Изменение характера цветения как залог успеха в селекции гороха овощного на раннеспелость и продуктивность

Районированные сорта гороха овощного характеризуются дружностью созревания и пригодностью к механизированной уборке, что соответствует современным технологиям, требующим однообразия морфологической структуры растений и ценоза. Важными элементами таких сортов являются: укороченные междоузлия, ограниченное их число с технически спелыми бобами (обычно 3-4) и расположение в верхней части стебля (20-30% от общей длины стебля) [1].

Начиная с 80-х годов ХХ века, селекция гороха овощного была направлена на увеличение числа бобов на узле и числа семян в бобе. И как результат – значительное увеличение семенной продуктивности гороха, но общая биомасса растений при этом существенно не изменилась. Т.е., увеличение семенной продуктивности сопровождалось изменением длины стебля, архитектоники растений и вегетационного периода [2,3].

Недостатками такой архитектоники растений гороха овощного является ограничение продуктивности в связи с малым числом продуктивных узлов, нестабильность урожайности, сильная поражаемость болезнями. Это значительно сократило число используемых в селекции признаков, что привело к ограничению использования генетической изменчивости, от которой зависит возможность повышения уровня потенциальной продуктивности. Именно по этой причине наблюдается некоторый застой в росте потенциальной продуктивности сортов. В настоящее время потенциальная урожайность зеленого горошка районированных сортов, при высоком его качестве, составляет 4,5-8,0 т/га. И этот показатель не изменился за последние 30 лет.

В связи с этим, в ближайшей перспективе селекция гороха овощного должна быть направлена на повышение урожайности и качества зеленого горошка, устойчивости к абиотическим факторам среды. Это возможно при разработке принципиально новых сортов, сущность которых сводится к изменению соотношения генеративной части к ценозу, что связано с увеличением уборочного индекса, от которого и зависит, главным образом, урожайность сортов [4].

Один из способов – это увеличение числа продуктивных узлов, что изменит соотношение непродуктивной и репродуктивной частей в пользу последней. Продуктивная часть должна составлять не менее половины общей длины растения. В неблагоприятных условиях среды повышенное число продуктивных узлов будет играть роль буфера [5]. Однако признак «число продуктивных узлов» в селекции гороха овощного практически не используется в силу ряда причин. Во-первых, высокий потенциал урожайности за счет увеличения генеративных узлов сочетается с растянутым репродуктивным периодом, неравномерностью созревания, склонностью к израстанию [6,7]. Во-вторых, большое число продуктивных узлов дает разнокачественный зеленый горошек [8]. В-третьих, – признак имеет высокую степень фенотипической изменчивости по годам, от 15-18 до 40%, что затрудняет работу по отбору [9].

Но потенциальные возможности продукционного процесса растений позволяют самые разные морфотипы гороха рассматривать как перспективные для селекции. А необходимую эффективность производства могут обеспечить лишь те, у которых лучше всего развиты агроценоти-ческие свойства [3].

Исходный материал гороха овощного, полученный в лаборатории селекции и семеноводства овощных бобовых культур ФГБНУ ФНЦО, характеризуется повышенным числом продуктивных узлов с высокой дружностью созревания, которая обусловленаизменениями характера цветения и плодообразования. На таких формах отмечено непо- следовательное цветение, которое начинается со второго узла, а раскрытие бутонов происходит одновременно на четырех узлах. Центр аттракции при этом смещен на второй-третий узел, что позволяет растению формировать практически одновременно бобы на четырех-пяти узлах [9]. Признак непоследовательного цветения носит рецессивный характер наследования и проявляется на раннеспелых формах. [1].

Использование таких форм в качестве родительского компонента на горохе овощном позволяет вести селекцию на скороспелость и продуктивность. Теоретическая возможность совмещения этих параметров на физиологической основе научно доказана [10].

Целью исследования было создание раннеспелых линий гороха овощного с повышенной продуктивностью за счет увеличения числа генеративных узлов и дружного плодоношения.

