Изменение хозяйственно полезных признаков в процессе улучшающего семеноводства кондитерских сортов подсолнечника

Научная статья УДК 633.854.78

Введение. В Российской Федерации подсолнечник является одной из основных масличных культур и показывает устойчивый рост производства.

Современная селекционная работа с культурой направлена на повышение мас-личности семян (масличные сорта) и на выведение крупноплодных форм (кондитерские и грызовые сорта) для применения в кондитерском производстве и пищевых целях.

Важным аспектом производства крупноплодного подсолнечника является адаптация к различным рыночным запросам: крупные размеры семян (масса 1000 семян 130– 160 г), содержание белка в семенах не менее 16–18 %, лузжистость 25–30 %, маслич-ность на уровне 42–44 % т.д. [1; 2]. Основным элементом остается увеличение урожайности [2]. Для этого в качестве посевного материала необходимо использовать высокопродуктивные семена [3].

Согласно ст. 1 ФЗ №-454 «О семеноводстве», сорт – это группа сельскохозяйственных растений, которая определяется по степени выраженности признаков, характеризующих данные генотип или комбинацию генотипов, отличается от других групп сельскохозяйственных растений того же ботанического таксона одним или несколькими признаками либо степенью выраженности признаков и является стабильной [4]. Тем не менее экспериментальные данные, полученные рядом отечественных ученых при изучении сортовых популяций, не исключают возникновения такого процесса как гетерогенность [5–8]. Длительное использование сортов подсолнечника позволяет формировать ряд генетических комбинаций, которые по хозяйственно полезным признакам могут отличаться от стандарта как в лучшую, так и в худшую сторону [9]. Именно данный фактор осложняет работу по сохранению высокой сортовой чистоты подсолнечника при его репродуцировании на стадиях первичного и промышленного семеноводства.

Современная оценка сортовой популяции строится на понимании того, что полиморфизм является основным механизмом селекционной работы. Сложная структура способна сформировать высокие адаптивные свойства, лучшие качественные и количественные признаки. С учетом сложности состава популяций возникает необходимость использовать особые подходы в методах семеноводческой работы с культурой.

В своем историческом развитии приемы семеноводства сортов подсолнечника претерпевали значительные изменения. Изначально селекционная работа велась методом массового отбора растений, схожих по своим фенотипическим качествам. В лучшем случае данный метод позволял проводить поддерживающее семеноводство без улучшения хозяйственно ценных признаков. По признанию самого В.С. Пу-стовойта, за 7 лет исследований такой подход к семеноводству принес очень скромные результаты по продуктивности сортов подсолнечника.

Академик В.С. Пустовойт считал, что принципы селекционной работы должны быть взаимосвязаны с семеноводством культуры. Основным моментом работы с популяциями стал индивидуальный отбор растений (семей) с тем отличием, что в селекции ведется положительный отбор популяций (лучших по своим показателям), а в семеноводстве – негативный (выбраковка семей с пониженной продуктивностью). В отличие от селекционных практик, где создание нового биотипа включает в себя несколько этапов, в семеноводстве идет непрерывный процесс размножения районированных сортов при сохранении их морфологической особенности и продуктивности. Важно отметить, что данная система исключает использование репродукционных семян ниже первой репродукции (РС1). Основываясь на полученных результатах, В.С. Пустовойт внедрил в производство подсолнечника принципиально новую схему улучшающего семеноводства (рис. 1) [10–12].

Оценка по комплексу хозяйственно полезных признаков

Рисунок 1 – Схема улучшающего семеноводства подсолнечника (ориг.)

Fig. 1 – Scheme of improved seed production of sunflower (orig.)

С учетом обоснованности применения селекционных методов в схему первичного семеноводства подсолнечника был введен питомник оценки потомств (ПОП). Его роль – обеспечить негативный отбор номеров по морфометрическим показателям и по продуктивности популяций, не достигающих уровня контрольного сорта [13].

Такой способ оценки и отбора семей не раз доказал свою эффективность при работе с подсолнечником, поэтому был взят за основу предлагаемой усовершенствованной схемы улучшающего семеноводства кондитерских сортов (рис. 2).

В лабораторных условиях отбор наиболее продуктивных популяций кондитерских сортов подсолнечника из резервов оригинальных семян (ОС), где N – количество отобранных номеров

В фазе 2-3 настоящих листьев – выбраковка семей с пониженной всхожестью (n <10), затем оценка по комплексу хозяйственно полезных признаков, где n – количество растений на делянке

Оценка и отбор лучших семей по количественным и качественным признакам (N>90)

Питомник оценки потомств

Рисунок 2 – Усовершенствованная схема улучшающего семеноводства кондитерских сортов подсолнечника (ориг.)

