Характер изменчивости качества репродукционных семян (РС1) сортов подсолнечника при выращивании в различных регионах Российской Федерации

Введение. В настоящее время семена первой репродукции сортов подсолнечника выращиваются в различных почвенно-климатических зонах России. Основной объем производства таких семян селекции ФГБНУ ВНИИМК приходится на Северо-Кавказский и Нижневолжский регионы. По мнению академика А.А. Жученко [1], именно селекция и семеноводство являются «наиболее широкодоступными, экономически оправданными и социально приемлемыми средствами как при выводе сельского хозяйства из кризисной ситуации, так и в достижении его процветания». При этом адаптивный подход к семеноводству базируется на агроэкологической и экономической обоснованности в размещении семеноводческих посевов [2].

Важность учета влияния экологических факторов при проведении отбора семеноводческой элиты у сортов подсолнечника неоднократно подчеркивалась в работах академика В.С. Пустовойта [3; 4; 5] и других ученых [6]. Отбор типичных для сорта растений, проведенный в нескольких географически и климатически удаленных зонах проводился с целью поддержания на высоком уровне экологической адаптивности – способности сорта формировать высокий урожай в самых разных условиях внешней среды. По мнению академика В.С. Пустовойта, о высокой экологической пластичности сортов подсолнечника отечественной селекции свидетельствует, в частности, тот факт, что в 70-х годах прошлого века в Советском Союзе около 80 % посева этой культуры было занято всего пятью сортами, из которых наибольшее распространение имели Армавирский 3497 и Передовик [5].

Система адаптированного семеноводства базируется на выделении агроэкологических зон, наиболее благоприятных для получения высококачественного семенного материала, в т.ч. сводящих к минимуму опасность поражения основными патогенами [7]. Формирование посевных качеств и урожайных свойств семян в значительной степени зависит от степени напряженности метеофакторов [8]. Сложность определения и прогнозирования данного показателя обусловливают разнообразие подходов различных исследователей к изучению влияния условий выращивания семенного материала на его качество и интерпретацию полученных результатов.

Подтверждения целесообразности экологической специализации семеноводства сортов подсолнечника содержатся в работах многих отечественных ученых [9; 10; 11]. В зарубежной научной литературе изучению посевных качеств и урожайных свойств семян подсолнечника уделяется крайне мало внимания, причем различий в урожайных свойствах семян, выращенных в разных условиях внешней среды, не отмечено [12, 13].

Выбор наиболее благоприятных зон семеноводства за рубежом диктуется в первую очередь стабильностью и рентабельностью производства семян [14]. Это регионы с умеренным температурным режимом, плодородными почвами и достаточным количеством осадков, а также оптимальным их распределением в течение периода вегетации [15].

В Российской Федерации наиболее благоприятной зоной промышленного семеноводства подсолнечника с точки зрения оптимального сочетания почвенно-климатических факторов и высокого уровня технологии возделывания культуры являются хозяйства Краснодарского края. Однако специализированные зоны производства семян подсолнечника ни в Северо-Кавказском, ни в других регионах страны пока еще не выделены. Экспериментальные данные о влиянии почвенноклиматических условий на качество репродукционных семян РС1 сортов подсолнечника получены в России более 30 лет назад и отличаются противоречивостью. Изучение новых сортов в течение этого периода времени не проводилось.

Целью наших исследований явилась оценка посевных качеств репродукционных семян РС1 сортов подсолнечника, выращенных в условиях СевероКавказского (Краснодарский край) и Нижневолжского (Волгоградская и Саратовская области) регионов.

Материалы и методы. В качестве исходного материала использовали кондиционные семена первой репродукции ( РС1) сортов подсолнечника Р-453, СУР, Лакомка и Орешек, выращенные в 2012– 2014 гг. в центральной зоне Краснодарского края (ФГУП «Березанское» Коре-новского района), Волгоградской области (ООО «Подсолнечник» Новоаннинского района) и Саратовской области (ИП Волкова, г. Маркс).

Масличность семянок определяли методом ядерно-магнитного резонанса на ЯМР-анализаторе АМВ-1006 М по ГОСТ Р 8.620–2006, массу 1000 семян – по ГОСТ 12042–80, жирно-кислотный состав масла – методом газожидкостной хроматографии на приборе Хроматек-Кристалл 5000.

Результаты и обсуждение. Представленные в таблице 1 данные показывают, что у семян сорта Р-453, выращенных в различных почвенно-климатических зонах, имелись отличия в зависимости от условий внешней среды. Наименьшая изменчивость отмечена нами по массе 1000 семян. Так, средняя масса 1000 семян была примерно одинаковой во всех изученных регионах и варьировала от 71 г в Краснодарском крае до 77 г в Волгоградской области. Аналогичные закономерности отмечены и для минимального значения этого признака. Семена с наибольшей массой 1000 семян в изученный период были получены в Волгоградской области (83 г), что оказало существенное влияние на общий размах изменчивости этого признака.