Материалы и методы

Материалом для исследований послужили сорта гороха овощного российской и зарубежной селекции и образцы из коллекции лаборатории бобовых культур. Основной метод селекции – межсортовая гибридизация с последующим индивидуальным отбором. Было проанализировано более 25 гибридов от простых и многокомпонентных скрещиваний, проведено дополнительно 15 беккроссов. Работа по гибридизации была начата в 2001 году на базе Федерального научного центра овощеводства (Московская область). Почвы опытного участка дерновоподзолистые среднесуглинистые. По содержанию гумуса в пахотном слое почвы относятся к слабогумусированным, с низкой обогащенностью гумуса азотом и невысоким содержанием лабильного органического вещества.

Работа выполнена согласно методике по селекции и первичному семеноводству овощных бобовых культур [11]. Питомники размещали, используя схемы работы с самоопыляющимися культурами. Анализ гибридного материала по числу продуктивных узлов и учет урожайности зеленого горошка и семян по каждому узлу проводили в сравнении с родительскими формами.

В 2018-2019 годах выделенные линии высевали в питомнике площадью 7м2 в 3-х кратной повторности и сравнивали с ранними сортами из Государственного реестра селекционных достижений, допущенных к использованию (2018 год). В период технической спелости использовали два срока уборки: первый – оптимальный (показания финометра 39-42); второй – через три дня. Учетная проба 50 растений. Для определения твердости зеленого горошка использовали финометр (FINOMETER).

Результаты и обсуждение

Выделение раннеспелых форм гороха овощного с измененным характером цветения и плодообразования позволяет вести селекцию на скороспелость и продуктивность без ущерба качества. Для повышения продуктивности и увеличения пластичности новых сортов были проведены скрещивания, а затем отборы на число продуктивных узлов с измененным характером цветения.

В качестве родительских компонентов использовали формы с измененным характером цветения (Первенец, Ранний 28-11, Wenson) и наиболее продуктивные ранние и среднеспелые сорта (Дакота, Ранний грибовский 11, Воронежский зеленый, Корсар, Orus, Виола, Зеленая стрела, Квартелла) (рис. 1). Отбор проводили по следующим признакам: измененная форма цветения, число продуктивных узлов, число бобов на узле, длина боба и число семян в бобе.

В 2018-2019 годах была проведена оценка двух сорто-образцов гороха овощного раннеспелой группы вегетации с повышенным числом продуктивных узлов и непоследо-

Рис.1. Формы цветения гороха овощного: а – обычная, б – измененная Fig. 1. Flowering forms of vegetable peas: a – ordinary, b – altered

вательным цветением (49-4-19 и 50-4-19). Для сравнения использовали сорта селекции ФНЦО: Ранний гри-бовский 1 1, Чика, Корсар и иностранной селекции Авола. Сорта различались по числу продуктивных узлов и обладали сортовой специфичностью. Высоким числом продуктивных узлов характеризовались сорт Чика и два новых образца (49-4-19 и 50-4-19) (табл.1).

Более низкая урожайность при первом сроке уборки была у сортов Ранний грибовский 11 и Авола (3,92 и 4,14 т/га, соответственно), у которых было меньше продуктивных узлов. Несколько урожайнее были сорта Корсар (4,99 т/га – 4,3 продуктивных узла) и Чика (4,68 т/га – 7,0 узлов). Образцы 49-4-19 и 50-4-19 превосходили все сорта по урожайности зеленого горшка - 5,9 и 7,24 т/га, соответственно.

При втором сроке уборки урожайность у всех сортооб-разцов увеличивалась, но с разной пропорциональностью. Наибольшую прибавку давали сорта с увеличенным числом продуктивных узлов (Корсар, Чика, 49-4-19 и 50-4-19).

Образец 50-4-19 при относительно невысоком числе продуктивных узлов (6,9) имел самые высокие показатели и значительно превосходил все другие образцы по урожайности при первом и втором сроке уборки (7,24 и 9,55 т/га).

Качество свежего и консервированного горошка зависит от консистенции зерна в период технической спелости. Поэтому оценкой качества может служить показатель твердости зеленого горошка, определяемый по финометру. Твердость зеленого горошка всех исследуемых образцов возрастает до конца уборки, но с разной интенсивностью. При этом, показатель твердости горошка увеличивался больше у образцов с минимальным числом продуктивных улов (Авола и Ранний грибовский 11). Сорта с большим числом продуктивных узлов имеют более растянутый период технической спелости, на что указывает процентное отношение показаний финометра второго срока уборки к первому.

Таблица 1. Урожайность зеленого горошка сортов с различным числом генеративных узлов в зависимости от срока уборки, 2018-2019 год

Table 1. Productivity of green peas of varieties with a different number of generative nodes depending on the harvesting period, 2018-2019

Образцы	ЧПУ*	Урожайность зеленого горошка, т/га			Твердость горошка по финометру
		1-й срок уборки	через 3 суток	% к 1 сроку	1-й срок уборки	через 3 суток	%, к 1 сроку
Ранний грибовск. 11	3,6±0,5	3,92	4,7	119,9	42,5	56,6	130,1
Авола	3,4±0,3	4,14	5,15	124,4	43,4	59,2	137,3
Корсар	4,3±0,2	4,99	6,73	134,9	39,7	50,0	125,9
Чика	7,0±1,6	4,68	6,36	135,9	40,0	46,8	117,0
49-4-19	8,1±1,7	5,9	7,71	130,7	39,5	45,5	115,2
50-4-19	6,9±0,8	7,24	9,55	131,9	39,3	45,9	116,8
НСР 05	1,6	1,17	1,34		1,5	5,0

- число продуктивных узлов

Таблица 2. Оценка твердости зеленого горошка по финометру в период технической спелости в зависимости от продуктивного узла, 2019 год

Table 2. Evaluation of the hardness of green peas by finometer during the period of technical ripeness depending on the productive node, 2019

Образцы	Твердость горошка по финометру, по узлам					Выравненность по фракциям, %
	I	II	III	IV	V
Ранний грибовск. 11	43	38	34	-	-	88
Авола	48	42	35	-	-	86
Корсар	42	40	38	36	-	86
Чика	44	40	37	34	-	77
49-4-19	46	42	38	34	30	82
50-4-19	42	42	40	38	34	88

Немаловажное значение имеет выравненность зеленого горошка в период технической спелости. Для этого в первый срок уборки была проведена оценка плотности зерен по узлам (табл. 2).

Так, сорта Ранний грибовский 11 и Авола имеют достаточно разнокачественный горошек. Разница в плотности зерен между первым и третьем узлами составила от 9 до 14 единиц, соответственно. У сортов Корсар и Чика учет выполненных бобов шел по четырем узлам, а разница в показаниях плотности между крайними узлами составила 810 единиц. То есть, зеленый горошек по плотности был более выравненным. Самые высокие показатели качества были у сортообразца 50-4-19. У данного образца оценку горошка проводили по пяти узлам, а разница показаний финометра между первым и пятым узлами составила всего 6 единиц.

Заключение

Выделение ранних форм с измененным характером цветения и смещением центра аттракции на 2-3 узел позволяет вести селекцию на раннеспелость и продуктивность.

Увеличенное число продуктивных узлов (6-8) с непоследовательным цветением дает возможность получать качественный горошек с 4-5 узлов.

Об авторах:

Vladimir A. Ushakov – Cand. Sci. (Agriculture),

Leading Researcher

Irina P. Kotlyar – Cand. Sci. (Agriculture),

Leading Researcher

Irina M. Kaygorodova – Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher

Ekaterina P. Pronina – Cand. Sci. (Agriculture),

Leading Researcher