Теоретическое и экспериментальное обоснование технологий возделывания и селекции адаптированных к условиям лесостепи Среднего Поволжья сортов капустных (Brassicaceae) культур

Прахова, Татьяна Яковлевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Теоретическое и экспериментальное обоснование технологий возделывания и селекции адаптированных к условиям лесостепи Среднего Поволжья сортов капустных (Brassicaceae) культур
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Теоретическое и экспериментальное обоснование технологий возделывания и селекции адаптированных к условиям лесостепи Среднего Поволжья сортов капустных (Brassicaceae) культур"

На правах рукописи

ПР АХОВА ТАТЬЯНА ЯКОВЛЕВНА

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И СЕЛЕКЦИИ АДАПТИРОВАННЫХ К УСЛОВИЯМ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ СОРТОВ КАПУСТНЫХ(ВКА881САСЕАЕ) КУЛЬТУР

Специальность 06.01.01 — общее земледелие, растениеводство

06.01.05— селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

2 6 СЕН 2013

Пенза -2013

005533312

Работа выполнена в ГНУ Пензенский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный консультант: - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Смирнов Александр Алексеевич

Официальные оппоненты: Кшникаткина Анна Николаевна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Переработка сельскохозяйственной продукции» ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», Васин Василий Григорьевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Самарская ГСХА», зав. кафедрой «Растениеводство и селекция» Еряшев Александр Павлович доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева», зав. кафедрой «Технология производства и переработки растениеводческой продукции»

Ведущее предприятие: Государственное научное учреждение

«Мордовский НИИСХ Россельхозакадемии» Защита диссертации состоится 24 октября 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.220.053.01 при ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30

Тел./факс: 8 (8412) 62-81-51; E-mail: penzatehfak@rambler.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Автореферат разослан 18 сентября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Гущина Вера Александровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Производство масличных культур одна из наиболее эффективных отраслей сельскохозяйственного производства. В настоящее время развивается новое направление использования капустных культур - для получения экологически чистого возобновляемого топлива - биодизеля, благодаря относительно высокому содержанию длинноцепочечных жирных кислот (эйкозеновой и эруковой), характеризующихся высокой теплотой сгорания.

Современный курс рационализации использования природных ресурсов предполагает расширение спектра масличных растений, способных обеспечивать высокие урожаи маслосемян. К таким культурам относятся новые масличные растения семейства капустных (Brassicaceae) рыжик посевной (Camelina sativa Crantz.) и крамбе абиссинская (Crambe abyssinica Höchst.). Интерес к ним обусловлен тем, что в них удачно сочетается высокая потенциальная урожайность семян (2,5-3,5 т/га) с большим содержанием высыхающего масла (36-46%) и белков (25-30%). Жирно-кислотный состав масла современных сортов дает возможность их многопланового использования: в питании человека, в лакокрасочной, мыловаренной промышленности, в строительстве, в медицине и парфюмерии и как источник биодизеля.

Интродукция новых масличных растений будет способствовать повышению биоразнообразия в растениеводстве, уменьшению пестицидной нагрузки на агроце-нозы и стабильности производства растительных масел для различных целей.

Поскольку каждый регион характеризуется определенным комплексом природных условий, в том числе спецификой проявления благоприятных и экстремальных экологических факторов селекционные программы должны быть ориентированы на максимальное использование благоприятных факторов среды и устойчивости к тем экологическим стрессорам, которые в наибольшей степени ограничивают величину и качество урожая в данной почвенно-климатической зоне (Жученко A.A., 2008).

Сдерживающим фактором широкого внедрения новых видов семейства капустных является отсутствие адаптивных высокопродуктивных сортов и научно-обоснованных технологий их возделывания. Решение этих вопросов является актуальной проблемой в условиях современного земледелия.

Диссертационная работа является составной частью плана научно-исследовательской работы ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии: «Разработать эффективные, экологически безопасные, энергосберегающие технологии возделывания рыжика озимого и ярового для условий Среднего Поволжья» - № государственной регистрации 01.201.355006; «Разработать технологию возделывания 1фамбе абиссинской, обеспечивающую высокую продуктивность, качество маслосемян культуры и адаптивность ее к стрессовым ситуациям в условиях Среднего Поволжья» - № государственной регистрации 01.201.355007; «Оценить и выделить перспективный селекционный материал крестоцветных культур (рыжика, крамбе, рапса, сурепицы, горчицы) для создания новых адаптивных высокопродуктивных сортов -№ государственной регистрации 01.201.1 56542, «Создать новые адаптивные сорта рыжика, превосходящие возделываемые по продуктивности, масличности и качеству масла» -№ государственной регистрации 01.201.156557.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в научно-теоретическом обосновании интродукции и возможности возделывания новых масличных капустных культур,' создании и внедрен™ в производство высокоурожай-

ных сортов масличных культур (рыжика, крамбе абиссинской, редьки масличной), приспособленных к почвейно-климатическим условиям Среднего Поволжья, устой-чивых!к стрессовым факторам внешней среды, обладающих высокой и стабильной урожайностью, с хорошими ге.хнолопшескими качествами семян и "разработке энергосберегающей технологии их возделывания.

■ В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

• опредёттъ' агробиолопгческие параметры высокопродуктивных агрофитоце-нозов масличных капустных культур и обосновать возможность их интродукции;

• изучить биологические особенности роста и развития нетрадиционных капустных масличных культур в условиях Среднего Поволжья;

• оценить динамику формирования и функционирования ассимиляционного аппарата в онтогенезе в зависимости от сортовых особенностей культур и приемов выращивания;

• изучить динамику маслонакопления и определить биохимические показатели качества семян рыжика и крамбе в зависимости от агроклиматических факторов;

• установить влияние препаратов для предпосевной обработки семян и регуляторов роста на урожайность семян рьгжика и их качество;

• определить оптимальные параметры технологических приемов, позволяющих получать наивысшую урожайность рыжика и крамбе абиссинской;

• выявить влияние длительности хранения семян масличных культур на характер изменения их посевных качеств и последующую продуктивность;

• провести оценку генотипически разнообразного исходного материала рыжика и оценить комбинационную способность рыжика по селекционно-ценным признакам;

• создать и внедрить в производство адаптированные высокопродуктивные сорта рыжика и крамбе, отвечающие требованиям современного сельскохозяйственного производства;

• определить экономическую и энергетическую эффективность производства маслосемян новых сортов капустных культур с использованием усовершенствованных приемов технологии их возделывания.

Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Поволжья обобщены результаты многолетних исследований по созданию сортов масличных культур семейства Вгаззюаесае.

Изучена коллекция сортобразцов озимого и рыжика ярового различного эко-лого-географического происхождения. На основе результатов комбинационной способности выявлены доноры по основным хозяйственно-ценным признакам. Установлены особенности изменчивости, наследования и сопряженности количественных признаков.

На основе нового селекционного материала в 2002-2012 гг. при участии автора созданы и включены в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации сорта, хорошо адаптированные к условиям Среднего Поволжья: рыжик яровой Юбиляр, рыжик озимый Козырь, крамбе абиссинская Полет. В 2013 году передан в Госсорткомиссию новый сорт редьки масличной Фиолина № заявки 61351/8653270 с датой приоритета 24.06.2013 г.

оптимальные параметры продукционного процесса рыжика и крамбе, рассчитанные на получение высокой стабильной урожайности и масличности семян; динамика изменения биохимического состава маслосемян в процессе хранения. Установлена закономерность снижения основных технологических и посевных качеств семян.

Научная новизна работы подтверждена треки патентами и тремя авторскими свидетельствами на созданные сорта.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Научное обоснование возможности и перспективности внедрения новых, нетрадиционных масличных культур и разработка адаптированных к условиям Среднего Поволжья технологий их возделывания.

• Модификационная изменчивость посевных качеств и урожайных свойств семян масличных культур, обусловленная агротехническими факторами. Продукционный процесс новых масличных культур (вегетационный период растений, фотосинтетическая деятельность посевов и маслообразовательный процесс).

• Оценка коллекционных образцов по комплексу хозяйственно-ценных признаков и свойств, особенности наследования количественных признаков у гибридов первого и второго поколений рыжика, ценность перспективного селекционного материала и характеристика сортов, включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию.

• Экономическая и энергетическая эффективность производства маслосемян новых сортов капустных культур с использованием усовершенствованных приемов и приемов технологии их возделывания.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Практическая ценность работы заключается в решении одной из важных проблем - интродукция новых масличных культур, которые способствуют повышению биоразнообразия в растениеводстве и стабильности производства растительных масел, уменьшению пестицидной нагрузки на агроценозы.

В результате селекционной работы получены новые сорта рыжика озимого Козырь и рыжика ярового Юбиляр, которые обеспечивают высокую стабильную урожайность семян 1,9-2,0 т/га с масличностью 40-42%. Создан новый сорт крамбе абиссинской Полет с продуктивностью маслосемян 2,7-3,0 т/га и содержанием жира 44-46%. Данные сорта включены в Государственный реестр селекционных достижений и допущены к использованию по 5 регионам России и защищены патентами.

Создание нового исходного и перспективного селекционного материала рыжика будет способствовать выведению новых высокопродуктивных сортов с улучшенным жирнокислотным составом масла, что позволит увеличить объем и ассортимент производства растительного масла.

Внедрение комплекса разработанных технологических приемов (оптимальные нормы высева, дозы удобрений для рыжика ярового и озимого, сочетание регуляторов роста и препаратов для предпосевной обработки семян) обеспечивает получение урожая семян - 1,99 и 2,10 т/га с высокими посевными качествами и урожайными свойствами.

Установлено, что семена рыжика и крамбе при хранении в благоприятных условиях в течение 3-х лег не теряют своих посевных качеств и урожайных свойств и могут быть использованы в качестве посевного материала.

ста (Пенза, 2005); Технология возделывания рыжика в Среднем Поволжье (Пенза, 2011); Возделывание перспективных масличных культур рыжика озимого и сафлора красильного (Самара, 2012); Основы технологии возделывания рыжика посевного (Пенза, 2013).

■ Апробация. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на IV Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционных растения и перспективы их использования» (Москва, 2001); на ГУ Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Ульяновск, 2002); Всероссийской научно-практической конференции «Селекция и семеноводство полевых культур» (Пенза, 2003); Международных научно-практических конференциях (Сергиев-Посад, 2002; пос! Персиановский, 2004;Казань, 2010); Всероссийских научно-практических конференциях (Казань, 2005; Саранск, 2005; Пенза, 2009); Всероссийской школе молодых ученых и специалистов (Ульяновск. 2010); научно-практических конференциях (Уфа, 2001; Саранск, 2010; Саратов, 2010); на I и П международной научной конференции ВОГиС (п. Тимирязевсюш. 2011; Самара. 2012); на Международной конференции "Рыжик масличное сырье для биотоплива второго поколения" (Пенза, 2013).

Публикации в печати. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 42 научных работах и в 5 научно-методических рекомендациях. Получено 3 патента на селекционные достижения и 3 авторских свидетельства.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 285 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 10 глав, выводов и рекомендаций производству, содержит 80 таблиц, 40 рисунков и 50 приложений. Список литературы включает 340 источников, в том числе 45 иностранных. Обзор научной литературы совмещен с изложением и обсуждением собственных экспериментальных данных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований

Работа выполнена в 1999-2012 годах в отделе масличных культур Пензенского научно-исследовательского института сельского хозяйства Россельхозакадемии.

Климат территории Среднего Поволжья средне континентальный - в северной части и очень континентальный в южной части, что обуславливает засушливость и большую изменчивость погодных условий, как в холодном, так и в теплом сезоне. Наиболее теплым месяцем является июль со средней температурой 19,1-19,5°С, самым холодным - январь с температурой -11,3-13,3°С, показатель континенгально-сти климата достигает 30-33°С. Среднегодовая температура воздуха +3.. ,+4°С. Вегетационный период начинается в конце второй декады апреля и заканчивается во второй декаде октября, продолжительность - 172-181 день. Продолжительность периода с температурой воздуха +10°С в области 135-147 дней, сумма активных температур, при среднем значении 2400°С, в отдельные годы составляет 2800-2900°С. Зима умеренно холодная. Устойчивый снежный покров образуется в третьей декаде ноября высотой 5-8 см. Январские снегопады увеличивают его до 20-30 см. Продолжительность залегания снежного покрова составляет 128-133 дня.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный среднегу-мусный. Содержание гумуса в пахотном слое от 6,3-7,1 %, рНсол-5,3-5,7. Почвы достаточно обеспечены элементами питания (содержание N - 6,2-8,9; Р205 - 12,8-15,66

К20 - 18,6-22,0 мг/экв. на 100 г почвы).

Основные агроклиматические показатели в годы проведения исследований значительно варьировали как по условиям увлажнения, так и по температурному режиму. Так, сумма положительных температур выше 10°С изменялась от 2191 до 3040°С, сумма осадков за период активной вегетации - от 18,7 до 249,0 мм. Гидротермический коэффициент (ГТК) варьировал в среднем от 0,2 до 1,6. За период исследований среднегодовая температура воздуха превысила климатическую норму на 1,2°С, средняя температура зимнего сезона - на 1,7°С, сумма осадков за колебалась от 366,4 мм до 745,9 мм. Исследование динамики внутригодового распределения осадков показало увеличение относительно климатической нормы осенне-зимних осадков (ноябрь-март) на 21,8%, осадков теплого периода (апрель-октябрь) на 11,3%. Наблюдается наибольшее увеличение количества осадков в августе, повышение средней месячной суммы по отношению к среднемноголетним данным составило 44,6%.

Гидротермический режим вегетационных периодов в годы исследований был контрастным: 2010 г. - экстремально засушливый (ГТК 0,1-0,2); 2004, 2006, 2011, 2012 гг. - недостаточно увлажненные (ГТК <0,9); 2000, 2003, 2008 гг.- избыточно увлажненные (ГТК>1,3). Наиболее благоприятные условия для формирования высокой продуктивности рыжика и крамбе складывались в годы с нормальным увлажнением периода вегетации (2001, 2002, 2007,2009 гг.), ГТК 1,0-1,2.

Таким образом, метеорологические условия в период исследования были контрастными и включали весь спектр лимитирующих факторов среды, характерных для Среднего Поволжья. Это позволило объективно оценить исследуемый материал и всесторонне оценить перспективы создания сортов рыжика и крамбе, адаптированных к условиям региона.

Решение поставленных задач осуществлялось закладкой и проведением одно-, двух- и трехфакторных полевых и стационарного опытов, сопровождавшихся сопутствующими наблюдениями, учетами и анализами.

Опыты закладывали в соответствии с методическими указаниями Б.А. Доспе-хова (1985), Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1972), ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1986), методике проведения пс вых и агротехнических опытов с масличными культурами (2007).

За годы исследований выполнены следующие опыты:

1. Сравнительная продуктивность масличных культур. Схема: 1. рапс яровой Галант, Хантер; 2. сурепица яровая Золотистая, Янтарная; 3. крамбе абиссинская Воронежская 7, Полет; 4. редька масличная Тамбовчанка, Ника; 5. горчица белая ВНИИМК-518, Радуга.

2. Влияние норм высева и удобрений на продуктивность и качество семян рыжика ярового. Опыт двухфакторный, закладывался методом расщеплённых делянок. Схема: Фактор А - норма высева, млн. всхожих семян/га: Аг-7, Аг-8, А3-9, А4-10; Фактор В-удобрения, кг д.в./га: 01—0; Вг-^оРзоКго; В3-Ызо.

3. Формирование посевных качеств и урожайных свойств семян рыжика ярового в зависимости от предпосевной обработки пестицидами и регуляторами роста. Схема: 1. Контроль; 2. ТМТД - 3,0 л/т; 3. Витавакс 200 - 1 л/т; 4. Апрон Голд - 0,5 л/т; 5. Апрон Голд- 1,0 л/т; 6. Альбит - 0,5 л/т; 7. 'А ТМТД + Альбит; 8. % Витавакс 200 + Альбит; 9. Уг Апрон Голд, 0,5+ Альбит; 10. гЛ Апрон Голд, 1,0 + Альбит.

4. Влияние способов, сроков посева, нормы высева и минеральных удобрений на формирование биологически полноценных семян рыжика озимого. Схема:

1. Сроки посева рыжика озимого: 1-й срок - вторая декада августа; 2-й срок - третья декада августа; 3-й срок - первая декада сентября; 4-й срок - вторая декада сентября.

2. Влияние удобрений на урожай семян рыжика: 1 - без удобрений - контроль, 2 — N3o, 3 - N3oP6o, 4 — обработка семян Альбитом. 3. Способы посева: широкорядный с междурядьями 45 см, рядовой и узкорядный. 4. Нормы высева: 3 млн., 4 млн., 5 млн., 6 млн., 7 млн., 8 млн. и 9 млн. всхожих семян на 1 га.

5. Изучение сортообразцов крамбе абиссинской различного географического происхождения по продуктивности и качеству маслосемян. Изучали 10 сортообразцов из коллекции ВИР разного эколого-географического происхождения.

6. Влияние срока хранения семян рыжика ярового на посевные качества (лабораторный опыт).

7. Изучение коллекционных образцов рыжика посевного. 20 сортообразцов рыжика озимого; 25 сортообразцов рыжика ярового.

Фенологические наблюдения, учеты и анализы проводились по методике Госкомиссии по сортоиспытанию (1985) и методическим указаниям по изучению мировой коллекции масличных культур (1976).

Закладку селекционных питомников, гибридизацию и изучение гибридного материала, учеты, браковки и отборы проводили в соответствии с существующими методиками (Руководство по селекции масличных культур, 1967; Рутц Р.И., 1977; Гужов Ю.Л., 2003).

Удобрения рассчитывались балансовым методом с учетом содержания элементов питания в почве и потребности культуры (И.С. Шатилов и др., 1978; М.К. Каюмов, 1988).

Засоренность посевов учитывалась количественно-весовым методом (Г.И. Баздырев, 2004).

Показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах определяли по методике A.A. Ничипоровича (1963, 1973), чистую продуктивность фотосинтеза — по формуле, предложенной L. Briggs, F. Kidd, С. West (1920).

Содержание жира и протеина определяли в химико-аналитической лаборатории Пензенского НИИСХ (Методические указания... 1986).

Жирнокислотный состав масла определяли методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ). Получение метиловых эфиров жирных кислот - по ГОСТ Р 51486— 99. Разделение метиловых эфиров - на хроматографе «Кристалл 5000.1».

Определение всхожести семян проводили по ГОСТ 12038-84, силы роста и массы 1000 семян-по ГОСТ 12042-80.

Влияние длительности хранения семян рыжика и крамбе на сохранность их посевных качеств определялось согласно практическим рекомендациям по хранению семян рапса (1988).

Статистическая обработка экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985). Корреляционный и регрессионный анализы - с использованием программы MS Excel.

