Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Селекция и семеноводство фасоли в условиях южной лесостепи Западной Сибири
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство
Автореферат диссертации по теме "Селекция и семеноводство фасоли в условиях южной лесостепи Западной Сибири"
КАЗЫДУБ НИНА ГРИГОРЬЕВНА
СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО ФАСОЛИ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
06.01.05 - Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
16 МАЙ Ш
Тюмень - 2013
005058985
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»
Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, |Лудилов Вячеслав Алексеевич
Официальные оппоненты: Логинов Юрий Павлович,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, директор Агротехнологического института ГАУ Северного Зауралья
Цильке Регинальд Александрович,
доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой селекции и генетики Новосибирского ГАУ
Тюнин Владимир Александрович,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий лабораторией селекции пшеницы Челябинского НИИСХ
Ведущая организация: Сибирский научно-исследовательский институт
сельского хозяйства
Защита диссертации состоится «27» июня 2013 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 220.064.02 при Государственном аграрном университете Северного Зауралья по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, д. 7, тел./факс: (3452) 46-87-77; e-mail: dissTGSHA@mail.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного аграрного университета Северного Зауралья
Автореферат разослан «25» апреля 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
'итвиненко Наталья Владимировна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Современное сельскохозяйственное производство невозможно без возделывания зерновых бобовых культур, которые отличаются высокой урожайностью и как азотфиксаторы считаются хорошими предшественниками для других культур. Благодаря уникальному биохимическому составу, обусловленному, главным образом, высоким содержанием белка в семенах, бобовые занимают исключительное место среди сельскохозяйственных растений. Отмечены тенденция расширения ассортимента и приоритет зерновых бобовых культур (Орлов, 1986; Ведров, 2008).
Уровень благосостояния любой страны в последнее время определяется количеством белка, потребляемого на душу населения. По данным Института питания РАМН, норма потребления бобовых в год должна составлять 13 кг на человека.
В России бобовые культуры занимают небольшие площади, по данным Рос-госстата, в структуре посевных площадей Западной Сибири - всего от 1 до 2%. Причем из всего разнообразия семейства бобовых возделываются преимущественно горох и вика.
Среди продовольственных бобовых культур фасоль обыкновенная выделяется по питательности и многообразию использования для пищевых целей, обладает прекрасными вкусовыми качествами и целебными свойствами. В белке семян фасоли содержатся все необходимые для человеческого организма незаменимые аминокислоты, поэтому фасоль часто называют концентратом незаменимых аминокислот. Белок фасоли отличается высокой переваримостью.
Для России фасоль овощная - сравнительно молодая культура по сравнению с зерновой. В Западной Сибири в промышленных масштабах её не возделывают, в основном выращивают как огородную культуру. Главные причины слабого внедрения фасоли в производство - это отсутствие сортов, адаптированных к конкретной почвенно-климатической зоне, незначительный объем семеноводства, высокая трудоемкость уборки урожая, недостаточная пропаганда ценных качеств культуры.
Цель исследований - создание сортов фасоли для разных направлений использования, обладающих стабильной урожайностью, с высоким качеством бобов и зерна, пригодных к механизированной уборке для южной лесостепи Западной Сибири.
Задами исследований:
- изучить коллекционные образцы различного происхождения по комплексу хозяйственно-ценных признаков и выявить наиболее ценные из них для дальнейшего использования в качестве исходного материала в селекционных программах;
- оценить влияние условий возделывания на характер проявления хозяйственно-ценных признаков и технологических качеств культуры;
1
- на основе изучения многообразия источников хозяйственно-ценных признаков определить корреляции между биологическими и хозяйственно-ценными признаками;
- разработать модель сорта фасоли овощного и зернового использования для условий южной лесостепи Западной Сибири;
- изучить характер наследования основных хозяйственно-ценных признаков (продолжительность вегетационного периода, пригодность к механизированной уборке, элементы продуктивности);
- создать новые высокопродуктивные сорта фасоли зерновой и овощной со стабильной урожайностью, пригодные к механизированной уборке с высоким качеством бобов и зерна, устойчивые к антракнозу;
- разработать элементы сортовой агротехники фасоли;
-дать экономическую оценку возделывания новых сортов фасоли.
Научная новизна работы. По результатам исследований (1998-2012) теоретически и экспериментально доказана эффективность комплексного подхода к решению проблемы создания для южной лесостепи Западной Сибири новых сортов фасоли различного назначения. Выделен ценный генофонд фасоли по хозяйственно-ценным признакам для практической селекции, который адаптирован к местным факторам. Впервые в экстремальных условиях южной лесостепи Западной Сибири изучен характер наследования основных хозяйственно-ценных признаков гибридами р! и Р2. Апробирована методика ВНИИССОК по созданию питательных сред для определения фертилыюсти пыльцы фасоли. В результате изучения большого набора образцов обоснована модель сортов фасоли зернового и овощного использования для условий южной лесостепи Западной Сибири и разработаны элементы сортовой технологии.
Практическая ценность работы. Впервые для региона в 2012 г. экспертная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений предложила включить сорта фасоли овощной Золото Сибири и Памяти Рыжковой селекции ОмГАУ в Государственный реестр РФ охраняемых селекционных достижений (с долей участия автора от 75 до 80%). Получены патенты на данные сорта. С 2010 г. сорт зерновой фасоли Лукерья находится на государственном сортоиспытании, в 2012 г. передан сорт Оливковая. Созданные новые сорта фасоли овощного и зернового направления позволят расширить ассортимент зернобобовых культур за счет использования их в личных подсобных хозяйствах в промышленном производстве. Это важно для улучшения структуры посева сельскохозяйственных культур, экологической и экономической обстановки региона.
Положения, выносимые на защиту:
1. На основании комплексного изучения коллекции фасоли получен исходный материал для селекционной практики и выявлены селекционно-генетические параметры культуры по хозяйственно-ценным признакам.
2. Модель сортов фасоли овощного и зернового использования для региона.
2
3. Разработанные элементы сортовой агротехники созданных сортов позволяют получать высокого качества стабильный урожай бобов и зерна в южной лесостепи Западной Сибири.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований прозвучали в докладах на международных научно-практических конференциях (Омск - 2006, 2008, 2009, 2010, 2012, 2013; Новосибирск-2010; Москва-2008, 2009, 2010; Варшава-2008; Минск-2011).
Связь работы с научными программами и темами. Представленная диссертационная работа проводилась в рамках реализации Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2006-2012 гг., программ Министерства сельского хозяйства и продовольствия Омской области и Министерства сельского хозяйства РФ. Номер государственной регистрации -
№ 01201274680. Тема номинирована в программе «УМНИК», выигран тендер на сумму 200000 руб./год. В 2011 г. сорт фасоли овощной Золото Сибири представлен на конкурс Всероссийской программы «100 лучших товаров России» и удостоен диплома «Лауреат конкурса» № 2011550101301; награждён также дипломом «Новинка года» за достижения высоких результатов в улучшении качества и безопасности отечественных товаров. В 2012 г. на конкурс представлен сорт фасоли зерновой Лукерья; получен диплом дипломанта Всероссийской программы «100 лучших товаров России» № 201 1550101301.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 63 научные работы, в том числе 16 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а также получены два патента и авторских свидетельства на селекционные достижения.
Автор выражает искреннюю благодарность и признательность за совместную работу научному консультанту — доктору сельскохозяйственных наук, профессору [В.А. Лудилову|; кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Н.В. Храмцовой; кандидату сельскохозяйственных наук, доценту, ведущему научному сотруднику лаборатории селекции зернобобовых культур
Л.В. Омельянюк; доктору сельскохозяйственных наук, профессору, заведующему лабораторией качества зерна ГНУ СибНИИСХ Россельхозакадемии Ю.В. Колмакову, а также коллективу Омского ФГБУ «Центр оценки качества зерна» за ценные советы и рекомендации, полученные при выполнении экспериментальных работ. Особая признательность всему коллективу кафедры селекции, генетики и физиологии растений ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина и лично доктору сельскохозяйственных наук, профессору В.П. Шаманину, родным за поддержку и понимание.
1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ
Проведенным обзором литературы была обеспечена возможность объективного и правильного выбора методики сортоизучения коллекции фасоли, орга-
з
низации селекционного процесса по данной культуре, изучения формирования количественных и качественных признаков применительно к южной лесостепи Западной Сибири.
2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Экспериментальная часть работы выполнена на опытном поле ОмГАУ им. П.А. Столыпина в течение 1998-2012 гг. в селекционном севообороте лаборатории яровой пшеницы и озимой тритикале им. С.И. Леонтьева кафедры селекции, генетики и физиологии растений агрономического факультета, расположенной в южной лесостепи Западной Сибири. Почвы селекционного севооборота - лугово-черноземные. Содержание гумуса - от 3,8 до 4,9%.
Метеорологические условия в годы исследований различались по количеству и распределению выпавших осадков и температурному режиму, что позволило выделить, изучить и оценить образцы фасоли по хозяйственно-ценным признакам.
Объектом исследований являлись более 100 коллекционных образцов ВНИИССОК, ВНИИЗБК, сорта отечественной и зарубежной селекции, а также полученные нами межсортовые гибриды фасоли зерновой и овощной, линии, сорта. В качестве стандарта овощной фасоли использовали сорта Секунда, Золушка, у зерновой - Бийчанка и Горналь. Образцы 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 м" = 16 семян). Изучение коллекционного материала проводилось по методике ВИР (методические указания, 1975 и 1987) и методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989). Устойчивость образцов к ан-тракнозу в полевых условиях определяли в фазе начала созревания семян по шкале поражения в соответствии с классификатором (ВИР, 1984).
Клубенькообразующую способность образцов фасоли оценивали в фазу цветение-начало созревания бобов по количеству, размеру и местонахождению клубеньков (Посыпанов, 1991). Учет урожайности незрелых бобов фасоли овощной осуществляли в фазу технической спелости по «Методике опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве» (под ред. Велика, 1992). Технологическую оценку образцов фасоли овощной проводили путем консервирования бобов. Вкусовые качества переработанных бобов оценивали органолептическим методом по питательности. Биохимический анализ зеленых бобов проводили в лаборатории Омского агрохимического центра «Омский» и в ФГБУ «Федеральный центр оценки безопасности и качества зерна и продуктов его переработки» (Омский филиал). Оценку семян на развариваемость - в Омской лаборатории Государственной инспекции в соответствии с методическими указаниями «Технологическая оценка зерна гороха, чечевицы, фасоли» (Комаров и др., 1992).
При проведении гибридизации руководствовались рекомендациями: Балашовой «Усовершенствованный способ искусственной гибридизации овощной фасоли» (Кишинев, 1975); Симинел - «Методы изучения и оценки исходного материала фасоли» (Кишинев, 1988); Джелали - «Основные вопросы методики и техники скрещивания фасоли» (Кишинев, 1962).
В скрещивания были включены 20 образцов фасоли овощной и 10 - зерновой, выделенных на основе оценки биологических и хозяйственно-ценных признаков. С 1999 г. ежегодно проводили 12-25 комбинаций скрещивания. По каждой комбинации опыляли по 50 цветков, средняя завязываемость семян составила от 1,2 до 10,0%, в зависимости от года. В связи с низкой завязываемостью гибридных семян были заложены опыты но выявлению факторов, влияющих на процесс опыления, с использованием рекомендованной методики «Определение жизнеспособности пыльцы культуры фасоль» (лаборатория гаметной селекции ВНИИС-СОК, г. Москва, авторы - Балашова, Козар).
Полученные гибридные семена первого и второго поколений высевали в полевых условиях в гибридном питомнике совместно с родительскими формами. Схема посева $ Р, : Р,: 3 Ръ ? : 1:] : Рг : с? Р2- В течение вегетации проводили фенологические наблюдения. В лабораторных условиях растения гибридов Рь 1;2 и родительских форм оценивали по признакам; высота растений и высота прикрепления нижнего боба, число бобов и семян на растении, масса семян с растения и масса 1000 семян.
Полученные данные но гибридам Рь Р2 и родительским формам стали основой при определении характера наследования признаков (Ьр) с использованием формулы, предложенной Гриффингом (1956) (по Жученко, 1980). Семена фасоли ¥2 высевали в селекционном питомнике. Схема посева: 45x10 см. Основную работу с гибридным потомством начинали с отбора растений в Р2. Рз и последующие поколения закладывали посемейно. В третьем поколении изучали 30-50 семей каждого гибрида и проводили основную отбраковку худших. Принципы отбора гибридных растений базировались на закономерностях генетического расщепления по морфологическим признакам, длине вегетационного периода, а также по качеству и высоте прикрепления нижнего боба. При отборе с целью высокой урожайности семян оценка растений проведена по количеству бобов с растения и семян в бобе. Отобранные по комплексу признаков 100-500 константных потомств убирали вручную, с последующим обмолотом и отбраковкой по крупности, окраске семян и семенному рубчику для посева в контрольном питомнике.