Таблица 1

Характер изменчивости качества репродукционных семян РС1 сорта подсолнечника Р-453, выращенных в различных регионах Российской Федерации

2012–2014 гг.

Регион	Среднее значение	Мини-маль-ное	Максималь-ное	Размах варьи-рова-ния
Масса 1000 семян, г
Краснодарский край	71	66	75	9
Волгоградская область	77	67	83	16
Саратовская область	72	67	75	8
Масличность, %
Краснодарский край	51,2	49,1	52,6	3,5
Волгоградская область	46,9	44,8	48,2	3,4
Саратовская область	47,8	46,2	50,3	4,1
Содержание линолевой кислоты в масле, %
Краснодарский край	57	53	60	7
Волгоградская область	61	58	63	5
Саратовская область	66	60	73	13
Содержание олеиновой кислоты в масле, %
Краснодарский край	32	28	36	8
Волгоградская область	28	26	30	4
Саратовская область	23	16	28	12

Значительно большая изменчивость отмечена по масличности и содержанию основных жирных кислот. Так, семена, выращенные в Краснодарском крае, отличались повышенной масличностью – 51,2 % – в среднем за 2012–2014 гг. по сравнению с 46,9 и 47,8 % у семян из Волгоградской и Саратовской областей соответственно. Такая тенденция сохранялась и при анализе минимальных и максимальных значений этого признака, хотя размах изменчивости при этом оставался практически неизменным.

Семена краснодарской репродукции отличались также пониженным содержанием линолевой и повышенным – олеиновой кислоты в масле по сравнению с семенами волгоградской и саратовской репродукции. Максимальный размах изменчивости по жирно-кислотному составу масла отмечен у семян из Саратовской области.

Изучение реакции сорта СУР (табл. 2) показывает, что наиболее крупные семена этого сорта за годы исследований были выращены в Краснодарском крае – средняя масса 1000 штук 72 г против 59 и 68 г в условиях Волгоградской и Саратовской областей соответственно. Наибольший размах изменчивости этого признака отмечен у семян саратовской репродукции.

Таблица 2

Характер изменчивости качества репродукционных семян РС1 сорта подсолнечника СУР, выращенных в различных регионах Российской Федерации

2012–2014 гг.

Регион	Среднее значение	Мини-маль-ное	Макси-маль-ное	Размах варьи-рова-ния
Масса 1000 семян, г
Краснодарский край	72	68	76	8
Волгоградская область	59	58	60	2
Саратовская область	68	62	75	13
Масличность, %
Краснодарский край	46,1	45,4	46,8	1,4
Волгоградская область	42,5	42,0	43,0	1,0
Саратовская область	44,7	44,6	44,8	0,2
Содержание линолевой кислоты в масле, %
Краснодарский край	51	44	59	15
Волгоградская область	51	49	53	4
Саратовская область	61	59	63	4
Содержание олеиновой кислоты в масле, %
Краснодарский край	37	29	46	17
Волгоградская область	37	36	39	3
Саратовская область	26	25	28	3

Отмеченные ранее у сорта Р-453 закономерности по масличности семян, заключающиеся в существенном превышении этого показателя для семян из Краснодарского края, подтвердились и для сорта СУР. Так, средняя масличность семян краснодарской репродукции соста- вила 46,1 % по сравнению с 42,5 и 44,7 % у семян из Волгоградской и Саратовской областей соответственно. В то же время изменение этого признака по годам было крайне незначительным. Размах варьирования составил 1,2 % для семян из Краснодарского края, 1,0 % – из Волгоградской и 0,2 % – из Саратовской областей. Стабильность показателя масличности семян при выращивании в разные годы является свидетельством высокой однородности данной сортовой популяции по этому признаку и хорошей адаптивности к разным условиям внешней среды.

Характер изменчивости по содержанию линолевой и олеиновой кислот у сорта СУР не отличался от аналогичных закономерностей, отмеченных у сорта Р-453. Семенной материал из Краснодарского края имел пониженное содержание (51 %) линолевой и повышенное олеиновой (37 %) кислот по сравнению с материалом из Саратовской области (61 и 26 % соответственно).

В последние годы в Российской Федерации большое распространение получили крупноплодные сорта подсолнечника кондитерского типа. Изученные в наших опытах сорта Лакомка и Орешек также отличались по качеству семян в зависимости от зоны их выращивания. Так, у семян сорта Лакомка (табл. 3) краснодарской и волгоградской репродукции наблюдались большие различия по массе 1000 семян (126 и 110 г соответственно), содержанию в масле линолевой (52 и 63 % соответственно) и олеиновой (38 и 26 % соответственно) кислот (табл. 3). Средняя масличность при этом оставалась неизменной – на уровне 44,8–44,6 % – однако размах варьирования по этому признаку у семян волгоградской репродукции был значительно больше по сравнению с семенами из Краснодарского края (6,8 и 2,7 % соответственно).

