Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание исходного материала для селекции сорго на пищевые цели в зоне Поволжья

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание исходного материала для селекции сорго на пищевые цели в зоне Поволжья"

V 'о ^ А1 ^

На правах рукописи ХУСНЕТДИНОВА Тамара Григорьевна

СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ СОРГО НА ПИЩЕВЫЕ ЦЕЛИ В ЗОНЕ ПОВОЛЖЬЯ

(06.01.05 — Селекция и семеноводство)

Автореферат диссертации на соискание ученом степени кандидата сельскохозяйственных наук

САРАТОВ 1997

Работа выполнена в Поволжском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте сорго и кукурузы НПО «Саратовсорго».

Научные руководители: канд. с.-х. наук А. Г. Ишин ■и канд. с.-х. наук Г. И. Костина.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. А. Дебелый и кандидат сельскохозяйственных наук Л. В. Степанова.

Ведущее учреждение — Всероссийский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока.

/ </ ^

Защита состоится У Л . апреля 1997 года в .... час.

на заседании диссертационного совета Д-120.35.04 Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва, Тимирязевская, 49.

Автореферат разослан ....... 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доцент

Усманов Р. Р,

-3-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема расширения сырьевой базы для производства продуктов питания и обогащения их ассортимента весьма актуальна, особенно в районах с неблагоприятными почвенно - климатическими условиями. К таким районам относится засушливая зона юго-востока России. С начала 70- х годов здесь активно внедряется новая для региона культура - сорго. Но до последнего времени исследователи и практики рассматривали ее только как кормовое растение. Тогда как исключительно большое сортовое и видовое разнообразие делает возможным использование сорго и для продовольственных целей.

В Саратовской области, которая является .северной границей возделывания сорго на зерно, инорайонные сорта и гибриды оказались мало пригодными из-за большой продолжителельностк вегетаци-, одного периода и высоких требований к теплу. Все это и обусловило необходимость организации здесь селекционного процесса для создания хорошо адаптированных к местным условиям форм с нужными технологическими свойствами.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы было создание исходного материала для селекции сортов и гибридов зернового сорго, пригодных на пищевые цели. В связи с этим были поставлены следующие-задачи; -

■ 1. Дать комплексную оценку сортообразцрв мировой коллекции сорго ВНИИР, сортов местной и инорайонной селекции. Разработать на этой основе оптимальную модель сорта зернового сорго для пищевых целей.-

2. Изучить характер наследования важнейших признаков и свойств гибридами сорго.

3. Оценить комбинационную способность лучших линий.

4. Получить исходный материал для выведения стабильно вызревающих в условиях Саратовской области сортов пищевого сорго разных направлений использования.

Новизна исследований. Впервые в России был создан генофонд зернового сорго для пищевых целей, адаптированный к условиям засухи, нестабильного температурного режима и длинного светового дня. Разработана модель сорта пищевого сорго, сформирована рабочая коллекция линий для создания сортов и гибридов.

Практическая ценность. В результате многолетней селекционной работы создано 256 самоопыленных линий,представляющих интерес в качестве исходного материала для выведения сортов сорго новых направлений использования. Созданы первые сорта Путем скрещивания зернового сорго и суданской травы сформирована коллекция судзернов, отличающихся скороспелостью, стекловидным эндоспермом зерновки и соответствующих параметрам модели пищевого сорго. Шлученный исходный материал, используется в селекционных учреждениях Казахстана, Китая, США, Франции.

Апробация работы. Основные положения по теме диссертационной работы доложены на научно-методических совекд-ниях по селекции, семеноводству и агротехнике сорговых культур в Поволжском НИИ сорго и кукурузы (1986-1995), Саратовской сельскохозяйственной академии им. Н. И. Вавилова (1978-1935гг.), Всероссийском НИИ сорговых культур (Зерноград, 1991), в НПО"ПорумОень" (1987). '

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, приложений. Изложена на 129 страницах машинописного текста, включает 56 таблиц и 14 рисунков. Список цитированной литературы содержит 190 наименований, в том числе 22 из них на иностранных языках.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

Экспериментальная работа выполнена в 1981-1995 годах па полях ОПХ "Волга" НПО " Саратовсорго ". Кэзяйство расположено в 15 им от г.Саратова. Основным типом почв опытного поля являются черноземы каше, маломоицше, слабо-щебенчатые, тяяэло-суглинистые. Мощность пахотного горизонта этих почв колеблется от 21 до 24 см с содержанием 2.93-5.07% гумуса. Среднемноголетняя сумма положительных температур воздуха колеблется в пределах 2400-3500 С, а среднегодовое количество осадков 235-457 мм,

U а т е 'р и а л и методика исследований. В качестве исходного материала использованы образцы зернового сорго и суданской травы коллекции ВИР, ШИИКС, НПО "Гибрид"( Днепропетровск), ВСГИ (Одесса). За период исследований изучено более 10 тысяч различных iopM и гибридов. Основным методами селекционной ра-

боты являлись гибридизация, инцухт, разные формы отборов. Для изучения и повышения адаптационных свойств родительских форм проводили сверхранние и подзимние посевы, искусственно сокращали долготу дня.