Fig. 2 – Optimized scheme of improved seed production of confectionary sunflower varieties (orig.)

Материалы и методы. Опыты проводили в период 2021–2024 гг. на Центральной экспериментальной базе ФГБНУ ФНЦ

ВНИИМК (ЦЭБ ВНИИМК). Погодно-кли матические условия исследования пред ставлены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Погодно-климатические условия за период исследований (ориг.)

Fig. 3 – Weather and climatic conditions during research (orig.)

Погодные условия первого и последнего года испытания были неблагоприятными для роста и развития подсолнечника с тем отличием, что в 2021 г. выпали обильные осадки, а в 2024 г. наблюдался их дефицит. По температурному режиму и осадкам за период 2022–2023 гг. складывались выгодные условия для формирования качественных и количественных признаков культуры.

В процессе оценки в лабораторных условиях отбирались лучшие по своим показателям 90 семей сортов Белочка и Караван. В полевой сезон семена отобранных номеров высевались вручную в один ряд по методу парных стандартов (рис. 2). Контролем служили оригинальные семена урожая последнего года (репродукция 2021–2024 гг., в зависимости от года исследования). В процессе роста и развития культуры, при появлении 2–3 настоящих листьев, проводили браковку делянок, где количество растений было ниже 50 % от общего числа. Затем выполняли биометрические измерения растений на каждой делянке.

Уборку делянок производили в два этапа: срезание корзинок, затем их обмолот на комбайне Wintersteiger Classic. Каждую делянку убирали в отдельный пакет. Убранные семена оценивали по комплексу признаков: лабораторная всхожесть, энергия прорастания, урожайность и масличность. Для этого семенные пробы отбирали согласно ГОСТ 12036-85 [14].

Лабораторную всхожесть и энергию прорастания определяли согласно ГОСТ 12038-84 [15]. Показатель массы 1000 семян считали по ГОСТ 12042-80 [16]. Мас-личность семян (%) – на ЯМР-анализаторе АМВ-1006М в лаборатории физических методов исследования по ГОСТ 8596-2010 [17]. Урожай учитывали в программе Excel.

Результаты и обсуждение. Оценка вариабельности биометрических показателей показала ограниченный размах изменчивости. Согласно полученным результатам, у сорта Белочка высота растений варьировала в пределах 187–190 см, диаметр корзинки – 21–23 см. У сорта Караван биометрические показатели популяции изменялись по высоте растений – от 187 до 192 см, по диаметру корзинки – от 20 до 23 см (табл. 1).

Таблица 1

Биометрические параметры крупноплодных сортов подсолнечника кондитерского направления за годы испытаний

Table 1

Biometric parameters of confectionary sunflower varieties during the trial years

Сорт	Год испытаний	Высота растений, см	Отклонение от стандарта	Диаметр корзинки, см	Отклонение от стандарта
Белочка (st)		188	-	22	-
Белочка	2021	187	-1	21	-1
	2022	189	+1	21	-1
	2023	190	+2	23	+2
	2024	189	+1	22	0
Σ x̅		189	+1	22	0
Караван (st)		189	-	23	-
Караван	2021	187	-2	20	-3
	2022	188	+1	24	-1
	2023	192	+3	23	0
	2024	188	+1	23	0
Σ x̅		189	0	23	0

Посевные качества семян кондитерских сортов подсолнечника в процессе применения усовершенствованной схемы улучшающего семеноводства представлены в таблице 2. Прослеживается положительная динамика повышения лабораторной всхожести изучаемых сортов – в среднем на 9 %; по энергии прорастания – в среднем на 7 %. Процент невсхожих семян, к категории которых относятся загнившие и ненормально проросшие семена, в среднем по опыту составил 8 %. Непроросшие семена (набухшие и твердые) – в среднем 6 %. Вследствие влияния неблагоприятных погодных условий в 2021 г. у изучаемых сортов сформировались низкие посевные показатели. Анализ данных за 2021–2024 гг. выявил тенденцию к снижению отклонения от показателей сорта-стандарта, что указывает на успешность отбора высокопродуктивных семей крупноплодных сортов подсолнечника Караван и Белочка.

Полученные экспериментальные данные по комплексу хозяйственно полезных признаков представлены в таблице 3.