Биоэнергетическая и экономическая оценка эффективности приемов возделывания масличных капустных культур проводилась согласно методическим рекомендациям по биоэнергетической оценке кормовых культур (1995) и методическим указаниям по определению эколого-экономической эффективности и энергетической оценке агрономических мероприятий (1998).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Хозяйственно-биологические особенности и сравнительная продуктивность капустных культур

Рост и развитие. В результате наблюдений установлено, что характерной биологическои особенностью капустных культур является различное время вступления в ту шш иную фенофазу развития. Так, в начале вегетации эти различия проявлялись слабо, всходы появлялись через 7-14 дней, различия между культурами были в пределах 3-5 дней. Продолжительность периода посев-всходы зависела от температуры воздуха и влажности почвы. В 2007-2009 годах всходы появились через 1-9 дней, а в засушливых условиях 2010 года только через 10-14 суток Период от всходовдо цветения длился от 37 до 60 суток, при этом самый короткий у горчицы белой, а самый длинный у крамбе Воронежская 7. Погодные условия оказали влмние и на общую длину вегетационного периода. В годы с высокими температурами до 25 С и недостаточной увлажнённостью (ГТК 0,2-0,7) он сокращался а в

годы с сильным увлажнением (ГТК-1,7) удлинялся (рис 1)

ЭО as 1UO 105 110

Длина периода вегетации, дни

Я Редька а Горчица ss Крамбе ■ Яр. сурепица у Яр. рапс

Рисунок 1 - Длина вегетационного периода в зависимости от увлажнения Наиболее скороспелым был сорт крамбе абиссинская Полет, затем созревает сурепица, горчица, рапс и редька масличная.

Динамика формирования ассимиляционной поверхности и продуктивность фотосинтеза. Фотосинтетическая деятельность растений является важным элементом жизнедеятельности капустных культур, так как обуславливает продук-

?ГГГ™ГК0ПЛеНИе В Н6М Не0бХ0ДИМ0Г° количества питательных веществ

Как показывают наблюдения, изучаемые культуры различались по общей величине листовой поверхности и ее динамике по периодам вегетации (рис. 2) В фазу розетки площадь листовой поверхности составляла 26,3-28,8 тыс. м2/га, существен-

ных различий по культурам не отмечалось. Различия по данному показателю начали проявляться в период бутонизации-цветенйя и наибольшей величины достигла в фазе цветения - 45,6-64,4 тыс. м2/га. Наибольшую ассимиляционную поверхность сформировал агроценоз рапса.

Для оценки продуктивности посевов должны приниматься во внимание не только размеры площади листьев, но и их суммарная работа в течение вегетационного периода (фотосинтетический потенциал - ФП). В среднем за пять лет по культурам ФП варьировал от 1,68 до 1,95 млн. м2*сутки /га. Наиболее высокий фотосинтетический потенциал был у крамбе абиссинской - 1,95 млн. м^сутки /га. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) - очень пластичный показатель. В среднем за годы изучения ЧПФ была в пределах 2,07-2,54 г/м^сугки.____

розетка | бутонизация ; цветение | спелость

Фазы развития

:-:Яр. рапс ¿Яр. сурепица 85 Крамбе »Горчица ж Редька

Рисунок 2 - Динамика нарастания листовой поверхности масличных капустных культур (2007-2011 гг.)

Динамика маслонакопления. Общая направленность процесса образования жира заключается в последовательном интенсивном увеличении его количества в формирующихся семенах с момента завязывания до созревания (рис. 3). Сравнительный анализ динамики маслонакопления в семенах показывает, что уровень и темпы протекания маслообразовательного процесса по культурам не одинаковы. На начальных стадиях развития содержание жира практически одинаковое и варьирует в пределах 3,8-6,3%. Начиная с третьей стадии развития отмечается неравномерность течения данного процесса и изменения его скорости, что, по-видимому, связано с биологическими особенностями культур и реакцией на гидротермические условия. Особенно это проявляется у сурепицы и крамбе: если во второй срок отбора масличность семян была 5,6 и 9,7% соответственно, то уже через 10 дней содержание жира увеличилось в 2,5-2,8 раза. У рапса и редьки увеличение скорости накопления масла отмечается с четвертого срока отбора, масличность увеличивается на 8,6 и 11,7% соответственно. У горчицы белой наращивание скорости маслонакопления начинается только на пятой стадии отбора, на 48-50 день после начала плодооб-

рапс сурепица крамбе горчица редька

и стадия отбора 1

54 стадия отбора II

>й стадия отбора III

Ш стадия отбора IV

•5* стадия отбора V

стадия отбора VI

я стадия отбора VII

Рисунок 3 - Динамика маслонакопления в семенах капустных культур разования. Если в четвертый срок отбора содержание жира в семенах горчицы составляло 8,7 %, то уже в пятый (через 10 дней) содержание масла увеличилось в 3 раза и достигло 25,9 %. При наступлении молочно-восковой спелости интенсивность накопления масла снизилась, к моменту полной зрелости семян масличность увеличилась незначительно на 1,0-2,7%.

Сравнительная продуктивность маслосемян сортов капустных культур.

В среднем за годы изучения урожайность масличных культур существенно различалась и варьировала в пределах от 1,91 до 2,80 т/га. Наиболее урожайными были крамбе абиссинская Полет 2,80 т/га и рапс яровой Хангер 2,54 т/га, менее урожайной сурепица Золотистая (1,91 т/га) (табл. 1).Наибольшее содержание масла в семенах 47,3 % и высокий его сбор обеспечила крамбе сорт Полет (1,18 т/га). Выход масла сурепицы составляет 0,69-0,71 т/га, что ниже, чем у рапса на 0,03-0,10 т/га. Сбор масла у горчицы белой и редьки масличной был практически на одном уровне и составил 0,52-0,69 т/га, при средней масличности семян 25,2-32,8%. Содержание протеина в семенах варьировало в пределах 24,1-35,6%.

Культура Сорт Урожайность, т/га Масличность, % Сбор масла, т/га Содержание протеина,%

Рапс яровой Галант 2,06 39,5 0,72 30,5

Хантер 2,54 39,1 0.79 30,5

Сурепица Золотистая 1,91 40,3 0,69 24,1

Янтарная 1,94 41,0 0,71 26,0

Крамбе абиссинская Воронежская 7 1.98 44,5 0,78 28,2

Полет 2,80 47,3 1,18 27,0

Горчица белая Радуга 1,97 31,2 0,55 29,6

ВН-518 2,31 25,2 0,52 31,8

Редька масличная Тамбовчанка 2,35 32,8 0,69 35,6

Ника 2,26 29,5 0,59 31,2

НСР 05 0,12 1,34 0,06 2,03

V, % 11,8 18,0 24,3 10,5

Наибольшей изменчивостью характеризовался выход масла с гектара, коэффициент вариации составил V - 24,3%, коэффициент вариации остальных показателей был средний -10,5-18,0%.

Анализ структуры урожая показал, что данные показатели сильно варьировали как по сортам и культурам, так и по годам. Масса 1000 семян по культурам коле-

балась от 2,74 до 11,4 г. Наиболее стабильный коэффициент вариации - 7,8 (табл. 2). Наибольшей изменчивостью характеризовались признаки, связанные непосредственно с продуктивностью растений: продуктивная кустистость, число кистей и стручков на растении и масса семян с одного растения (Су=35,7-52,7 %). По высоте растений существенной разницы среди образцов не было. Данный показатель колебался в пределах 91,7-102,5 см. Число стручков на одном растении варьировало в среднем по вариантам от 72 у горчицы белой до 1500 штук у крамбе. Продуктивность семян с 1 растения 5,29 -13,8 г.

Таблица 2- Показатели варьирования структуры урожая масличных

капустных культур (2007-2011 гг.)

Признак Среднее тіл тах Коэффициент вариации Су, %

Высота растения, см 97,6 91,7 102,5 15,8

Продуктивная кустистость 3,5 2,2 6,4 35,7

Число кистей на растении 16,2 7,0 26,0 52,7

Число стручков на растении 786,5 72,0 1500,0 39,8

Масса семян с 1 растения, г 9,55 5,29 13,8 42,8

Масса 1000 семян, г 7,07 2,74 11,4 7,8

Различная вариация отдельных показателей структуры урожая под влиянием тех или иных экологических параметров среды обитания свидетельствует о неодинаковой степени их связанности, как между собой, так и с семенной продуктивностью. Для выявления признаков, определяющих размер продукционного процесса, был проведен анализ их корреляции с урожайностью (табл.3).

Таблица 3 - Сопряженность элементов структуры урожая (2007-2011 гг.)

Основные элементы структуры урожая и признаки Коэффициенты корреляции с признаками:

урожайность, г/м2 продуктивность одного растения, г

Высота растений, см 0,17 0,49

Продуктивная кустистость 0,43 0,55

Число кистей на растении 0,57 0,88

Число стручков на растении 0,35 0,92

Масса семян с 1 растения, г 0,79 -

Масса 1000 семян, г 0,26 0,36

Математическая обработка структуры урожая показала среднюю зависимость урожайности от числа стручков на растении (г=0,35), от числа кистей (г=0,57) и от продуктивной кустистости (і=0,43). Сильная положительная корреляция отмечена у числа стручков на растении (г= 0,92) и числа кистей (г= 0,88) с продуктивностью одного растения. Слабую сопряженность урожайность имела с массой 1000 семян (г=0,26) и высотой растения (г=0,17).

Качественная характеристика маслосемян сортов капустных культур. Анализ жирнокислотного состава маслосемян показывает, что высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот (линолевой и линоленовой) позволяет использовать данные культуры на технические цели. Сортообразцы с высоким содержанием олеиновой кислоты (11,3-63,2%) и низким содержанием эруковой кислоты (0,02-2,6 %) больше подходят для использования на пищевые цели. Масло крамбе, редьки и горчицы благодаря высокому содержанию длинноцепочечной эруковой кислоты

(31,1-58,4 %) может использоваться на технические цели, в частности, для получения экологически чистого возобновляемого топлива - биодизеля.

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА РЫЖИКА ПОСЕВНОГО

Агробиологические особенности рыжика посевного. Рыжик относится к группе скороспелых культур. Полный цикл развития - от всходов до созревания, считая и период зимнего покоя составляет 290-310 дней, в том числе эффективных дней (с температурой воздуха выше 5°) - от 98 до 135. Весенне-летнее его развитие заканчивается за 77-81 день. Для нормального развития и формирования стабильной урожайности озимому рыжику необходимы среднесуточные температуры 2,8-3,9°С (за весь период развития, включая зимний покой), сумма эффективных температур -1500-1800°С при умеренном увлажнении (ГТК 0,9-1,2) (табл.4).

Семена рыжика озимого начинают прорастать при +1°С, что свидетельствует о его нетребовательности к теплу в ранние фазы развития. А появление всходов находится в прямой зависимости от температуры почвы. Так, при посеве рыжика во влажную почву с температурой выше 10-12°С всходы появляются через 5-7 дней, при температуре почвы 8° - через 10 дней и при температуре 4-5° - через 13 дней. Через 30-45 дней после всходов (в сентябре-октябре) растения рыжика формируют розетку из 6-8 прикорневых продолговатых листьев на черешках (диаметром до 1013 см), что является решающим условием нормальной перезимовки рыжика. В сухую осень, когда всходы не появляются, озимый рыжик может зимовать в фазе набухших семян или проростков-семядолей.

Таблица 4 - Агробиологическая характеристика рыжика посевного (1999-2012 гг.)

Показатели Озимый рыжик Яровой рыжик

Высота растений, см 69-85 73-82

Зимостойкость, % 80,2-97,5 -

Вегетационный период, дн. 290-310 73-85

Число дней от всходов до цветения 254-260 34-41

Число дней от цветения до спелости 36-42 39-44

Продолжительность цветения, дней 28-32 29-34

Полегаемость, балл 4,5-5 4,5-5

Осыпаемость, балл 4-5 4-5

Оптимальная среднесуточная температура,"С 2,8-3,9 20-25

Сумма эффективных температур, иС 1500-1800 1580-1790

Оптимальное увлажнение, ГТК 0,9-1,2 1,0-1,2

Время созревания I—II дек. июля II-III дек. июля

Рыжик озимый отличается высокой зимостойкостью и морозостойкостью. Всходы его в виде семядолей и молодые растения (в фазе розетки) переносят осенние заморозки до -20-25° без снежного покрова.

Рыжик яровой не требователен к теплу и хорошо переносит заморозки до -1215°С. Минимальная температура прорастания семян +1°С. Стадия яровизации короткая и легко проходит в полевых условиях. Засухоустойчивость относительно высокая. Рыжик яровой - культура скороспелая. Полный цикл развития - от начала всходов до созревания в условиях Среднего Поволжья составляет в среднем 80 дней. По годам вегетационный период может изменяться от 75 до 85 дней. Короткий пе-

риод вегетации является одной из основных биологических особенностей рыжика. Для завершения полного цикла развития рыжик нуждается в сумме температур 15801790°С при умеренном увлажнении (ГТК 1,0-1,2), для нормального течения процесса созревания необходима средняя температура воздуха не ниже 15°С (оптимальная 20-25°С). Полное созревание рыжика ярового происходит во 2-3-й декаде июля.

Таким образом, благодаря сравнительно короткому вегетационному периоду, который позволяет возделывать рыжик озимый и яровой почти повсеместно, устойчивости его к абиотическим и биотическим факторам внешней среды, рыжик можно отнести к числу перспективных культур многопланового использования.

Период «посев-всходьг». В среднем за годы исследований продолжительность межфазного периода посев - всходы составила 6-12 дней для рыжика озимого и 6-10 дней - для ярового. Данный период характеризовался среднесуточной температурой воздуха 7,9-20,7°С для рыжика озимого и 7,7-17,3°С - для ярового при ГТК 0,0-3,7 и 0,0-3,6, соответственно, что и повлияло на изменение длины данной фено-фазы.

Период «всходы-цветение». Продолжительность межфазного периода «всхо-ды-цветение» является одним из основных, так как в это время происходит прирост вегетативной массы. Если для прохождения первого периода «посев-всходы» потребовалось в среднем 87-248°С (для рыжика озимого) и 39-113°С (для ярового) суммы положительных температур, то для второго - от всходов до цветения - в среднем 422-1264°С и 649-923°С, соответственно. Гидротермический коэффициент варьировал в широких пределах: для рыжика озимого - 0,4-1,7; для рыжика ярового - 0,031,8. В результате этого продолжительность периода от всходов до цветения в среднем составила 255-274 у озимого и 35-50 дней у рыжика ярового.

Математический анализ показал тесную корреляционную зависимость между метеорологическими факторами и продолжительностью фазы «всходы-цвете-ние», которая имела среднюю сопряженность с количеством осадков (г = 0,59) и низкую со среднесуточной температурой воздуха (г = 0,38) (табл. 5). Продолжительность вегетационного периода положительно коррелировала с температурой воздуха (г = 0,69) и с ГТК (г = 0,73).

Таблица 5 - Сопряженность развития фенофаз с погодными условиями

Фазы развития Коэффициенты корреляции с признаками:

Температура,°С ГТК Вегетационный период

Посев-всходы 0,29 0,73 0,42'

Всходы-цветение 0,38 0,59 0,80

Цветение-спелость 0,64 0,68 0,76

Период «цветение-созревание». Наблюдения показали, что продолжительность фазы «цветение - спелость» рыжика озимого - 23-45 дня в зависимости от гидротермических условий. В наших исследованиях самый короткий период цветение - спелость наблюдался в 2006 году (при среднесуточной температуре 22,2°С и ГТК 0,01) и самый длинный - в 2003 году (при температуре 16,2°С и ГТК 2,8). Это объясняется тем, что высокие среднесуточные температуры и недостаток увлажнения ведут к сокращению этого периода и, наоборот, понижение температуры в комплексе с обильными осадками способствуют его увеличению.

Фаза «цветение-созревание» рыжика ярового продолжается 28-40 дней. Ускорение прохождения растениями данной фенофазы отмечено в 2010 году, который характеризовался как экстремально-засушливый (ГТК 0,02).

Корреляционный анализ показал, что продолжительность периода «цветение-спелость» зависит от среднесуточной температуры воздуха, сопряженность с которой составила г = 0,64 и от ГТК г = 0,68.

Вегетационный период. В среднем за годы исследований длина вегетационного периода рыжика озимого составила 308 дней, ярового - 85 дней. Наиболее продолжительный вегетационный период у рыжика озимого (326 дней) был в 2002-2003 году, при относительно прохладной (4,6°С) и дождливой погоде (ГТК 2,1). В 2010 году в сильно засушливых условиях продолжительность вегетационного периода рыжика озимого снизилась до 290 дней. У рыжика ярового самый длинный вегетационный период (93 дня) отмечен в 2008 году с избыточным увлажнением и самый короткий (71 день) - в 2010 году (ГТК 0,1) (рис.4).

ЕЭяр. рыжик а оз. рыжик

Рисунок 4 - Длина вегетационного периода рыжика в зависимости от значений ГТК

Фотосинтетическая деятельность рыжика. Динамика площади листьев в посевах рыжика подчиняется определённой закономерности. В начальный период роста и развития растений (фазы розетки и стеблевания) площадь листьев нарастает очень медленно и их ассимиляционная поверхность невелика. Далее увеличение ассимиляционной поверхности происходит более интенсивно. Максимального значения данный показатель достигает в фазу цветения, к моменту прекращения образования боковых побегов и роста растений в высоту, а затем снижается, что обусловлено подсыханием биомассы в фазу спелости семян и опадением листьев. Наибольшую площадь листьев сформировал агроценоз рыжика озимого (38,9 тыс. м /га). Это связано, в первую очередь, с более полной сохранностью растений в период «всходы - спелость» и устойчивостью к стрессовым ситуациям. Ассимиляционная поверхность рыжика ярового составила 37,5 тыс. м2/га (рис. 5). За три года исследований величина ФП по видам рыжика колебалась в пределах 1050-1065 тыс. м2хсутки/га.

розетка | бутонизация | цветение | спелость Фазы развития

Рисунок 5 - Площадь листовой поверхности рыжика, тыс. м2/га (2009-2011 гг.)

Максимальная величина ФП отмечена у рыжика ярового - 1060 тыс. м2хсутки/га. Рыжик характеризуются относительно высокой чистой продуктивностью фотосинтеза (1,90-2,06 г/м2* сутки). Эффективная работа фотосинтетического аппарата растений данной культуры обеспечивает высокий уровень фотосинтетической деятельности посевов и способствует формированию урожайности 1,86-1,90 т/га.

Динамика маслонакопления и масличность семян рыжика. Динамику накопления масла в процессе созревания семян рыжика изучали на двух сортах Пензяк (озимый) и ВНИИМК-520 (яровой). Образцы для анализа отбирали каждые 6-7 дней, начиная с момента образования семян. Маслообразовательный процесс у рыжика начинается с момента завязывания семян, т.е. раскрытия цветка и длится до конца восковой (хозяйственной) их спелости. В течение первых четырех дней от раскрытия цветка и до отцветания маслонакопительный процесс протекает медленно. Это объясняется тем, что в этот период интенсивно синтезируются белки, необходимые для роста тканей семени. Наиболее активное маслонакопление наблюдается на 11-й и последующие дни с момента раскрытия цветка, когда прекращается рост тканей семени, уменьшается синтез белков и начинается усиленное превращение углеводов в жиры. При наступлении молочно-восковой спелости интенсивность резко снижается. На 32-40-й день с момента раскрытия цветка (в зависимости от ГТК вегетации и сорта) в период «восковая спелость - полная спелость» содержание масла в плодах остается на одном уровне.

Сравнительный анализ динамики маслонакопления в семенах рыжика озимого и ярового показывает, что на начальных стадиях их развития (первые семь суток) содержание жира практически одинаковое (3,2-4,9%). Начиная со второй стадии развития семян отмечается неравномерность течения данного процесса и изменение его скорости, что, по-видимому, связано с продолжительностью фенофазы «цветение-спелость» и реакцией на гидротермические условия в данный период. Интенсивность маслонакопительного процесса у ВНИИМК-520 выше, по сравнению с сортом Пензяк, особенно на ранних стадиях развития семени (рис.6).