При оценке исходного материала использовали "Широкий унифицированный классификатор СЭВ возделываемых видов рода Sorghum Moensh" (1982), разработанный лабораторией сорговых культур ВНИИР. Закладку селекционных питомников и участков размножения проводили по методикам ВНИИР и Госсортсети.

Биохимическое изучение зерна и крупы проведено классическими методами в лаборатории биохимии НПО " Саратовсорго". Содержание солей тяжелых металлов, пестицидов, токсических веществ, микотоксинов в образцах зернового сорго определяли в лаборатории оценки пищевин продуктов Саратовского Госуниверситета. Результаты исследований обработаны методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1973).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Создание исходного материала для селекции пищевого сорго

Комплексная оценка большого количества сортообразцов соpro из мировой коллекции ВНИИР и форм местной селекции показала значительное сортовое й видовое разнообразие их по основным хозяйственно-ценным признакам и свойствам.

Вегетационный период. При продвижении теплолюбивых культур в северные районы с резко континентальным климатам и часто повторяющимися засухами основным показателем при выборе исходного материала следует считать продолжительность вегетационного периода (Н. И. Вавилов, 1966). Ш этому признаку размах колебаний у некоторых видов достигал 39 дней (табл. 1).

Наибольшим разнообразием характеризовалось кафрское сорго (Caf-fra, Snowd). Именно среди представителей этого вида удалось обнаружить очень скороспелые формы с продолжительностью вегетационного периода 85-95 дней. Самые позднеспелые образцы относились к вид у серии Sorghum - до 140 дней. Многие из них не вызревали в местных условиях. Другие виды занимали промежуточное положение, но и они имели достаточно скороспелые формы, которые можно было использовать в селекционном процессе. Большинство сортообразцов суданской травы относились к группе скороспелых, что позволило надеяться на успешное создание регулярно вызревающих судзернов. Выделены селекционно-

Таблица 1

Варьирование основных хозяйственно-ценных признаков и свойств у различных видов сорго (1982-1995)

Серии, вид сорго Изучено образцов Размах колебаний

Вегетационный период, Дни Высота растений, см Урожай зерна, ц/га Масса 1000, ■ зерен,г

min шах min max min max min шах

Серия Guine-

ers! а 48 100 125 115 171 22 46 17 29

Серия Caffra 1095 85 124 90 162 29 42 16 32

Серия Durra 161 89 131 75 163 34 45 21 43

Серия Sorghum 127 88 140 95 145 24 48 16 25

S. sudanense 26 89 126 155 194 6 18 11 17

ценные по скороспелости формы: к-9342, Росинка Р., ВО-Яб, ВО-ЯЯ и другие.

Высота' растений. В селекции пищевого сорго важное значение имеет технологичность сортов, их пригодность к механизированному возделыванию. Среди изученных наш форм были как низкорослые с высотой 75-100 см, так и высокорослые"- до 194 см. Наибольший интерес в этом отношении представляли образцу кафрского и хлебного сорго. Суданская трава отличалась большей высокорослос-тью и нам не удалось выделить ни одной низкорослой фермы. Селекционную ценность по высоте растений имели низкорослые формы: Карлик 4, Н-80, ВС-36, Мутант Желтозерный и другие^

Зерновая продуктивность. Высокие и устойчивые урозкаи зерна- основная цель в селекции пищевого сорго. В составе всех изучавшихся видов сорго, за исключением суданской травы, имелись высокопродуктивные сортооОразцы с потенциальной урожайностью 42- 48 ц зерна с одного гектара. Более однородным, по этому показателю оказалось хлебное сорго (серия Durra)- 34-45 • ц с 1 га. У других видов различия в уролое зерна между образцами были очень значительными - до 24 ц с 1 га Выделены наиболее продуктивные формы: к-9412, к-6942, к-8918 и другие.

Для сортообразцов пищевого сорго определенный интерес представляет крупность зерна, так как при переработке она положительно влияет на выход и качество конечного продукта. Варьирование • этого признака у изученных видов было довольно значительным.

Наиболее крупнозерные Форш выделены в сериях Durra и Caffra: к-352, Клювовидное, Крупнозерный мутант и другие.

Холодостойкость. По реакции на стрессовый фактор в период прорастания семян при сверхраннем посеве все сорто-образцы разделились на три группы: особо холодостойкие, холодостойкие и теплолюбивые. При 5 градусах тепла на глубине заделки севдн всходы особо холодостойких форм появлялись на 19-21 день после посева, а наиболее теплолюбивых - на б-б дней позже. Достаточно объективным показателем холодостойкости сорго является всхожесть семян при пониженных температурах. Было отмечено значительное варьирование этого признака в- зависимости от сорта и его видовой принадлежности. Размах колебаний полевой вехолксти в варианте раннего срока сева достигает 23.8t. Посев в хорошо прогретую почву в значительной степени нивелирует сортовые различия (рис. 1).

30

х

« «

i

сх

Я 20

Ö

?

§ 15

О

Ü10

о

X

о- Ь

и

С

0 t'e

О 5 10 15 20 25

Рис.1. Продолжительность периода " посев-всходы" у сорто-образцов сорго в зависимости от температуры почвы

Наиболее холодостойкими оказались сорта местной селекции Волжское 2 и Волжское 4, которые при посеве в плохо прогретую почву дают сравнительно высокую полевую всхожесть-46.5%. Сорт Волжское 2 по результатам экологических испытаний включен в коллекцию ВИР как донор холодостойкости.