Выделенные в селекционном питомнике относительно выравненные продуктивные семьи в дальнейшем изучали в контрольном питомнике на делянках площадью 5,25 м2 в однократной повторности. Посев контрольного питомника проводили ССФК-7А, убирали селекционным комбайном «Сампо-130». Ежегодно в контрольном питомнике изучали 30-50 линий. Посев в питомнике конкурсного сортоиспытания проводили ССФК-7Д с нормой высева 200 тыс. всхожих
Б
семян на га. Площадь делянки - 18,75 м2 в трехкратной повторное™. В этом питомнике осуществлено изучение перспективного, выделенного в предшествующих звеньях селекционного материала в сравнении со стандартом и лучшими сортами, созданными в последние годы. Перед уборкой отбирали сноп для лабораторного анализа элементов структуры урожая.
Метеорологические условия вегетационного периода оценивали по данным Омской метеорологической станции (Метеорологический бюллетень, 1999 -2012 гг.).
Экономическая эффективность возделывания нового сорта была рассчитана в ценах 2011 г. Статистическую обработку экспериментальных данных выполняли по методике, изложенной в учебнике Б.Л. Доспехова (1985), а также с использованием пакета прикладных программ в составе Microsoft Excel.
3 ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ФАСОЛИ II ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЕЛЕКЦИИ СОРТОВ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Изучение исходного материала фасоли проводили в направлении обнаружения некоторых закономерностей в формировании морфологических, хозяйственных признаков и биологических свойств культуры. Па начальном этапе выявлены наиболее ценные образцы, представляющие интерес для селекции по продолжительности межфазных периодов, пригодности к механизированной уборке, высоким качеством боба и семян, симбиотической активности, устойчивости к болезням.
Продолжительность вегетационного периода. В южной лесостепи Западной Сибири природно-климатические условия позволяют возделывать фасоль с различным периодом созревания. Однако короткий вегетационный период решает многие проблемы, связанные с ранними и поздними заморозками, засухой, поражениями болезнями и насекомыми.
При селекции фасоли на скороспелость следует учитывать не только длину всего вегетационного периода, но и продолжительность межфазных периодов, т.е. посев-всходы, всходы-цветение, всходы-созревание. Наши исследования показали, что длительность периода посев-всходы незначительно отличалась по образцам и очень сильно варьировала по годам. Особое значение при изучении фасоли овощной имеют два периода: всходы-цветение (он должен быть как можно короче) и цветение-техническая спелость (качество бобов тем выше, чем продолжительнее данный период). По длине периода всходы-цветение выделены: образец фасоли овощной скороспелой группы Maxion faden (27 сут.) и образцы среднеспелой группы: Doppelte, Niver, Peus, Американская, Primcl, Vesuvio (от 28 до 33 сут.); зерновой фасоли раннеспелой группы: Фиалка, Омская ранняя, Bomba THZ (28 сут.), среднеспелой: Бело-коричневая, К-14615, Ока, Romano bush (от 30 до 32 сут.).
Для фасоли овощной очень важна техническая спелость, т. е. чем короче срок от всходов до образования бобов, тем раньше можно получить их урожай. У образцов Niver, Primel, Maxionfaden, Doppelte, Peus этот период на 1-3 дня короче, чем у стандарта.
13 качестве источников скороспелости в селекционном процессе мы рекомендуем использовать образцы фасоли: овощной - Рыжая, Primel, Hit, Peus, Maraña, Vesuvio, Maxidor, Maxion faden и Polka; зерновой - Фиалка, Омская ранняя, К-14615, Gita, Bomba, Щедрая.
Компоненты продуктивности образцов фасоли овощной. Для усиления влияния эффективности селекции на урожайность необходимо выявить взаимосвязь продуктивности с различными се элементами и определить главные из них, по которым можно проводить отбор на продуктивность в условиях южной лесостепи Западной Сибири. В наших исследованиях продуктивность образцов фасоли определялась следующими показателями структуры урожая: количеством бобов на растении, массой бобов и семян с растения, массой 1000 семян и массой одного боба.
При оценке коллекции по признаку числа бобов с растения этот показатель менялся в зависимости от условий года и группы спелости и колебался от 4 до 27 шт. Выделенные образцы фасоли овощной, превысившие сорт стандарт Секунду по количеству бобов с одного растения: раннеспелые - Рыжая, Goldpantera, Marona, Zolta Sonesta и Лика (6-24 шт.); среднеспелые - Niver, Сисаль, Polka, Marion, Ibiza (8-27 шт.). Фасоли зерновой: раннеспелые - Омская ранняя, Фиалка, Gita; среднеспелые - Нерусса, К-14615, Большой Змей, Bomba T11Z.
По урожайности бобов выделены образцы фасоли овощной: раннеспелые -Рыжая, Goldpantera, Marona и Zolta Sonesta (313,2-815,4 г/м2); среднеспелые -Primel, Hit, Zlota Saxa, Vesuvio, Polka, Tara, Marion, Ibiza (406,8-887,4 г/м2). Следует отметить, что чем мельче семя у фасоли овощной, тем выше качество зеленых бобов. Из раннеспелой группы по данному признаку выделены образцы: Рыжая и Goldpantera, из среднеспелой - Niver, Сисаль, Hit, Zlota Saxa, Vesuvio, Polka, Marion, Ibiza. Особо следует обратить внимание на образцы фасоли овощной Marion и Ibiza с массой 1000 семян от 130 до 180 г.
По массе семян с растения отмечены следующие образцы: раннеспелая группа фасоли овощной - Рыжая, Goldpantera, Marona, Zolta Sonesta и Лика; среднеспелая группа - Niver, Primel, Сисаль, Hit, Zlota Saxa, Vesuvio, Polka, Tara, Karona, Marion, Ibiza и Клондайк; раннеспелая группа фасоли зерновой - Омская ранняя, Bomba THZ, Gita; среднеспелая группа - Нерусса, К-14615, Ока, Большой Змей. Данные образцы фасоли можно использовать в селекционных целях как источники семенной продуктивности.
На уровень урожайности бобов и семян у фасоли влияют различные признаки. В наших исследованиях масса бобов с растения зависела главным образом
от количества бобов (г = 0,81) и массы боба (г - 0,58); массы семян с растения (г = 0,89), массы 1000 семян (г = 0,56).
Обобщая данные по результатам изучения коллекции, рекомендуем использовать в селекционном процессе в качестве источников признаков продуктивности следующие раннеспелые образцы фасоли овощной: Рыжая, Goldpantera, Maraña и Zolta Sonesta и Лика; среднеспелые - Primel, Сисаль, Hit, Zlota Saxa, Vesu-vio, Polka, Tara, Karona, Marion, Ibiza и Клондайк; зерновой - раннеспелые образцы: Gita, Омская ранняя; среднеспелые - Нерусса, Большой Змей.
Пригодность к механизированной уборке. Одной из главных причин, сдерживающих распространение фасоли как полевой культуры, является отсутствие сортов, пригодных к механизированной уборке. Существуют определенные параметры сорта, пригодного к машинной уборке: детерминантный характер роста, компактный неполегающий куст с высотой 35-45 см, дружное созревание бобов и прикрепление нижнего боба на высоте не менее 16 см, расстояние от кончика нижнего боба до почвы должно быть не менее 6 см.
Проведенные опыты позволили выделить образцы с высотой прикрепления нижнего боба от 17 до 20 см у кустовых форм и 22 см - вьющихся. Установлена корреляция между высотой прикрепления нижнего боба и высотой растения (г = 0,59).
Наши исследования позволяют рекомендовать в качестве источников пригодности к механизированному возделыванию следующие образцы фасоли: овощной - Niver, Primel, Purle Teeppe, Maxion faden, Hit, Peus, Американская, Ma-rona и Maxidor; зерновой - Нерусса, Bomba THZ, Romano bush, Большой Змей.
Клубенькообразующая способность фасоли. Проблема экологически чистого земледелия приобретает в настоящее время все большее значение. Активность симбиотической азотфиксации зависит, в первую очередь, от генотипа растения-хозяина, вида и штамма ризобий. Наблюдение за образованием клубеньков на корнях растения в нолевых опытах показало, что фасоль овощная в условиях южной лесостепи Омской области образует большее, чем зерновая, число клубеньков на корнях. Выделены образцы фасоли овощной - Marion, Либретто, Niver, Primel, Polka, Пагода, Креолка с количеством клубеньков в среднем от 34 до 249 шт., у сорта стандарта Секунда - 29 шт. Образцы фасоли зерновой - Бело-коричневая, Большой Змей, Нерусса имели от 30 до 43 шт. клубеньков на корнях растения. Так как клубеньки у различных сортов отличаются по размеру, более объективную картину обеспечивает показатель массы клубеньков с растения, составивший от 0,8 до 2,0 г у выделенных образцов (у стандарта: Секунда - 0,53 г, Бийчанка— 0,31 г).
Биохимический состав зеленых бобов и зерна образцов коллекции фасоли. По данным химического анализа были выделены образцы с высоким содержанием в зеленых бобах: сырого протеина - Секунда (17,31%), Maxion faden (19,64%), Primel (17,19%) и Carusa (17,63%) и кальция - Секунда (0,71%), Odeon (0,68%) и Carusa (0,69%). Наибольшее количество железа содержалось в бобах
8
образцов Секунда (400 мг/кг) и Marion (300 мг/кг). Цинка больше всего выявлено в бобах образцов Секунда, Сисаль и Marion (40 мг/кг). По содержанию марганца отобран образец Carusa (25 мг/кг). По содержанию белка (> 23%) и хорошей развариваемое™ зерна отмечены образцы фасоли зерновой - Ока. Горналь, Омская ранняя, Бело-коричневая.
Устойчивость к болезням. Антракноз в южной лесостепи Западной Сибири наиболее вредоносен для фасоли среди грибных болезней, особенно в дождливые годы. Проведенные исследования позволили выявить устойчивые к данному заболеванию сорта фасоли, которые можно использовать при селекции этой культуры на устойчивость, особую ценность представляют: фасоль овощная - Peus, Hit, Ibiza, Polka, Vesuvio и Золушка; фасоль зерновая - Gita, Омская ранняя, Бело-коричневая, Большой Змей, Горналь.
4 ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИ СОРТА ФАСОЛИ ОВОЩНОГО И ЗЕРНОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В решении проблемы повышения производительности сибирской земли особое место принадлежит сорту как открытой биологической системе, обладающей способностью реализовать потенциал продуктивности генотипа при определенных климатических и технологических условиях. Под условием понимается целый комплекс естественных и искусственных факторов, обеспечивающих реализацию генетической информации сорта. Задача селекции - создать такие генетические системы, которые были бы способны максимально использовать природные и технологические ресурсы в конкретных условиях (Цилькс, 1983).
В основе моделирования параметров нового сорта фасоли для условий южной лесостепи Западной Сибири необходимо учитывать основные лимитирующие факторы - температуру, влагу и особенно их распределение в фазах развития растений. У фасоли критическим считается период цветения и завязывания бобов. При использовании ценных сортов, полученных в других зонах, не всегда обеспечен успех. Для Сибирского региона первостепенное значение имеют такие признаки, как пригодность к механизированной уборке, скороспелость, холодостойкость сорта, обладающего высоким качеством зеленых бобов и семян. С развитием перерабатывающей промышленности в регионе существует спрос на сорта, которые идеально подходят для различных методов переработки (консервирование, заморозка и т.д.). Разработка модели сорта фасоли зернового и овощного направлений велась по биологическим, морфологическим, технологическим и биохимическим показателям (рис. 1).
В селекционном процессе фасоли для создания нового исходного материала мы рекомендуем использовать выделенные нами при изучении коллекции образцы в качестве источника основных хозяйственно-ценных признаков.
Биологические
Морфологические
» Длина вегетационного периода
85-92 суток ' Нейтральный фотопериодизм
• Устойчивость к полеганию
• Устойчивость к болезням > Засухоустойчивость
• Холодоустойчивость
Биохимические
• Детерминантныйтип роста
• Высота растений 36-55 см
• Бобов на растении 25-40 шт.
■ Прикрепление нижнего боба 1520см
• Число семян в бобе 4,0-6,0 шт.
■ Урожайность зеленых бобов 3,55,5 т/га
■ Масса 1000 семян 200-300 гр.
• Количество сборов 5-8 шт.
Технологические
» Высокое содержание микроэлеметов(цинк, селен, йод, кальций) • Содержание белка > 24%
> Отсутствие пергаментного слоя и волокна
■ Хорошие вкусовые качества
Рис. 1. Основные параметры фасоли овощной для условий южной лесостепи Западной Сибири
Длина вегетационного периода. Потенциал продуктивности семян и зеленых бобов раннеспелых форм составляет 1,5-2,0, а среднеспелых - 2,5-3,5 т/га. Для создания скороспелых и среднеспелых форм с периодом вегетации в среднем 80-90 суток и формирования товарного урожая достаточно суммы активных температур 1450 °С. Это позволит распространить данную культуру в регионе. Создание же таких сортов для традиционных зон возделывания фасоли сделает возможным реализацию имеющегося потенциала независимо от обеспеченности влагой во второй период вегетации.
В селекционном процессе мы рекомендуем использовать источники скороспелости: фасоль овощная - Рыжая, Maxion faden, Goldpantera, Primel, Niver, Peus, Vesuvio и Polka; фасоль зерновая - Омская ранняя, Фиалка, К-14614, Горналь, Бело-коричневая.