IV V

Срок отбора

^Оз. рыжик - * - Яр. рыжик \

Рисунок 6 - Динамика маслонакопления в семенах рыжика (2009-2011 гг.)

У ярового сорта ВНИИМК-520 наиболее высокая интенсивность накопления жира начинается на 14-е и последующие сутки после окончания цветения. Если при втором сроке отбора в семенах рыжика ярового содержалось 8,9 % жира, то уже через 7 дней (третий срок отбора) масличность увеличилась почти в два раза и составила 18,6 %. У рыжика озимого темп протекания маслообразовательного процесса увеличивается на третьей стадии (на 21-е сутки) и продолжает наращивать свои размеры до 6-ой стадии (42-е сутки). При наступлении молочно-восковой спелости интенсивность резко снижается. Однако у данного сорта отмечено более высокое содержание жира, чему способствует, по-видимому, продолжительная фаза «цветение-спелость». Исследуемые образцы рыжика отличались также по общей продолжительности процесса маслонакопления, которая изменялась за счет увеличения или сокращения периода «восковая спелость-полная спелость». В зависимости от гидротермических условий вегетационного периода продолжительность маслонакопления у сорта Пензяк колебалась в пределах 42-48 дней, у ВНИМК-520 - 46-52 дня, что отражалась на конечном содержании масла. Максимальное содержание жира (39,538,9 %) у рыясика озимого и ярового отмечается при достижении семенами полной спелости (на 25-30 день от начало образования семени). В этот период накопление масла в семенах в основном стабилизируется.

Таким образом, процесс накопления жира в семенах рыжика озимого и ярового подчиняется общим закономерностям. Однако следует отметить, что выявленные особенности обусловлены в значительной мере условиями конкретного года и указывают на важность оптимального гидротермического коэффициента для реализации потенциального уровня маслонакопления. Анализ динамики маслонакопления в семенах рыжика в различные по погодным условиям годы показывает, что уровень и темпы протекания маслообразовательного процесса неодинаковы. Так, в условиях достаточной влагообеспеченности (ГТК 1,0-1,2) рыжик реализует потенциальные возможности в отношении образования масла и накапливает наиболее оптимальное содержание жира, что указывает на отсутствие лимитирующих факторов. В засушливый год (ГТК 0,5-0,7) уровень маслонакопления несколько снижен и отмечается некоторая неравномерность течения данного процесса, изменение скорости, что, по-видимому, связано с гидротермическими условиями, особенно, в период перехода от

молочной к восковой спелости. Избыточная влагообеспеченность вегетации (ГТК 1,5 и более) увеличивает продолжительность периода маслонакопления у рыжика посевного (в среднем на 6-9 суток), но снижает содержание масла в семенах (в среднем на 2,0-2,5 %), по сравнению с оптимальными условиями (рис. 7).

42 і 40 38 -36 -34

1,0-1,2 I 0,5-0,7 | 1,5-1,7

§ Озимый рыжик (~гк л Яровой рыжик

Рисунок 7 - Накопление масла в зависимости от условий влагообеспеченности

Продуктивность масличной культуры определяется количеством масла соответствующего качества, получаемого с единицы площади. Эта величина в свою очередь определяется урожаем семян и их масличностью. Масличность семян рыжика озимого в значительной степени определяется сортовыми особенностями и почвен-но-климатическими условиями. В среднем за 3 года содержание жира в семенах рыжика озимого колебалось от 37,3 до 41,0%, рыжика ярового - 37,4-40,1% (табл. 6). Причем данный показатель был наивысшим в 2009 году. Самый низкий процент содержания масла отмечен в засушливом 2010 году (37,3-37,4%). Однако масличность сама по себе не может характеризовать уровень сбора масла с единицы площади. Валовой сбор масла определяется в большей мере урожаем семян. В среднем за годы исследований сбор масла с гектара колебался от 0,62 до 0,69 т/га. Наибольшего значения этот показатель достигал у рыжика озимого в 2009 году, когда при наиболее благоприятных погодных условиях сформировался высокий урожай семян.

Таблица 6 - Масличность и сбор масла рыжика

Вид рыжика Годы В среднем

2009 2010 2011

Масличность, %

Озимый рыжик 41,0 37,3 40,2 39,5

Яровой рыжик 40,1 37,4 39,2 38,9

НСР05 0,31 0,62 0,64 0,89

Сбор масла, т/га

Озимый рыжик 0,69 0.63 0,68 0.66

Яровой рыжик 0,66 0,62 0,65 0,64

НСР05 0,03 0,02 0,07 0,05

Качественная характеристика маслосемян рыжика. С целью изучения возможности использования маслосемян рыжика на пищевые и технические цели мы провели анализ биохимического состава семян рыжика. Анализ полученных

данных показывает, что содержание протеина в семенах рыжика высокое и достигает 27,6%, содержание клетчатки и золы составляет 16,5 и 4,1% соответственно.

Чтобы выявить зависимость содержания сырого протеина, клетчатки и золы от урожайности семян рыжика озимого был применен корреляционный анализ. Установлено, что существует средняя обратная зависимость между урожайностью и содержанием протеина (г = -0,58), золой (г = -0,52) и слабая с клетчаткой (г = -0,09). При увеличении урожайности семян рыжика озимого их биохимические качества практически не изменяются.

Масло рыжика озимого резко отличается от масла рапса и горчицы по физико-химическим свойствам благодаря более высокому содержанию полиненасыщенных жирных кислот (линолевой и линоленовой) и низкому содержанию эруковой кислоты. Данные по изучению жирнокислотного состава образцов показывают большую изменчивость содержания жирных кислот в масле рыжика с сохранением особенностей состава масла этой культуры. Наибольшую долю в маслосеменах рыжика озимого представляют полиненасыщенные жирные кислоты, в том числе линолевая (С 18:2) и б-линоленовая (С 18:3). Среднее содержание составило 16,8 и 44,1% соответственно. Такое высокое содержание линолевой и линоленовой кислот отвечает требованиям, предъявляемым к техническим маслам, которые используются в лакокрасочной промышленности. Суммарное содержание полиненасыщенных линолевой, линоленовой и арахидоновой жирных кислот, условно объединенных в группу под названием «витамин Б», в масле семян рыжика очень высоко и составило в среднем 63,1%. Содержание насыщенных кислот: пальмитиновой (С16:0) в среднем составляет 4,2% и стеариновой (С 18:0) - 1,9%. Количество ненасыщенных кислот олеиновой (С18:1) 11,3%, гондоиновой (эйкозеновой) (С20:1) 12,5% и эруковой (С22:1) 3,0%. В образцах рыжика озимого содержание линоленовой кислоты выше, чем в сортообразцах рыжика ярового, а содержание линолевой, олеиновой и пальмитиновой ниже (рис. 8). Для жирнокислотного состава масла как рыжика озимого, так и ярового характерно низкое содержание эруковой кислоты (С 22:1) - 2,8-3,1%, что отвечает требованиям ГОСТа (не более 5%). В годы с разными гидротермическими показателями содержание данной кислоты существенно не изменялось, что свидетельствует о стабильном проявлении данного признака.

Рисунок 8 - Содержание основных жирных кислот в масле рыжика

Содержание токоферолов (витамин Е) в среднем составило 78,1 мг %, и в основном представлены р и у- токоферолами (92% от общей суммы). Возможно, это способствует поддержанию высокого уровня стабильности к окислению в процессе хранения (несмотря на большое количество полиненасыщенных жирных кислот в составе рыжикового масла). Содержание каротиноидов в семенах невысокое - 0,0020,005%, однако выше, чем в подсолнечном и соевом маслах.

Маслосемена рыжика отличает высокое содержание биологически активных веществ: стеролы, каротин и каротиноиды, хлорофиллы и токоферолы. Содержание каротиноидов, среди которых наиболее важен каротин, из которого образуется витамин А, невысокое и достигает 0,00-0,005%. Каротиноиды являются переносчиками активного кислорода и участвуют в окислительно-восстановительных процессах, активно идущих в прорастающих семенах. Распад и синтез каротиноидов регулирует витамин Е. Для семян рыжика сорта Пензяк характерно невысокое содержание пигментов группы хлорофиллов (0,97 мг на кг).

Степень окисленности липидов характеризуется перекисным и жизидиновым числами. Перекисное число, характеризующее количество перекисей и гидрорери-кисей, в среднем составило 4,0 ммоль активного кислорода йа 1 кг. Анизидиновое число - мера концентрации а и ненасыщенных альдегидов (вторичных продуктов окисления) составило 2,5-2,7 у.е. Стандарта на анизидиновое число лет, но в мировой практике принято считать, что у высококачественного масла оно должно быть не выше 3. Содержание соединений с сопряженными двойными связями невысокое и составило диены - 0,19 л/г см и триены - 0,05 л/г см.

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕМЯН РЫЖИКА ЯРОВОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ

Особенности роста и развития рыжика ярового в зависимости от приемов возделывания. Продуктивность рыжика ярового является производной из ряда слагающих ее элементов, к числу которых относится и густота стояния растений. Густота растений определяется нормой высева семян и потенциалом таких природных факторов как вода, свет, температура, почвенное плодородие. Данные факторы и другие условия жизни оказывают влияние, прежде всего на прорастание семян, появление всходов и оцениваются через показатель полевой всхожести и сохранности растений к уборке. Полнота всходов в среднем по вариантам опытов колебалась в пределах 60,0 - 79,0 %. Минеральные удобрения на показатели полевой всхожести оказали незначительное влияние. С увеличением нормы высева наблюдалась тенденция к увеличению полевой всхожести (рис. 9). Выживаемость растений рыжика ярового составила 66,8-87,0%. При внесении азотных удобрений в качестве подкормки сохранность растений рыжика к уборке увеличивалась на 2,0-9,0 % по отношению к контролю. Наибольшая выживаемость растений рыжика ярового к уборке (67,0-87,4%) была при посеве с нормой высева 7-8 млн. и подкормкой растений в фазу розетки азотными удобрениями.

Норма высева, млн. вех. семян на га

Рисунок 9 - Полевая всхожесть и сохранность к уборке растений рыжика в зависимости от приемов возделывания Фотосинтетическая деятельность. Наибольшую площадь листовой поверхности листьев в фазу цветения сформировал агроценоз рыжика ярового при посеве 8 млн. всхожих семян на 1 га и азотной подкормки (рис.10).

Проведенный корреляционный анализ показал тесную положительную степень зависимости урожая семян рыжика от величины листовой поверхности, которая характеризуется коэффициентом корреляции (г = 0,74).

Максимальная величина ФП - 616,4 тыс. м2хсут./га отмечена при посеве с нормой высева 10 млн. всхожих семян на 1 га и внесении минеральных удобрений в подкормку. В среднем за вегетацию ЧПФ рыжика при внесении комплексного удобрения и внекорневой подкормки составила 1,86 г/м2 в сутки, что на 11,4 % превышает контроль.

Рисунок 10 - Влияние минеральных удобрений на формирование листовой ; поверхности рыжика

Фитопатологическая оценка. Непременное условие получения высококачественных маслосемян - чистота посевов рыжика от сорняков. Сорняки — это основной конкурент в борьбе за свет, минеральное питание, водообеспечение. На засорен-I ных полях снижается полевая всхожесть рыжика и в значительной мере задержива-

| ется его рост и развитие. Кроме этого на сорняках развиваются многие виды вреди-

телей, в частности, крестоцветная блошка; сорняки способствуют распространению

болезней и ухудшают качество продукции. Возделывание рыжика по интенсивной технологии позволяет бороться с сорняками без применения химических мер.

За годы исследования в посевах рыжика в основном присутствовали следующие сорняки: подмаренник цепкий, щирица запрокинутая, (просо куриное) и вьюнок полевой. Наибольшая засоренность была при рядовом способе посева с нормой высева 7 млн. всхожих семян на 1 га- число сорняков составило в сумме 61 шт. /м2 или в среднем 31,1 г/м2 (рис. 11). Наименее засоренными были посевы рыжика с нормой

Рисунок 11 - Засоренность рыжика в зависимости от нормы высева

Урожайные свойства семян рыжика ярового. Качество семенного материала характеризуется многими показателями, определяющими их биологическое достоинство. Однако высшей оценкой биологической и хозяйственной ценности семян являются их урожайные свойства.

Установлено, что изучаемые агроприемы и погодные условия периода вегетации влияли на формирование урожайных свойств и качество маслосемян. Было отмечено значительное варьирование урожайности по опытам и годам. Наиболее высокая урожайность (1,04-1,90 т/га) получена в варианте с нормой высева 8 млн. при внесении азота в качестве подкормки (табл. 7).

Таблица 7 - Урожайность рыжика ярового в зависимости от агроприемов, т/га

Фактор А - норма высева, Фактор В - фон удобрений

млн. вех. сем./га 0 КгоРзоК^о N20

2010 г.

7 0,96 0,97 0,99

8 0,95 1,00 1,04

9 0,96 0,98 1,03

10 0,93 1,00 0,99

НСР05 0,09 0,15 0,09

2011 г.

7 1,47 1,82 2,09

8 1,38 1,82 2,\\

9 1,33 1,85 2,07

10 1,30 1,83 1,91

НСР0! 0,15 0,63 0.40

2012 г.

7 1,80 1,84 1,86

8 1,84 1,87 1,90

9 1,77 1,81 1,84

10 1.73 1,78 1,83

НСРо5 0,05 0,06 0,08

Точность опыта, % 2,30 0,80 0,40

Дисперсионный анализ урожайности показал, что на продуктивность рыжика ярового наибольшее влияние оказали удобрения, доля влияния данного фактора составила 38,3% (рис. 12). Применение удобрений (в основном подкормка азотом) повышало урожайность в среднем на 0,24-0,30 т/га за счет увеличения продуктивности одного растения. Доля влияния норм высева составила 32,0%. На долю случайных факторов пришлось 8,9%.__

Рисунок 12 - Доля влияния факторов на урожайность рыжика ярового Анализ структуры урожая рыжика ярового показал, что по вариантам опыта отмечалась незначительная изменчивость растений по высоте. Данный показатель колебался в пределах 61,4-81,2 см (табл. 8). Наиболее стабильным признаком является масса 1000 семян, коэффициент вариации - 5,2%. Значительной изменчивостью характеризовались признаки, непосредственно связанные с продуктивностью растений: продуктивная кустистость (Су=34,7 %) , число кистей на растении (Су=25,1 %); число стручков на растении (Су=27,8 %) и масса семян с одного растения (0=30,5 %).

Таблица 8 - Показатели варьирования количественных признаков _урожайности рыжика ярового, в среднем по опытам (2010-2012 гг.)

Признак

1 ~Х

Су, %

Высота растения, см

Продуктивная кустистость

51,4-71,2

62,9

4,3

1,2-5,4

34,7

Число кистей на растении, шт.

2-7

5,0

Число стручков на растении, шт.

25,1

97-162

138

Количество семян в стручке, шт.

27,8

7-10

8,0

Масса семян с 1

11,4

растения,

1,25-1,85

1,50

30,5 5,2

Масса 1000 семян, г

1,55-1,96

1,85

Комплекс технологических приемов, а также агрометеорологические условия периода вегетации рыжика ярового в значительной степени определяли продуктивность растений рыжика, а также урожайные свойства и признаки семян. Статистическая обработка результатов исследований свидетельствует о том, что между геноти-пическими, фенотипическими и ценотипическими (густота стояния растений и выживаемость растений к уборке) признаками и урожайностью была достаточно тесная взаимосвязь, коэффициенты корреляции колебались от 0,53 до 0,97.

Масличность семян рыжика ярового и выход масла. Масличность по вариантам опытов различалась несущественно и в среднем за годы исследований варьировала в пределах от 36,3 до 37,4% (табл. 9). Наибольшая и стабильная маслич-

ность отмечалась при норме высева 8 млн. всхожих семян на 1 га - 37,2-37,4%. Сбор масла с единицы площади варьировал в широких пределах от 0,42 до 0,70 т/га (рис. 13). Наибольшего значения (0,65-0,70 т/га) данный показатель достигал в варианте с применением азотной подкормки.

Таблица 9— Масличность рыжика ярового, %

Фактор А -норма высева, млн. вех. сем./га Фактор В - фон удобрений

0 N2CP30K20 N20

7 37,4 37,3 37,2

8 37,3 37,2 37,2

9 36,7 37,1 36,5

10 36,3 36,4 37,3

НСР05 общая по опыту, % 0,67

О NPK N

й 7 млн. «8 млн. с-9 млн. а 10 млн.

Нормы высева

Рисунок 13 - Выход масла в зависимости от приемов возделывания

Жирнокислотный состав маслосемян рыжика ярового. Качество масла рыжика и его пищевые достоинства в значительной мере определяются его жирно-кислотным составом. Данные по изучению жирнокислотного состава образцов показывают некоторую изменчивость содержания жирных кислот в масле рыжика в зависимости от применяемых ахроприемов с сохранением особенностей состава масла этой культуры. При этом удобрения практически не влияют на содержание жирных кислот, наиболее заметное влияние на жирнокислотный состав оказывают нормы высева. Наибольшую долю в маслосеменах рыжика озимого представляют полиненасыщенные жирные кислоты, в том числе линолевая и а-линоленовая. Их среднее содержание по опыту составляло 20,6- 22,2 % и 36,2-37,4 %, соответственно. Отмечено снижение линолевой кислоты до 20 % при норме высева 9 млн. всхожих семян на гектар, с повышением нормы высева до 10 млн./га содержание линолевой кислоты увеличивается до 22 %. Содержание линоленовой кислоты в маслосеменах наиболее низким было в варианте с нормой высева 10 млн. и составило 36,2-36,8%. Отмечен следующий диапазон вариабельности насыщенных кислот: пальмитиновой от 4,47 до 4,76 % и стеариновой от 1,88 до 2,02 %, на содержание которых изучаемые приемы возделывания существенного влияния не оказывали. Содержание ненасыщенных кислот достигало в среднем по вариантам олеиновой до 13,5-13,7 % игондоиновой - до 12,0-12,5 %. Содержание эруковой кислоты существенно изменя-

лось в зависимости от норм высева и не изменялось от применения удобрений. Наибольшее снижение эруковой кислоты наблюдается при норме высева 10 млн./га, а наибольшего увеличения данный показатель достигает в варианте с нормой высева 9 млн./га.

Посевные качества семян рыжика ярового. Посевные качества - совокупность свойств семян, характеризующих степень их пригодности для посева. Для оценки семян в агрономическом отношении существует несколько показателей их качества. Наиболее важными физическими и посевными качествами являются масса 1000 семян, выравненность, энергия прорастания, лабораторная всхожесть и сила роста семян. Масса 1 ООО семян - важный хозяйственный признак, характеризующий качество семенного материала. Масса 1000 семян по годам сильно варьировала. В 2010 году сформировались самые мелкие семена, масса 1000 штук составила 1,261,48 г. В 2011 и в 2012 гг. семена по крупности различались несущественно и варьировали в пределах 1,78-2,06 г. В 2011 году наиболее крупные семена сформировались на удобренном варианте с нормой высева 8 млн./га - 2,06 г. В благоприятных условиях вегетации 2011-2012 гг. выравненность семян достигала 60,0-76,5 %. Выявлена зависимость между площадью питания растений и выравненностью семян. Так, увеличение нормы высева при рядовом посеве от 7 до 10 млн./га повысило выравненность семян рыжика ярового Юбиляр на 1,2-3,1 %. На удобреном фоне отмечено снижение выравненности семян на вариантах с подкормкой, по сравнению с контролем. При внесении азотного удобрения в качестве подкормки повышается коэффициент продуктивной кустистости растений рыжика, что увеличивает удельный вес семян, сформированных на ветвях второго и последующего порядка, и приводит к меньшей выравненности семян.