Реакция на фотопериод. Одним из факторов, сдерживающих расширение ареала сорго, наряду с теплолюбивостью является высокая чувствительность к долготе дня. При длинном свето-йом дне и недостатке тепла фоточувствительные образцы увеличивают количество метамеров. Оценка фотопериодической реакции имеющегося коллекционного и селекционного материала путем учета количества сформированных метамеров в условиях длинного и короткого светового

дня позволила разделить его на 4 класса: нейтральные; слабочувствительные; среднечувстиительные; силыючувствителыше образцы. Слабой чувствительностью к фотопериоду отличались: Росинка 2, Карлик, Желтозерное 10, Иориота, ВИР 120, Волжское 3, Волжское 4, к-ЗЗбб, XD-6, ХС-10, ХС-25, ХС-40, ХС-41, Ж-43, ХС-59, ХС-55 и другие, которые были использованы в селекционной работе

Устойчивость к головне. Зарегистрированы и описаны пять видов возбудителя болезни сорго: *> Sphacelotheca sorqi (Link) Clinton, Sorosporium riilit'num (Kuhn), Sphacelothecà cruenter (Kuhn) Potter, Sorosporium Ehunberql (Kuhn) и Ustilaqo bulqarica (Bulak). Наибольшее распространение имеют два первых.

Оценка исходного материала на инфицированном фоне показала, что наибольшее количество образцов устойчивых к головне наблюдалось у негритянского сорго.

Четыре образца этого вида характеризовались комплексной устойчивости Большой интерес в этом отношении представаляет сорт Еелтозерное 10, который имеет ряд других селекционно - ценник признаков. Выделены та® два образца суданской травы с конп-лекрной устойчивостью к головне.

Устойчивость к злаковым тлям. Наиболее распространенными среди них являются обыкновенная (Shtzap-his qraminùm Rond.) и торговая тли (Rhopalosiphium maydis Fitch.). Популяция тлей на сорго в Саратовской области неоднородная н состоит из нескольких биотипов (А,В,С,©. Их пищевая специализация различается по видам сорго и сортообразцам. Наиболее всеядны тли биотипа Д.

Потери уроки зерна при численности тлей 208-230 экземпляров на одном растении били 3.5 центнера с одного гаггара.

Изучение коллекции показало, что абсолхтгно устойчивых к тлям образцов нет, но нам удалось выделить относительно устойчивые фор-tts Ко£рское раннее остистое (США), Biff 1х, 1йчта 101, Бешеное белое, Biff 21, KiP 110, Хегари низкое, Хегарн раннее (США), Иэг-ритянаюе крековое и другие. Наиболее высокой устойчивостью к тлям ' отличались: сорт кормового сорго венгерской селекции Сарвазл и зернового - Црешвское 2.

ЬЬдель сорта пищэвого сорго lia основе комплексного изучения сортового и видового разно-

образия сорго в конкретных почвенно-климатических условиях, биологических особенностей роста и развития, требований к технологии возделывания и переработки' зерна в продукты питания нами разработана модель сорта пищевого сорго для зоны Поволжья. Кроме того, была учтена возможность выращивания сорго по более эконономичной технологии, применяемой при возделывании культур узкорядного способа сева. Предпосылкой послужил задел по селекции зернового сорго травянистого типа, выдерживающего загущение (судзерны). Поэтому в модели пищевого сорго запрограммирована одинаковая урожайность для сортов широкорядного и узкорядного способов посева. Сформированный в соответствии с параметрами модели сорта питомник родительских форм послужил основой селекционной работы по созданию сортов пищевого сорго.

Наследование продолжительности вегетационного периода. Подбор пар для скрещи- • ваний с целью получения скороспелых гиоридов у сорго сложи в связи с тем, что у них часто проявляется гетерозис позднеспелости.

Мевду продолжительностью вегетационного периода и урожаем зерна и зеленой массы у гибридов Р1 отмечена прямая корреляция (г- 0. 8 и 0.7 соответственно). Для практической селекции особую ценность представляют гибриды от внутривидовых скрещиваний кафрского и негритянского сорго, сочетающие скороспелость с удовлетворительной продуктивностью.

Наследование морфологических признаков. Изучение формообразовательного процесса в межвидовых скрещиваниях образцов зернового сорго осложняется высоким внутривидовым и внутрисортовым полиморфизмом, а также пластичностью селекционно-важных признаков. Так, высота растений в холодные и влажные годы была больше на 11-14 % и истинный гетерозис гибридов первого поколения на 10-20 X выше, чем в сухие и жаркие. Высота растений у самоопыленных линий и гибридов зернового сорго положительно коррелировала с массой зерна с метелки (г- 0.89), и не коррелировала с крупнозерностью, количеством белка в зерне.

Фотосинтезирующими органами у сорго являются не только листья, но и соцветие. Ткань колосковых чешуй, а у остистых форм и остей позволяет в определенных пределах создавать урожай зерна за счет собственных ассимилянтов. В ?2 наблюдались остистые и безостые формы. Соотношение их в гибридных потомствах обоих направлений скрещивания соответствовало расщеплению 45:19. Безостость проявлялась

при наличии минимум двух из трех доминантных генов, один из которых (А1) - главный, а два других (А2 и АЗ) - дополнительные.