Компоненты продуктивности. Одним из определяющих факторов при районировании того или иного сорта фасоли в условиях южной лесостепи Западной Сибири является его продуктивность. У сортов фасоли овощного назначения в пищу употребляется зеленый боб, поэтому необходимо учитывать массу и количество зеленых бобов с растения.
Рекомендуем использовать образцы:
- по массе бобов с растения - Рыжая, Marona, Goldpantera, Zolta Sonesta, Marion, Hit, Клондайк, Karona, Vesuvio, Polka, Tara, Ibiza;
- по урожайности зеленых бобов см2 - Рыжая, Goldpantera, Marona, Zolta Sonesta, Primel, Hit, Zlota Saxa, Vesuvio, Polka, Tara, Karona, Marion, Ibiza;
— по числу бобов с растения - Рыжая, Marona, Goldpantera, Лика, Zolta Sonesta, Marion, Hit, Niver, Клондайк, Karona, Сисаль, Vesuvio, Polka, Tara, lbiza;
— по массе семян с растения — Сисаль, Marion, Ibiza, Maxion faden.
У сортов зерновой фасоли: по числу бобов с растения - Нерусса, Большой Змей, К-14615, Romano bush, Bomba THZ, Омская ранняя; по массе семян с растения - Нерусса, Большой змей, К-14615, Romano bush, Bomba THZ, Омская ранняя.
Пригодность к механизированной уборке. Признаки высоты растения и высоты прикрепление нижнего боба являются главными при использовании сорта для механизированной уборки.
Исходным материалом для селекции на пригодность к механизированной уборке овощной фасоли могут служить образцы: Maxion faden, Marona, Primel, Purle Teeppe, Hit, Nivcr, Peus, Американская, Vesuvio, Maxidor; зерновой фасоли -Romano busn, Niver, К-14615, Фиалка, Бело-коричневая, Большой Змей.
Клубенъкообразующая способность. Эффективность симбиоза в значительной степени зависит от генетических особенностей растения-хозяина, которое контролирует число клубеньков, их размеры, морфологию и ультраструктуру бактероидной ткани, а также активность азотфиксации. Поэтому повышение эффективности симбиоза должно осуществляться преимущественно через селекцию.
По клубенькообразующей способности выделены образцы: овощного назначения - Креолка, Пагода, Polka, Либретто; зернового использования -Большой Змей, Бело-коричневая, Нерусса, Омская ранняя.
Устойчивость к болезням. Большим препятствием к получению высоких урожаев фасоли является поражение болезнями. Наиболее вредоносным среди грибных болезней является антракноз. Особую ценность представляют образцы: овощного назначения - Peus, Hit, Ibiza, Polka, Vesuvio; зернового использования -Омская ранняя, Бело-коричневая, Большой Змей.
Выделенные образцы в последующем целесообразно использовать как источники ценных признаков, максимально адаптированных к условиям региона и обладающих высокой продуктивностью.
5 ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ СОЗДАНИЯ СОРТОВ ФАСОЛИ
Основным методом создания исходного материала в селекции фасоли считается внутривидовая гибридизация. В опытах при подборе родительских пар для создания высокопродуктивных новых сортов мы стремились к тому, чтобы скрещиваемые формы имели как можно меньше отрицательных признаков. Подбор пар для скрещивания осуществлялся на основе элементов структуры урожая, продолжительности фаз вегетации, устойчивости к болезням, вредителям и пригодности к механизированной уборке. Раннеспелые формы использовались в качестве источников скороспелости, а среднеспелые - в качестве источников продуктивности, пригодности к механизированной уборке и устойчивости к болезням. При селекции овощной фасоли мы учитывали такой важный показатель, как отсутствие волокна в швах боба и его техническую спелость как показатель качества сорта. Учитывая, что Западная Сибирь является зоной рискованного земледелия, при ведении селекции на скороспелость стремились создать такие формы, у кото-
11
рых цветение и формирование бобов проходили бы и при умеренной температуре и при наступлении жары или воздушной засухи. В целом за период 1999-2012 гг. в гибридизации нами использован большой генофонд образцов фасоли, преобладали представители дальнего и ближнего зарубежья - 75%, доля сортов научных учреждений России составила 17%. Опыт селекции последних лет, в том числе исследования по многокомпонентным скрещиваниям, подтвердил важность сочетания при подборе пар для скрещивания принципов эколого-географической отдаленности и контрастности родительских сортов по малому числу селекционно-важных признаков. Нами на примере расчета корреляции между длиной вегетационного периода и продуктивностью (г = 0,74) сделано предположение, что при подборе пар для скрещивания по основным признакам можно ориентироваться на характеристику сортов, получаемых в процессе изучения исходного материала.
Процент завязываемости гибридных бобов в наших исследованиях сильно изменялся по годам и находился в пределах от 1,2 до 10,0%. В связи с этим мы провели изучение влияния конкретных факторов среды на данный показатель и в качестве примера в 2012 г. изучили завязываемость бобов в зависимости от времени суток. Скрещивание проводили 10 и 11 июля. Время скрещивания фиксировалось в три этапа: первый - с 7:00 до 9:00, второй - с 13:00 до 15:00 и третий - с 19:00 до 21:00. На опыленные цветки надевали марлевые изоляторы и проводили опрыскивание из пульверизатора теплой водой. Исследования показали, что процент завязываемости бобов и семян в значительной степени зависит от времени и погодных условий в день скрещивания. При этом установлено, что наивысший процент завязываемости бобов и семян происходил в утренние часы (от 2,1 до 2,8%) и в вечернее время (от 1,2 до 1,5%), в дневные часы процент завязываемости гибридных бобов был нулевым. Следует отметить, что в дни гибридизации была низкая относительная влажность воздуха (43-47%) и высокая температура (26 до 31°С), что также сказалось на результатах скрещивания. Таким образом, для повышения процента завязываемости гибридных бобов мы рекомендуем проводить гибридизацию в утреннее и вечернее время с последующим опрыскиванием прокастрированных и опыленных бутонов. Однако из-за перепада погодных условий проводить скрещивания в полевых условиях не всегда рационально, поскольку затраты труда большие, а отдача маленькая. Поэтому более рационально использовать для скрещивания климатические камеры или защищенный фунт (теплицы).
Для подтверждения этого тезиса нами с марта по май 2012 г. в ЗАО «Тепличный» г. Омска проведена гибридизация фасоли в защищенном грунте. Во время эксперимента температурный режим в теплице в дневные часы был в пределах 21-22°С, влажность - 80-85%, длина фотопериодизма - 18 ч, освещенность - в пределах 10-12 тыс. люкс. Установлено, что процент завязываемости семян при гибридизации в регулируемых тепличных условиях возрос в несколько раз в сравнении с результатами, полученными в открытом грунте — завязываемость по гибридным комбинациям составила от 10 до 30 %. Это самый удачный результат за время тринадцатилетней работы с изучаемой культурой.
Селекционный процесс. Селекция зернобобовых ведется по классической схеме, которая включает следующие питомники: питомник исходного материала,
12
питомник гибридизации, гибридный питомник (ГП), селекционный питомник первого года (СП-1), селекционный питомник второго года (СП-2), селекционный питомник третьего года (СП-3), контрольный питомник (КП), конкурсное сортоиспытание (КСИ). И последним этапом является передача сорта на государственное сортоиспытание. Как известно, одной из ключевых задач в селекции является повышение эффективности отбора. В селекционной работе с самоопылителями чаше используется индивидуальный отбор у которого в настоящее время много вариантов. Мы в своих исследованиях использовали метод «педигри», основанный на многократном (3-4) индивидуальном отборе.
Характеристика ценных линий, выделенных из гибридных популяций F3-F6. Ряд селекционеров по зернобобовым (гороху) в разных поколениях применяют метод пересева, а отбор элитных растений начинают в F4 (Васякин, Фомин, 1982; Епихов, 1988; Омельянюк, 2013).
В своей работе отбор элитных растений по таким признакам, как длина стебля, тип куста, высокое прикрепление нижнего боба, количество семян в бобе, крупность семян и другие, мы начинали в F3 — 1\(, при необходимости повторяли в последующих поколениях. В определенной мере этому способствовало то, что у фасоли развитие многих хозяйственно-ценных признаков обусловлено ограниченным числом генетических факторов. Уже на начальных этапах работы с гибридами представляется возможность выделить гомозиготы по рецессивным признакам (кустовой тип растения, форма, окраска и длина боба, растрсскиваемость). Это позволило достаточно тщательно проработать большой объем гибридных популяций и на ранних этапах выбраковать семьи с малоценными характеристиками.
В процессе исследований в 2005 г. мы изучили 162 линии F3 и для посева в контрольном питомнике отобрали из них 54, а в 2006 г. из 158 линий отобрали 62 с комплексом хозяйственно-ценных признаков. В конкурсном сортоиспытании (КСИ) отбор лучших образцов вели, учитывая комплекс всех признаков. В дополнение к выше, приведенным учитывали: форму боба по поперечному сечению, ширину боба, массу 1000 семян, биохимический состав бобов и зерна (белок, микроэлементы), пригодность к консервированию и заморозке.
Характеристика лучших линий фасоли по основным хозяйственно-ценным признакам. В результате изучения гибридов и тщательного отбора из популяций лучших растений в дальнейшем селекционном процессе в 2009 г. исследованы четыре лучших линии фасоли овощной: 01/09, 02/09, 03/09, 04/09. Все они оказались более скороспелыми, чем стандарт (от 2 до 4 суток).
Одним из важных показателей пригодности фасоли овощной к механизированной уборке является её устойчивость к полеганию и растрескиванию бобов. Отобранные нами линии выделены по данным показателям. Признак высоты прикрепления нижнего боба у них варьировал от 17 до 24 см, а расстояние от почвы до кончика нижнего боба от 7 до 10 см. По данным показателям все выделенные линии превысили стандарт. В наших исследованиях наименьшая масса 1000 семян оказалась у линий 01/09, 03/09 и 04/09 - от 220 до 280 г. Таким образом, полученные линии фасоли овощной соответствуют всем показателям пригодности к механизированной уборке.
По результатам испытания в контрольном питомнике в 2011 г. выделены пять линий фасоли овощной: 5/23, 4/10, 5/22, 5/23, 5/10, которые по основным хозяйственно-ценным признакам превосходят сорт стандарт и относятся к среднеспелой группе; у зерновой фасоли - четыре линии: 3/50, 3/55, 3/52, 3/58. Отмеченные линии планируется передать в 2013 г. на государственное сортоиспытание.
В наших исследованиях установлена высокая устойчивая обратная зависимость продолжительности вегетационного периода от суммы активных температур (г = - 0,97) и прямая тесная корреляция с количеством осадков за период вегетации (г = 0,81), т.е. основное влияние на продолжительность вегетационного периода оказывает сумма активных температур. Нами отмечена также тесная связь между продолжительностью вегетационного периода (г = 0,72), урожайностью семян (г = 0,84) и высотой прикрепления нижнего боба (г = 0,68).
6 НАСЛЕДОВАНИЕ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ФАСОЛИ
ПРИ ГИБРИДИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
В результате гибридизации в 2001 г. из 20 вариантов скрещиваний фасоли овощной получены семена по восьми гибридным комбинациям: Бона х Primel, Бона х Niver, Либретто х Maxion faden, Бона х Сисаль, Niver х Maxion faden, Maxion faden x Бона, Сисаль х Австрийская, Либретто х Бона. Из 15 вариантов скрещивания у фасоли зерновой получены семена по семи гибридным комбинациям: Romano bush х Омская ранняя, Омская ранняя х Бийчанка, Щедрая х Romano bush, Горналь х Romano bush, Омская ранняя х Romano bush, Бело-коричневая х Ока, Бийчанка х Romano bush. Эти гибриды включены в селекционный процесс для дальнейшего изучения. Наиболее предрасположенным к искусственному опылению оказался образец у фасоли овощной Бона, у зерновой - Омская ранняя.
Продолжительность вегетационного периода. Наследование длины вегетационного периода у гибридов F, Бона х Primel, Niver х Maxion faden и Бона х Niver проходило по типу полного доминирования данного признака (hp= 1). Гибрид Либретто х Бона проявил промежуточное наследование (hp= 0), а гибриды Maxion faden х Бона и Либретто х Maxion faden показали сверхдоминирование признака (hp > 1). В гибридах Бона х Сисаль и Сисаль х Австрийская отмечена депрессия, что свидетельствует об их большей скороспелости. В целом большинство гибридов F] - на уровне родителя с более продолжительным вегетационным периодом или наиболее позднеспелые. При изучении степени доминирования данного показателя у гибридов F2 отмечено: они более скороспелые, чем оба родителя.
На начальных этапах селекционного процесса можно выделить трансгрессивные формы. Степень трансгрессий менялась в зависимости от комбинации скрещивания: с 3,2 до 14,8. Расчеты степени трансгрессий позволили нам выделить наиболее скороспелые гибриды: Бона х Niver, Либретто х Maxion faden и Бона х Сисаль.
Пригодность фасоли овощной к механизированному возделыванию. Для четырех гибридов Fi характерно более высокое прикрепление нижнего боба (от 19
14
до 21 см): Niver х Maxion faden, Maxion faden x Бона, Бона x Maxion faden, Бона x Niver, что выражается в сверхдоминировании данного признака. Гибриды Бона х Primel, Либретто х Бона показали неполное доминирование лучшего родителя (hp= 0,7-0,8), а у гибрида Бона х Сисаль фенотипическое доминирование не проявилось.