Характер изменчивости качества репродукционных семян РС1 сорта подсолнечника Лакомка, выращенных в различных регионах Российской Федерации

2012–2014 гг.

Регион	Среднее значение	Мини-маль-ное	Максималь-ное	Размах варьирования
Масса 1000 семян, г
Краснодарский край	126	118	132	14
Волгоградская область	110	105	116	11
Масличность, %
Краснодарский край	44,8	43,3	46,0	2,7
Волгоградская область	44,6	39,9	46,7	6,8
Содержание линолевой кислоты в масле, %
Краснодарский край	52	50	55	5
Волгоградская область	63	60	65	5
Содержание олеиновой кислоты в масле, %
Краснодарский край	38	34	41	7
Волгоградская область	26	24	29	5

Это может свидетельствовать о повышенной гетерогенности популяции данного сорта, а также об относительно невысокой экологической пластичности.

В масле семян, выращенных в условиях Волгоградской области, отмечено повышенное содержание линолевой и меньшее – олеиновой кислот. Как и у сортов масличного типа Р-453 и СУР, эти закономерности имеют сходный характер и подтверждают общеизвестные данные о большой изменчивости жирно-кислотного состава масла в зависимости от широты местности [16; 17; 18]. Изменчивость содержания основных жирных кислот по годам была незначительной (размах варьирования 5–7 %).

Специфичностью реакции семян сорта Орешек на изменение условий выращивания явилось увеличение размаха варьирования по массе 1000 семян и масличности при выращивании семенного материала в Волгоградской области (табл. 4).

Характер изменчивости качества репродукционных семян РС1 сорта подсолнечника Орешек, выращенных в различных регионах Российской Федерации

2012–2014 гг.

Регион	Среднее значение	Минимальное	Максимальное	Размах варьирования
Масса 1000 семян, г
Краснодарский край	112	103	120	17
Волгоградская область	92	82	111	29
Масличность, %
Краснодарский край	44,5	43,9	44,8	0,9
Волгоградская область	46,4	42,6	48,9	6,3
Содержание линолевой кислоты в масле, %
Краснодарский край	50	46	53	7
Волгоградская область	62	58	66	8
Содержание олеиновой кислоты в масле, %
Краснодарский край	39	35	44	9
Волгоградская область	26	22	31	9

Средняя масса 1000 семян при этом составила 112 и 92 г, с размахом варьирования по годам 17 и 29 г для семян краснодарской и волгоградской репродукции соответственно. Масличность репродукционных семян РС1 данного сорта в среднем составила 44,5 % у семян, выращенных в Краснодарском крае, и 46,4 % у семян из Волгоградской области, а размах варьирования по годам – 0,9 и 6,3 % соответственно. Как и в случае сорта Лакомка, это является показателем повышенной гетерогенности данной сортовой популяции и меньшей адаптивности к изменению условий внешней среды.

Закономерности в содержании основных жирных кислот в масле семян сорта Орешек в зависимости от почвенноклиматических условий выращивания были аналогичными с реакцией других изученных сортов. В условиях Волгоградской области отмечено большее содержание линолевой (62 %) и меньшее – олеиновой (26 %) кислот по сравнению с семенами из Краснодарского края (50 и 39 % соответственно). Размах варьирования данного признака по годам был примерно одинаковым и не зависел от региона выращивания семенного материала.

Заключение. Репродукционные семена РС1 сортов подсолнечника Р-453, СУР, Лакомка и Орешек, выращенные в 2012– 2014 гг. в условиях Северо-Кавказского (Краснодарский край) и Нижневолжского (Волгоградская и Саратовская области) регионов, различаются по массе 1000 семян, масличности, содержанию в масле линолевой и олеиновой кислот. Изменчивость по годам массы 1000 семян и содержания масла в семенах у сортов масличного типа Р-453 и СУР не зависит от региона выращивания семенного материала. Это свидетельствует о генетической однородности данных сортовых популяций и слабой реакции на изменение условий внешней среды.

Варьирование масличности семян крупноплодных сортов подсолнечника Лакомка и Орешек, выращенных в Волгоградской области, значительно превосходит аналогичные показатели семенного материала из Краснодарского края (размах варьирования 6,8 и 2,7 % для сорта Лакомка и 6,3 и 0,9 % для сорта Орешек соответственно). Возможной причиной этого может являться повышенная гетерогенность этих сортов и большая зависимость от почвенно-климатических условий региона выращивания семян.

Общей закономерностью для всех изученных сортов явилась прямая зависимость жирно-кислотного состава масла от широты местности. В масле семян краснодарской репродукции отмечено большее содержание олеиновой и меньшее – линолевой кислот по сравнению с семенами из Волгоградской и Саратовской областей.

Отмечена сортовая специфика в характере изменчивости качества репродукционных семян РС1 сортов подсолнечника под влиянием различных почвенноклиматических условий выращивания.