Структура стебля также имеет хозяйственное значение, так как сухостебельные формы зернового сорго в процессе уборки комбайном позволяют получать зерно с наименьшей влажностью. У реципрокных гибридов первого поколения доминировала сухостебельность. У гибрида, полученного на цитоплазме Желтозерного 10, соотношение сухо и сочно-стебельннх растений соответствовало моногенному расщеплению 3:1, на цитоплазме Гвинейского сочностебельного - 45:19, которое характерно для комплементарного взаимодействии трех генов.

Рыхлый тип соцветия доминирует и способствует ускоренному наливу зерна. В соотношение растений с рыхлой и сжатой метелкой соответствует моногенному расщеплению.

Комбинационная ценность образцов. В связи со слабой изученностью генетической детерминации хозяйственно-полезных признаков, а также трудоемкостью осуществления кастрации и двухкратного опыления, возникла необходимость использования цитоплазматической мужской стерильности для ускоренной оценки комбинационной способности большого числа исходных форм.

' Особый интерес представляют образцы, сочетающие высокие значения ОКС по нескольким признакам. Так, по урожаю зерна, скороспелости и интенсивному первоначальному росту лучшим!! в этих сериях скрещиваний были: Сориз крупнозерный, Отбор 1677, Холодостойкое .40, КП 50. Среди стерильных линий наибольшей комбинационной ценностью обладали: Ранняя 1, Саратовская 35, МСЛ 17, А 329, А 779. Изучение комбинационной способности образцов в скрещиваниях' с использованием ЦМС позволило достаточно точно прогнозировать целесообразность включения конкретных константных линий сорго в селекционныйпроцесс по получению исходного материала со стекловидным эндоспермом.

Наследование продуктивности. В большинстве комбинаций скрещиваний отмечался гетерозис по урожаю зерна с метелки (табл.2).

Комбинации скрещиваний к-3366 х Желтозерное 10 и Палестинское 35 х Хегари 241 выделились по степени трансгрессии. Частота и степень проявления трансгрессий в ¥2, как и гетерозиса в П, были выше в холодные и влажные годы.

Продуктивность гибрида прямо коррелировала со средним показателем этого признака у родительских форм (г-0.87). Между продуктивностью метелки растений П и ее размерами, а тагаш длиной фла-

Таблица 2

Характер наследования массы зерна с одной метелки межвидовыми гибридами сорго в Р1 и Г2

■ Комбинация скрещивания Истинный гетерозис в FI, Z Трансгрессии в F2, %

степень частота

0-185 х Ефремовское 3 12.3 9. 4 1.0

К-3366 х Желтозерное 10 41.5 83.9 6.0

Хегари 241 х Желтозерное 10 14.0 37.4 8.0

0-185 х Желтозерное 10 6.3 22.2 2.0

Палестинское 35 х Хегари 241 23.5 71.6 12.0

тявностБигметелки-растений-Р1 и „.ее-размерами, а также, длиной-фла-гового листа проявляется коррелятивная зависимость (г - 0. 81 и г - 0. 70 соответственно).

Для производства крупяных изделий и крахмала представляет интерес сорта с массой 1000 зерен не менее 27 г. Анализ гибридных потомств свидетельствует о большом разнообразии наследования крупности зерна с преобладанием межозерных форм не только в первом,. Но и последующих поколениях.

Наследование устойчивости к пыльной головне. Оценка результатов насышаюших скрещиваний, в тех случаях, когда повторным родителем был образец с комплексной устойчивостью, показала, что растения Рв слабо поражаются головней.

Использование в качестве повторного родителя поражающегося образца Волжское 3 приводило к повышению процента больных растений по отношению ко второму поколению парного гибрида.

° Селекции сортов пищевого сорго Крупяное сорго." Ценность сорта пишевого сорго определяется содержанием биохимических компонентов в зерне, отражающих качество сырья для получения продуктов питания. Подобранные по скороспелости, продуктивности, устойчивости к болезням и вредителям родительские формы существенно различались по химсоставу зерна, что явилось предпосылкой селекции на качество. Количество белка в зерне исходного материала сорго варьировало в пределах 8-15.6% с преобладанием низкобелковых (8-10%) и среднебелковых форм (11-13%). При скрещивании*близких по содержанию белка в зерне родительских форм гибриды чаще проявляли гетерозис, чем при использовании конт-

растных по этому признаку родителей. ¡>5ежду количеством белка в зерне и продуктивностью метелки наблюдалась отрицательная корреляция (г--0.81). Поэтому, самое низкое содержание белка было в зерне гибридов, выделившихся высокой степенью гетерозиса по массе зерна с одной метелки. Обратная корреляция между содержанием белка и урожаем зерна часто наблюдается не только у гибридов, но и у сортов в разные по погодным условиям годы.

У высокобелковых образцов сорго содержание лизина ниже, чем у среднебелковых и низкобелковых форм (0.26 - 0.31 % на сухое вещество соответственно). Коэффициент корреляции между количеством белка в зерне и содержанием в нем лизина составил - 0.82.

