.

Автор выражает благодарность за содействие в выполнении работы научному руководителю доктору с.-х. наук, зав. кафедрой селекции, генетики и физиологии растений Нине Григорьевне Казыдуб, коллективам кафедры селекции, генетики и физиологии растений и лаборатории селекции пшеницы и озимой тритикале.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 1.1 Краткая история распространения фасоли

Фасоль является одной из древнейших культур мира, одним из главных растений древнего земледелия Перу, Мексики и других стран Южной и Центральной Америки. Н.И. Вавилов выделил два очага происхождения культурных видов фасоли: южномексиканский и центральноамериканский. Выделяют также самостоятельный азиатский центр мелкосеменных форм фасоли. Другим центром её многих видов считают Южную Азию - Индию и отроги Гималаев (Вавилов, 1931; Иванов, 1961; Декапрелевич, 1965).

По различным сведениям, род Phaseolus L. насчитывает от 140 до 200 видов (Кулжинский, 1948; Жуковский, 1964). Произрастают они в странах Южной, Центральной и Северной Америки, Азии и Австралии. По видовому разнообразию фасоли на первом месте США и Бразилия. Из большого видового состава в культуре используется не более 17, восемь из которых принадлежат Старому и девять Новому Свету (Попов, 2007). Все выращиваемые сорта относятся к виду фасоли обыкновенной. В диких условиях фасоль обыкновенная не встречается.

Культурные сорта фасоли обыкновенной произошли от дикорастущих, встречающихся в большом количестве в Мексике и в настоящее время. Исходной формой были многолетние лианы с вьющимся стеблем. По мере того как фасоль обыкновенная эволюционировала в культуре, отбором получены кустовые однолетние формы. Процесс формообразования фасоли шел, с одной стороны, за счет естественной гибридизации, с другой - путем приспособления к изменяющимся климатическим условиям как в пределах ареала, так и в результате продвижения культуры за его пределы. Приспособление к новым условиям существования часто сопровождалось мутационными процессами, в результате чего создано большое число новых форм (Chacon, 2005).

В результате деятельности человека появились многочисленные формы с новыми хозяйственно-ценными признаками. Методами отбора, гибридизации,

мутагенеза и др. селекционеры создали множество белосеменных сортов, восковых, кустовых сортов с нерастрескивающимися бобами, без пергаментного слоя и др. В связи с продвижением в более северные районы созданы скороспелые кустовые сорта (Курлович, 1998; Жученко, 1980).

По назначению различают зерновую и овощную фасоль. У овощной в пищу используют зеленые бобы (лопатки) или же недозрелые семена. По питательности они стоят выше других видов овощей (Бондар, Лавриненко, 1977).

Фасоль по своим питательным качествам занимает одно из первых мест среди овощных культур. Дает раннюю продукцию, богатую белками, сахарами, витаминами А, Вь Вг, РР, С, Е и каротином. В молодых бобах фасоли содержится от 8 до 15% сухого вещества, которое на 1/3 состоит из азотистых веществ и на 50-56% - из углеводов. Сахарные бобы овощной фасоли богаты железом, кальцием, калием и другими микроэлементами. Но самое главное - белки фасоли по своему составу - на уровне белков молока и мяса и усваиваются организмом человека на 75-85%. Их особенная ценность - в содержании практически всех незаменимых аминокислот. Бобы овощной фасоли (лопатки) в технической спелости содержат до 6% белка, в зрелых семенах его количество достигает 22-26% (Федотов, 1976; Бигапа, 1997; Вгох^оп, 2003; www.elhovets.ru).

Семена и бобы фасоли употребляются в пищу в свежем и консервированном виде. Семена содержат (в процентах на