В оценке посевных качеств семян большое внимание уделяется показателю -сила начального роста, который дает более полную характеристику их биологической полноценности. Результаты исследований показали, что все изучаемые агро-приемы положительно влияли на данный показатель, длина ростка (2,7-2,9 см) (по ГОСТу не менее 1,5 см). При этом наибольшей силой начального роста отличались семена, .выращенные при внесении полного минерального удобрения.

Влияние обработки семян рыжика протравителями и регулятором роста Альбит на их посевные качества и урожайные свойства. Регулирование роста и развития растений с помощью протравителей и физиологически активных веществ позволяет оказывать направленное влияние на отдельные этапы онтогенеза для реализации генетического потенциала растительного организма, что приводит к повышению продуктивности сельскохозяйственных культур.

Полевая всхожесть семян рыжика ярового, при обработке их перед посевом протравителями, колебалась, в пределах 82,4-88,3 %. Наибольшая полнота всходов отмечена на варианте с Альбитом - 88,3 %, при обработке семян препаратами ТМТД и Апрон Голд 1,0 л/т полевая всхожесть семян снизилась до 82,9 и 83,5%. Протравители практически не влияли на сохранность растений к уборке. При обработке семян Альбитом выживаемость составила 97,3 %, что на 6,3 % превышает контрольный вариант.

Листовая поверхность рыжика формировалась в зависимости от применяемого препарата. Наибольшая ассимиляционная поверхность 44,3тыс. м2/га отмечалась в фазу цветения при обработке семян ТМТД (табл. 10). Соответственно изменялся и фотосинтетический потенциал.

Таблица 10 - Площадь листовой поверхности растений рыжика ярового в зависимости, от щцасстаай. сшжа, так,. и2 (га_

Варианты Фазы развития

розетка бутонизация цветение спелость

Контроль 25,6 30,1 34,6 20,9

ТМТД 3 л/т 28,7 41,0 44,3 21,5

Апрон Голд 0,5 л/т 23,7 27,4 37,2 17,9

Апрон Голд 1,0 л/т 26,5 32,6 34.5 23,2

Альбит 0,5 л/т 28,0 33,5 41,1 18,5

ТМТД+Альбит 24,9 27,1 34,6 19,4

Апрон Голд 0,5 л/т + Альбит 19,7 28,1 35,7 14,4

Апрон Голд 1,0 л/т + Альбигг 23,4 37,2 41,5 17,3

Урожайность рыжика ярового изменялась несущественно в зависимости от изучаемых препаратов и превышала контроль на 1,1-3,4 г/м2 (табл. 11). Достоверное превышение урожайности семян рыжика получено в варианте с применением Альбита в отдельности и в комплексе с Апрон Голд 0,5 и Витаваксом. Альбит практически не влиял на эффективность протравителя, но достоверно повышал урожайность семян рыжика и их масличность на 12,8 г и 0,7 %, соответственно. По масличности наблюдалось некоторое снижение содержания жира при обработке семян протравителями. Однако применение Альбита, как в отдельности, так и в комплексе с протравителями повышало масличность до уровня стандарта - 38,1 -3 8,7 %.

По качеству масла не наблюдалось четкой тенденции изменения содержания эруковой кислоты в зависимости от препаратов. Более высокие значения данного показателя отмечены в варианте Апрон Голд 0,5+Альбиг (3,18 %). Низкий процент эруковой кислоты был при обработке семян Витаваксом 200 совместно с Альбитом (2,93 %).

Анализ структуры урожая показал, что наиболее изменчивыми показателями являются число стручков на растении и масса семян с одного растении, коэффициент вариации составляет 33,8 и 35,9 % соответственно.

В лабораторных условиях установлено, что посевные качества семян зависят от обработки протравителями и стимулятором роста. Так, по критериям оценки силы роста согласно ГОСТу 12042 все семена, обработанные протравителями и стиму-Таблица 11 — Продуктивность рыжика ярового в зависимости от способа

предпосевной обработки семян (2010-2012 гг.)

Варианты Урожайность, т/и1 Масличность, % Содержание эруковой кислоты, %

средняя

Контроль 183,9 - 38,0 3,07

ТМТД 3,0 л/т 178,6 -5,3 37,9 2,99

АпронГолд 0,5 л/т 185,0 1,1 38,0 2,99

АпронГолд 1,0 л/т 181,1 -2,8 37,3 3,03

Альбит 0,05 л/т 185,9 2,0 38,3 3,16

ТМТД+Альбит 185,1 1,2 38,6 2,98

АпронГолд 0,5 л/т + Альбит 185,5 1,6 38,7 3,18

АпронГолд 1,0 л/т + Альбит 184,2 0,3 38,1 2,97

Витавакс 200 181,2 -2,7 37,9 2,98

Витавакс 200+ Альбит 187,3 3,4 38,7 2,93

НСРоч 1,5 - 0,59 0,04

Вариабельность, V, % 5,7 - 4.5 2,1

ляторами роста, имели сильные проростки, длина которых достигала 1,8-2,8 см (по ГОСТу не менее 1,5 см). Наибольшую длину (2,8 см) имели проростки при обработке семян протравителем Витавакс совместно с Альбитом. Под влиянием протравителей Апрон Голд с нормами 0,5 и 1,0 л/т и Витавакса совместно с регулятором роста отмечены максимальные значения массы 100 ростков (0,95-1,05 г), что превышало контроль на 70-90 %. Применение Альбита в чистом виде также способствовало увеличению массы 100 ростков (на 0,2 г), длины проростков (на 0,5 см), повышало массу 1000 семян (на 0,03 г), увеличивало выравненность семян (на 6,6 %) и снижало поражение болезнями. Масса 1000 семян практически не зависела от применяемых препаратов и варьировала от 1,90 до 1,99 г. На всех вариантах сформировались крупные и выравненные семена (48,7-55,6 %), что превышает контрольный вариант на 2,4-9,3 %. Наиболее выравненные семена (50%) сформировали растения при обработке семян Альбитом.

Статистическая обработка данных по урожайности рыжика ярового и посевных качеств семян показала, что все коэффициенты корреляции положительны и свидетельствуют о достаточно тесной взаимосвязи этих показателей (табл. 12).

Таблица 12 - Коэффициенты корреляции между урожайностью _и посевными качествами семян рыжика ярового_

Показатели Полевая всхожесть Урожайность

Энергия прорастания 0,49 0,58

Всхожесть лабораторная 0,76 0,95

Масса 100 ростков 0,68 0,95

Длина ростка 0,52 0,88

Масса 1000 семян 0,52 0,21

В наибольшей степени с урожайностью материнских растений коррелируют всхожесть и масса 100 ростков - г=0,95. Среднюю зависимость урожайность имеет с энергией прорастания (г = 0,58) и слабую с массой 1000 семян (г = 0,21). Полевая всхожесть наиболее тесно связана с лабораторной всхожестью, коэффициент корреляции составил 0,76.

Влияние хранения на посевные качества и урожайные свойства семян масличных капустных культур. Хранение семян - один из важнейших этапов, определяющих их качество при пересеве. Оно может оказать как положительное влияние на семена, способствуя повышению всхожести в результате послеуборочного дозревания, так и отрицательное, приводя к снижению или полной потере всхожести под действием различных факторов.

Объектом исследования служили семена рыжика ярового Юбиляр, рыжика озимого Пензяк и крамбе абиссинской Полет. В условиях лаборатории семена хранились 5 лет при температуре 17,5±2,5°С. Установлено, что условия хранения семян повлияли на протекание биохимических процессов, которые привели к изменению их посевных качеств. Так, снижение массы 1000 семян от первоначальной составило 9,6-21,8 %. Максимальное снижение массы 1000 семян отмечено у крамбе, это можно объяснить тем, что при длительном хранении оболочка плодиков сильнее теряет влагу и снижается ее удельный вес. Если в первые годы хранения оболочка составляет 25-30% от массы плодшса с семенем, то к пятому году снижается до 15-20%. Меньше всего масса 1000 семян снижается у рыжика ярового Юбиляр. К концу исследования она снижается всего на 0,22 г. (рис. 14).

О 2 4 6 8 10 12

и 5 год » 4 год № 3 год № 2 год Л 1 год IIIIII 0 год Масса 1000 семян, г

Рисунок 14 - Изменение массы 1000 семян в процессе хранения

Пензяк

Юбиляр

Полет

Энергия прорастания семян к концу пятого года хранения понизилась с 7883% до 61-75%, всхожесть - с 94-95% до 78,5% (рис. 15, 16). Наиболее значительное снижение данных показателей отмечено у крамбе Полет - на 21 и 19%, соответственно. Исключение составил озимый рыжик Пензяк, в год урожая энергия прорастания и всхожесть были ниже на 14-21%, чем через год хранения. При дальнейшем хранении данные показатели снижаются на 21 и 18%.

о 20 40 60 80 100

к 5 год ¡8 4 год га 3 год Ш 2 год » 1 год ......0 год

Энергия прорастания, %

Полет Пензяк Юбиляр

Рисунок 15 - Изменение энергии прорастания в процессе хранения

Полет

рШШмШШШйШшб і ІІ тИЙВйМ

Пензяк Юбиляр

"і"" jj v їіЖ Рі? іУ І'ЇЛ j і

100

12.0

® 5 год ® 4 год '№ з год Я 2 год v 1 год IIIII 0 год Всхожесть, %

Рисунок 16 - Изменение всхожести семян в процессе хранения 28

Урожайные свойства и качество семян в зависимости от срока хранения.

Формирование урожайных свойств семян зависит не только от условий их выращивания, но и от последующего хранения. Продолжительное хранение семян отрицательно сказалось на развитии растений и их продуктивности. Урожай семян рыжика после трех лет хранения снизился на 12,7-26,9 г или на 6,0-13,6 %, а при хранении в течение 5 лет - на 29,8-36,1 г (табл. 13). Урожайность крамбе после пяти лет хранения снизилась меньше, чем у рыжика - на 22 г или на 7,0%.

При хранении семян гидролитические и окислительные процессы протекают в белковой и углеродной фракции. При закладке на хранение в семенах ярового и рыжика озимого содержалось белка 31,1 и 29,0%, после года хранения его количество возросло до 32,3 и 30,1%. Это подтверждает результаты исследований многих ученых о том, что в первоначальный период хранения в семенах продолжается синтез белка из более простых азотосодержащих веществ. Однако при дальнейшем хранении были отмечены нежелательные изменения в белковом комплексе, проявляющиеся в снижении общего количества протеина до 27,5-28,6 %.Содержание протеина в семенах крамбе было наибольшим в год урожая (25,9%), затем содержание его снижалось до 25,0%.

Таблица 13 - Изменение урожайных свойств семян масличных культур

в процессе хранении

Показатели Продолжительность хранения, год

0|1|2|3|4|5

Урожайность, г/м^

Рыжик яровой Юбиляр 198.3 196,9 186,2 171,4 169,8 168,5

Рыжик озимый Пензяк 210,2 205,5 198,8 197,5 185,2 174,1

Крамбе абиссинское 11олет 312,2 311,5 298,6 296,8 295,4 290,2

Содержание протеина, %

Рыжик яровой Юбиляр 31,1 32,3 31,6 30,1 29,0 28,6

Рыжик озимый Пензяк 29.0 30,1 28,9 28,6 27,8 _| 27,5

Крамбе абиссинское Полет 25,9 25,7 25,4 25,4 25,3 25,0

Содержание жира, %

Рыжик яровой Юбиляр 41,0 40,9 38,4 37,1 36,8 36Д

Рыжик озимый Пензяк 42,0 41,8 40,5 39,8 38,5 36,8

Крамбе абиссинское Полет 46,2 46,0 45,7 42,3 41,2 40,5

В семенах рыжика и крамбе через один год хранения наблюдалось незначительное уменьшение общего жира (на 0,1-0,2 %). Это указывает на то, что в первоначальный период хранения в семенах масличных культур протекали процессы послеуборочного дозревания. При дальнейшем увеличении срока хранения (до пяти лет) наблюдалось снижение содержат« жира до 36,2-40,5 % на 4,8-5,7 %. Наибольшим изменениям в процессе хранения подвергались полиненасыщенные кислоты -линолевая и линоленовая. К концу исследований количество линолевой кислоты снизилось на 1,5-5,7 %, линоленовой - на 2,0-5,8 % по сравнению с первоначальными значениями (рис. 17). Эруковая и гондоиновая жирные кислоты более устойчивы в процессе хранения, их количество снизилось на 0,2-3,8 % и 0,5-1,8 % соответственно по сравнению с их исходным содержанием. Однако наряду с уменьшением количества данных кислот происходит рост относительного содержания олеиновой кислоты от 11,2-13,4 до 13,9-16,1 % и пальмитиновой и стеариновой кислот от 1,314,45 до 1,52-5,56 % и от 0,57-1,98 до 0,65-2,22 % соответственно. Это обусловлено в большей степени снижением количества других кислот.

5 4

2 3

ч: 2 £ 1

О 50 100 150 200 250 300

Шлинолевая Йлиноленовая 8®эруковая

■ гондоиновая «олеиновая ^пальмитиновая

® стеариновая

Рис. 17 - Изменение содержания жирных кислот в семенах капустных культур в процессе хранения, %

Таким образом, семена капустных культур по посевным качествам и урожайным свойствам, хранившиеся в течение пяти лет в благоприятных условиях и имеющие всхожесть не менее 80%, могут использоваться в качестве посевного материала.

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ВЫРАЩИВАНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ ПОЛНОЦЕННЫХ СЕМЯН РЫЖИКА ОЗИМОГО

Формирование стеблестоя агроценоза рыжика озимого. Важнейшим слагаемым выживаемости растений является полевая всхожесть. В среднем за 3 года полевая всхожесть семян рыжика озимого была довольно низкой, ее значение находилось в пределах 52,4-63,9%.

В опыте со сроками посева рыжика озимого зимостойкость колебалась в пределах 77,9-87,1 %. Самый высокий процент зимостойкости был отмечен в варианте при посеве в 3-й декаде августа. Внесение азотно-фосфорных удобрений повышало зимостойкость растений рыжика на 2,8 % по сравнению с контролем. При широкорядном способе зимостойкость рыжика 86,9 %. Самая высокая зимостойкость (92,4 %) была отмечена в варианте с нормой высева 3 млн./га в 2001 году с самыми благоприятными условиями перезимовки за годы исследований. В среднем за 3 года зимостойкость растений рыжика озимого колебалась от 81,3 % (9 млн./га) до 86,9 % (3 млн./га).

Величина и структура урожая при разных сроках посева и фонах питания. Урожай сельскохозяйственных культур определяется основными его элементами - числом растений на единице площади, продуктивной кустистостью, числом зерен с растения и массой 1000 семян.

В опыте со сроками посева урожайность находилась в пределах 1,28-1,79 т/га, на удобренном фоне - 1,51-1,91 т/га. В 2001 году было получено максимальное количество семян рыжика озимого - 1,54-1,91 т/га. В засушливых условиях 2002 года отмечено снижение урожайности в 1,2-1,3 раза (1,28-1,74 т/га). В среднем за 3 года

исследований прибавка урожая при внесении азотно-фосфорных удобрений составила ОД 7 т/га, отмечена невысокая эффективность бактериального удобрения бакто-саяа, прибавка урожая по сравнению с контролем по годам составила 0,05-0,08 т/га.

Определен оптимальный срок посева рыжика озимого- 3-я декада августа, получена наибольшая урожайность семян 1,63 т/га. Наиболее существенное влияние на формирование продуктивности растений рыжика озимого оказывают число стручков на растении, масса семян с 1 растения и масса 1000 семян. Количество семян в стручке, масса семян с одного растения и их варьирование различаются по годам. В благоприятном 2001 году в стручке сформировалось 12-14 семян, во влагообеспе-ченном 2000 году - 10-13, а в засушливый 2002 год в стручке образовалось 10-12 семян, причем масса 1000 семян не зависела от погодных условий года. При внесении азотного удобрения количество стручков превышало контроль на 2,5 %, при внесении азотно - фосфорных удобрений - 8,3 %.

Итак, формирование элементов структуры урожая зависит, прежде всего от сроков посева и ГТК. При условии увлажнения в пределах нормы наибольшее количество элементов структуры урожая формируется при средних сроках посева. На посевах поздних сроков формируются мелкие семена. Однако вследствие более высокой изреженности в период перезимовки растений первого срока посева в данном варианте урожайность была ниже, чем при 2-м сроке посева (3-я декада августа).

Проведенный структурный анализ урожая позволил изучить влияние способов посева, норм высева и условий выращивания на особенности формирования урожая рыжика озимого. Количество стручков на одном растении изменялось прямо пропорционально норме высева. Наибольшее их количество сформировалось на растениях в варианте с нормой высева 3 млн./га (143 шт.). С увеличением нормы высева до 9 млн./га число стручков на одном растении уменьшалось до 116 шт. В опыте со способами посева наибольшее количество стручков было отмечено на растениях широкорядного посева - 141 шт. на одном растении. При рядовом и узкорядном посеве данный показатель снижался до 127 и 121 шт. соответственно. Число семян в стручке составляло 12-15 семян. Масса семян с одного растения оказалась самой высокой в варианте с нормой высева 3 млн./га - (2,15 г) и при широкорядном способе посева (2,12 г). Масса 1000 семян по вариантам опыта изменялась от 1,05 г в вариантах с нормой высева 5, 6, 7 млн./га до 1,12 г при широкорядном способе посева.

Урожайность во многом зависела от способов посева и норм высева, где определяющим фактором является густота стояния растений. Оптимальной нормой высева для рыжика озимого в условиях лесостепи Среднего Поволжья является 8 млн./га, что способствует формированию наибольшей урожайности семян - 1,84 т/га. При дальнейшем загущении посевов растения затеняют и угнетают друг друга, в результате снижаегся урожай семян. Так, при норме высева 9 млн./га урожайность рыжика озимого снизилась до 1,74 т/га (рис. 18).

Шё 2000 Я 2001 В 2002

о о.

х X X X X X X

о о; с; с: с; с: с:

т о. § ^ :> £

го 1-0 из 1— оо СП

Рисунок 18 - Продуктивность рыжика озимого в зависимости от норм

высева и способов посева В опыте со способами посева наибольшая семенная продуктивность в среднем была получены при рядовом посеве - 1,63 т/га. При узкорядном посеве урожайность рыжика снижается на 0,14 т/га, при широкорядном -до 1,31 т/га. Обсемененность растений на всех вариантах практически одинаковая.

Проведенный корреляционный анализ основных количественных признаков индивидуальных растений рыжика озимого в разных вариантах за годы исследований показал, что по большинству изучаемых признаков отмечалась высокая положительная сопряженность между ними (рис.19).

з' К-*. Г: Г * Ур<ЛцаЙнЬй4'

■Нчй {Мсйолйрч!!)