Для производства крупы пригодны сорта со стекловидным и полустекловидным эндоспермом зерновки, обеспечивающим с одной стороны крупчатость и развариваемость, с другой - плотность упаковки крахмальных зерен и сцементированность их с белками.

Зерно сорго, используемого на пищевые цели, кроме соответствующих технологических и биохимических показателей должно содержать минимальное количество танинов, снижающих усвояемость белков. Благодаря последовательному отбору в селекционном материале пищевого сорго отсутствуют высокотаниновыэ формы. Так, в зерне Перспективного 1 и Пищевого 614 всего 0.21 - 0.19 % танинов.

При.переводе лучших линий зернового сорго и суданской травы на стекловидный эндосперм установлено, что встречаемость стейло-видности была выше при скрещивании с образцами американской и индийской селекции. Однако включение их в гибридизацию часто осложнялось несовпадением сроков цветения и невозможностью получения зрелых семян. Поэтому одним из наиболее часто использованных доноров стекловидности стал первый районированный в Молдавии сорт лицевого сорго Сориз.

В скрещиваниях Сориза на стерильной основе наблюдался высокий уровень ОКС по высоте растений, средний - по интенсивности начального роста и урожаю зерна. Попытка выявить комбинации бкре-оиваний стерильных линий с Соризом, дающие ценные гибриды пищевого • сорго, не увенчалась успехом. При создании линейного материала Сориз, наряду с другими источниками стекловидности, был включен в скрещивания на фзртильной основе.

По урожаю зерна у всех гибридов первого поколения проявлялся гетерозис. Уасса зерна с одной метелки гибридов П прямо коррелировала с продолжительностью вегетационного периода (г - 0.63).

Структура эндосперма гибридами первого поколения наследовалась промежуточно. В отдельных комбинациях скрещивания доминировал мучнистый эндосперм зерновки, а также более интенсивная окраска колосковых чешуй, снижающая товарную ценность зерна пищевого сорго в связи с наличием темного пятна на зерновке.

Детальный анализ характера наследования количественных и качественных признаков при скрещивании лучших линий зернового сорго с донорами стекловидности (Сориз, Гвинейское к-2730, к-352, 0-310) позволил повысить эффективность подбора родительских форм и выявить признаки, являющиеся маркерными. В результате гибридизации с Сори-зом, Гвинейским к-2730, 0-310 получено наибольшее количество растений, ставших родоначальными при создании константных линий крупяного сорго. По содержанию белка ежегодно выделялись: Пищевое 34, Искра и Пищевое 614. Отдельные линии превосходили стандарт пищевого сорго Сориз на 1. 5-2.0 %.

Крупа из зерна лучших форм крупяного сорго отличается хорошей развариваемостью, белой окраской и хорошим вкусом каши (табл.3).

Таблица 3

Технологические свойства крупы из зерна образцов пищевого сорго (1994-1995 ГГ. )

Стекло- |Развари- Цвет I IВкусовые

видность Iваемость каши ¡качества

Образец в едини- |(количес- 1

цах твер- тво объе- I

Iдости I мов) I |

Сориз(зЬ.) 13. 5 2. 5 серая хорошие

Пищевое 614 20.7 ао белая хороиде

Пищевое 965 13.9 3. 0 белая хорошие

Пищевое 34/с 13. 1 2.5 серая хорошие

Пищевое 614 белое 12.5 3.0 белая хорошие

Пищевое 34 11.6 3.5 белая хорошие

Результаты дегустации показали, что каса из крупы переданного на Государственное сортоиспытание сорта Пищевое 614 по качеству не уступила молдавскому сорту Сориз.

Селекция пищевого сорго травянистого типа. Решение проблемы сочетания яапбольией скороспелости и удовлетворительной продуктивности возможно путем выведения оригинального зкотипа соргового растения суданки зерновой (су-дзерна). Селэкцил судзернов была начата нами в 1984 году. Предпо-

лагалось совместить в гибридном растении признаки судапок (скороспелость, холодостойкость, слабую чувствительность к длине светового дня, тонкостебелыгость, кустистость, хорошее отрастание после укоса) и пищевого сорго (голозерность, низкорослость, крупнозер-ность, восковидный эндосперм). Для скрещиваний с линиями пищевого сорго был подобран образец суданской травы собственной селекции Суданка 140, использованный в качестве материнской формы.

Гибриды сорго и суданской травы были близки по фенотипу типичным сорго-суданковым гибридам. Во втором поколении комбинаций скрещиваний наблюдались экотипи суданской травы, зернового сорго и некоторое количество судзернов. Эти растения в Г2 были низкорослые и среднерослые (60-140 см), имели тонкий травянистый стебель, слабую и повышенную кустистость, узкие листья, голое мелкое зерно с варьированием окраски от белой до темно-коричневой, * мучнистым и восковидным эндоспермом.

Самоопыленные линии зерновых суданок, выделенные в гибридных потомствах, отличались скороспелостью (вегетационный период 85-92 дня), средней высотой растений, повышенной кустистостью. Белая и светлая окраска, а также крупное зерно судзернов соответствовали технологическим параметрам крупяного сорго. Судзерны, обладая более коротким вегетационным периодом, по урожаю зерна уступали районированному сорту Волжскому 4, использованному в качестве стандарта (табл.4).