Гибриды в 1'2 формировали высокую изменчивость, что выражено в переходах от отрицательного до положительного сверхдоминирования. Наиболее ценным псе же является установление нами в четырех гибридных комбинациях сверхдоминантного типа наследования: Бона х Maxion faden, Maxion faden x Бона, Либретто x Бона и Niver х Maxion faden. Следовательно, именно в этих комбинациях необходимо вести целенаправленный индивидуальный отбор растений с более высоким прикреплением нижнего боба. Следует также отметить, что положительные трансгрессивные формы выделены именно из данных комбинаций скрещивания.
Для более полной характеристики пригодности фасоли к машинной уборке следует учитывать форму куста, высоту растений, а также расстояние от поверхности почвы до кончика нижнего боба. Принимая во внимание, что все гибриды имели кустовую форму, мы проанализировали два последних показателя, нам удалось выделить четыре гибрида, которые превышают стандарт и представляют ценность для дальнейшего селекционного процесса в данном направлении: Бона х Primel, Niver х Maxion faden, Maxion faden x Бона, Сисаль x Австрийская.
Элементы продуктивности и технологические свойства бобов. Большинство гибридов в Fi наследовали число бобов на растении лучшего родителя, что выразилось в частичном неполном положительном доминировании. Особо следует отметить гибриды Niver х Maxion faden, Либретто х Бона, Бона х Сисаль, которые наследовали признак по типу положительного сверхдоминирования (hp> 1) и сформировали от 20 до 37 бобов с растения.
Все гибриды второго поколения, за исключением одного, высокопродуктивны и показали сверхдоминантный тип наследования (hp> 1,0), в комбинации Сисаль х Австрийская установлено полное доминирование лучшего родителя hp= 1,0. Это свидетельствует о широком расщеплении в F2 и доказывает возможность отбора уже в этом поколении высокопродуктивных растений. Следует отметить также гибридные комбинации: Бона х Сисаль, Либретто х Бона, показавшие лучший результат по признаку число бобов с одного растения как в Fi, так и в F2 В результате исследований выявлено: что именно у данных гибридов выделены формы с наиболее выраженной степенью трансгрессий - 50,0 и 52,9 соответственно. Признак массы семян с растения характеризует семенную продуктивность фасоли овощной, что особенно важно в семеноводстве данной культуры. По результатам анализа этого признака следует отметить, что гибриды F, проявляли разный характер наследования, в том числе и в сторону худшего родителя. Гибрид Niver х Maxion faden показал доминирование признака лучшего родителя (hp = 0,8), а у гибридов Сисаль х Австрийская и Либретто х Бона проявился сверхдоминантный тип наследования (hp ~ 1,1-3,0). Особо следует отметить гибрид Либ-
ретто х Бона, который, как и по предыдущему показателю - числу бобов с растения, оказался наиболее удачным и сформировал самую высокую семенную продуктивность (54,6 г). Среди гибридов второго поколения - гибриды Бона х Си-саль, Maxion faden х Бона и Либретто х Бона, по массе семян с растения превысившие родительские формы. В результате наших исследований именно из данных комбинаций скрещивания выделены трансгрессивные формы. Степень положительных трансгрессий - от 25,4 до 60,7.
У испытуемых гибридов в F, поражение болезнями и вредителями не отмечено. В F2 и последующих поколениях на семена оставляли только не пораженные растения. Таким образом, проводимые исследования позволяют отметить наличие достоверного генотипического разнообразия как у сортов, так и у гибридов.
7 РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ. ХАРАКТЕРИСТИКА СОЗДАННЫХ СОРТОВ ФАСОЛИ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
В процессе выполнения программы научных исследований для условий южной лесостепи Западной Сибири впервые созданы сорта фасоли овощной. После длительного перерыва возобновлена селекция зерновой фасоли. Ниже приведена характеристика сортов, созданных с участием автора (доля авторства 70 -80%).
Сорт фасоли овощной Памяти Рыжковой создан путем индивидуального отбора в F3 из гибридной популяции, полученной от скрещивания сортов Niver х Maxion faden. Характер роста растений - детерминантиый. Высота растений в среднем - 46 см, кустовой тип, форма прямостоячая. Сорт устойчив к полеганию, створки бобов при созревании не растрескиваются. Бобы в технической спелости имеют зеленую окраску, длиной 15 см. Средняя масса 1000 семян - от 250 до 300 г. Основная окраска семян черная, рисунок кожуры двухцветный, пестрый. Продолжительность периода от всходов до технической спелости - 71-75 суток, от всходов до созревания - 89-95 суток. Сорт высокоурожайный. В предварительном сортоиспытании по пару средняя урожайность за 2009-2010 гг. составила: зеленых бобов - 8,7 т/га, семян - 2,8 т/га. Сорт устойчив к антракнозу.
Сорт фасоли овощной Золото Сибири создан путем индивидуального отбора в F3 из гибридной популяции, полученной от скрещивания сортов Либретто х Maxion faden. Характер роста растений детерминантный. Высота растений в среднем - 43 см, кустовой тип, форма прямостоячая. Сорт устойчив к полеганию, створки бобов при созревании не растрескиваются. Бобы в технической спелости имеют желтую окраску, длиной 12 см. Средняя масса 1000 семян - от 250 до 300 г. Основная окраска семян белая, рисунок кожуры одноцветный. Продолжительность периода от всходов до технической спелости - 71-75 суток, от всходов до созревания - 89-95 суток. Сорт высокоурожайный. В предварительном сортоиспытании по пару средняя урожайность за 2009 - 2010 гг. составила: зеленых бобов - 7,4 т/га, семян - 2,8 т/га. Сорт устойчив к антракнозу.
16
Особенность новых сортов - высокая урожайность зеленых бобов и семян; высокая товарность и пригодность для консервации и заморозки; бобы в технической спелости длительное время не грубеют; растения устойчивы к антракнозу и имеют высокое прикрепление нижнего боба. Представленные сорта можно рекомендовать для механизированной уборки при возделывании в промышленном производстве (табл. 1).
Таблица 1 - Характеристика сортов фасоли овощной селекции ОмГАУ, 2011 г.
Хозяйственно-биологический признак Параметр
реестровый сорт созданные сорта
Золушка, в! Памяти Рыжковой ± прибавка к стандарту Золото Сибири ± прибавка к стандарту
Урожайность зеленых бобов, т/га 2,8 4,5 +1,7 4,0 +1,2
Вегетационный период, сут. 93 93 0 93 0
Масса 1000 семян, г 315 300 -15 260 -55
Длина растения, см 42,1 43,5 +1,4 44,4 +2,3
Высота прикреп. нижнего боба, см 14 22 +8 23,6 +9,6
Расстояние от кончика боба до 110ЧВЫ, см 8 12 +4 13,4 +5,4
Число семян в бобе, шт. 4 6 +2 5 +1
Длина боба, см 9,2 14,5 +5,3 13,5 +4,3
Число бобов с растения, шт. 13 22 +9 16 +3
Масса бобов с растения, г 34,6 65,9 +31,3 60,5 +25,9
Масса 1 боба, г 8,8 10,3 -1,5 9,6 -0,8
Мясистость боба, балл 3 5 +2 5 +2
Пергаментный слой да нет нет нет нет
Содержание сырого протеина, % 17,3 21,0 +3,7 18,0 +0,7
Форма боба Округлая Округлая + Округлая +
Поражение антракиозом,балл 3 0 + 0 +
Сорт фасоли зерновой Лукерья создан путем индивидуального отбора в Р3 из гибридной популяции, полученной от скрещивания сортов Оран и Большой
17
Змей. Характер роста растений детерминантный с завивающейся верхушкой. Высота растений в среднем 70 см, форма прямостоячая. Средняя масса 1000 семян -от 250 до 300 г. Основная окраска семян блестящая, черная, что подтверждает наличие альфа-линолевой кислоты.
Продолжительность периода от всходов до созревания составляет 89-96 суток. Сорт высокоурожайный. В предварительном сортоиспытании по пару средняя урожайность семян за 2009-2010 гг. составила 2,6 т/га. Сорт устойчив к ан-тракнозу (табл. 2).
Таблица 2 - Характеристика сортов фасоли зерновой селекции ОмГАУ, 2011 г.
Хозяйственно-биологический признак Параметр
реестровый сорт созданные сорта
Горналь, st Лукерья ± прибавка к стандарту Оливковая ± прибавка к стандарту
Урожайность зерна, т/га 2,1 2,5 +0,4 2,9 +0,8
Вегетационный период, сут 89 89 0 88 +1
Масса 1000 семян, г 325 380 -55 360 -35
Высота растения, см 38,4 63,5 +25,1 56,6 +18,2
Длина боба, см 10 10 0 10 0
Число бобов на растении, шт. 12 25 +13 26 +14
Высота прикреп. нижнего боба, см 18 24 +6 20 +2
Расстояние от кончика боба до почвы, см 8 14 +6 10 +2
Число семян в бобе, шт. 5 5 0 5 0
Вкус, балл 4,5 4,5 0 4,5 0
Содержание белка, % 22,8 23,9 + 1Д 23,8 +1
Коэффициент развариваемое™ 2,2 2,3 -0,1 2.6 -0,4
Время варки, мин 140 140 0 135 +5
Консистенция Ровная Ровная Ровная Ровная Ровная
Поражение антракнозом,балл 3 0 + 0 +
Сорт фасоли зерновой Оливковая создан путем индивидуального отбора из гибридной популяции Р3 Оран х Большой Змей. Характер роста растений детерминантный. Высота растений в среднем 55-60 см, форма куста прямостоячая.
Сорт устойчив к полеганию. Расстояние от поверхности почвы до кончика нижнего боба - 9-11 см. Высота прикрепления нижнего боба - 24-27 см. Число бобов с растения - 18-25 шт. Масса 1000 семян - 360-390 г. Основная окраска семян оливковая, рисунок кожуры одноцветный, блестящий. Продолжительность вегетационного периода - 88-95 суток. Сорт высокоурожайный, устойчив к антракно-зу. В предварительном сортоиспытании по пару средняя урожайность семян за 2010-2012 гг. составила 2,8 т/га. Развариваемость семян хорошая. Особенность новых сортов - высокая урожайность и содержание белка в зерне, пригодность к консервации и заморозке, устойчивость к антракнозу, высокое прикрепление нижнего боба. Их также можно рекомендовать для механизированной уборки при возделывании в производственных условиях (табл. 2).
Полученные сорта фасоли соответствуют разработанной нами модели для условий южной лесостепи Западной Сибири. Культура даст возможность расширить ассортимент растительного сырья для Сибирского региона и, как подтверждают наши исследования, условия данной природно-климатической зоны благоприятны для выращивания фасоли.
8 ПРИЕМЫ УСКОРЕННОГО РАЗМНОЖЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
Важными элементами в системе технологии возделывания фасоли являются подбор сортов и изучение сроков посева, которые оказывают влияние не только на урожайность и технологические качества культуры, но и обеспечивают получение семян с высокими посевными качествами. Поэтому возникает необходимость в исследовании сортового ресурса фасоли обыкновенной. При изучении коллекции фасоли в южной лесостепи Западной Сибири выделены сорта, которые рекомендованы для реализации поставленной цели: продуктивные, с высоким качеством боба, устойчивые к болезням, адаптированные к условиям региона. В опыте мы использовали пять сортов российской и зарубежной селекции фасоли овощной: Мрия, Секунда (Россия), Бона, Polka (Польша), Odeon (Германия), а при механизированной уборке на семена дополнительно использованы сорта фасоли зерновой: Бийчанка, Нерусса, Бусинка.
При оценке роста и развития сортов фасоли с разными сроками посева можно отметить влияние года и сортовых особенностей на полевую всхожесть семян, выживаемость и высоту растения. Достоверность данных расчетов подтверждает расчетный критерий Фишера, который превышает табличные значения.
Продолжительность межфазных периодов фасоли. По биологическим особенностям изучаемая культура — овощная фасоль - является теплолюбивой и обладает высокой чувствительностью к низким положительным температурам (+10 С). Смещение сроков посева на 3-7 суток сокращало продолжительность периода посев-всходы на 2-6 суток. Это объясняется достаточным прогреванием
19
почвы на глубину заделки семян. Результаты влияния сроков посева на продолжительность периода всходы-техническая спелость представлены в табл. 3.
Продолжительность периода от появления полных всходов до технической спелости у изучаемых сортов составляет от 46 до 59 суток, в зависимости от года и сорта. Самый короткий период всходы-техническая спелость в среднем за три года в условиях южной лесостепи Западной Сибири отмечен у сорта Мрия - 46 суток. Анализ показывает, что при посеве сортов овощной фасоли в более поздние сроки происходит сокращение вегетационного периода. При этом, если проводить посев семян в достаточно прогретую почву (III декада мая), фасоль быстрее дает всходы, лучше развивается, в меньшей степени поражается болезнями, обеспечиваются сравнительно высокие урожаи, чем при ранних (13 мая) и поздних (6 июня) сроках посева.Иванов, 1961; Голбан, 1982; Казыдуб, 2003). Самая низкая температура воздуха по всем годам исследования отмечена при посеве в 2006 г. во второй декаде мая
Таблица 3 - Продолжительность периода всходы-техническая спелость сортов овощной фасоли в зависимости от сроков посева*, сутки _
Сорт 2006 г. 2007 г. 2008 г.