• рау-ей'ий' ■ г- .щм

Рисунок 19 - Корреляционные связи урожайности с основными количественными признаками: А - числом стручков на растении; В - числом кистей на растении; С -массой семян с одного растения Масличность и качественная характеристика урожая рыжика озимого. Продуктивность масличной культуры определяется количеством масла соответствующего качества, получаемого с единицы площади. В среднем содержание жира в семенах рыжика озимого колебалось от 39,5 до 41,9 %. Причем данный показатель был наивысшим в 2001 году и находился в пределах 39,3-43,0 %. При раннем сроке посева содержание жира в семенах достигает 41,4 %. При более поздних сроках посева этот показатель в среднем снижался на 0,8 % от первого ко второму, на 2,3 - от первого к третьему и на 3,1 % - от первого к четвертому сроку, что также может быть обусловлено воздействием высоких температур воздуха во время цветения.

На минеральном фоне (РК) наблюдается наибольшее повышение масличности (41,3%), что превышает контроль на 0,71%. Одностороннее внесение азота несколько снижает масличность семян по сравнению с контролем (40,1 %). При обработке семян бактосаном существенной разницы в масличности семян как в варианте с бак-тосаном, так и в контроле не зафиксировано.

В опыте со способами посева высокомасличные семена сформировались при

Е8 ра£те*6'ия

широкорядном посеве (40,11 %). При изучении нормы высева наблюдалась следующая тенденция: с повышением урожайности масличность рыжика понижалась. В среднем за 3 года исследований при урожайности 1,34 т/га (3 млн. всхожих семян на га) масличность составила 40,75 %, а при урожайности 1,84 т/га (8 млн. всхожих семян на га) - 39,7 %, что обусловлено «эффектом разбавления».

Масло рыжика озимого в сильной степени отличается от масла рапса и горчицы по физико-химическим свойствам благодаря значительно более высокому содержанию полиненасыщенных жирных кислот (линолевой и линоленовой) и низкому содержанию эруковой кислоты. Для жирнокислотного состава масла рыжика озимого характерно низкое содержание эруковой кислоты (С 22:1) - 2,7-2,8 %. В годы с разными гидротермическими показателями содержание данной кислоты не изменялось, что свидетельствует о видосортоспецифичности данного признака. Содержание насыщенных жирных кислот составляло: пальмитиновой (С 16:0) - 5,5-5,6 %; стеариновой (С 18:0) - 2,1-2,3 %; арахиновой (С 20:0) - 1,5-1,7 % и бегеновой (С 22:0) - 0,3 %. Количество ненасыщенных кислот колебалось по годам: олеиновой (С 18:1) от 13,2 до 15,7 %, линолевой (С 18:2) от 16,5 до 18,5 %, линоленовой (С 18:3) от 34,0 до 37,8 %, эйкозеновой (С 20:1) от 14,5 до 14,9 %. Причем наиболее высокие показатели данных кислот были отмечены в благоприятном по погодным условиям 2001 году. Исключение составили олеиновая и линолевая кислоты. Наибольшего уровня содержания (15,7 и 18,5 %) они достигали в 2002 году, который отличался более высокими температурами и меньшим количеством осадков.

В состав семян рыжика озимого входят 20 аминокислот, в том числе 9 незаменимых. Они отличаются достаточно высоким содержанием аргинина - 28,5 мг/г СВ или 21,3 % от суммы незаменимых аминокислот. В белке рыжика озимого много валина (6,3 %), лейцина (6,9 %), фенилаланина (4,6 %). Кроме того, в их состав входят незаменимые серосодержащие аминокислоты метионин (1,7%) и серин (3,0%), необходимые в рационе птицы и овец.

Из заменимых аминокислот максимальное количество приходится на глута-миновую кислоту — 61,3 мг/г СВ, которая занимает ключевое место в азотистом обмене. Второй по значению является аспарагиновая кислота - 31,0 мг/г СВ или 10,3 %. Достаточно высокое содержание в составе белков приходится на пролин (5,9 %). Глицин и аланин также достигают относительно высокого уровня содержания — 5,9 и 5,3 % соответственно. Хорошая сбалансированность белков рыжика озимого по аминокислотному составу, высокое содержание (5,3 % от общей суммы аминокислот) в них биологически ценного лизина, являющегося дефицитной кислотой для белков подсолнечника, арахиса, льна, клещевины делает их желательным компонентом пищевых рационов.

Следовательно, по основным биохимическим показателям качества маслосемян озимый рыжик соответствует современным требованиям и может являться достаточно ценной масличной культурой в зонах, где возделывание подсолнечника затруднительно и ограничен набор культур, выращиваемых для получения кормового белка.

БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ АГРОЦЕНОЗОВ КРАМБЕ АБИССИНСКОЙ

Ботаническая характеристика и биологические особенности крамбе абиссинской, Растения крамбе абиссинской имеют стержневой корень. Стебель прямо-

стоячий, округлый, гладкий, без опушения, высотой от 80 до 120 см. Листья зеленые, раскидистые. Соцветие - рыхлая кисть. Цветки мелкие, размером 2,5-3,5 мм, белые, 4-лепестковые, типичные для семейства капустных. Плод - односемянный орешек шаровидной формы. Окраска ко времени созревания соломенно-желтая. Семена шаровидные, бурого или зеленовато-бурого цвета. Масса 1000 семян от б до 10 г. На одном растении может находиться в среднем от 400 до 3000 плодиков. Семена начинают прорастать при температуре почвы 8-10 °С. Всходы выносят весенние заморозки до минус 5-6 °С. Для роста и развития требуются невысокие среднесуточные температуры от 15 до 20 °С, при более высоких температурах рост и развитие растений угнетаются. Для нормального развития крамбе сумма активных температур за вегетацию должна составлять не менее 1600 °С.

Крамбе довольно требовательна к наличию влаги, однако в то же время относительно устойчива к засухе благодаря важному биологическому свойству. При недостатке влаги в почве и при атмосферной засухе растения сокращают рост и уменьшают испаряющую поверхность, сбрасывая часть листьев. При наступлении благоприятных условий для роста и развития листья отрастают снова (Кучеров, 1954). Крамбе является скороспелой культурой с коротким вегетационным периодом (90-100 дней в условиях Среднего Поволжья). Всходы появляются на 7-9 день после посева. Через 10-11 дней после появления всходов начинается рост стебля. В зависимости от погодных условий ветвление стеблей наблюдается через 20-27 дней. Продолжительность периода от всходов до цветения составляет в среднем 45-55 дней, от цветения до спелости - 35—4-0 дней. Созревание крамбе начинается во 2-й декаде июля и заканчивается 28 июля-10 августа.

Хозяйственно-ценные свойства сортообразцов крамбе абиссинской. В 2005 году была начата работа по изучению коллекционного материала крамбе абиссинской. Провели оценку 10 сортообразцов крамбе из коллекции ВИР отечественной и зарубежной селекции. Урожайность семян крамбе колебалась по сортам от 1,26 до 2,32 т/га. Наибольшей урожайностью (2,32 т/га) отличались образцы из США (К-39 и К-41). Самый низкий урожай (1,26 т/га) отмечен у сорта К-10 (украинского происхождения). Наряду с высокой урожайностью сортообразцы- крамбе отличались высоким содержанием жира и протеина. Содержание протеина в семенах крамбе варьировало по сортобразцам в пределах 29,9-36,1%, масдичносхь - 39,7-42,1% в плода-ках до 47,5-49,4 % - в семенах. Наибольший интерес по данному показателю представляют номера из Португалии (К-21), Чехословакии (К-34) и США (К-41), содержание жира в которых достигало 49,1-49,4 %. Сбор масла с единицы площади был достаточно высоким - 0,69-1,18 т/га.

На формирование урожайности оказало влияние в осном масса 1000 семян (7,61-9,75 г), число плодиков на растении (365-695шт.) и масса семян с одного растеши (12,5-15,8 г). По массе 1000 семян отмечались существенные различия по образцам. Более мелкие семена были у образца К-10 (Украина), масса 1000 штук которых составила 7,61 г, а более крупные у образца К-41 - 9,75 г. По массе семян с растения (12,5-15,8 г) существенных различий не было. Число плодиков на одном растении варьировало от 365 до 695 штук.

Масло крамбе отличается особенно высоким содержанием эруковой кислоты по сравнению с другими представителями семейства крестоцветных. Следует отметить, что содержание полиненасыщенных жирных кислот (линолевой и линолено-вой) в сортообразцах крамбе невысокое и составляет 7,9-10,0 и 7,1-8,5 %, соответственно. Соотношение ш-З/ю-6 кислотам в масле крамбе примерно 1:1, содержание

мононенасыщенной олеиновой кислоты составило в среднем 15,8 %, насыщенных жирных кислот (пальмитиновой и стеариновой) суммарно около 2,0 %. Содержание эруковой кислоты достигает 57,8-58,9 %.

Таким образом, высокая урожайность семян, сравнительно короткий вегетационный период, устойчивость к абиотическим и биотическим факторам внешней среды, высокое содержание масла и эруковой кислоты позволяют отнести крамбе к числу перспективных культур многопланового использования.

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ РЫЖИКА ПОСЕВНОГО В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Морфо-биологические признаки сортообразцов рыжика ярового. Известно, что по основным морфологическим признакам растения вида СатеНпазайуа не различаются. Нами впервые для зоны в соответствии с Методикой проведения испытаний на отличимость, однородность и стабильность рыжика масличного (2002) проведено морфологическое описание коллекционных образцов рыжика ярового, позволившее выявить у них отличительные селекционно-значимые признаки и их степень выраженности. Фенологические наблюдения за коллекционными сортами рыжика ярового проводились в фазы «всходы-цветение», «цветение-спелость» и «всходы-спелость». По длине последнего периода сортообразцы рыжика ярового нами условно разделены на три группы. Первая группа - раннеспелые, с периодом «всходы-созревание» 70-77 суток включает следующие сорта: Юбиляр (Пензенский НИИСХ), к-4162 (Венгрия), к-4164 (Швеция), к-4175 (Чехословакия), к-2219 (Черниговская обл) и к-3290 (Алтайский кр.). Вторая группа - среднеспелые, с периодом «всходы-созревание» 78-82 дня включает сортообразцы к-4139 (Воронежская обл), к-4168 (Чехословакия), к-1357 (Франция), к-4188 (Ужурский), к-4182 (Чулымский), к-4155 (Дагестан) и ВНИИМК-520. Все остальные сортообразцы относятся к третьей группе - позднеспелые, с периодом вегетации свыше 83 дней.

Продуктивность коллекционных сортобразцов рыжика ярового. В среднем у изучаемых образцов рыжика ярового в коллекционном питомнике урожайность семян варьировала в пределах 1,29-1,87 т/га. Наиболее высокоурожайными были образцы к-4172, к-4175, к-4162, к-3290, к-1357, к-4067 и сорт Юбиляр, которые достоверно превышали стандарт на 0,13-0,23 т/га. Масличность анализируемых образцов колебалась в пределах 37,1-39,2 %. Наибольшей масличностью обладал сортообразец к-3290 (39,2%), который на 0,8 % превышал стандарт. Сбор масла колебался от 0,48-0,60 т/га. Наибольшего значения данный показатель достигал у сортообразцов к-3290 и Юбиляр (0,60 т/га).

Образцы рыжика ярового существенно различались по высоте растения. Данный показатель варьировал от 69 см (к-4156) до 84 см (к-4164).

Число стручков на одном растении в среднем по вариантам, колебалось от 108 до 297 штук. Выделены образцы, имеющие 251 (к-4172), 297 (к-4162), 243 (к-4164), 265 (к-2219) и 269 (Юбиляр) штук на одном растении и достоверно превышали ВНИИМК-520 (б!:.) на 84 и 138 штук. Количество семян в стручке варьировало в пределах 11-16 штук. Низкое количество отмечено у коллекционного номера к-3290 (12 шт.) и сорта Юбиляр (11 шт.), при этом данные образцы сформировали крупные семена. Масса 1000 семян варьировала в пределах 0,83-1,96 г. Наиболее крупные семена были у номеров к-4156, к-3290 и сорта Юбиляр, масса 1000 семян которых превышает 1,10 г. Высокая вариация у образцов отмечалась по числу кистей на од-

ном растении, массе семлн с одного растения и числу стручков на растении. Слабая вариация наблюдалась по массе 1000 семян.

Математическая обработка элементов структуры урожая показала наиболее тесную зависимость урожайности от числа стручков на растении (г = 0,89), от числа кистей на растении (г = 0,86) и от массы семян с одного растения (г = 0,76). Среднюю зависимость урожайность имеет с продуктивной кустистостью (г = 0,53), слабую с числом семян в стручке (г = 0,26), низкую с высотой растения (г = 0,06). Обратную корреляционную зависимость данный признак имеет с массой 1000 семян (г =-0,15) (рис. 20).

Высота растений, см

|—*—Урожайность, г/м2 - ■* - Продуктивность одного растения, г|

Рисунок 20 - Корреляционная плеяда элементов структуры урожая рыжика ярового Количество стручков на растении имеет высокую сопряженность с числом кистей (г = 0,73) и среднюю с продуктивной кустистостью растения (г = 0,48). Масса семян с одного растения является одним из основных количественных признаков продуктивности. Отмечена высокая положительная корреляция этого признака с числом стручков (г = 0,81) и числом кистей на растении (г = 0,80). Средняя сопряженность массы семян с растения отмечена с числом семян в стручке, слабая - с продуктивной кустистостью и высотой растения. Коэффициенты корреляции составили 0,23 и 0,18 соответствешю.

Качество маслосемяи сортобразцов рыжика ярового. Масло рыжика отличается от масла других крестоцветных культур по физико-химическим свойствам благодаря значительно более высокому содержанию полинасыщенных жирных кислот (линолевой и линоленовой) и сравнительно низкому содержанию эруковой кислоты. Содержашге насыщенных кислот изменялось по образцам: пальмитиновой (С 16:0) от 5,2 до 6,5%, стеариновой (С 18:0) от 1,5 до 2,6 %. Количество ненасыщенных кислот колебалось - олеиновой (С 18:1) от 8,7 до 16,7%, линолевой (С 18:2) от 15,9 до 22,6 %, линоленовой (С 18:3) от 32,1 до 44,8 %, эйкозеновой (С 20:1) от 12,6 до 22,1 % и эруковой (С 22:1) от 0,8 до 4,0 %.

При использовании рыжика на технические цели интерес представляют образцы с высоким содержанием полиненасыщенных кислот в масле. При использовании масла рыжика на пищевые цели больше подходят образцы с высоким содержанием олеиновой кислоты и низким содержанием эруковой кислоты. Образцы, сочетающие в себе высокое содержание полиненасыщенных кислот и низкое содержание

эруковой кислоты (1,5-1,9 %) могут использоваться как на технические, так и на пищевые цели.

Таким образом, в результате изучения коллекции рыжика ярового выделены высокомасличные образцы с улучшенным соотношением жирных кислот в масле которые будут использованы для селекции этой культуры на качество.

Агробиологическая оценка коллекционного материала рыжика озимого. Зимостойкость изучаемых сортообразцов была высокой и варьировала в пределах от 83,2% (к-4175, Чехословакия) до 93,6% (к-1553, Армения).

Условия вегетации в период проведения исследований отличались и характеризовались недостатком тепла и выпадением осадков выше нормы (ГТК - 1,3), что значительно повлияло на длину вегетационного периода или высокими среднесуточными температурами и почвенно-воздушной засухой (ГТК - 0,2). Продолжительность периода вегетации у сортообразцов рыжика озимого составила 290-316 дней. Причем скороспелостью отличались образцы разных экотипов: Козырь, Пензяк (Среднерусский экотип), к-1357 (Западная Европа), к-3290 (Сибирский экотип); к-1553 и к-2283 (Южный экотип), длина периода «всходы-спелость» составила 290305 дней (табл.14).

Таблица 14 - Продолжительность фенологических фаз и группа спелости

сортообразцов рыжика озимого (2009-2011 гт.)

Сортообразцы Продолжительность фаз, сутки Длина вегетационного периода, сут.

посев-всходы всходы-цветение цветение-созревание

Скороспелые - вегетационный период до 305 дней

Пензяк.^, Козырь, к-1357, к-3290, к-1553, к-2283 7 241-258 42-47 290-305

Среднеспелые - вегетационный пешодЗОб-ЗЮдней

к-4162, к-4164, к-2224,к-4054, к-4057 7 254-257 44-47 306-310

Позднеспелые - вегетационный период свыше 310 дней

к-4159, к-4169, к-4171, к-4175, к-4058, к-4063, к-3816, к-4031, к-4145, к-4156 7 257-265 43-48 311-316

Хозяйственно-ценные признаки сортообразцов рыжика озимого. По продуктивности два сортообразца Козырь и к-4031 существенно превышали сорт Пензяк, продуктивность которых составила 2,10 и 2,06 т/га. У образцов к-2224, к-2283, к-4057, к-4058, к-1553 и к-3290 превышение в пределах наименьшей существенной разницы. Остальные образцы сформироваш урожайность ниже стандарта на 0,03-0,15 т/га. По содержанию жира выделились два номера к-4171 и Козырь, масличность которых составила 42,1 и 41,9% соответственно. В среднем маслич-ность варьировала в широких пределах от 37,9 до 42,1%. По сбору масла существенных различий по образцам не было. Выход масла с гектара был довольно высоким и составил 0,64-0,75 т/га.

Для обоснованного подбора исходного материала для селекции важно знать характер выраженности признаков продуктивности в зависимости от изменяющихся факторов внешней среды. Так, в условиях 2009-2011 гг. образцы существенно различались по высоте растения. Данный показатель варьировал от 69 см (к-4156) до 88 см (к-4171). Число стручков на одном растении колебалось от 208 до 446 штук. По данному показателю выделились образец (к-4058), 443 шт./растение (Козырь) 446 и (к-3816) 397 штук на одном растении и достоверно превышали Пензяк на 184, 187 и

138 штук соответственно. Количество семян в стручке варьировало в пределах 12-16 штук. Низкая озерненность отмечена у коллекционного номера к-4057 (12 шт.), при этом сформировались довольно крупные семена, Масса 1000 семян варьировала в пределах 0,83-1,37 г. Наиболее крупные семена были у сорта Козырь - 1,37 г, у номеров к-2224, к-4057 и к-4054 масса 1000 семян 1,10 г и выше. Высокая изменчивость по образцам отмечалась по числу кистей на одном растении, массе семян с одного растения и числу стручков на растении, коэффициент вариации составил 48,0, 43,9 и 37,7 % соответственно. Наиболее стабильным признаком являются масса 1000 семян, коэффициент вариации - 8,1%.

Различная вариация отдельных показателей структуры урожая рыжика под влиянием тех или иных экологических параметров среды обитания свидетельствует о неодинаковой степени их связанности, как между собой, так и с семенной продуктивностью. Математическая обработка структуры урожая показала среднюю зависимость урожайности от числа стручков на растении (г = 0,45), от числа кистей (г = 0,57) и от продуктивной кустистости (г = 0,45) (рис.19).

Выоота растений, см

Рисунок 19 - Корреляционная плеяда структуры урожая рыжика озимого

По массе 1000 семян была отмечена обратная зависимость со всеми количе-' ственными признаками, за исключением продуктивной кустистости (г=0,14).

Таким образом, наиболее существенное влияние на формирования продуктивности растения оказывают число кистей и стручков на одном растении, число семян в стручке и менее существенно — масса 1000 семян.

Качественный состав семян сортообразцов рыжика озимого. Изучаемые образцы слабо различались по содержанию жира в семенах - 37,9-42,1% (табл. 15).