Таблица 4

Продуктивность и качество зерна зерновых суданок, при широкорядном способе посева (1993-1995 гг.)

Образец ■ Урожай зерна при 14 % влажности, т/га Масса 1000 зерен, г Содержание в зерне (в % к сухому веществу)

белка крахмала

Волжское 4(St) 4.48 27 11.4 67.3

Сориз(БЬ) 3.11 25 10.7 71. 4

Судзерн 82 2. 63 26 11.7 69.1

Судзерн 70 2.30 27 13.1 72.2

Судзерн 986 2. 44 21 12.5 63.2

Судзерн 905 2. 68 19 11.8 67.4

Судзерн 961 2.47 22 12.3 68.4

Судзерн К. 3.71 25 13. 4 69.8

НСР 05- 0.25

Возделывание в сплошных посевах позволяет повысить продуктивность скороспелых судзернов, что особенно важно в условиях северной зоны соргоееяния. В засушливые годи, характеризующиеся недостаточ -ным аапасом влаги в почве урожай о*рна судзернов сшююлея, однако он был выше £ сравнении с ячменем на 3Ü-40X. Самой высокии урожай зерна судзернов оил получен при густоте 0. 25 - 0. 75 млн/га.

Сорго дли производства крахмал а.

В последнее время из-за уменьшения производства ¡сартофеля и зерна кукурузы ощущается дефицит крахмалосодерзкащего сырья. Весьма полезным в этом отношении может быть зерно сорго.

Проведенный наш в 1984-1994 гг. анализ большого количества образцов сорго позволил отобрать наиболее крахмалистые из них (6672% крахмала), ставшие основой получения нового исходного материала. По сотношению крахмала и протеина в зерне все изученное образцы были разделены на 3 группы: с низким содержанием (до 70Z) крахмала и высоким белка; с повышенным содержанием (более 7ОХ) крахмала и протеина (более И X); с повышенным содержанием (более 70Z) крахмала и низким (менее 11%) протеина.

Третья группа представлена наиболее ценными формами в качестве сырья для крахмало-паточной промышленности. К ним относится районированный сорт пищевого сорго Перспективный 1.

Сорго для "попкорн а". Ээрно некоторых сортооб-разцов зернового сорго при подпаривании увеличивается в размере, лопается. Полученный продукт можно употреблять сразу после приготовления, а также для изготовления некоторых кондитерских изделий.

Установлено, что максимальное увеличение объема у изучаемых сортов происходит при разной влажности зерна. Оптимальная влажность колеблется в пределах 11-15%. Оценка сортооброзцов зернового сорго на установке "Бутон" (аналог"Попкорна") показала, что требованиям технологии приготовления продукта отвечают образцы сорго с коэффициентом увеличения в объеме 40-60 куб. см/г: 0-510, П-965, П-614.

Сорго для производства муки. Качество муки из сорго в значительной степени зависит от способа ее по-луче ния. Мука из крупы сорго по сравнению с мукой из зерна имеет ■более высокое содержание крахмала и белк^ и пониженное - клетчатки. Проведенные совместно с Н. А. Мониной исследования в лаборатории биохимии НПО " Саратовсорго " показали, что в зерне сорго не обнаружено клейковины, являющейся качественной характеристикой тех-

нологических свойств муки, определяющих упругость теста, его вязкость, пористость. В этом отношении мука из сорго близка муке рлси.

Для характеристики процесса изменения вязкости водно - мучной суспензии при нагревании была определена максимальная вязкость (Н), измеряемая наибольшим значением кривой в единицах ами-лографа, и температура достижения максимальной вязкости.

Три образца: Пищевое 1129, Пищевое 35 , Пищевое 1349 соответствуют по этим признакам параметрам муки, используемой в хлебопечении. Пробные выпечки из пшеничной муки с добавкой до 20 % сорговой отличались средней равномерной, с отдельными крупными порами пористостью, светлой окраской мякиша, более яркой окраской верхней корки, хорошей формоустойчивостью и сжимаемостью мякиша, приятным вкусом и запахом.

Сорго для пивоварения. Оценка пивоварен- * ных свойств 8 образцов пищевого сорго показала значительное варьирование их пивоваренных признаков (табл. 5).

Таблица 5

Оценка пивоваренных свойств зерна сорго (1995-1996 гг.).

Образец Способ- Содер- Содер- Зкстрак- КИСЛОТ-

ность жание жание тивность, тность

прорас- белка, крах- г по бол-

тания, % % мала Д тушке

Ячмень 92.0 11.5 71.4 78.0 2.3

Пищевое 1237 67.1 13.1 64.9 37. 6 2.2

Пищевое 614/3 58.9 9.1 63.0 35.0 2.0

Пищевое 69 70.7 9.1 65.2 52.0 1.8

Пищевое 1225 73.1 10.3 62.9 56.5 V3-0

Волжское 4 60.0 10.3 75.7 60.0

Пищевое 13 41.0 9.0 63. 7 42.1 1.2

Пищевое 1341 49. 5 9.2 71.2 40. 1 1.0

Волжское 10 74.5 9. 4 66. 4 65. 6 2.0

По способности к прорастанию зерно сорго уступало зерну ячменя, что связано с более сильным травмированием зерновок при обмолоте. Содержание белка в зерне сорго варьировало в пределах 9.013.1%. Высокобелковое зерно более вязкое, плохо разрыхляется, сильнее греется при соложении, дает менее стойкое и не всегда прозрачное пиво. Поэтому для пивоварения предпочтительны низкобелковые сорта. При одинаковом содержании крахмала в зерне зкетрактив-

ность существенно различается. Наиболее высокая зкстрактивность у сортов мутантного происхождения - Волжское 4 и Волжское 10.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЛУЧШИХ СОРТОВ ПИЩЕВОГО СОРГО

Сорго для производства крупы Пищевое 614. Получено в результате межвидового скрещивания на фертильной основе Гвинейского сочностебельного (S. guineense) и Желтозерного 10 (5. dvrra).