1-й срок 2-й j 3-й срок i срок 4-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок 4-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок 4-й срок
Се кун да,st 57 52 ¡ 50 49 56 50 49 49 55 50 49 49
Бона 57 52 50 49 55 50 49 49 55 50 49 49
Odeon 65 58 56 54 63 56 54 53 63 55 53 53
Polka 67 61 59 57 64 59 57 56 64 58 56 55
Мрия 52 50 49 48 47 47 45 43 46 46 43 42
* 1-й срок : 12-15 мая; 2-й срок: 20-22 мая; 3-й срок: 29-30 мая; 4-й срок: 1-5 июня.
К тому же увеличивается выход товарной продукции зеленых бобов. Сортовые особенности по продолжительности периода посев-всходы нами не выявлены. Период от посева до начала всходов в среднем за три года у контрольного варианта опыта (посев 20 мая) составил 10 суток. При учете степени фактического прогревания почвы в ранневесенний период проведенный анализ изменчивости отдельных периодов развития сортов овощной фасоли показывает: она неодинакова у различных фаз развития и межфазных периодов и зависит от внешних условий. Из расчетов следует, что в наибольшей степени варьировала продолжительность периодов всходы-цветение и цветение-техническая спелость: коэффициент изменчивости составил 47,6-68,9% и 29,2-51,8% соответственно.
При определении биометрических показателей растений фасоли в годы испытаний отмечено, что сроки посева не имеют достаточного влияния на высоту растения и прикрепление нижнего боба. Для механизированного возделывания фасоли наибольший интерес представляют сорта фасоли, имеющие компактный куст с высотой растений 40-45 см и прикреплением нижнего боба 15-20 см. Такие параметры в опыте имел сорт Ос1соп.
Высота прикрепления нижних наиболее продуктивных бобов является важным показателем хозяйственной ценности сорта. Этот признак имеет высокую степень изменчивости (Бандурко, 2001; Болотских, 2006; Минюк, 1991). Короткий стебель сортов фасоли с низким прикреплением бобов ведет к большим потерям семян при механизированной уборке урожая.
Высота растений и высота прикрепления нижнего боба находятся в тесной корреляционной зависимости у изучаемых сортов: Мрия (г= 0,79), Бона (г= 0,77), Полька (г= 0,76), Odeon (г= 0,82). Исключением является сорт стандарт Секунда, у которого зарегистрирована слабая связь между этими признаками (г= 0,33). У сортов с более продолжительным периодом вегетации рост растений в начальные фазы развития идет интенсивно и дольше продолжается, как правило, они более высокорослы, чем скороспелые сорта. Так у всех растений третьего срока посева высота растений соответствовала результатам описания оригинатора. Максимальная высота растений у изучаемых сортов отмечена в 2007 г., так как во второй половине вегетации выпало большое количество осадков. Из вышеизложенного следует, что посев во второй и третьей декадах мая положительно влияет на рост растений в высоту и технологические качества культуры, что важно при возделывании фасоли в производственных условиях (Башаби, 2000; Голбан, 1996). Высота прикрепления нижних бобов обусловлена, в основном, средовыми факторами и на 33% определена генетической природой сорта (Голбан, 1996; Курлович, 1998).
Влияние сроков посева на урожайность зеленых бобов и семян фасоли. Процесс формирования урожая зеленых бобов и семян сортов фасоли в зависимости от срока посева и погодных факторов представляет большой практический интерес, поскольку дает возможность корректировать приемы ее возделывания в конкретных условиях, направленных на повышение урожайности и качества семян. Максимальный урожай бобов получен при третьем сроке посева, в зависимости от сорта и года варьировал от 2,5 до 4,5 т/га. Причем при ранних сроках посева урожайность снижалась на 10-15%, при позднем (четвертом) сроке - на 1217%. Основными элементами, влияющими на урожайность культуры, являются показатели, представленные в табл. 4.
Таблица 4 - Продуктивность сортов фасоли при оптимальном сроке посева _ (20-22 мая) (в среднем за 2006-2008 гг.)_
Сорт Количество сборов бобов Масса бобов с растения, г Масса семян с растения, г
Секунда, st 4 30,6 14,3
Бона 5 38.4 27,9
Odeon 8 44,1 30,5
Polka 6 43,6 32,0
Мрия 6 36,5 26,4
Из изученных в нашем опыте сортов по продуктивности в зависимости от сроков посева более стабильные Odeon и Polka.
Высокая вариабельность продолжительности цветения в основном связана с неблагоприятными для фасоли погодными условиями в конце июня - начале июля (дефицит влаги, повышенные температуры), в результате чего произошло опадение завязей, при этом у ранних и поздних сроков посева был высокий выход нетоварной продукции (лопатки). Оптимальный срок посева культуры дает возможность получить бобы более высокого качества, что отмечено и в наших опытах. Наибольшее количество сырого протеина у сортов Polka (22,06%), Бона (20,69%). По микроэлементу йоду выделены сорта Odcon и Мрия (1,5-1,7 мг/100г). Высокое содержания цинка установлено у сортов Polka и Odeon (1,572,32 мг/кг). По накоплению кальция первенствуют сорта Секунда, Odeon, Мрия (от 0,60 до 0,70 мг/ 100 г). По содержанию железа отмечены сорта Секунда (400 мг/кг), Мрия (200 мг/кг).
Полученные результаты позволяют рекомендовать для возделывания в производственных условиях и частном секторе региона следующие изученные нами сорта - Odeon, Мрия, Бона, Polka, которые показали высокую продуктивность бобов и семян, а также имели отличное качество продукции в условиях Сибирского региона.
Влияние сроков посева на клубенькообразуюидю способность сортов фасоли. Наблюдения за образованием клубеньков на корнях в полевых опытах при разных сроках сева показали, что фасоль овощная в условиях южной лесостепи Западной Сибири образует клубеньков на корнях больше, чем зерновая. Изучаемые сорта по количеству и массе клубеньков превосходили сорт стандарт Секунду. Число клубеньков на корнях у изучаемых сортов составило от 34 до 249 шт., тогда как у сорта стандарта Секунда в среднем 14,2 шт. Так как клубеньки у различных образцов отличаются по размеру, более объективную картину дает показатель массы клубеньков с растения. Выявлено, что самое высокое количество и масса клубеньков в наших опытах были у сортов Бона, Polka, Odeon при разных сроках посева. Однако при посеве в третью декаду мая сорта фасоли превосходили сорт стандарт по количеству и массе клубеньков с растения от 60 до 150%.
Влияние сроков посева на устойчивость к болезням. Оценку степени поражения растений антракнозом проводили до цветения и в фазу созревания семян. Результат оценки изучаемых сортов фасоли показал, что при раннем и позднем сроках посева поражение растений доходило до 4 баллов (пятна занимали свыше 50% поверхности листьев). Использование разных сроков посева в наших исследованиях позволило выделить из изучаемого материала сорт Odeon - наиболее устойчивый к вредоносной для фасоли болезни антракнозу.
Данные наших исследований показывают, что как по урожайности, так и по устойчивости к болезням срок посева фасоли 20-22 мая является оптимальным для южной лесостепи Западной Сибири.
Механизированная уборка фасоли на семена. В России фасоль в производственных условиях широкого распространения не получила. И одна из причин -неотработанная технология возделывания, в частности, при уборке и обмолоте
зерна возникают повышенная повреждаемость - дробление и микротравмирование, а также неоправданные потери урожая.
Наши опыты показали, что лучшим сроком уборки фасоли, при котором потери зерна минимальные, является период, когда на растениях подсохнет 50-60% бобов. В годы с частыми осадками её лучше убирать при полной спелости, гак как бобы при повышенной влажности не растрескиваются. Статистическими исследованиями установлено: раскрытие створок боба, как правило, происходит в зоне носика, с последующим развитием в зону брюшка. Важно отметить, что для уменьшения потерь при пересыхании фасоли её необходимо убирать рано утром или вечером. В нашем эксперименте уборку фасоли на семена проводили комбайном «Сампо-130» в утренние часы. На основании поисковых опытов и предварительных результатов, экспериментальных исследований нами установлена закономерность: более качественный обмолот (с минимумом дробления и недомолота) достигается при сочетании факторов: влажности бобов не ниже 19,0%, минимальных частоте вращения молотильного барабана (птт <, 360 мин) и молотильных зазорах (Э = 33/21-35/223 мм). При такой регулировке комбайна обеспечивается вымолот бобов с минимальным травмированием семян. Лучше предпочтение отдавать прямому комбайнированию. Нами потвержден тезис, что дробление зависит как от биологических особенностей сорта, так и от физико-механических свойств семян. Следует учитывать, что у лущильных сортов при подсыхании створок бобов (влажность - ниже 16%) последние быстро растрескиваются, увеличивая потери. Считаем, что подбор и обмолот фасоли следует проводить при относительной влажности воздуха выше 40%.
Показателями технической характеристики сортов фасоли являются: высота растения и прикрепление боба, расстояние от почвы до кончика боба и масса 1000 семян. Изучаемые сорта имели оптимальные параметры для использования их на пригодность к механизированной уборке на семена согласно Международному классификатору СЭВ (1985). Высота растений у изучаемых сортов составляла от 40 до 62 см, высота прикрепления боба - от 14 до 18 см, масса 1000 семян - от 200 до 310 г. Травмирование и потеря семян при механизированной уборке в основном зависит от высоты прикрепления нижнего боба и массы 1000 семян, результаты представлены в табл. 5.
Таблица 5 - Результаты механизированной уборки фасоли на семена
Сорт
Влажность семян при обмолоте, %
2007 г.
2008 г.
Дробление, %
2007 г.
2008 г.
Выход кондиционных семян, %
2007 г.
2008 г.
Секунда, 51
16,4
Овощного назначения
18,5
20,5
18,4
69,0
70,9
Бона
16,4
18,5
15.9
14,4
78,4
80,2
Мрия
16,4
18,5
10,9
10,1
78,9
82,4
НСР0
1,5
1,4
7,5
7,7
Зернового назначения
Бийчанка, 51 Нерусса Бусинка НСР05
17,5 16,8 16,8
20.0 19,0 19,0
30,2 10,9 16,8 1,9
29,2 9,4 14,5 1.7
60,7 78,9 75,4 7,1
63,1 80,1 "77,4 7,3
Как известно, динамическая нагрузка, вызывающая травмирование семян, может быть разной, но главным образом зависит от массы 1000 семян. При уборке ударная нагрузка на семена высокая, чем крупнее семя, тем оно имеет меньшую сопротивляемость к механическим повреждениям. В наших опытах самый высокий процент дробления от 18,4 до 30,2% из расчета на 1000 семян отмечен у сортов стандартов Секунда и Бийчаика.
Выход кондиционных семян у изучаемых сортов выше, чем у стандарта, в годы изучения и находился в пределах от 75,4 до 82,4% при расчете на 1000 семян, что связано со сравнительно невысокой массой 1000 семян - от 200 до 320 г, это привело к снижению потерь при уборке. Масса тысячи семян фасоли и процент дробления зерна при уборке находятся в тесной корреляционной зависимости у изучаемых сортов: Мрия (г = 0,83), Бона (г = 0,63), Нерусса (г = 0,81), Бусинка (г = 0,74). Все это подтверждает необходимость выведения и использования в промышленном производстве мелкосеменных сортов фасоли.
9 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НОВЫХ СОРТОВ ФАСОЛИ СЕЛЕКЦИИ ОМГАУ И ВЫДЕЛЕННЫХ ОБРАЗЦОВ
ИЗ КОЛЛЕКЦИИ
При производстве семян фасоли условно чистый доход с гектара составил у сорта стандарта Щедрая - 8870 руб., перспективного сорта Горналь - 15300 руб., нового сорта Лукерья - 20240 руб.; зеленых бобов фасоли овощной у сорта стандарта Секунда затрачено 7860 руб., перспективного Maxion faden - 21560 руб., нового сорта Золото Сибири - 30400 руб. Эффективность производства зерна и зеленых бобов фасоли в регионе может значительно возрасти при районировании новых, более адаптированных и продуктивных сортов местной селекции.
ВЫВОДЫ
1. Экспериментальные исследования по изучению коллекции фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris L.) в условиях южной лесостепи Западной Сибири позволили выявить основные направления селекции культуры овощного и зернового использования.