Таблица 15 - Содержание жігра и протеина в семенах рыжика озимого

Показатели • Годы Среднее Коэффициент вариации по сортам, Су %

2009 г. 2010 г. 2011г.

Содержание жира, % 38.2-42,4 41,0 37.5-41.8 38,9 38.0-42,1 39,8 37,9-42,1 39,9 11,3

Коэффициент вариации по годам, Су% 7,8 5,6 8,5 6,2 -

Содержание протеина, % 29.6-34,4 33,3 27,5-34,9 29,8 28,4-37,8 33,2 28,5-35,7 32,1 3,2

Коэффициент вариации по годам, СУ% 4,2 5,3 4,1 3,9 -

В числителе - минимум-максимум; в знаменателе - среднее значение

Дифференциация образцов рыжика озимого по степени масличности показала, что половина из них по данному признаку находились на уровне 40,1-42,0%, остальные на уровне 37,0-39,5%. Высоким содержанием жира (41,2-42,1%) отличались два сортообразца (к-4171, Чехословакия), (к-4162, Швеция) и сорт Козырь (Пензенский НИИСХ). Они превысили сорт-стандарт по этому показателю на 0,61,5%.

Реакция сортов на погодные условия в период вегетации была неодинакова, о чем свидетельствуют и коэффициенты вариации признака. При благоприятных условиях в период формирования семян он был больше (7,8-8,5%), чем в засуху 2010 года (5,6%). Коэффициент вариации по сортам (11,3%) был выше, чем коэффициент вариации по годам (5,6-8,5%). Это говорит о том, что масличность семян наследуемый показатель.

Важным показателем биохимических качеств семян является содержание в них не только жира, но и сырого протеина. У всех изучаемых образцов отмечено довольно высокое его содержание. Наиболее высокое содержание протеина в семенах 35,7; 35,3 и 35,2% было в образцах к-2283, к-4171 и к-4063. В других образцах, содержание протеина было ниже и варьировало в пределах от 28,6 до 34,3%. Коэффициент вариации по содержанию протеина в семенах по сортам (Су-3,2) был ниже, чем по годам (Су-4, 1-5,3%). Это говорит о том, что изменение накопления протеина в семенах рыжика озимого происходит в основном за счет погодных условий периода вегетации.

Сортообразы рыжика озимого существенно отличались по концентрации основных жирных кислот. Содержание линоленовой кислоты варьировала в широких пределах от 32,8 до 44,8%. В среднем по сортам она составила 42,6% и находилась в обратной зависимости от содержания эйкозеновой и эруковой кислот, процент которых составил 13,1 и 3,1 соответственно (рис. 20). Установлена тенденция к снижению содержания олеиновой и повышению линолевой кислоты у средне- и позднеспелых сортов рыжика озимого по сравнению с раннеспелыми, При этом в пределах каждой группы выявлены образцы устойчиво различающиеся по содержанию жирных кислот. Сумма олеиновой и линолевой жирных кислот в группе раннеспелых сортов несколько выше по сравнению с образцами, имеющими более длинный период вегетации.

Рисунок 20 - Соотношение жирных кислот в масле рыжика озимого (2009-2011 гг.) Таким образом, содержание жира и соотношение жирных кислот маслосемян различных сортообразцов рыжика озимого в основном обусловлены наследствен-

ными факторами, хотя условия вегетации оказывали существенное влияние на изменение их концентраций.

По данным архитектоники и структуры продуктивности растений можно лишь выявить общие тенденции изменения урожайности семян и ее компонентов, но невозможно количественно оценить взаимосвязи между показателями в зависимости от генотипа и условий выращивания. Поскольку между основными элементами структуры урожая растений в агроценозе существуют компенсаторные взаимосвязи, вклад которых в конечную урожайность изменяется в зависимости от генотипа и среды (Никонова Г.Н.,2009). Результаты показали, что одиннадцать сортообразцов рьтжика ярового и восемь - рыжика озимого имели положительные значения Ко по сравнению с растениями сортов ВНИИМК-520 и Пензяк, остальные - отрицательные. Положительные значения Ко были обусловлены в основном компенсаторными эффектами за счет массы семян с одного растения и увеличения числа стручков на растении. Увеличение или уменьшение Ко сортов рыжика посевного по сравнению с сортами ВНИИМК-520 и Пензяк происходило в результате изменения соотношений размера вкладов основных компонентов в конечную урожайность семян. Компенсаторные эффекты по основным компонентам урожайности семян рыжика количественно характеризуют реакции сортов рыжика на факторы среды в течение вегетационного периода и их адаптивность.

Модель высокопродуктивного сорта рыжика посевного для условий лесостепи Среднего Поволжья. Исходя из анализа экспериментальных данных нами выявлены признаки и свойства растений рыжика, непосредственно связанные с урожайностью семян, общая совокупность которых предлагается в качестве модели высокопродуктивного сорта рыжика. Основные параметры модели сорта рыжика для почвенно-климатических условий лесостепи Среднего Поволжья разработаны на основе изучения коллекционного материала с использованием методов корреляционно-регрессионного анализа. Высокая потенциальная продуктивность может быть обеспечена в том случае, когда при агроклиматических условиях периода вегетации и применяемых агроприемах получаются биологически полноценные семена с высокими посевными качествами и урожайными свойствами (табл. 16).

Таблица 16 - Модель сорта рыжика посевного для условий Среднего Поволжья

Показатели Параметры

Урожайность семян, т/га 2,0-2,5

Вегетационный период, дней

для рыжика озимого 295-305

для рыжика ярового 75-80

Зимостойкость (для рыжика озимого), % 90-95

Высота растения, см 75-80

Высота до 1-ой ветви I порядка 18-20

Количество кистей на растении, шт. 12-16

Число стручков на растении, шт. 450-500

Количество семян в стручке, шт. 15-17

Семенная продуктивность одного растения, г 1,8-2,2

Масса 1000 семян, г 1,50-1,80

Содержание жира, % 42-44

Содержание эруковой кислоты, % не более 3,0

Задачи и основные направления селекционной работы. Селекционный процесс с капустными культурами и в том числе с рыжиком осуществляется по об-

щепринятой схеме для масличных культур, согласно руководству по селекции и семеноводству масличных культур (1967). Основной метод селекции - индивидуальный отбор из сортовых и гибридных популяций. Для создания последних используют межсортовую и межвидовую гибридизацию.

Создание разнообразного исходного материала на основе вовлечения в селекционный процесс новых источников хозяйственно-ценных признаков является одним из условий успешного ведения селекции. На первом этапе селекционного процесса, в течение 2-3 лет проводится обширное изучение коллекционных образцов различного эколого-географического происхождения по комплексу хозяйственно-биологических свойств. Затем отбираются наиболее адаптивные формы с ярко выраженными требуемыми признаками для вовлечения их в гибридизацию. Полученные в результате гибридизации популяции размножаются под групповыми и индивидуальными изоляторам, препятствующими переопылению с другими сортами, линиями и популяциями.

Итак, основные задачи при выведении новых сортов рыжика: оптимальная адаптивность к почвенно-климатическим условиям лесостепной зоны Среднего Поволжья (зимостойкость, скороспелость, устойчивость к вредителям и болезням); увеличение потенциала продуктивности (урожайность и масличность); пригодность маслосемян для переработки на масло пищевого и технического назначения.

Оценка гибридного материала рыжика ярового. В связи с поставленной задачей создания селекционных материалов, отвечающих современным требованиям, была проведена искусственная гибридизация рыжика ярового по полудиалель-ной схеме на основе принципа эколого-географической отдаленности родительских форм, обладающих комплексом хозяйственно-биологических признаков (высокой продуктивностью, скороспелостью, оптимальным жирнокислотным составом масла). Всего выполнено 15 комбинаций скрещиваний, прокастрировано 60 цветков, получено от 10 до 36 гибридных семян по комбинациям, завязываемость составила от 11,3 до 53,6 %. Семенная продуктивность гибридов за 2 года была достаточно высокой, и варьировала в пределах 1,13-2,59 г с одного растения в 2011 году и 1,31-2,90 г в 2012 году. По продуктивности одного растения из гибридов выделилась одна популяция к-3290/к-4158, масса семян с растения составила 2,59-2,90 г. По крупности семян выделилась линия Юбиляр /к-3290 с массой 1000 семян 1,84-1,86 г. Содержание эруковой кислоты колебалось в пределах 2,3-3,4 и 2,4-3,6%. Все показатели отличались средней изменчивостью, коэффициент вариации составил 10,0-23,5%.

Расчёт комбинационной способности гибридного материала проводился по методике В.К.Савченко в изложении Рутца (1977). Соотношение между ОКС материнских и отцовских форм варьирует. По массе семян с растения у гибридов Б] преобладали вариансы отцовских форм (25,6%), у гибридов второго поколения - вари-ансы материнских форм (29,1%). По массе 1000 семян у гибридов первого и второго поколения преобладали вариансы отцовских форм (70,6 и 55,6% соответственно). На долю вариансы ОКС в контроле эруковой кислоты приходится от 48,8 до 73,4% общей изменчивости признака. У гибридов первого поколения доля ОКС материнских форм составила 52,3%, у гибридов второго поколения 49,8%.

Селекционная оценка гибридных популяций рыжика озимого. Для гибридизации взяты перспективные образцы из коллекционного питомника с учетом высокой зимостойкости, скороспелости, масличности и продуктивности. Всего выполнено 36 комбинаций простых прямых и обратных скрещиваний. Прокастрировано 192 цветка, получено 26-134 гибридных семян по комбинациям, завязываемость со-

ставила 15,2-50,6 %. В гибридном питомнике рыжика озимого высевалось 12 гибридов, по продуктивности семян с одного растения выделились следующие популяции: 2224/4164; 1357/4162; Козырь/4063, 4058/4175 и 4175/4058, вес семян которых превышал 2 г. Наиболее крупные семена отмечены у номеров 3290/4164 и Козырь/4063, масса 1000 семян составила 1,36 и 1,40 г соответственно. По содержанию эруковой кислоты интерес представляют гибриды с низким её содержанием (4164/3290 -2,4%) и наиболее высоким (3290/4164 - 4,0%).

В гибридном питомнике F2 высевалось 8 популяций. По урожайности существенного различия между гибридными популяциями и родительскими формами не наблюдалось. Исключение составила комбинация 1357/4162, урожайность которой 199,5 гЛГ, что превышало материнскую форму на 7,7 г/м2 и отцовскую форму на 15,2 г/м2. По продуктивности одного растения из гибридов выделились популяции 2224/4164 и 1357/4162, масса семян с растения составила 2,31 и 1,90 г соответственно. По крупности семян выделились две гибридные популяции 1357/4162 с массой 1000 семян 1,28 г и 4058/4175 - 1,21 г, у родительских форм масса 1000 семян составила 1,10-1,12 и 0,99-1,15 г соответственно. Линии 3290/4164 и Козырь/4063 отличались скороспелостью, созревание было отмечено на 6-8 дней раньше всех сортооб-разцов как гибридного, так и коллекционного питомников.

НОВЫЕ СОРТА МАСЛИЧНЫХ КАПУСТНЫХ КУЛЬТУР

В результате селекционной работы в Пензенском НИИСХ на базе лаборатории селекции рыжика были созданы новые сорта рыжика посевного, крамбе абиссинского и редьки масличной.

Сорт рыжика ярового ЮБИЛЯР.® Выведен методом индивидуально-семейственного отбора из коллекционного образца к-4160, который сочетает в себе высокую продуктивность и качество семян. Растения средней высоты 76-80 см. Стебель округлый, гладкий. Листья средние, ровные, зеленого цвета. Соцветие - кисть. Цветки мелкие, желтые имеют четыре чашелистика, направленные вверх. Время цветения достигает 25-36 дней, в зависимости от агрометеорологических условий. Плод - многосемянный стручок длиной 10 мм, грушевидной формы, со слегка сдавленными створками. В стручке содержится до 12-14 семян. При созревании стручок не растрескивается. Семена крупные, красновато-коричневого цвета, с неглубокой бороздкой. Масса 1000 семян очень высокая и достигает - 2,1-2,4 г. Сорт - раннеспелый. Вегетационный период варьирует от 73 до 79 дней, созревает на 6-8 дней раньше стандарта ВНИИМК-520. Сорт обладает устойчивостью к засухе и полеганию. Слабо поражается крестоцветными блошками. Устойчив к поражешпо мучнистой росой. Сорт урожайный (2,14 т/га), с высокой масличностью и качеством масла. Содержание жира в семенах варьирует в пределах 38,9-41,1%, протеина - 31,8 %. Выход масла высокий - 0,7 т/га. Содержание эруковой кислоты 3,3 %, что соответствует ГОСТу на растительные масла при употреблении в пищу (не более 5 %).

Сорт рыжика озимого КОЗЫРЬ.® Сорт создан методом индивидуального отбора из коллекционного образца к-1553 (Армения) ярового образа жизни. Однолетнее растение высотой 70-75 см. Куст полусомкнутый, стебель прямостоячий, округлый, гладкий. Листья ланцетовидные, средние, ровные, заостренные на концах, зеленого цвета. Соцветие — кисть. Цветки мелкие, желтые. Плод - многосемянный стручок длиной 6-8 мм грушевидной формы. В стручке в среднем содержится 15-17 семян. При созревании стручок не растрескивается. Семена продолговато-овальной формы, желто-коричневого цвета, с неглубокой бороздкой. Масса 1000 семян 1,3-1,4

г. Сорт раннеспелый, вегетационный период 290-296 дней, созревает на 5-6 дней раньше стандарта районированного сорта Пензяк. Сорт обладает устойчивостью к ранневесенней засухе, полеганию и осыпанию. Не поражается крестоцветными блошками и мучнистой росой. Отличается стабильным урожаем семян: 1,6-2,2 т/га, в среднем -2,0 т/га. Содержание жира в семенах варьирует в пределах 38,4-40,4%, что на 0,5-2,0% выше стандарта, содержание протеина — 32,1 %. Выход масла высокий до 0,69 т/га. Содержание эруковой кислоты 2,8-3,1%.

Сорт крамбе абиссинской ПОЛЕТ. ® Сорт создан методом индивидуального отбора из коллекционного образца к-41 американского происхождения (сорт BellAnn, США). Сорт раннеспелый (вегетационный период 87-95 дней), устойчив к воздушной и почвенной засухе и полеганию, слабо поражается крестоцветными блошками и не поражается болезнями. Сорт отличается стабильным урожаем плодиков, в среднем 2,65 т/га. В семенах содержится 43,6-46,2% масла, в плодиках - 31-36%. Выход масла высокий - 0,71-1,26 т/га. Содержание эруковой кислоты достигает 59,0%.

Сорт редьки масличной ФИОЛИНА (№ заявки 61351/8653270 с датой приоритета 24.06.2013 г.). Создан методом индивидуального отбора из сорта Тамбов-чанка. Сорт высокоурожайный, сочетает в себе высокую продуктивность и качество семян. Растения средней высоты 120-150 см. Окраска цветков - сиреневая, слабо фиолетовая. Плод — многосемянный стручок. Семена крупные, красновато-коричневой окраски. Масса 1000 семян высокая и достигает 15 г. Сорт скороспелый, период вегетации варьирует от 94 до 108 дней, созревает на 5-8 дней раньше Тамбовчан-ки. Вегетационный период от всходов до первого укоса составляет 35-40 дней. Сорт отличается высокой урожайностью зеленой массы и семян, с высокой масличностью и качеством масла. Содержание жира в семенах варьирует в пределах 39,2-40,5%, протеина-31,8 %. Содержание эруковой кислоты в среднем 15,3%.

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НОВЫХ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР ,

Энергетические затраты на производство 1 т семян рыжика озимого в зависимости от применяемых агроприемов колебались в пределах 15,16-21,60 ГДж. Несмотря на увеличение затрат совокупной энергии при внесении минеральных удобрений и обработке семян бактериальным препаратом, наибольший чистый энергетический доход был получен в варианте с внесением азотного и бактериального удобрений. Это связано с увеличением накопленной в урожае семян энергии, прибавка по сравнению с контролем составила 1,68-4,65 ГДж. Наибольшая энергетическая себестоимость 1 т семян (12,13 ГДж) была при внесении азотно-фосфорного комплекса. Наибольшего значения (2,78 ед.) биоэнергетический коэффициент достигал при втором сроке посева (3-я декада августа). В опыте с удобрениями наибольший биоэнергетический коэффициент был отмечен в контрольном варианте, то есть без удобрений (2,69 ед.). Наибольшую энергетическую эффективность обеспечивают посевы рыжика при нормах высева 7 и 8 млн./га. Коэффициенты биоэнергетической эффективности 2,89-3,00 ед.

При анализе финансовых затрат на 1 га посевов рыжика озимого установлено, что в контрольном варианте в опыте с удобрениями они составляли 3,52 тыс. руб., условный чистый доход- 5,46 тыс. руб., рентабельность - 155 %.

Самый низкий уровень рентабельности был при посеве во 2-ю декаду сентября - 131 %. Условный чистый доход и производственные затраты составляли 4,64 тыс. руб. и 3,54 тыс. руб./га.

При обработке семян рыжика протравителями и регулятором роста Альбит чистый энергетический доход выше на 2,31-3,38 ГДж/га и условный чистый доход на 1 гектар выше на 0,91-0,98 тыс. руб.

Выращивание крамбе абиссинской энергетически выгодно: чистый энергетический доход составил 30,5 ГДж/га, энергетическая себестоимость 1 т семян 11,3 ГДж и условный чистый доход на 1 гектар выше на 1,2 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Агроклиматические ресурсы лесостепи Среднего Поволжья позволяют успешно интродуцировать масличные капустные культуры: рыжик яровой, рыжик озимый и крамбе абиссинскую, отличающиеся высокой продуктивностью, широкой агроэкологической устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессовым факторам. Интродукция новых капустных растений будет способствовать повышению биоразнообразия в растениеводстве, получению устойчивых урожаев высококачественной продукции, стабильности производства растительных масел, уменьшению пестицидной нагрузки на агроценозы и позволит более эффективно использовать агроклиматический потенциал региона.

2. Созданы новые сорта нетрадиционных масличных капустных культур: рыжика ярового Юбиляр, рыжика озимого Козырь, крамбе абиссинской Полет, которые включены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию по 5 регионам России и защищены патентами. В 2013 году в Гос-сорткомиссию передан новый высокоурожайный сорт редьки масличной Фиолина (№ заявки 61351/8653270 с датой приоритета 24.06. 2013 г.).

3. Экспериментально определены и научно обоснованы биологические особенности возделывания рыжика посевного в лесостепи Среднего Поволжья.

• установлено, что положительной биологической способностью рыжика посевного является скороспелость. Вегетациошшй период рыжика озимого составляет 290-310 дней, ярового - 75-80. Благодаря этому свойству развитие рыжика происходит в лучших условиях по обеспеченности влагой и созревает значительно раньше других озимых и яровых культур, что определяет его организационно - хозяйственное преимущество.

• наиболее продуктивный (43,4 тыс. м2/га) фотосинтетический аппарат агроце-ноза рыжика озимого формируется в рядовых посевах с нормой высева 8 млн. всхожих семян на гектар и при их обработке бактериальным удобрением Бакгосаяом.

• наибольшую ассимиляционную поверхность 40,8 тыс. м2/га агроценоз рыжика ярового сформировал в фазу цветения при норме высева 8 млн. всхожих семян на гектар на фоне азотной подкормки.