Сорт скороспелый, слабочувствительный к низким температурам, длине фотопериода, средне повреждается тлями, головней. Растения низкорослые, с полустекловидным зерном.

На Краснокутском, Балаковском, Ершовском сортоучастках Саратовской области в 1995 году он созрел раньше гибридов пищевого направления молдавской селекции на 5-9 дней, приближаясь к ним по урожаю зерна. Крупа из зерна данного образца светлая, с хорошим запахом, каша по вкусу напоминает рисовую, развариваясь, увеличивается в объеме в 2-3 раза. Лабораторией оценки пищевы:: продуктов Саратовского университета сделан вывод о пригодности использования крупы из Пищевого 614 как продукта питания. В ней не обнаружены соли тяжелых ыетаяов, токсические вещества, мш-.отоксины. Сорт Пищевое 614 передан на государственное сортоиспытание в 1996 году.

Сорго для получения крахмала Перспективный! выведен методом целенаправленной гибридизации на фертильной основе Л 636 х (А ВИР 120 х Краснопленчатая суданка 16) в сочетании с многократным отбором в гибридном потомстве и последующим размножением близких по биологическим особенностям и фенотипу генотипов. Стартовый рост быстрый (60-70 см). Стебель тонкий. Зерно белое открытое, масса 1000 зерен 31-33 г, эндосперм мучнистый. Сорт сгазроспелый, продуктивный, пригоден для посева узкорядным способом.

На Балаковском ГСУ (орошение) сорт дал урокай зерна в 1995 году 31.7 ц/га. На Новоузенском ГСУ средняя урогайность его составила 26. 4'ц/га Сорт районирован по Саратовской области па 1996 год. Отвечает требованиям ГОСТа на использование в качестве сырья для промышленного производства крахмала.

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

Биоэнергетическая оценка новых источников сырья для получения разнообразных продуктов питания показала, что при вырашлвании сор-

тов пищевого сорго в зерне накапливается 30000 - 44400 МДж обменной энергии в расчете на 1 гектар (.табл. б).

Таблица 6

Биоэнергетическая оценка сортов пищевого сорго

1 1 | Урожай 1 1 I Накопление| Прямые ! Коэффициент|

(зерна, | обменной | затраты, | МД>уга . . ( знергети- |

| 0 0 р т » 1 т/га 1 1 | энергии. | I ВДх'га 1 I ! > 1 ческой эф- | фективнос- | ти |

Пищевое 614 3.4 40800 14426. 6 О з

Пищевое 35 2.9 34800 14346. 9 4

Пищевое 34 3.0 36000 14408. 6 о 5

Пищевое 510 3.3 39600 14481.8 2. 7

Пищевое 89 3. 7 44400 14324. 1 1

Пищевое 69 2. 0 34800 14295. 6 2. 4

Кремовое 3. 1 37200 14305.2 2. 6

Перспективный 2.5 30000 14478.2 о 1

Пищевое 1237 3.2 38400 14445. 1 о 6

Пищевое 065 3.5 42000 14471. 4 о 9

Наибольший коэффициент энергетической эффективности был у сортов Пищевое 614, Пищевое 89, Пищевое 965.

ВЫВОДЫ

1. Комплексное изучение сортоооразцов сорго из коллекции ВИР, местной и инорайонной селекции позволило установить большое сортовое и видовое разнообразие по основным хозяйственно-ценным признакам и свойствам. Выделены наиболее ценные из них для 4елекции пищевого сорго.

2. Впервые разработана модель сорта пищевого сорго для возделывания широкорядным и сплошным способом сева. Основные параметры ее достаточно полно отвечают биоклиматическому потенциалу зоны.

3. Методом внутривидовой и межвидовой гибридизации получен селекционный материал для выведения сортов пищевого сорго разных направлений использования.

4. Установлены закономерности наследования важнейших признаков и свойств при гибридизации, что позволяет повысить эффективность селекции сортов пищевого сорго.

-195. Впервые в зоне Поволжья дана технологическая оценка лучших форм сорго при использовании их для производства крупы, крахмала, попкорна, муки, пива.

6. Впервые в зоне Поволжья получены травянистые формы зернового сорго для использования на пищевые цели, отличающиеся скороспелостью и технологичностью.

7. Создан первый в Поволжье сорт пищевого сорго Перспективный 1, характеризующийся уникальной скороспелостью. Он включен а государственный реестр сортов (а.с. N 7139).