Таблица 2

Результаты отбора продуктивных семей кондитерских сортов подсолнечника за годы исследования

Table 2

Results of the selection of high-yielding families of confectionary sunflower varieties over the research years

Сорт	Год испытаний	Лабораторная всхожесть, %	Отклонение от стандарта	Энергия прорастания, %	Отклонение от стандарта	В том числе, %
						н/п1	н2	тв3	з4
Белочка (st)		90	-	75	-	1	4	3	2
Белочка	2021	82	-8	69	-6	2	3	4	9
	2022	85	-5	72	-3	2	3	3	7
	2023	86	-4	74	-1	4	4	2	4
	2024	91	+1	75	0	0	2	3	7
Σ x̅		86	-4	72	-3	2	3	3	6
Караван (st)		91	-	77	-	2	2	2	3
Караван	2021	83	-8	68	-9	3	4	3	7
	2022	86	-5	71	-6	1	4	3	6
	2023	87	-4	72	-5	5	2	1	5
	2024	91	0	76	-1	1	2	3	3
Σ x̅		87	-3	78	+1		3	3	5

Примечание: 1 – ненормально проросшие семена; 2 – набухщие семена; 3 – твердые семена; 4 – загнившие семена

Таблица 3

Хозяйственно полезные признаки кондитерских сортов подсолнечника за годы испытаний

Table 3

Economically important traits of confectionary sunflower varieties identified during the trial years

Сорт	Год испытаний	Урожайность, т/га	Отклонение от стандарта	Масса 1000 семян, г	Отклонение от стандарта	Масличность, %	Отклонение от стандарта
Белочка (st)		3,85	-	103	-	44,2	-
Белочка	2021	3,05	-0,80	93	-10	42,2	-2
	2022	3,52	-0,33	109	+6	42,4	-1,8
	2023	3,97	+0,12	111	+8	44,3	+0,1
	2024	3,72	-0,13	105	+2	43,9	-0,3
Σ x̅		3,56	-0,29	105	+2	43,2	-1,0
НСР 05           0,27                      2                           0,3
Караван (st)		4,06	-	112	-	44,5	-
Караван	2021	3,10	-0,96	95	-17	42,1	-2,3
	2022	3,66	-0,40	108	-4	43,1	-1,3
	2023	4,25	+0,19	115	+3	44,6	+0,3
	2024	4,10	+0,04	110	-2	43,7	-0,8
Σ x̅		3,77	-0,29	107	-5	43,3	-1,2
НСР 05           0,31                       4                           0,2

Результаты исследований за 2021– 2023 гг. свидетельствуют о повышении урожайности кондитерских сортов подсолнечника: у сорта Белочка по сравнению со стандартом прирост составил 3 %, у сорта Караван – 5 %. Данный эффект обусловлен сочетанием целенаправленного отбора продуктивных номеров и благоприятных погодноклиматических условий. При этом экстремальные агроклиматические условия 2024 г. привели к снижению показателя у сорта Белочка на 4 %, у сорта Караван наблюдалось небольшое превышение контрольного биотипа. Положительная динамика массы 1000 семян популяций кондитерского подсолнечника (+3 г и +8 г к 2023 г.) сменилась к последующему году отрицательной у сорта Караван (-2 г). У сорта Белочка наблюдается повышение показателя массы 1000 семян по сравнению со стандартом на 2 г. Масличность кондитерских сортов подсолнечника находилась в пределах 42–44 % за весь период исследования, что говорит о стабильности показателя. Стоит отметить, что накопление продуктивных биотипов способствовало достижению значения сорта-стандарта к третьему году испытания (табл. 3).

Заключение. Применение усовершенствованной схемы улучшающего семеноводства кондитерского подсолнечника, предусматривающей выбраковку популяций с пониженной всхожестью, обеспечило повышение продуктивности изучаемых биотипов. В период за 2021–2024 гг. лабораторная всхожесть увеличилась на 8– 9 %, энергия прорастания – на 6–8 %. Интенсивность отбора продуктивных номеров к 2023 г. привела к увеличению урожайности на 3–5 %, массы 1000 семян на 3–8 г соответственно. Установлено снижение изучаемых показателей в 2024 г. (урожайность – на 4 %, масса 1000 семян – на 2 г) вследствие влияния неблагоприятных условий выращивания. Незначительный размах изменчивости свидетельствует о стабильности популяций кондитерских сортов подсолнечника по признакам высота растений, диаметр корзинки и мас-личность. В результате были отобраны лучшие по комплексу признаков номера для дальнейшей селекционной работы.