• установлено, что лучшим способом посева рыжика посевного является сплошной рядовой с междурядьями 15 см и норма высева 8 млн. всхожих семян на гектар, которые обеспечивают урожай семян 1,9-2,1 т/га при масличности 38,9-39,5%.

• оптимальным сроком посева рыжика озимого является 1-я декада сентября, для рыжика ярового - 1-я декада мая, при этом формируются высокая продуктивность (2,1 т/га) и семена с высокими посевными качествами.

• наиболее оптимальные условия для формирования урожая рыжика посевного складывались при внесении полного минерального удобрения при посеве и азота в качестве подкормки. Урожайность семян рыжика превышала контроль на 1,04-1,90 т/га.

• обработка семян протравителями Апрон Голд 0,5 и Витаваксом 200 совместно с регулятором роста Альбит способствует повышению адаптационных возможно-

стей рыжика, увеличению фотосинтетического потенциала посевов, повышению урожайности на 12,8 г/м2, увеличению содержания масла в семенах на 0,7 % и повышению энергетического дохода на 2,31 -3,3 8 ГДж/га.

4. В зависимости от применяемых технологических приемов незначительно изменялись содержание масла и биохимические качества семян рыжика озимого -масличность варьировала в пределах 39,58-41,92 % и содержание протеина 26,3228,91 % по всем вариантам опытов, сбор масла с гектара составил - 0,60-0,70 т/га. Жирнокислотный состав маета (низкое содержание эруковой кислоты 2,8-3,1%, высокое содержание линоленовой и олеиновой кислот - 42-44% и 11-12%) рыжика посевного позволяет использовать его на пищевые и технические цели. А высокое содержание эйкозеновой и эруковой кислоты (суммарно до 20%) - для изготовления биотоплива. Белки рыжика хорошо сбалансированы по аминокислотному составу, содержат 20 аминокислот, среди них серосодержащие метионин (1,7%), серин (3,0%) и 5,3% биологически ценного лизина. По жирнокислотному составу масла и аминокислотному составу белков рыжик соответствует современным требованиям и может занять нишу ценной масличной культуры в Среднем Поволжье для пищевых и кормовых целей.

5. Изучены и научно-обоснованы агроэкологические особенности и возможности интродукции крамбе абиссинской в условиях Среднего Поволжья. Высокая урожайность семян (до 3,0 т/га), сравнительно короткий вегетационный период (90100 дней), устойчивость к абиотическим и биотическим факторам внешней среды, высокое содержание масла (до 46%) и эруковой кислоты (58,9%) позволяют отнести крамбе к числу перспективных культур многопланового использования. Благодаря высокому содержанию эруковой кислоты, которая обладает высокой теплопроводностью, масло крамбе может использоваться для получения экологически чистого возобновляемого топлива - биодизеля.

6. Установлена зависимость урожайных свойств семян масличных капустных культур от длительности хранения. Продолжительное хранение семян отрицательно сказывается на развитии растений и их продуктивности. Урожай семян рыжика после трех лет хранения снизился на 6,0-13,6 %, при хранении в течение 5 лет - на 15,1-18,3%. Урожайность крамбе абиссинской при посеве семенами после 5 лег хранения снизилась на 7,0%. Согласно стандарта на семена по показателям посевных качеств и урожайных свойств, хранившиеся в течение пяти лет в благоприятных условиях и имеющие всхожесть не менее 80%, могут использоваться в качестве посевного материала.

7. В селекции масличных капустных культур особое внимание следует уделять на признаки, формирующие урожайность: зимостойкость, скороспелость, продуктивная кустистость, число кистей на растении, число стручков на одном растении, число семян в стручке, масса 1000 семян и семенная продуктивность одного растения.

8. Комплексная оценка коллекционных образцов рыжика ярового различного эколого-географического происхождения из коллекционного фонда ВНИИР по важнейшим хозяйственно-ценным признакам позволила выявить их специфические особенности и указать возможные пути использования лучших из них в селекционной программе в качестве источников ценных признаков и свойств:

- по сочетанию семенной продуктивности, масличности и качеству маслосе-мян - к-3290 (Алтайский кр.), к-4172 (Свердловская обл.), к-4175 (Чехословакия), к-4162 (Венгрия), к-13 57(Армения), к-4067(0мская обл.);

- по скороспелости - к-4164 (Швеция), к-4175 (Чехословакия), к-2219 (Черниговская обл.) и к-3290 (Алтайский кр.);

- по числу стручков на одном растении - к-2219 из Украины;

- по крупности - к-4156, к-3290, масса 1000 семян которых превышает 1,10 г.

9 Комплексная оценка исходного материала рыжика озимого позволила отобрать перспективные сортообразцы, обладающие широким спектром хозяйственно-ценных признаков, в том числе высокими адаптационными свойствами к почвен-но-климашческим условиям лесостепи Среднего Поволжья для использования в селекции:

- по зимостойкости - к-4175, Чехословакия и к-1553, Армения;

- по скороспелости - к-1357, к-3290, к-1553 и к-2283;

- по урожайности - к-4031 (Иркутск);

- по масличности - к-4171 (Чехословакия);

- по числу стручков на растении - (к-405 8) и (к-3 816);

- по массе 1000 семян - к-2224, к-4057 и к-4054.

10. Впервые для условий лесостепи Среднего Поволжья разраоотана модель раннеспелого сорта рыжика, учитывающая норму реакции генотипа на факторы среды на основе которой созданы сорта Юбиляр и Козырь с улучшенными адаптационными свойствами, характеризующиеся коротким вегетационным периодом и высокой потенциальной урожайностью семян до 2,2 т/га, устойчивостью к основным болезням, дружностью созревания и хорошей приспособленностью к уборке.

И. Изучение количественных признаков у гибридов рыжика показало, что характер наследования в значительной степени зависит от генотипических особенностей исходных форм и условий произрастания. Соотношение между ОКС материнских и отцовских форм варьирует. По массе семян с растения у гибридов преобладали вариансы отцовских форм (25,6%), у гибридов второго поколения - вариансы материнских форм (29,1%). По массе 1000 семян у гибридов первого и второго поколения преобладали вариансы отцовских форм (70,6 и 55,6% собственно). Ш долю вариансы ОКС в контроле эруковой кислоты приходится от 48,8 до 73,4/о о&-щей изменчивости признака. Высокими положительными эффектами ОКС по массе семян с растения характеризуются линии к-3290/к-4158 и Юбиляр/ВН-520; по массе 1000 семян - Юбиляр/к-2219 и Юбиляр/к-3290; по содержанию эруковой кислоты -к-3290/к-4158.

12. Расчет критериев приспособленности (Ко) позволяют количественно^оце-нить взаимосвязи между элементами структуры урожая. Одиннадцать сортооораз-цов рыжика ярового и восемь рыжика озимого имели положительные значения К0 15 4-88 1 г/м\ которые обусловлены компенсаторными эффектами за счет массы семян с о'дного растения (30,9-85,9%). У остальных сортов положительные компенсаторные эффекгы по одним компонентам перекрывались отрицательными эффектами по другим элементам урожайности семян.

13. Выявлены корреляционные связи между основными хозяиственно-ценными признаками: периодом «всходы-цветение» - осадками (г = 0,59); периодом «всходы - цветение» - периодом «всходы-созревание» (г = 0,80); периодом «цветение-спелость» - температурой воздуха (г = 0,64); урожаем семян рыжика - величиной листовой поверхности (г = 0,74); урожайностью рыжика - посевными качествами семян: всхожестью и массой 100 ростков (г=0,95). Установлена тесная взаимосвязь продуктивности с элементами структуры урожая - с числом стручков на растении (г = 0,89); числом кистей (г = 0,86); массой семян с одного растения (г - 0,76). Среднюю сопряженность урожайность имеет с продуктивной кустистостью (г 0,53), слабую с числом семян в стручке (г = 0,26) и массой 1000 семян (г - 0,14) и совсем низкую с высотой растеши (г = 0,06).

„. rnil'°СНОве ^чета биологаческих особенностей роста и развитая разработа-

KKSSSSSSS"— Ю6»»р»р™—

пустные и совершенствование экологически безопасных технологий к воз^гва эТфе™ИЧеСК11 (КЭЭ 2'°9-3'00 еД° И -ки (ретабельноста 110-lTs%)

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА И СЕЛЕКЦИОННОЙ

ПРАКТИКИ

В лесостепи Среднего Поволжья для стабильности производства гаститель-^масел необходимо повысить биоразнообразие агрофитоценозбв Z'cTZZ-

ДУтш новых масличных культур семейства капустных: рыжика посевного Гамбе

■310—

раннеспелые сорта рыжика озимого Козырь, рыжика ярового Юбиляр „ крамбе абиссинскои Полет, включенные в Государственный реестр селекционГсс дост^

сгПЯм^РппЛУЧеНт ВЫС0КИХ ур0жаеп семян с высокими биохимическими каче-сгаами предлагается следующий комплекс энергосберегающих, эффективных прие-

1 й "Г™ РЬ^КИКа 03ИМ0Г0 ПР0В°ДПТЬ рядовым способом в 1-й декаде августа -

В0Г° ~ В ^ ™ b« Дека^еТая с н^рТой

увеличения продуктивности и качества маслосемян рыжика необходимо

Ж^НЫп7Дп!^ В ДШаХ N3»PÄ - семена обращать Жителями Апрон Голд 0,5 и Витаваксом 200 совместно с регулятором роста Альбит

изданы W^T01"0 ВнедРения в производство и возделывания рыжика посевного ГТсе^Г Г РеК0МеНДаЧ"И: «М^еские рекомендации по возделыва-™ской обл Г™ тУ РЬККИКа>>' <<Техно™ возделывания рыжика озимого в Пен-

возделывания рыжика в Среднем Поволжье», «Воз-Гг Г1Г т Ш масличных культур рыжика озимого и сафлора красильного» и «Основы технологии воздатывания рыжика посевного»

потезнГ„~ селекци0нные и птбридные линии с высокими хозяйственно-

~ „ МИ Следует использовать в селекционных программах в качестве

K^^nl^l ^ рьишка поссвного и крамбе абиссинского на зимостойкость, продуктивность, масличностъ и качество масла.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Патенты и авторские свидетельства 22.07.2010геНГ Ш СеЛеКЦИ0ШГОе до™е № 5474 Рыжих яровой сорт Юбиляр от

ОТ01.03.2Ш2Т m СеЛеЩИОННОе Д«яиженне № 6521 Озимый рыжик сорт Козырь

лет отмЙЯз? °еЛеКЦИОННОе Д0СТИЖИ1йе ^ 6797 Крамбе абиссинская сорт По-

4. Авторские свидетельство № 54967 Рыжик озимый Козырь от 01.08.2012 г.

5. Авторские свидетельство № 60967 Рыжик яровой Юбиляр от 11.08.2013 г.

6. Авторские свидетельство № 65894 Крамбе абиссинская Полет от 15.08.2013

7. Передан в Госсорткомиссию новый сорт редьки масличной Фиолина (№ заявки 61351/8653270 с датой приоритета 24.06.2016 г.).

Монографии

1. Прахова ТЛ. Рыжик посевной (Camelina sativa (L.) Crantz). Монография. -Пенза, 2013.- 189 с.

2. Смирнов A.A., Прахова Т.Я., Плужникова И.И. Интродукции крамбе абиссинской (Crambe abyssinica Höchst.) в Среднем Поволжье. Монография. - Пенза, 2013.- 107 с.

Статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ

1. Семенова, Е.Ф. Результаты исследований перспективных масличных культур в Пензенском НИИСХ / Е.Ф. Семенова, В.Н. Бражников, ТЛ. Прахова // Достижения науки и техники АПК. - 2005. - № 2. - С. 12.

2. Прахова, ТЛ. Сравнительная продуктивность масличных культур в условиях Пензенской области / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов, Е.А. Шепелева // Нива Поволжья. - 2009. -№ 3 (12). - С. 88-90.

3. Прахова, ТЛ. Качественная характеристика маслосемян рыжика озимого / ТЛ. Прахова, О.Н. Зеленина // Нива Поволжья. - 2009. - № 3 (12). - С. 88-90.

4. Жирно-кислотный состав маслосемян рыжика озимого сорта Пензяк / О.Н. Зеленина, ТЛ. Прахова // Масличные культуры. - 2009. -№ 2 (141). - С. 119-122.

5. Семенова, Е.Ф. О взаимосвязи процессов роста и маслонакопления у сортов рыжика в условиях Среднего Поволжья / Е.Ф. Семенова, Н.Г. Жукова, ТЛ. Прахова //Масличные культуры.- 20 ll.-№ 1 (146-147).-С. 100-105.

6. Смирнов A.A., Прахова ТЛ., Шепелева Е.А. Основные принципы и результаты селекции рыжика масличного / A.A. Смирнов, ТЛ. Прахова, Е.А. Шепелева // Нива Поволжья. - 2012. - № 1 (22). - С. 51-55.

7. Чекмарев, П.А. Интродукция нетрадиционных масличных культур / П.А. Чекмарев, A.A. Смирнов, ТЛ. Прахова // Достижения науки и техники АПК. - 2013. - № 7. - С. 3-5.

8. Прахова ТЛ. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность рыжика посевного// Нива Поволжья. - 2013. - № 3 (28). С -55-59

9. Прахова ТЛ. Рыжик масличный - ценная кормовая культура// Кормопроизводство, 2013. - № 8. - С. 45-47.

10. Прахова ТЛ. Новая нетрадиционная масличная культура - крамбе абиссинская// Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - Барнаул, 2013. - № 8 (106). - С. 8-10.

11. Прахова ТЛ., Смирнов A.A. Рыжик (Camelina sativa (L.) Crantz) и крамбе {Crambe abyssinica Höchst.) — перспективные масличные культуры// Зерновое хозяйство России. - 2013. - № 4 (28). - С. 20-22.

12. Прахова ТЛ. Перспективная масличная культура - CRAMBE ABYSSINICA// Достижения науки и техники АПК. - 2013. - № 8. - С. 18-22

13. Прахова ТЛ. Рыжик масличный: биология, продуктивность, технология// Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - Барнаул, 2013. -№9 (107).-С. 11-15.

Научно-методические рекомендации

14. Беляк, В.Б. Методические рекомендации по возделыванию и семеноводству рыжика / В.Б. Беляк, Е.Ф. Семенова, А.Д. Ишмуратова, A.A. Смирнов, В.Н. Бражников, ТЛ. Прахова. -М.: Россельхозакадемия, 2004. - 40 с.

15. Беляк, В.Б. Технология возделывания рыжика озимого в Пензенской области / В.Б. Беляк, A.A. Смирнов, Е.Ф. Семенова, А.Д. Ишмуратова, В.Н. Бражников, ТЛ. Прахова. - Пенза, 2005. - 20 с.

16. Смирнов, A.A. Технология возделывания рыжика в Среднем Поволжье. Практические рекомендации / A.A. Смирнов, ТЛ. Прахова, И.И. Плужникова, Д.О. Долженко, В.А. Прахов, Е.А. Шепелева. - Пенза, 2011. - 28 с.

17. Зубков, В.В. Возделывание перспективных масличных культур рыжика озимого и сафлора красильного. Практические рекомендации / В.В. Зубков, П.В. По-лушкин, Т.Я. Прахова, О.В. Терентьев. — Самара, 2012. — 36 с.

18. Смирнов, A.A. Основы технологии возделывания рыжика посевного. Практические рекомендации / A.A. Смирнов, Т.Я. Прахова, И.И. Плужникова, JI.E. Вельмисева, Д.О. Долженко, A.A. Кабунин. - Пенза, 2013. - 32 с.

Статьи в научно-практических журналах

19. Смирнов, A.A. Селекция альтернативных масличных культур в Пензенском НИИСХ / A.A. Смирнов, Т.Я. Прахова // Самарский земледелец. - 2012. - № 2-3,-С. 41-42.

20. Прахова, ТЛ. Биохимический состав маслосемян рыжика ярового при хранении / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов // Молодой ученый. - 2012. - № 2 (37). - Т. 2. -С. 365-366.

21. Прахова, ТЛ. Биология, возделывание и качество маслосемян крамбе абиссинской / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов // Молодой ученый. - 2013. - № 1 (48). - Т. 2.-С. 436-437.

22. Прахова, ТЛ. Рыжик - неприхотливая масличная культура / ТЛ. Прахова, Д.О. Долженко // Вестник Россельхозцентра НН. - 2013. - № 1. - С. 9-10.

23. Долженко, Д.О. Альтернативные масличные культуры - рыжик посевной и крамбе абиссинская / Д.О. Долженко, ТЛ. Прахова //Агромир Поволжья. - 2013. — № 1 (9).-С. 69-75.

Статьи в сборниках

24. Семенова, Е.Ф. Об урожае рыжика озимого при репродуцировании / Е.Ф. Семенова, ТЛ. Прахова // Интродукция нетрадиционных и редких растений: Сб. материалов. - пос. Персиановский, 2004. - С. 102-104.

25. Прахова, ТЛ. Фотосинтетическая деятельность рыжика озимого при разных нормах высева / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: Сб. материалов X Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза, 2006. - С. 66-68.

26. Прахова, ТЛ. Изучение исходного материала для селекции рыжика озимого / ТЛ. Прахова, Е.Ф. Семенова // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: Сб. материалов X Всероссийской научно-практической конференции. -Пенза, 2006. - С. 64-66.

27. Прахова. ТЛ. Фотосинтетическая деятельность рыжика озимого / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов // Актуальные проблемы современных аграрных технологий: Сб. материалов Российской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Астрахань, 2006 - С. 92-93.

28. Прахова, ТЛ. Озимый рыжик - ценная масличная культура / ТЛ. Прахова,

B.Н. Бражников // Основы рапсоведения: Сб. трудов. - Запорожье. - 2006 - С. 59-62.

29. Прахова, ТЛ. Динамика маслонакопления семян рыжика озимого / Т.Я. Прахова, В.А. Прахов, В.Н. Бражников // Научные основы семеноводства и агротех-нологий сельскохозяйственных культур в условиях Евро-северо-востока РФ: Сб. научных трудов. - Саранск, 2007. - С. 372-374.

30. Прахова, ТЛ. Качественная характеристика маслосемян рыжика озимого / Т.Я. Прахова, В.Н. Бражников, В.А. Прахов // Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства: Сб. материалов II Международной научно-практической конференции. - Пенза, 2007. - С. 145-147.

31. Прахова, Т.Я. Биохимическая оценка морозостойкости растений рыжика озимого / ТЛ. Прахова, Е.Ф. Семенова // Сб. трудов к 100-летию Пензенского научно-исследовательского инсппута сельского хозяйства. - Пенза, 2009. - С. 429-432.

32. Прахова, Т.Я. Биохимический состав и качество маслосемян рыжика озимого сорта Пензяк / ТЛ. Прахова, О.Н. Зеленина // Сб. трудов к 100-летию Пензенского научно-исследовательского института сельского хозяйства. - Пенза, 2009. - С. 150-155.

33. Прахова, ТЛ.. Сравнительная оценка масличных капустных культур / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов, Е.А. Шепелева // Сб. трудов к 100-летию Пензенского научно-исследовательского института сельского хозяйства. - Пенза, 2009. - С. 144-150.