8. Созданы и переданы в Государственное испытание сорта пищевого сорго Пищевое 614 и Пищевое 35, а также сорт зернового сорго Волжское 10.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

1. В качестве исходного материала при выведении сортов и гибридов пищевого сорго целесообразно использовать выделенные нами по комплексу хозяйственно-ценных признаков и свойств 42 сортообразца.

2. С целью повышения эффективности селекционного процесса полезно руководствоваться закономерностями наследования основных признаков гибридами сорго, установленными в наших исследованиях.

3. Разработанная нами модель сорта пищевого сорго может быть использована в селекционном процессе в сходных почленно-климатических условиях.

Список, работ по теме диссертации

1. Хуснетдинова Т. Г., Щелочкова М. К О возможности использования энтомофагов в борьбе с вредителями сорго // Интенсификация -главное направление дальнейшего, развития сельского хозяйства - Саратов, 1976.' - ч. 2. С. 132-134.

2. Хуснетдинова Т. Г., Ипин Л. Г., Костина Г. И. Селекция сорго на устойчивость к злаковой тле в условиях Саратовской области //Селекция и семеноводство полевых культур. - Саратов, 1983. С.75-81.

3. Хуснетдинова Т. Г. , Костина Г. И. Селекция сорго на холодостойкость //Селекция, семеноводство и технология возделывания кормовых культур.-Саратов, 1985. С. 47-53.

4. Рекомендации по борьбе с вредителями и болезнями на посевах сорго при интенсивной технологии его возделывания в Поволжье // Са-рат. СХИ им. Н. И. Вавилова. - Саратов, 1986. - 0.5 п. л. /в соавторстве/.

-205. Хуснетдинова т. Г., Эльконин Л. А. Наследование качественных признаков гибридами сорго //Комплексные исследования по селекции сорго.-Зерноград, 198?. С. 79-94.

6. Костина Г. ¡L , Хуснетдинова Т. Г., Наследование признаков и адаптационная ценность гибридов сорго //Онтогенетика высших растений. - Кишинев, 1989. С. 172.

7. Костина Г. И. , Хуснетдинова Т. Г., 1фамко А. В., Создание новых форм зернового сорго, выдерживающего повышенную густоту стояния растений //Проблемы и задачи по селекции, семеноводству и техноло-

" гии производства и переработки сорго в СССР. Зерноград, 1990. С. 36.

8. Костина Г. И., Хуснетдинова Т. Г. Селекционное использование качественных признаков сорго для оценки продуктивности растений в гибридной популяции //Проблемы и задачи по селекции, семеноводству и технологии производства и переработки сорго в СССР. - Зерноград, 1990. С. 20.

9. Костина Г. И. , Хуснетдинова Т. Г., Морозов Е. В. Наследование признаков межвидовыми и внутривидовыми гибридами сорго, полученными от скрещивания с Sorqhum orizoidum //Вопросы селекции и генетики зерновых культур на Юго-Востоке. - Саратов, 1991. С. 95-98.

10. Хуснетдинова Т. Г., Царев А. П. , Трунова В. М. Продуктивность и скороспелость зернового сорго с различной реакцией на продолжительность фотоперкода // "Кукуруза и сорго". - 1995. С. 16-17.

11. Хуснетдинова Т. Г., фамко А, В. и др. Селекция пищевого сорго а высоким содержанием в зерне белка и лизина // "Кукуруза и сорго". -1995. С. 10-11.

12. Хуснетдинова Т. Г. , Шрамко А. В. и др. Создание исходного материала пищевого сорго с высоким содержанием белка и лизина в зерне //Проблемы селекции, семеноводства, технологии возделывания и переработки сорго. -Саратов, 1995. С. 40-42.

1Я Хуснетдинова Т. Г. , Кундрау Е М. , Попов А. Б. Исходный материал зернового сорго для получения " взорванных" зерен на установке "Popcorn" //Проблемы селекции, семеноводства, технологии возделывания и переработки сорго, - Саратов, 1995. С. 44- 46.

14. Шрамко А. В., Хуснетдинова Т. Г. , Попов А. Б. Создание исходного материала пищевого сорго с высоким содержанием в зерне крахмала //Проблемы селекции, семеноводства, технологии возделывания и переработки сорго. - Саратов, 1995. С. 46-47.

-2115. Трунова В. М., Хуснетдинова Т. Г. , Шрамко A. R , Юхименко В. А. Сравнительная продуктивность районированных и перспективных сортов сорго //Проблемы селекции,. семеноводства, технологии возделывания и переработки сорго, - Саратов, 1995. 0.67- 69.

16. Хуснетдинова Т. Г. Селекция зернового сорго на пищевые шли //Селекция, семеноводство, технология возделывания и переработки сорго и кукурузы. - Саратов, 1996. С. 29-34.

17. Костина Г. Я . Хуснетдинова Т. Г. Селекция кукурузы //Селекция, семеноводство, технология возделывания и переработки сорго и кукурузы.- Саратов, 1996. С. 34-37.

18. Хуснетдинова Т. Г., Кундрау Е И. Зерновое сорго на пищевые цели //Селекция, семеноводство, технология возделывания и переработки сорго и кукурузы. - Саратов, 1996. С. 140-145.

. 19. Kostina G. I. .Khusnetdinova Т. Q. Selection of grain sorghum in the South-East of Russia. I SMI). International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics Asia Region. No. 36. 1995.