2. Выделены образцы фасоли овощной, сочетающие комплекс хозяйственных признаков и свойств, представляющих ценность в селекции как источники:
- скороспелости (Рыжая, Maxion faden, Goldpantera, Primel, Niver, Peus, Ve-suvio, Polka);
- числа бобов на растении (Рыжая, Marona, Goldpantera, Лика, Zolta Sonesta, Marion, Hit, Niver, Клондайк, Karona, Сисаль, Vesuvio, Polka, Tara, Ibiza);
- урожайности зеленых бобов (Рыжая, Goldpantera, Marona, Zolta Sonesta, Primel, Hit, Zlota Saxa, Vesuvio, Polka, Tara, Karona, Marion, Ibiza и Клондайк);
- пригодности к механизированной уборке (Maxion faden, Marona, Primel, Purle Teeppe, Hit, Niver, Peus, Американская, Vesuvio, Maxidor);
- технологичности (Maxion faden, Goldpantera, Marona, Zolta Sonesta, Primel, Hit, Niver, Zlota Saxa, Pens, Vesuvio, Polka, Tara, Marion, Ibiza);
- высокой семенной продуктивности (Рыжая, Goldpantera, Marona, Zolta Sonesta, Лика, Niver, Primel, Сисаль, Hit, Vesuvio, Polka, Tara, Ibiza и Клондайк);
- высокой симбиогическон активности (Marion, Niver, Креолка, Polka, Primel, Либретто);
- комплексной устойчивости к поражению болезнями (Peus, Hit, Ibiza, Polka, Vesuvio и Золушка);
- высокого содержания сырого протеина (Секунда, Marion, Maxion faden, Primel и Carusa). кальция (Секунда, Odeon и Carusa), железа (Секунда и Marion), марганца (Carusa), цинка (Секунда, Сисаль и Marion), меди (Odeon и Carusa).
3. Для фасоли зерновой выделены образцы, представляющие ценность в селекции как источники:
- скороспелости (Омская ранняя, Фиалка, К-14615, Bomba THZ, Gita, Гор-наль, Бело-коричневая);
- числа бобов на растении (Нерусса, Большой Змей, Горналь, К-14615);
- пригодности к механизированной уборке (К-14615, Омская ранняя, Фиалка, Бело-коричневая, Нерусса, Romanobush);
- высокой семенной продуктивности (Большой Змей, Бело-коричневая, Омская ранняя, Нерусса);
- высокой симбиотической активности (Большой Змей, Бело-коричневая, Нерусса);
- высокого содержания сырого протеина (Омская ранняя, Бело-коричневая, Большой Змей, Нерусса);
- комплексной устойчивости к поражению болезнями (Омская ранняя, Бело-коричневая, Большой Змей, Нерусса);
- высокого содержания белка и хорошей развариваемости (Ока, Горналь, Омская ранняя, Бело-коричневая).
4. Масса бобов с растения имеет высокую корреляцию с массой семян с растения (г = 0,85 ± 0,06) и среднюю - с количеством бобов на растении (г = 0,54 ± 0,002) и массой 1000 семян (г = 0,52 ± 0,01).
5. Как источники по комплексу биологических и хозяйственно-ценных признаков рекомендуются образцы фасоли: овощного назначения - Primel, Hit, Ibiza, Polka и зернового - Омская ранняя, Бело-коричневая, Нерусса.
6. Завязываемость гибридных семян при внутривидовой гибридизации фасоли в полевых условиях низкая (от 1,5-3%), что вызывает значительные трудности при создании исходного материала. Скрещивание в контролируемых условиях (теплица) при температуре воздуха 20-21 °С, влажности 80-85%, освещенности 10-12 тыс. люкс эффективно (10,4-30,2%).
7. Отбор скороспелых форм более эффективен в гибридных популяциях, полученных по типу «скороспелый х среднеспелый», где преобладает отрицательное сверхдоминирование и полное доминирование более скороспелого родителя.
8. Выявлен эффект гетерозиса у гибридов F,:
- по высоте прикрепления нижнего боба: фасоли овощной - Niver х Maxion faden и Maxion faden х Бона; фасоли зерновой - Омская ранняя х Бийчанка, Бело-коричневая х Ока;
- числу бобов на растении: фасоли овощной - Бона х Сисаль, Niver х Maxion faden и Либретто х Бона; фасоли зерновой - Romano bush х Омская ранняя;
- массе семян с растения: фасоли овощной - Сисаль х Австрийская; фасоли зерновой - Горналь х Romano bush, Бело-коричнева х Ока, Большой Змей х Оран.
9. Выявлена тенденция увеличения в F2 количества трансгрессивных форм у гибридов, проявляющих гетерозис в F,. Наибольшая степень трансгрессий установлена по высоте прикрепления нижнего боба, числу бобов на растении и массе семян с растения. У гибрида Maxion faden х Бона выяшшна значительная степень трансгрессий по большинству хозяйственно-ценных признаков.
10. Определены параметры перспективных сортов фасоли зернового и овощного использования для условий южной лесостепи Западной Сибири, создана модель и выделены источники признаков для ее реализации. Такая морфофи-зиологическая модель сорта должна характеризоваться детерминантным типом роста, компактной формой куста, высокой урожайностью зеленых бобов и семян, определенным количеством бобов с растения, с высотой прикрепления нижнего боба 15-20 см, кроме того, бобы должны быть округлой формы, мясистыми и без волокна.
11. Путем межсортовой гибридизации фасоли, а именно на основе выделенных в F2 и испытываемых в F3- F5 трансгрессий, созданы ценные пять линий овощного назначения и четыре зернового использования, превосходящие стандарт по количеству бобов на 22-43%. Для полученных линий характерна тесная корреляционная связь между длиной вегетационного периода и количеством бобов с растения (г = 0,72).
12. Итогом экспериментальных работ и практической селекции (1999-2012) стало создание четырех сортов фасоли, из которых два овощного назначения внесены в Российский Государственный реестр селекционных достижений, допущны к использованию в Российской Федерации (Золото Сибири, Памяти Рыжковой); два сорта зернового назначения (Лукерья и Оливковая) находятся в Государственном сортоиспытании, показывают хорошие результаты.
13. При выращивании фасоли на семена и зеленые бобы лучший срок посева-20-25 мая. Этот срок обеспечивает: полевую всхожесть — 95,0%, сохранность к уборке - 95,1%, урожайность зеленых бобов - 672 г/м2, семян - 482 r/м2. В разные сроки сева в южной лесостепи Западной Сибири наиболее высокую урожайность зеленых бобов и семян обеспечивали сорта: Odeon (44,1 г/раст.; 30,5 г/раст.), Polka (43,6 г/раст., 32,0 г/раст.), Бона (38,4 г/раст., 27,9 г/раст.).
14. При подборе сортов фасоли, пригодных для механизированной уборки на семена, следует учитывать высоту растения (39 -55 см), высоту прикрепления нижнего боба (15 см), расстояние от кончика нижнего боба до почвы (6 см), а также массу 1000 семян для механизированной уборки (280-320 г).
15. Возделывание фасоли на зеленые бобы и зерно в условиях региона выгодно и рентабельно. Уровень рентабельности составил: фасоли овощной - от 36 до 193%, фасоли зерновой - от 119 до 213% (в зависимости от сорта).
26
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ И ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для повышения эффективности селекционного процесса при создании новых сортов фасоли зернового и овощного назначения в южной лесостепи Западной Сибири целесообразно использовать в качестве источников по комплексу ценных признаков выделенные образцы фасоли овощного использования: Primel, Hit, Polka, Ibiza и зернового назначения: Омская ранняя, Бело-коричневая, Нерусса, максимально адаптированные к условиям региона и обладающие высокой продуктивностью.
2. В селекции фасоли овощного и зернового использования следует ориентироваться на разработанные нами параметры модели сортов в условиях южной лесостепи Западной Сибири, а для се реализации целесообразно использовать образцы - источники:
- высокой продуктивности: фасоли овощной - Primel, Maxionfaden, Marion,Hit, Marona, Vesuvio и Polka; фасоли зерновой - Омская ранняя, Бело-коричнева, Нерусса, К-14615, Romanobush;
- высокого прикрепления нижнего боба: фасоли овощной - Niver, Primel, Purle Teeppe, Maxion faden, Hit, Peus, Американская, Marona, Vesuvio и Maxidor; фасоли зерновой - Омская ранняя, Бело-коричневая, Нерусса, К-14615, Большой Змей;
- наибольшего числа бобов на растении: фасоли овощной - Рыжая, Gold-pantera, Marona, ZoltaSonesta и Лика, Niver, Сисаль, Hit, Vesuvio, Polka, Tara, Karona, Marion, Ibiza и Клондайк; фасоли зерновой - Омская ранняя, Бело-коричневая, Нерусса, К-14615, Romano bush, Большой Змей;
- массы 1000 семян до 250-300 г: фасоли овощной - Рыжая и Goldpantera, из среднеспелой группы - Niver, Сисаль, Hit, Zlota Saxa, Vesuvio, Polka, Marion, Ibiza; фасоли зерновой - Нерусса, Омская ранняя;
- длины вегетационного периода до технической спелости не более 55 суток: фасоли овощной - Рыжая, Primel, Секунда, Maxi, Goldpantera, Hit, Peus, Американская, ZlotaSaxa, Marona, Vesuvio, Maxidor; фасоли зерновой - Омская ранняя, Бело-коричневая, Нерусса, К-14615, Romano bush, Горналь;
- технологичности: фасоли овощной - Maxion faden, Goldpantera, Marona и ZoltaSonesta, Primel, Hit, Niver, ZlotaSaxa, Peus, Vesuvio, Polka, Tara, Marion, Ibiza; фасоли зерновой - Омская ранняя, Бело-коричневая, Нерусса, К-14615, Горналь, Фиалка.
3. В южной лесостепи Западной Сибири рекомендуем выращивать сорта фасоли: овощного назначения - Polka, Odeon, Бона; зернового использования: Нерусса, Бусинка.
4. С целью получения высокого урожая семян с высокими посевными качествами посев фасоли обыкновенной в южной лесостепи Западной Сибири необходимо проводить 20-22 мая, что позволит получить урожайность зерна до 3,5 т/га.
5. Для получения ранней продукции зеленых бобов в южной лесостепи Западной Сибири посев семян на рассаду в парниках или теплице предпочтительно проводить в первой и второй декаде апреля. Сорта, рекомендуемые для выращивания фа-
27
соли овощной через рассаду: Maxion faden, Primel.
6. Внедрение новых сортов селекции ОмГЛУ: фасоли овощной - Золото Сибири и Памяти Рыжковой (зеленые бобы); зерновой - Лукерья, Оливковая (зерно) дает возможность повысить урожайность и расширить ассортимент зернобобовых культур в регионе.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В изданиях, рекомендованных ВАК:
1. Казыдуб Н.Г. Влияние сроков посева на продолжительность вегетационного периода овощной фасоли в условиях южной лесостепи Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, А.П. Клинг, В.М. Казыдуб // Достижения науки и техники АПК. -
2010.-№2.-С. 24-26.
2. Казыдуб Н.Г. Наследование хозяйственно-ценных признаков гибридами F, и F2 фасоли овощной в условиях южной лесостепи Западной Сибири: Н.Г. Казыдуб, А.П. Клинг // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2010. -№ 8. - С. 19-22.
3. Казыдуб Н.Г. О пригодности сортов фасоли овощной к механизированной уборке / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок // Овощи России. - 2010. - № 3 (9). - С. 37-40.
4. Казыдуб Н.Г. Устойчивость сортов фасоли овощной к антракнозу / Р1.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок//Защита и карантин растений, - 2010,-№ 11.-С. 26-27.
5. Казыдуб Н.Г. О продолжительности фаз развития овощных сортов фасоли / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок // Вестник Росс. акад. с.-х. наук. - 2011. - № 2. -С. 44-46.
6. Казыдуб Н.Г. Изучение сортов фасоли овощной селекции ВНИИССОК в Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок // Аграрный вестник Урала. -
2011. №5.-С. 21-24.
7. Казыдуб Н.Г. Отечественные сорта фасоли для Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок // Картофель и овощи. -2011. -№ 7 - С. 13-14.
8. Казыдуб Н.Г. Перспективная культура для Сибирского региона - фасоль овощная / Н.Г. Казыдуб, Т.В. Маракаева, II.В. Шитикова // III Междунар. науч,-практ. конф. (август, 2012): Мат. докл., сообщ. / под ред. академика Россельхоза-кадемии, д-ра с.-х. н. В.Ф. Пивоварова. - М.: Изд-во ВНИИИССОК. 2012. - С. 251-258.
9. Казыдуб Н.Г. Влияние эколого-географического фактора на параметры адаптивности и сортовые свойства семян фасоли овощной / Ф.Б. Мусаев, О.В. Макаркина, В.В. Скорина, Вит. В. Скорина, Н.Г. Казыдуб, Н.В. Коцарева // III Междунар. науч.-практ. конф. (август, 2012): Мат. докл., сообщ.; под ред. академика Россельхозакадемии, д-ра с.-х. н. В.Ф. Пивоварова. - М.: Изд-во ВНИИИС-СОК. -2012.-С. 385-394.
10. Казыдуб Н.Г. Сорта фасоли овощной для механизированной уборки / Н.Г. Казыдуб, Т.В. Маракаева, В.М. Казыдуб // Вестник Бурятской гос. с.-х. академии им. В.Р. Филиппова. - Улан-Удэ, 2012. -№ 1 (26). -С. 100-104.
11. Казыдуб Н.Г. О продуктивности овощных коллекционных сортов фасоли Phaseolusvulgaris. L. в условиях южной лесостепи Западной Сибири - / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок // Сельскохозяйственная биология. 2012. - № 3. - С. 100-104.
12. Казыдуб Н.Г. Определение влияния условий среды на биотипный состав фасоли овощной методом электрофореза запасных белков / Н.Г. Казыдуб, Н.Ф. Пивоваров, Ф.Б. Мусаев, О.В. Макаркина, В.В. Скорина, Н.В. Коцарева // Плодоводство и ягодоводство России: Сб. науч. труд. - М. 2012. - XXXIV, Ч. 2. -С. 129-138.
13. Казыдуб Н.Г. Актуальность использования зернобобовых культур (фасоль) в функциональном питании Сибирского региона: / Н.Г. Казыдуб, Е.А. Мо-либога, Т.В. Маракаева // Омский научный вестник. — 2012. - № 2 (декабрь). - С. 161-164.
14. Казыдуб Н.Г. Оценка устойчивости к полеганию однодольных и двудольных культур па основе изучения анатомического строения стебля / Н.Г. Казыдуб, A.B. Пинкаль, Ю.В. Кривко, JI.A. Кротова, Л.В. Омельяшок // Омский научный вестник.-2012,-№2.-С. 172-175.
15. Казыдуб Н.Г. О продуктивности некоторых сортов фасоли овощной в условиях южной лесостепи Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок // Сельскохозяйственная биология. - 2012. - № 1 (декабрь). - С. 119-122.
16. Казыдуб Н.Г. Изменчивость массы 1000 семян у фасоли при разных сроках посева семян / Н.С. Цыганок, Н.Г. Казыдуб // III Междунар. науч. практ. конф. (август, 2012): Мат. докл., сообщ. // под ред. академика Россельхозакадемии, д-ра с.-х.н. В.Ф. Пивоварова - М.: Изд-во ВНИИИССОК. - 2012. - С. 484489.
В сборниках научных трудов, журналов:
1. Казыдуб Н.Г. Особенности возделывания овощной фасоли как рассадной культуры / Н.Г. Казыдуб, В.М. Казыдуб, М.А. Копылова // Вавиловские чтения:
Мат. конф. посвящ. 119-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова. - Саратов: Изд-во Саратовский ГЛУ, 2006. - С. 26-29.
2. Казыдуб Н.Г. Королева семейства бобовых - овощная фасоль / Н.Г. Ка-зыдуб // Сибирский фермер. - 2006. - № 3. - С. 15-16.
3. Казыдуб Н.Г. Клубенькообразующая способность корней у сортообраз-цов фасоли в условиях южной лесостепи Омской области / Н.Г. Казыдуб, В.М. Казыдуб, А.П. Клинг // Научное наследие Н.И. Вавилова - фундамент развития отечественного и мирового сельского хозяйства: Мат. Междунар. конф. - М.: ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева. - 2007. - С. 198.
4. Казыдуб Н.Г. История и современное состояние культуры фасоль в мире, России и Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, В.М. Казыдуб, А.П. Горбатая // Сибирская деревня: история, современное состояние, перспективы развития», посвящ. 90-летию ОмГАУ, 180-летию агрономической науки в Западной Сибири: Мат. VII Междунар. науч.-практ. конф. - Омск, 2008. - С. 227-230.
5. Казыдуб Н.Г. Сортоизучение коллекции овощной фасоли в южной лесостепи Омской области / Н.Г. Казыдуб, В.М. Казыдуб, А.П. Клинг // Сибирская деревня: история, современное состояние, перспективы развития, посвящ. 90-летию ОмГАУ: Мат. VII Междунар. науч.-практ. конф. - Омск, 2008. - С. 222226.
6. Казыдуб Н.Г. Создание сортов фасоли овощной высоких технологических качеств для условий южной лесостепи Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, А.П. Клинг, М.А. Копылова // Динамика систем, механизмов и машин: Мат. VII Междунар. науч.-техн. конф. - Омск, 2009. - Кн. 4. - С. 398.
7. Казыдуб Н.Г. Вклад симбиотического азота бобовых (фасоль овощная и зерновая) в плодородие почв Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, O.IO. Турина // РГТУ, Междунар. конф. - Омск, 2009. - С. 111-113.
8. Казыдуб Н.Г. Фасоль - перспективная овощная культура для южной лесостепи Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, А.П. Клинг, О.Ю. Турина // Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы: II Междунар. науч.-практ. конф.: Мат. докл., сообщ. / ВНИИССОК. -2010.-Т. 2.-С. 281.
9. Казыдуб Н.Г. О массе 1000 семян у овощных сортов фасоли, выращиваемых при разных сроках посева / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: Мат. VIII Междунар. симп. (Москва, июня, 2009). - М.: РУДН, 2009. - С. 400.
10. Казыдуб Н.Г. Об устойчивости к антракнозу сортов фасоли овощной селекции ВНИИИССОК в условиях Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыга-
нок // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: Мат. VIII Междунар. симпозиума. - М.: РУДН, 2009. - С. 404.
11. Казыдуб Н.Г. Симбиотическая азотофиксация бобовых - важный источник биологического азота в плодородии почв Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, О.Ю. Турина, Т.В. Рассказова // Научно-инновационная деятельность в агропромышленном комплексе: Сб. науч. ст. 5-й Между нар. науч.-практич. конф. (апрель, 2011). В 2 ч. Ч. 1; редкол. Н.В. Казаровцев [и др.]. - Минск, 2011. - С. 160.
12. Казыдуб Н.Г. Качество и урожайность зеленых бобов фасоли овощной -/ Н.Г. Казыдуб, В.М. Казыдуб, А.П. Клинг, Н.С. Цыганок // Сб. науч. тр. по овощеводству и бахчеводству к 80-летию со дня основания ВНИИ овощеводства. -Москва, 2011.-С. 354-356.
13. Казыдуб Н.Г. Урожайность и содержание белка бобовых культур в условиях южной лесостепи Западной Сибири / Н.Г. Казыдуб, Ю.С. Ларионов, А.П. Горбатая // Актуальность проблемы земледелия и растениеводства: Сб. ст. V Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых, посвящ. 20-летию независимости Республики Казахстан. - Алмалыбак, 2011. - С. 128-130.
14. Казыдуб Н.Г. Продолжительность межфазных периодов развития у фасоли овощной / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок // Культурные растения для устойчивого сельского хозяйства в XXI в. (т. IV): к 100-летию академика ВАСХНИЛ и Россель-хозакадемии М.С. Лунина. - Москва, 2011. - С. 363-373.
15. Kazydub K.G. Quality and Yield of Green Pods of Green Beans / K.G. Kazy-dub, N.S. Tsyganok, V.M. Kazydub, A.P. Kling // Russian Agricultural Sciens, 2011, Vol. 37, No. 4, pp. 294-296, Allerlon Press, Inc., 2011.
16. Казыдуб Н.Г. Продолжительность вегетационного периода фасоли овощной в Западной Сибири при разных сроках посева семян / Н.Г. Казыдуб, В.М. Казыдуб // Вавиловские чтения - 2011: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. (ноябрь, 2011).-С. 157.
17. Казыдуб Н.Г. Сорта фасоли овощной для Западной Сибири: статья / Н.Г. Казыдуб, Н.С. Цыганок // Состояние и перспективы научных исследований по картофелеводству, овощеводству: Междунар. науч.-практ. конф. - Алматы, 2011.-С. 576-579.
18. Казыдуб Н.Г. Элементы продуктивности фасоли зерновой в Северном Казахстане / Н.Г. Казыдуб, Г.Б. Бекимова // Актуальные проблемы научного обеспечения сельского хозяйства Республики Казахстан, посвящ. 60-летию д-ра с.-х. н., профессора У.М. Сагалбекова: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. - Кок-шетау, 2012.-С. 40-42.
19. Казыдуб H.Г. Результаты изучения коллекционных образцов фасоли в Северном Казахстане / Н.Г. Казыдуб, Г.Б. Бекешева // Мат. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 95-летнему юбилею агрономического факультета. - Омск, 2013. - С. 185-188.
20. Казыдуб Н.Г. Фасолевый компонент в хлебобулочных и кондитерских изделиях: метод, пособие / Н.Г. Казыдуб, Ю.В. Колмаков, Л.Л. Зелова, Л.П. Клинг. - Омск, 2013. - 60 с.
Патенты и авторские свидетельства:
1. Казыдуб Н.Г. Сорт фасоли овощной Золото Сибири. Дата регистрации в Государственном реестре селекционных достижений РФ: 05.12.12 / Н.Г. Казыдуб, О.Ю Турина, А.П. Клинг, Т.В. Рассказова // Патент на селекционное достижение -№6688.-2012.
2. Казыдуб Н.Г. Сорт фасоли овощной Памяти Рыжковой. Дата регистрации в Государственном реестре селекционных достижений РФ: 05.12.12 / Н.Г. Казыдуб, В.М. Казыдуб, Т.В. Рассказова, А.П. Клинг // Патент на селекционное достижение - № 6689. - 2012.
3. Казыдуб Н.Г. Сорт фасоли овощной Золото Сибири. Дата регистрации в Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений: 05.12.2012 / Н.Г. Казыдуб, О.Ю. Турина, А.П. Клинг, Т.В. Рассказова / Авторское свидетельство - № 55676. - 2012.
4. Казыдуб Н.Г. Сорт Памяти Рыжковой. Дата регистрации в Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений: 05.12.2012 / Н.Г. Казыдуб, О.Ю. Турина, А.П. Клинг, Т.В. Рассказова / Авторское свидетельство № 55677. - 2012.
5. Казыдуб Н.Г. Способ получение домашнего плавленого сливочного продукта (с использованием пюре фасоли, сорта: Лукерья и Омичка. Дата регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации: 20.03 2013 г./ Е.А. Молибога, Н.Г. Казыдуб, Н.Б. Гаврилова, Маракаева Т.В. Велев Р.О./ Патент на изобретение № 2477611.
Подписано в печать 25.03.2013 г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 065. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7
Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Казыдуб, Нина Григорьевна, Омск
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А. СТОЛЫПИНА»
05201351298 На правах рукописи
КАЗЫДУБ НИНА ГРИГОРЬЕВНА
СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО ФАСОЛИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
06.01.05 - Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Научный консультант:
доктор с.-х. наук, профессор В.А. Лудилов
0мск-2013
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ, ЗНАЧЕНИЕ И СЕ- 10 ЛЕКЦИЯ ФАСОЛИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Происхождение и эволюция фасоли 10
1.2. Биологические и морфологические особенности фасоли 13
1.3. Параметры пригодности фасоли к механизированной уборке 16
1.4. Характеристика фасоли как пищевой культуры 17
1.5. Болезни и вредители фасоли 21
1.6. Генетическая обусловленность признаков и свойств фасоли 24
1.7. Симбиотический потенциал фасоли - источник биологическо- 29 го азота
1.8. Достижения селекции фасоли 33
1.9. Технология возделывания фасоли на семена 38
2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕ- 43 ДОВАНИЙ
2.1. Почвенно-климатические условия южной лесостепи Омской 44 области
2.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований 46
2.2.1. Температура воздуха 47
2.2.2. Осадки 49
2.3. Материал и методика исследований 53
3. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ФАСОЛИ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВА- 60 НИЕ В СЕЛЕКЦИИ СОРТОВ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
3.1. Оценка коллекционных образцов фасоли по хозяйственно- 64 ценным признакам
3.1.1. Продолжительность и структура вегетационного периода 64
3.2. Компоненты продуктивности образцов 71
3.3. Пригодность к механизированной уборке 79
3.4. Симбиотическая активность образцов фасоли 83
3.5. Биохимический состав и качество бобов и семян 92
3.6. Устойчивость к болезням 100
4. ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИ СОРТА ФАСОЛИ ОВОЩНОГО И ЗЕРНО- 103 ВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
4.1. Теоретические основы идеотипа сорта 103
4.2. Параметры модели сорта фасоли 109
4.3. Оценка на устойчивость к полеганию на основе изучения 120 анатомического строения стебля
5. ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ СОЗДАНИЯ СОРТОВ ФАСОЛИ 124
5.1. Подбор родительских пар для гибридизации на основе 124 контрастного проявления признаков
5.2. Получение гибридных семян фасоли 126
5.2.1. Способы гибридизации фасоли 127
5.2.2. Определение жизнеспособности пыльцы 135
5.3. Селекционный процесс 132
5.4. Характеристика ценных линий, выделенных из гибридных 141 популяций F3 -F6
6. НАСЛЕДОВАНИЕ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ГИ- 149 БРИДАМИ F( И F2 ФАСОЛИ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
6.1. Продолжительность и структура вегетационного периода 151
6.2. Пригодность к механизированной уборке 158
6.3. Элементы продуктивности 163
6.3.1. Число бобов на растении 163
6.3.2. Масса семян с растения 165
6.3.3. Количество семян в бобе 170 6.4. Устойчивость фасоли к болезням 172
7. РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ, ХАРАКТЕРИСТИКА СОЗДАННЫХ 174 СОРТОВ ФАСОЛИ ДЛЯ УСЛОВИЙ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
7.1. Агробиологическая характеристика сорта фасоли овощной 174
7.2. Агробиологическая характеристика сорта фасоли зерновой 182
7.3. Первичное семеноводство сортов фасоли селекции ОмГАУ 188
7.4. Оценка потребительских свойств фасолевого компонента в 192 хлебобулочных изделиях
8. ПРИЕМЫ УСКОРЕННОГО РАЗМНОЖЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО 199 СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
8.1. Сортовое изучение, полевая всхожесть и выживаемость 199 растений фасоли
8.2. Продолжительность межфазных периодов фасоли 207
8.3. Влияние сроков посева на урожайность зеленых бобов и 213 семян фасоли
8.4. Влияние сроков посева на клубенькообразующую 217 способность сортов фасоли
8.5. Влияние сроков посева на устойчивость к болезням 221
8.6. Сорта фасоли овощной, рекомендуемые для возделывания в 222 приусадебных хозяйствах в условиях южной лесостепи
Западной Сибири
8.7. Создание конвейера зеленых бобов овощной фасоли в уело- 224 виях южной лесостепи Западной Сибири
8.8. Механизированная уборка фасоли на семена 228
9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ФА- 232 СОЛИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Выводы 238
Рекомендации по селекционной практике и производству 242
Библиографический список 244
Приложения 264
Введение
Актуальность темы. Земледелие в настоящее время имеет тенденцию к расширению ассортимента возделываемых культур, отдавая приоритет зерновым бобовым. Современное сельскохозяйственное производство невозможно без возделывания зерновых бобовых культур. Они отличаются урожайностью и как азотфиксаторы являются хорошими предшественниками для других культур, а главное, занимают исключительное место среди сельскохозяйственных растений благодаря уникальному биохимическому составу, обусловленному главным образом высоким содержанием белка (Орлов, Исаев, Лосев, 1986; Ведров, 2008).
Уровень благосостояния любой страны в последнее время определяется количеством белка, потребляемого на душу населения. По данным института питания РАМН, норма потребления бобовых в год составляет 13 кг на человека. В России бобовые культуры занимают небольшие площади, согласно приведенным статистическим данным Росгосстат, а в структуре посевных площадей Западной Сибири - всего от 1 до 2 % (в зависимости от года), причем из всего разнообразия семейства бобовых возделывается преимущественно горох и вика (Васякин, 2003).
Среди продовольственных бобовых культур фасоль обыкновенная выделяется по питательности и многообразию использования в пищевых целях, обладает прекрасными вкусовыми качествами и целебными свойствами. В белке семян фасоли содержатся все необходимые для человеческого организма незаменимые аминокислоты - лизин, триптофан, метионин, треонин, валин, фенил-аланин, лейцин, изолейцин. Поэтому фасоль часто называют концентратом незаменимых аминокислот. Белок фасоли отличается высокой переваримостью. По этому показателю он превосходит белок гороха и чечевицы и приближается к переваримости белков мяса и рыбы. В семенах фасоли белок хорошо сочетается с крахмалом, глюкозой, фруктозой, сахарозой и другими сахарами.
По составу зольных элементов фасоль превосходит большинство продуктов. Например, калия больше в 3,3 раза, магния - в 4,5 раза, кальция - в 15 раз больше, чем в мясе. Энергетическая ценность бобов фасоли - 134 кДж или 32 ккал. Фасоль является чемпионом среди овощных культур и потому широко используется в детском и диетическом питании. Семена фасоли богаты минеральными элементами, влияющими на повышение питательной ценности, могут служить их важным источником для человеческого организма. Фасоль, как подтверждают вышеприведенные данные, является таким пищевым продуктом,
в котором имеются почти все вещества, необходимые для нормального питания человека (Иванов, 1961; Евтушенко, 1954).
Кроме того, фасоль необходимо изучать как экологический объект, с помощью которого можно пополнить запасы соединений азота в почве и повысить ее биологическую активность (Эберт, Фоке, Клейн и др. 1981). Как считают аналитики, в XXI в. будет продолжаться процесс интенсивной биологизации земледелия и растениеводства за счет снижения техногенной нагрузки на биосферу путем минимизации обработки почвы и уменьшения применения средств химизации. В связи с этим необходимы общее увеличение площадей под зернобобовые культуры, расширение ассортимента и внедрение новых адаптированных сортов для конкретных условий региона.
Общемировое производство фасоли в 2010 г. составило 4,4 млн/т с площади 667 тыс/га. Наибольшее потребление фасоли на душу населения зафиксировано в странах Африки и Латинской Америки (Пивоваров В.Ф., 2006).
Для России фасоль овощная - сравнительно молодая культура по сравнению с зерновой. В Западной Сибири в промышленных масштабах не возделы-вается, в основном выращивается как огородная культура.
Основными причинами слабого внедрения фасоли в производство являются отсутствие сортов, адаптированных к конкретной почвенно-климатической зоне, незначительный объем семеноводства, высокая трудоемкость уборки урожая, недостаточная пропаганда ценных качеств культуры.
Цель исследований - создание сортов фасоли для разных направлений использования, обладающих стабильной урожайностью, с высоким качеством боба и зерна, пригодных к механизированной уборке для южной лесостепи Западной Сибири.
Задачи исследований:
- изучить коллекционные образцы различного происхождения по комплексу хозяйственно-ценных признаков и выявить наиболее ценные из них для дальнейшего использования в качестве исходного материала в селекционных программах;
- оценить влияние условий возделывания на характер проявления хозяйственно-ценных признаков и технологических качеств культуры;
- определить на основе изучения многообразия источников хозяйственно-ценных признаков корреляции между биологическими и хозяйственно-ценными признаками;
- разработать модель сорта фасоли овощного и зернового использования для условий южной лесостепи Западной Сибири;
- изучить характер наследования основных хозяйственно-ценных признаков (продолжительность вегетационного периода, пригодность к механизированной уборке, элементы продуктивности);
- создать новые высокопродуктивные сорта фасоли зерновой и овощной со стабильной урожайностью, с высоким качеством бобов, устойчивых к ан-тракнозу, пригодные к механизированной уборке;
- разработать элементы сортовой агротехники фасоли;
- дать экономическую оценку возделывания новых сортов.
Связь работы с научными программами и темами.
Представленная диссертационная работа проводилась в рамках реализации Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2006-2012 гг., программ Министерства сельского хозяйства и продовольствия Омской области и Министерства сельского хозяйства РФ. Номер государственной регистрации - № 01201274680.
Тема номинирована в программе «УМНИК», выигран тендер на сумму 200 000 руб./год.
В 2011 г. сорт фасоли овощной Золото Сибири представлен на конкурс Всероссийской программы «100 лучших товаров России» и удостоен Диплома «Лауреат конкурса» (№ 2011550101301); награждён также Дипломом «Новинка года» за достижения высоких результатов в улучшении качества и безопасности отечественных товаров. В 2012 г. на конкурс представлен сорт фасоли зерновой Лукерья; получен Диплом Всероссийской программы «100 лучших товаров России» (№ 2011550101301).
Научная новизна работы.
По результатам исследований (1998-2012) теоретически и экспериментально доказана эффективность комплексного подхода к решению проблемы создания для южной лесостепи Западной Сибири новых сортов фасоли различного назначения.
Выделен ценный генофонд фасоли по хозяйственно-ценным признакам для практической селекции, адаптированный к местным факторам.
Впервые в экстремальных условиях южной лесостепи Западной Сибири изучен характер наследования основных хозяйственно-ценных признаков гибридами р! и¥2.
Апробирована методика ВНИИССОК по созданию питательных сред для определения фертильности пыльцы фасоли.
В результате изучения большого набора образцов обоснована модель сорта фасоли зернового и овощного использования для условий южной лесостепи Западной Сибири и разработаны элементы сортовой технологии.
Положения, выносимые на защиту:
- на основании комплексного изучения коллекции фасоли получен исходный материал для селекционной практики и выявлены селекционно-генетические параметры культуры по хозяйственно-ценным признакам;
- модель сортов фасоли овощного и зернового использования для региона;
- разработанные элементы сортовой агротехники созданных сортов позволяют получать высокого качества стабильный урожай бобов и зерна в южной лесостепи Западной Сибири.
Практическая значимость работы
Впервые для региона в 2012 г. экспертная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений предложила включить сорта фасоли овощной Золото Сибири и Памяти Рыжковой селекции ОмГАУ в Государственный реестр РФ охраняемых селекционных достижений (с долей участия автора от 75 до 80%). Получены патенты на данные сорта. С 2010 г. сорт зерновой фасоли Лукерья находится на государственном сортоиспытании, в 2012 г. передан сорт Оливковая. Созданные сорта фасоли овощного и зернового направления позволяют расширить ассортимент зернобобовых культур за счет их использования в личных подсобных хозяйствах в промышленном производстве. Это важно для улучшения структуры посева сельскохозяйственных культур, экологической и экономической обстановки региона.
Получен патент на изобретения № 2477611 «Способ получения домашнего плавленого сливочного сырного продукта» (с использованием пюре фасоли, сорта: Лукерья, Омичка селекции ОмГАУ). Дата регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации: 23.03 2013г. (прил. 17 ).
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы и результаты исследований прозвучали в докладах автора на VII Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию ОмГАУ и 180-летию агрономической науки в Западной Сибири «Сибирская деревня: история, современное состояние, перспективы развития (раздел - экология сибирской деревни)» (г. Омск, 2006 г. 2008 г., 2010 г, 2012 г.); на VII Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (секция - динамика живых систем) (г. Омск, 2009 г.); на Международной научно-практической конференции «Экономические и экологические проблемы в меняющемся мире»
(г. Омск, 2009 г.); на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО ОмГАУ (г. Омск, 2001-2010 г.); на ге-нетико-селекционной школе в г. Новосибирске (2001); на IV Международной научной конференции молодых ученых «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых» (Новосибирская область, п. Красно-обск, Новосибирск, 2010 г.) и в 2009 г. (4-6 августа, г. Москва) на научно-методическом семинаре во Всероссийском НИИ селекции и семеноводства овощных культур; на Международной научно-практической конференции, посвященной 95-летнему юбилею агрономического факультета (февраль, 2013 г.)
Общее количество публикаций -71. Получено два патента на селекционные достижения. Основные положения диссертации опубликованы в 63 научных работах, из них 17 - в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК. Общий объем научных работ - 44,4 п. л.
Автор выражает искреннюю благодарность и признательность за сов-
местную работу научному консультанту - [доктору сельскохозяйственных наук.
профессору В.А. Лудилову|; кандидату сельскохозяйственных наук, доценту
Н.В. Храмцовой; старшему научному сотруднику лаборатории селекции зернобобовых культур Л.В. Омельянюк; доктору сельскохозяйственных наук, профессору, заведующему лаборатории качества зерна ГНУ СибНИИСХ Россель-хозакадемии Ю.В. Колмакову, а также коллективу Омского ФГБУ «Центр оценки качества зерна» за ценные советы и рекомендации, полученные при выполнении экспериментальных работ.
Автор благодарит доктора сельскохозяйственных наук, профессора Ю.С. Ларионова, доктора сельскохозяйственных наук, профессора H.A. Рендо-ва, старшего научного сотрудника ГНУ СИБНИИСХ Л.В. Омельянюк за предварительную экспертизу диссертации.
Особая признательность всему коллективу кафедры селекции, генетики и физиологии растений и лаборатории селекции пшеницы и озимой тритикале ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина и лично доктору сельскохозяйственных наук, профессору В.П. Шаманину, родным - за поддержку и понимание.
Низкий поклон и светлая память моему наставнику - кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Т.С. Рыжковой.
1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ, ЗНАЧЕНИЕ И СЕЛЕКЦИЯ ФАСОЛИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Происхождение и эволюция фасоли
Род Phaseolus L. относится к семейству бобовых (Leguminosae Juss.), к подсемейству мотыльковых (Papilionatae Taub.) и колену фасолевых (Phaseoleat Bronn.), включает до 230 видов, произрастающих (в подавляющем большинстве в естественных условиях) в странах Южной, Центральной и Северной Америки, Экваториальной и Западной Африки, Азии и Австралии. По видовому разнообразию фасоли на первом месте США и Бразилия. Другим центром многих видов фасоли считают Южную Азию (Индия и отроги Гималаев) (Вавилов, 1931; Декапрелевич, 1965, Иванов, 1961).
Полифилическое происхождение рода Phaseolus L. привело к установлению двух больших зон первичного возделывания культурных видов фасоли в Западном и Восточном полушарии. Важные в экономическом отношении виды - обыкновенная фасоль [Phaseolus vulgaris (L.) Savi], лимская фасоль (Ph. luna-tus S), многоцветковая фасоль (Ph. multiflorus Willd.) и остролистная фасоль -тепари (Ph. acutifolius Aza Gray, var. latifolius Freem.) происходят из Мексики и Центральной Америки, где вс
-
Казыдуб, Нина Григорьевна
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Омск, 2013
-
ВАК 06.01.05
- Сравнительная оценка хозяйственно-ценных признаков образцов фасоли (Phaseolus vulgaris L.) и создание на их основе нового селекционного материала для условий южной лесостепи Западной Сибири
- Оценка коллекции зерновой фасоли и создание исходного материала для селекции в условиях южной лесостепи Западной Сибири
- Оценка коллекции фасоли и улучшение хозяйственно-ценных признаков культуры в условиях южной лесостепи Западной Сибири
- Оценка коллекционных образцов фасоли овощной (Phaseolus vulgaris L.) и создание исходного материала для ее селекции в южной лесостепи Западной Сибири
- Оценка зерновой фасоли и создание исходного материала для селекции в условиях южной лесостепи Западной Сибири