34. Прахова, ТЛ. Влияние элементов технологии на продуктивность рыжика озимого в условиях Среднего Поволжья/ ТЛ. Прахова, В.А. Прахов // Сб. трудов к 100 -летию Пензенского научно-исследовательского института сельского хозяйства - Пенза, 2009. - С. 420-428.

35. Прахова, ТЛ. Новый сорт рыжика ярового Юбиляр/ ТЛ. Прахова, A.A. Смирнов, Е.А. Шепелева // Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России: Сб. материалов конференции. - Саранск, 2010. - С.468-470.

36. Прахова, ТЛ. Жирнокислотный состав сортообразцов рапса в условиях Пензенской области / ТЛ. Прахова, Е.В. Барашкина // Научное обеспечение отрасли рапсосеяния и пути реализации биологического потенциала рапса. - Липецк, 2010 -

C. 99-103.

37. Прахова, ТЛ. Динамика маслонакопления в семенах рапса / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов // Научное обеспечение отрасли рапсосеяния и пути реализации биологического потенциала рапса. - Липецк, 2010. - С. 96-99.

38. Прахова, ТЛ. Основные принципы селекции рыжика в Пензенском НИИСХ/ ТЛ. Прахова //Зональные особенности научного обеспечения сельскохозяйственного производства: Сб. материалов II региональной научно-практической конференции. - Саратов, 2010. - С.208-213.

39. Барашкина, Е.В, Жирнокислотный состав маслосемян рыжика озимого в зависимости от метеорологических условий / Е.В. Барашкина, ТЛ. Прахова // Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства: Сб. материалов всероссийской школы молодых ученых и специалистов. - Ульяновск, 2010.-С.88-93.

40. Барашкина, Е.В. Аминокислотный состав масличных культур/ Е.В. Барашкина, ТЛ. Прахова, Т.М. Фадеева // Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства: Сб. материалов всероссийской школы молодых ученых и специалистов. - Ульяновск, 2010. - С.93-96.

41. Прахов, В.А. Влияние фотосинтетической деятельности рыжика ярового на продуктивность семян / В.А. Прахов, ТЛ. Прахова, Е.А. Шепелева // Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства: Сб. матери-

алов всероссийской школы молодых ученых и специалистов. - Ульяновск, 2010. -С.96-101.

42. Прахова, ТЛ. Масличные капустные культуры в условиях Среднего Поволжья./ Т.Я. Прахова, В.А. Прахов // Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства: Сб. материалов всероссийской школы молодых ученых и специалистов. - Ульяновск, 2010. - С.101-106.

43. Прахова, ТЛ. Сравнительная характеристика масличных капустных культур в условиях Среднего Поволжья / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов // Научное обеспечение устойчивого ведения сельскохозяйственного производства в условиях глобального изменения климата: Сб. материалов международной научно-практической конференции. - Казань, 2010. - С.600-605.

44. Шепелева, Е.А. Селекция рыжика ярового в Пензенском НИИСХ / Е.А. Шепелева, A.A. Смирнов, ТЛ. Прахова // Научное обеспечение устойчивого ведения сельскохозяйственного производства в условиях глобальпого изменения климата: Сб. материалов международной научно-практической конференции. - Казань, 2010. — С.667-671.

45. Прахова, ТЛ. Биохимическая характеристика семян рыжика озимого и льна масличного / ТЛ. Прахова, Т.М. Фадеева // Инновационные направления исследований в селекции и технологии возделывания масличных культур: Сб. материалов 6-ой международной конференции молодых ученых и специалистов. - Краснодар, 2011. - С.23 8-242.

46. Прахов, В.А. Характеристика продуктивности масличных культур в условиях Пензенской области / В.А. Прахов, ТЛ. Прахова // Инновационные направления исследований в селекции и технологии возделывания масличных культур: Сб. материалов 6-ой международной конференции моодых ученых и специалистов. -Краснодар, 2011. - С.234-237.

47. Прахова, ТЛ. Новые сорта рыжика масличного в Пензенском НИИСХ / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов, Е.А. Шепелева // Новые сорта сельскохозяйственных культур - составная часть инновационных технологий в растениеводстве: Сб. научных материалов. - Орел, 2011. - С.498-503.

48. Прахова,ТЛ. Оценка зимостойкости растений рыжика озимого в условиях лесостепи Среднего Поволжья / ТЛ. Прахова, В.А. Прахов // Стратегия развития кормопроизводства в условиях глобального изменения климатических условий и использования достижений отечественной селекции: Сб. материалов международной научно-практической конференции. - Екатеринбург, 2011. - С.316-319.

49. Прахова, ТЛ. Оценка исходного материала для селекции рыжика озимого/ ТЛ. Прахова // Экология, генетика, селекция на службе человечества: Сб. материалов международной научной конференции. - п. Тимирязевский, 2011. - С.214.

50. Прахова, ТЛ. Рыжик масличный в Пензенском НИИСХ / ТЛ. Прахова, A.A. Смирнов, В.А. Прахов, Е.А. Шепелева // Интродукция нетрадиционных и редких растений: Сб. материалов X международной научно-методической конференции. - Ульяновск, 2012. - С. 80-83.

51. Смирнов A.A., Прахова ТЛ.,Власова Л.А. Крамбе абиссинская (Cram-beabyssinicaH.) - перспективная масличная культура / A.A. Смирнов, ТЛ. Прахова, Л.А. Власова // Интродукция нетрадиционных и редких растений: Сб. материалов X международной научно-методической конференции. - Ульяновск, 2012. - С. 85-90.

52. Прахова ТЛ. Влияние норм высева на урожайные и посевные качества семян рыжика ярового Юбиляр / ТЛ. Прахова // Научно-практические аспекты технологий возделывания и переработки масличных культур: Сб. материалов международной научно-практической конференции. - Рязань, 2013. - С. 230-233.

Подписано 8 печать 17.09.13. Объем 2,51 усл. п.л. Тираж 100 экз.

_Заказ №203._

Отпечатано с готового оригинал-макета а мини-типографии. Свидетельство № 5551. 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Прахова, Татьяна Яковлевна, Пенза

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение ПЕНЗЕНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

05201352074 '

ПРАХОВА ТАТЬЯНА ЯКОВЛЕВНА

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И СЕЛЕКЦИИ АДАПТИРОВАННЫХ К УСЛОВИЯМ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ СОРТОВ КАПУСТНЫХ (BRASSICACEAE) КУЛЬТУР

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Научный консультант - доктор с.-х. наук, профессор Смирнов A.A.

Пенза-2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1. АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 12

1.1 Основные природно-климатические условия лесостепи Среднего Поволжья и Пензенской области 12

1.2 Место и погодные условия в годы проведения исследований 15

1.3 Методика исследований 2 8

2. ЗНАЧЕНИЕ ИНТРОДУКЦИИ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ВИДОВОГО СОСТАВА МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР СЕМЕЙСТВА ВЬМ^ГСАСЕАЕ 3 5

3. НЕТРАДИЦИОННЫЕ КАПУСТНЫЕ МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ 45

3.1 Общие положения 45

3.2 Продолжительность вегетационного периода в зависимости от сортовых различий 47

3.3 Формирования ассимиляционной поверхности и продуктивность фотосинтеза 49

3.4 Динамика маслонакопления 5 2

3.5 Сравнительная продуктивность маслосемян сортов 53

3.6 Качественная характеристика маслосемян сортов 5 6

4 ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА РЫЖИКА 5 8

4.1 Общие положения 58

4.2 Агробиологические особенности 60

4.3 Вегетационный период 66

4.4 Фотосинтетическая деятельность посева 69

4.5 Динамика маслонакопления и масличность 74

4.6 Качественная характеристика маслосемян рыжика 81

4.7 Продуктивность и структура урожая рыжика 84

5 УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕМЯН РЫЖИКА ЯРОВОГО

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ 8 8

5.1 Общие положения 8 8

5.2 Влияние норм высева и применения удобрений на продукционный процесс рыжика ярового при рядовом посеве 92

5.2.1 Особенности роста и развития ярового рыжика в зависимости от приемов возделывания 93

5.2.2 Фотосинтетическая деятельность 95

5.2.3 Фитопатологическая оценка 98

5.3 Формирование урожая и посевных качеств семян рыжика

ярового в зависимости от приемов возделывания 100

5.3.1 Урожайные свойства семян рыжика ярового 100

5.3.2 Масличность семян рыжика ярового и выход масла 103

5.3.3 Жирнокислотный состав маслосемян ярового рыжика 104

5.3.4 Посевные качества семян ярового рыжика 106

5.4 Влияние предпосевной обработки семян рыжика на урожайность

и посевные качества 110

5.5 Влияние продолжительности хранения на посевные качества и урожайность масличных культур 116

6 ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ВЫРАЩИВАНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ ПОЛНОЦЕННЫХ СЕМЯН РЫЖИКА ОЗИМОГО 122

6.1 Общие положения 122

6.2 Формирование стеблестоя агроценоза рыжикаозимого 125

6.3 Величина и структура урожая при разных сроках посева и фонах питания 130

6.4 Семенная продуктивность озимого рыжика в зависимости от способов посева и норм высева 133

6.5 Масличность и качественная характеристика урожая озимого рыжика 140

7 БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ КРАМБЕ АБИССИНСКОЙ 150

7.1 Общие положения 150

7.2 Ботаническая характеристика и биологические особенности крамбе абиссинской 152

7.3 Хозяйственно-ценные свойства сортообразцов крамбе абиссинской 156

7.4 Анализ агроэкологических условий интродукции крамбе абиссинской в условиях Среднего Поволжья 160

8 ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ РЫЖИКА ПОСЕВНОГО В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ 163

8.1 Общие положения 163

8.2 Оценка коллекционного материала рыжика ярового 166

8.2.1 Морфобиологические признаки сортообразцов рыжика ярового 166

8.2.2 Продуктивность коллекционных сортобразцов рыжика ярового 168

8.2.3 Качество маслосемян сортобразцов рыжика ярового 170

8.3 Исходный материал для селекции озимого рыжика 173

8.3.1 Агробиологическая оценка коллекционного материала

озимого рыжика 173

8.3.2 Хозяйственно-ценные признаки сортообразцов озимого рыжика 175

8.3.3 Качественный состав сортообразцов рыжика озимого 180

8.4 Оценка критериев приспособленности сортов рыжика посевного 182

8.5 Модель высокопродуктивного сорта рыжика посевного

для условий лесостепи Среднего Поволжья 184

8.6 Задачи и основные направления селекционной работы 186

8.6.1 Оценка гибридного материала ярового рыжика 189

8.6.2 Селекционная оценка гибридных популяций озимого рыжика 191

9 РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ, НОВЫЕ СОРТА МАСЛИЧ-НЫХКУЛЬТУР, ОРИГИНАТОР ПЕНЗЕНСКИЙ НИИСХ 194

10 БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

НОВЫХ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР 204

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 213 РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА И

СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ 218

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 220

ПРИЛОЖЕНИЯ 251

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Производство масличных культур одна из наиболее эффективных отраслей сельскохозяйственного производства. В настоящее время развивается новое направление использования капустных культур - для получения экологически чистого возобновляемого топлива - биодизеля, благодаря относительно высокому содержанию длинноцепочечных жирных кислот (эй-козеновой и эруковой), характеризующихся высокой теплотой сгорания.

Современный курс рационализации использования природных ресурсов предполагает расширение спектра масличных растений, способных обеспечивать высокие урожаи маслосемян. К таким культурам относятся новые масличные растения семейства капустных (Brassicaceae) рыжик посевной (Camelina sativa Crantz.) и крамбе абиссинская (Crambe abyssinica Höchst.). Интерес к ним обусловлен тем, что в них удачно сочетается высокая потенциальная урожайность семян (2,5-3,5 т/га) с большим содержанием высыхающего масла (36-46%) и белков (25-30%). Жирнокислотный состав масла современных сортов дает возможность их многопланового использования: в питании человека, в лакокрасочной, мыловаренной промышленности, в строительстве, в медицине и парфюмерии и как источник биодизеля.

Интродукция новых масличных растений будет способствовать повышению биоразнообразия в растениеводстве, уменьшению пестицидной нагрузки на агроценозы и стабильности производства растительных масел для различных целей.

Поскольку каждый регион характеризуется определенным комплексом природных условий, в том числе спецификой проявления благоприятных и экстремальных экологических факторов селекционные программы должны быть ориентированы на максимальное использование благоприятных факторов среды и устойчивости к тем экологическим стрессорам, которые в наибольшей степени ограничивают величину и качество урожая в данной почвен-но-климатической зоне (Жученко A.A., 2009).

Диссертационная работа является составной частью плана научно-исследо-вательской работы ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии: «Разработать эффективные, экологически безопасные, энергосберегающие технологии возделывания рыжика озимого и ярового для условий Среднего Поволжья» - № государственной регистрации 01.201.355006; «Разработать технологию возделывания крамбе абиссинской, обеспечивающую высокую продуктивность, качество маслосемян культуры и адаптивность ее к стрессовым ситуациям в условиях Среднего Поволжья» - № государственной регистрации 01.201.355007; «Оценить и выделить перспективный селекционный материал крестоцветных культур (рыжика, крамбе, рапса, сурепицы, горчицы) для создания новых адаптивных высокопродуктивных сортов - № государственной регистрации 01.201.1 56542, «Создать новые адаптивные сорта рыжика, превосходящие возделываемые по продуктивности, масличности и качеству масла» - № государственной регистрации 01.201.156557.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в научно-теоретическом обосновании интродукции и возможности возделывания новых масличных капустных культур, создании и внедрении в производство высокоурожайных сортов масличных культур (рыжика, крамбе абиссинской, редьки масличной), приспособленных к почвенно-климатическим условиям Среднего Поволжья, устойчивых к стрессовым факторам внешней среды, обладающих высокой и стабильной урожайностью, с хорошими технологическими качествами семян и разработке энергосберегающей технологии их возделывания.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

- определить агробиологические параметры высокопродуктивных аг-рофитоценозов масличных капустных культур и обосновать возможность их интродукции;

- изучить биологические особенности роста и развития нетрадиционных капустных масличных культур в условиях Среднего Поволжья;

- оценить динамику формирования и функционирования ассимиляционного аппарата в онтогенезе в зависимости от сортовых особенностей культур и приемов выращивания;

- изучить динамику маслонакопления и определить биохимические показатели качества семян рыжика и крамбе в зависимости от агроклиматических факторов;

- установить влияние препаратов для предпосевной обработки семян и регуляторов роста на урожайность семян рыжика и их качество;

- определить оптимальные параметры технологических приемов, позволяющих получать наивысшую урожайность рыжика и крамбе абиссинской;

- выявить влияние длительности хранения семян масличных культур на характер изменения их посевных качеств и последующую продуктивность;

- провести оценку генотипически разнообразного исходного материала рыжика и оценить комбинационную способность рыжика по селекционно-ценным признакам;

- создать и внедрить в производство адаптированные высокопродуктивные сорта рыжика и крамбе, отвечающие требованиям современного сельскохозяйственного производства;

- определить экономическую и энергетическую эффективность производства маслосемян новых сортов капустных культур с использованием усовершенствованных приемов технологии их возделывания.

Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Поволжья обобщены результаты многолетних исследований по созданию сортов масличных культур семейства ВгазБюасеае.

Изучена коллекция сортобразцов озимого и рыжика ярового различного эколого-географического происхождения. На основе результатов комбинационной способности выявлены доноры по основным хозяйственно-ценным признакам. Установлены особенности изменчивости, наследования и сопряженности количественных признаков.

С учетом агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных агроценозов новых масличных капустных культур, изучены и установлены оптимальные параметры продукционного процесса рыжика и крамбе, рассчитанные на получение высокой стабильной урожайности и масличности семян; динамика изменения биохимического состава маслосемян в процессе хранения. Установлена закономерность снижения основных технологических и посевных качеств семян.

Научная новизна работы подтверждена тремя патентами и тремя авторскими свидетельствами на созданные сорта.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Научное обоснование возможности и перспективности внедрения новых, нетрадиционных масличных культур и разработка адаптированных к условиям Среднего Поволжья технологий их возделывания.

- Модификационная изменчивость посевных качеств и урожайных свойств семян масличных культур, обусловленная агротехническими факторами. Продукционный процесс новых масличных культур (вегетационный период рас-

тений, фотосинтетическая деятельность посевов и маслообразовательный процесс).

- Оценка коллекционных образцов по комплексу хозяйственно-ценных признаков и свойств, особенности наследования количественных признаков у гибридов первого и второго поколений рыжика, ценность перспективного селекционного материала и характеристика сортов, включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию.

- Экономическая и энергетическая эффективность производства маслосемян новых сортов капустных культур с использованием усовершенствованных приемов и приемов технологии их возделывания.

Практическая значимость и реализация результатов

исследований.

Практическая ценность работы заключается в решении одной из важных проблем - интродукция новых масличных культур, которые способствуют повышению биоразнообразия в растениеводстве и стабильности производства растительных масел, уменьшению пестицидной нагрузки на агроценозы.

обеспечивает получение урожая семян - 1,99 и 2,10 т/га с высокими посевными качествами и урожайными свойствами.

Установлено, что семена рыжика и крамбе при хранении в благоприятных условиях в течение 3-х лет не теряют своих посевных качеств и урожайных свойств и могут быть использованы в качестве посевного материала.

Результаты многолетних исследований вошли в региональные рекомендации производству: Методические рекомендации по возделыванию и семеноводству рыжика (Москва, 2004); Технология возделывания рыжика озимого в Пензенской области (Пенза, 2005); Технология возделывания рыжика в Среднем Поволжье (Пенза, 2011); Возделывание перспективных масличных культур рыжика озимого и сафлора красильного (Самара, 2012); Основы технологии возделывания рыжика посевного (Пенза, 2013).

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на IV Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционных растения и перспективы их использования» (Москва, 2001); на IV Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Ульяновск, 2002); Всероссийской научно-практи-ческой конференции «Селекция и семеноводство полевых культур» (Пенза, 2003); Международных научно-практических конференциях (Сергиев-Посад, 2002; пос. Персиановский, 2004; Казань, 2010); Всероссийских научно-практических конференциях (Казань, 2005; Саранск, 2005; Пенза, 2009); Всероссийской школе молодых ученых и специалистов (Ульяновск, 2010); научно-практических конференциях (Уфа, 2001; Саранск, 2010; Саратов, 2010); на I и II международной научной конференции ВОГиС (п. Тимирязевский. 2011; Самара, 2012); на Международной конференции "Рыжик масличное сырье для биотоплива второго поколения" (Пенза, 2013).

Публикации в печати. По теме диссертации автором опубликовано 47 научных статей, из них 13 в изданиях по перечню ВАК РФ. Изданы монографии «Рыжик посевной (Camelina sativa (L.) Crantz)», «Научные основы

интродукции крамбе абиссинской (Crambe abyssinica Höchst.) в условиях лесостепи Среднего Поволжья» и 5 практических рекомендаций по технологии возделывания рыжика озимого и ярового. Получено 3 патента на селекционные достижения и 3 авторских свидетельства. В 2013 году в Госсорткомис-сию передан новый сорт редьки масличной Фиолина (№ заявки 61351/8653270 с датой приоритета 24.06.2013 г.).

Информация о работе

Прахова, Татьяна Яковлевна
доктора сельскохозяйственных наук
Пенза, 2013
ВАК 06.01.01

Диссертация

Теоретическое и экспериментальное обоснование технологий возделывания и селекции адаптированных к условиям лесостепи Среднего Поволжья сортов капустных (Brassicaceae) культур - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы