К вопросу селекции гуара в контексте государственного регулирования технологического обеспечения развития сельского хозяйства России

Несмотря на современное бурное технологическое развитие, вопросы продовольственного обеспечения населения, достижения продовольственной безопасности и тесно связанные с ними вопросы развития отечественного сельского хозяйства сохраняют свою высокую актуальность [1–3]. В этой связи, с 2025 года в Российской Федерации стартовала реализация национального проекта «Технологическое обеспечение продовольственной безопасности», который направлен на развитие аграрной науки и технологий, а также создание условий устойчивого роста производства сельскохозяйственной продукции.

Этот проект уже дает первые результаты в сфере самообеспеченности российского сельского хозяйства отечественными семенами, реализации проектов в сфере генетики, биотехнологий, сельскохозяйственного машиностроения и др. По итогам 2005 года «в Госреестр включены 44 новых сорта и гибрида отечественной селекции, созданных в рамках ФНТП развития сельского хозяйства. Среди них – картофель, соя, кукуруза, подсолнечник, свекла, рапс и другие сельхозкультуры… Достигнуты и первые результаты в сфере биотехнологий для кормовой, а также пищевой и перерабатывающей промышленности. В рамках нацпроекта разработаны две технологии производства отечественных добавок – замороженных заквасок для кисломолочной продукции и кормового фермента липазы. Это позволит расширить применение российских компонентов в производстве и повысить технологическую независимость отрасли» (цит. по:     service/news/natsproekt-tekhnologicheskoe-obespechenie-prodovolstvennoy-bezopasnosti-stimuliruet-razvitie-agrarno/).

Предметом нашего анализа в данной статье является проведение селекционных работ по гуару (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.), имеющему значительный потенциал хозяйственного использования [4, 5].

Общие сведения о гуаре: постановка проблемы

Промышленное культивирование Cyamopsis tetragonoloba и освоение его биокомпонентов активно развивались с 1950-х годов. Технологическую ценность определяет камедь из семян – высоковязкий галактоманнан, формирующий устойчивые гели. Благодаря этому её применяют как структурообразователь и стабилизатор в жидкостях ГРП, как добавку Е412 в пищевых рецептурах, для задания консистенции в косметике и бытовой химии, а также для повышения прочности, удержания пигментов и печатопригодности в текстильной и бумажной промышленности. После экстракции камеди остаётся белковый шрот, используемый в рационах сельскохозяйственных животных и птицы [6].

По оценкам отраслевых обзоров, объём мирового рынка камеди гуара в 2022 г. составлял около 1,2 млрд долл. США; к 2030 г. ожидается рост до ~1,85 млрд долл. США. Производство бобов концентрируется в Индии (порядка 80% мирового объёма, ключевой штат – Раджастхан) и Пакистане (около 15%); посевы есть также в Судане, Австралии, на Шри-Ланке, в Афганистане и в США (штат Техас). Крупнейшим покупателем камеди являются США. Узкая география предложения повышает чувствительность рынка к погодным и логистическим рискам; диверсификация источников сырья уменьшает уязвимость цепочек поставок (см.:    ;

; .

Нефте- и газодобывающие предприятия России практически на 100% зависят от импорта гуаровой камеди, что в условиях колебаний конъюнктуры повышает риски снабже- ния. С учётом доминирующей роли Индии опора на один источник может приводить к сбоям при засухах, нашествиях сельскохозяйственных вредителей и прочих форсмажорных обстоятельствах. Для России требуются диверсификация поставок и развитие собственного сырьевого производства.

Агротребования данной культуры следующие: сумма эффективных температур выше 10°C – 3400–3500°C за сезон, осадки – 350–500 мм за вегетацию; оптимальный посев – при прогреве пахотного слоя до 20°C (см.: . Культура самоопыляемая; гибридизация затруднена, поэтому в традиционной селекции ключевым приёмом остаётся индивидуальный отбор; перспективность генотипов часто ассоциирована с числом бобов на растении [7, 8]. География возделывания, как отмечалось выше, охватывает Индию (родина культуры), Пакистан, США, Австралию, Южную Африку. В РФ предпринимаются попытки промышленного выращивания в южных регионах (Ставропольский и Краснодарский края, Ростовская, Волгоградская и Астраханская области).

Наиболее вредоносные болезни – альтернариозная пятнистость (Syamopsidis Rangaswami & Rao) и бактериоз (Xanthomonas axonopodis pv. cyamopsidis (Patel) Vauterin). Сохранение инфекции в семенах способствует их распространению. Гуар – растение короткого дня; при этом выявлены генотипы с нейтральной реакцией на длину дня, отличающиеся скороспелостью. Чувствительность гуара даже к незначительному понижению суточной температуры убедительно показана в работе Волошина М.И. и др. [9].

Реакция гуара на неблагоприятное воздействие прохладной погоды и связанное с ним возрастающее развитие болезней проявляется в окраске семенной оболочки зерна, служащей косвенным показателем качества зерна (таблица 1). Как следует из таблицы 1, понижение температуры воздуха в период созревания увеличивает долю тёмных семян и снижает их массу. Наиболее неблагоприятные условия отмечены во восточной подзоне в 2016 году (сентябрьские температуры опускались до 12°C). При более высоких температурах (24,7–27,1°C) преимущественно формируются светлые семена [там же].

Таблица 1

Влияние температуры воздуха в период созревания растений на некоторые показатели зерна и семян гуара сорта Синус в Краснодарском крае (2012-2017 гг.) [9]

Подзона края	Год	Средняя температура воздуха в период созревания, °С	Доля зерен в ворохе, %		Масса 1000 семян, грамм		Всхожесть семян, %
			светлая	темная	до очистки	после очистки	лабораторная	полевая
Южная	2012	23,5	81,6	18,4	28,9	35,3	71	54
Центральная	2014	21,9	65,2	34,8	30,1	34,7	73	53
	2016	24,7	98,0	2,0	36,4	38,5	97	85
	2017	26,4	93,9	6,1	37,0	37,4	92	79
Восточная	2015	25,7	94,3	5,7	37,2	39,4	94	85
	2016	22,7	30,8	69,3	25,7	32,1	68	46
	2017	27,1	99,4	0,6	37,2	38,0	97	82
Северная	2013	23,0	78,6	21,4	27,5	31,9	73	48
	2015	25,3	96,2	3,8	38,5	40,3	94	76
НСР	-	-	-	-	4,7	3,2	-	-

Среди теплолюбивых бобовых гуар наиболее требователен к теплу. Посев при температуре почвы около 20°C обеспечивает дружные всходы и снижает риск поражения проростков патогенами. Целесообразно селекционно формировать генотипы, способные прорастать при +10°C и ниже, что удлиняет вегетацию на 10–20 дней и уменьшает долю невызревших семян. Аналогичный подход реализован в селекции сои: созданы сорта, всхожие при 4–7°C, что позволяет использовать сверхранние сроки сева без потери посевных качеств.

Перспективы селекции гуара

По состоянию на 2025 г. в Государственном реестре селекционных достижений РФ зарегистрировано 17 сортов гуара. Большинство ориентированы на получение камеди. Для механизированной уборки важна высота прикрепления нижнего боба: у 7 сортов показатель не указан, ещё у 7 – лишь 2,0–6,5 см; только ВИР-1 и Талисман имеют ≈10 см, что также недостаточно. Для переработчиков значим параметр вязкости камеди, но он указан лишь у пяти сортов (≈6020–6952 мПа·с). Устойчивость к возвратным заморозкам задекларирована только у сорта Авангард (3 балла). Интерес представляет сорт Находка (указана «зимостойкость»; назначение – эфирные масла).

Исследования по югу России показывают влияние способа посева и густоты стояния на элементы структуры урожая и продуктивность. Для условий России важна устойчивость растений к возвратным весенним заморозкам, гарантия урожая, но, данный признак мы находим только у одного сорта Авангард (3 балла), остальные не имеют данного показателя, что может их характеризовать, как неустойчивые к заморозкам. Вместе с тем, вызывает интерес сорт Находка, в его описании мы находим, что данное селекционное достижение обладает таким признаком как «зимостойкость» и предназначен сорт для получения эфирных масел.

Величина, качество урожая семян зависят от устойчивости сорта к болезням, характерные для зоны выращивания, в частности, для гуара: альтернариоз, фузариоз, корневые гнили. Но, в описании сортов гуара, 10 сортов не имеют данной характеристики, или указано «слабо устойчив», у других сортов отмечено «как частично устойчив», что, конечно, не отвечает требованиям индустриальной технологии. В исследовании Волошина М.И. и др., упомянутом нами ранее, получены данные о некоторых особенностях выращивания гуара в условиях юга России, в частности, влияние способа посева на элементы структуры урожая семян гуара, и его урожайность (таблица 2).

В обычном рядовом посеве формирование нижней кисти запаздывало на 7–10 дней; длина соцветий была в 2–3 раза меньше. После осадков в конце июля 2018 г. отмечались повторные цветение и завязь, но большинство бобов не вызрело. Наибольшее число бобов на 1 га сформировал сорт Синус при рядовом посеве, однако по числу семян в бобе он уступал широкорядным вариантам. Семенная продуктивность широкорядных посевов достоверно выше, но прибавка урожайности проявилась главным образом у Синуса; у обоих сортов близкие значения получены при 45-сантиметровых междурядьях. Масса 1000 семян составляла 35–38 г.

Далее рассмотрим модель сорта для условий РФ. Анализ данных указывает на недостаток целевой селекции под индустриальные технологии уборки и высокую извлекаемость камеди. Предлагается целевая модель признаков, приведенная в табл. 3.

Реализация модели требует комплексных исследований (биохимия, фитопатология, ПЦР-скрининг, полевые и лабораторные опыты) в регионах предполагаемого возделывания (Волгоградская, Ростовская, Астраханская области, Краснодарский и Ставропольский края). С учётом длительности селекции (6–8 лет) и общегосударственного значения темы работы целесообразно выполнять в государственных НИУ. ФГБНУ ФНЦО располагает компетенциями по бобовым культурам и сетью филиалов, что позволяет организовать предбридинговые и эколого-географические испытания в рамках одного учреждения.

Таблица 2

Влияние способа посева на урожайность селекционных сортов гуара при различной густоте стояния растений (среднее за 2017-2018 гг.)

Способ посева (см)	Густота стояния растений к уборке, тыс. шт. / га	Высота растений, см	Количество зрелых кистей, шт. / раст.	Количество бобов, шт./раст.	Масса семян, грамм / раст.	Урожайность, ц / га
	Сорт Вектор
Рядовой (15)	418	51	6	27	5,2	21,7
Широкорядный (45)	220	71	9	52	9,2	21.7
Широкорядный (70)	153	89	10	78	121	18,5
Сорт Синус
Рядовой (15)	540	42	5	23	3,5	18,9
Широкорядный (45)	184	65	10	55	11,8	21,7
Широкорядный (70)	138	77	12	86	16,1	22,2
НСР05	56	9,3	0,7	16	5,4	1,2

Таблица 3

Характеристика модели сорта гуара для России

Сортовые признаки	Параметры
Вегетационный период, дней	85-120
Тип растения	одностебельный, детерминантный
Высота растения, см	90-100
Количество бобов на растении, шт.	100
Количество зрелых кластеров на растении, шт.	10-12
Количество семян в бобе, шт.	10-12
Масса 1000 шт. семян, грамм	40
Высота прикрепления нижнего боба от поверхности земли, см	15
Устойчивость к возвратным весенним заморозкам	устойчив
Устойчивость к засухе	устойчив
Устойчивость к основным болезням: фузариоз, ас-кохитоз, бактериоз, корневые гнили	устойчив
Характер созревания бобов	одновременное
Содержание камеди в семенах, %	50
Вязкость камеди, сПз	9000
Созревание кистей по высоте растения	дружное, одновременное

Фотопериодизм представляет собой реакцию растений на соотношение продолжительности светового и тёмного периодов суток. Этот феномен играет ключевую роль в регуляции жизненного цикла растений, определяя переход от вегетативной фазы, характеризующейся ростом зелёной массы, к репродуктивной стадии, включающей цветение и плодоношение. Гуар относится к короткодневным растениям, что означает необходимость сокращения светового периода до определённой критической отметки для инициации процесса цветения. Для большинства короткодневных культур эта критическая длина светового дня составляет 12-14 часов, и гуар соответствует этому требованию.

В природных условиях гуар начинает цвести при длине светового дня, сокращающейся до 11-13 часов. Эта особенность обусловлена происхождением растения из тропических и субтропических регионов Индии и Пакистана, где сезонные изменения длины дня менее выражены по сравнению с умеренными широтами, а оптимальные условия для цветения возникают в определённые периоды года. Механизм фотопериодической регуляции цветения гуара можно описать следующим образом:

• 1.    При уменьшении продолжительности светового дня, например, в осенний период, растение получает сигнал к началу репродуктивной фазы. Это является естественным триггером, воспринимаемым растением как признак приближающегося сезона, благоприятного для развития семян.

• 2.    В случае сохранения продолжительности светового дня на уровне более 14-16 часов, процесс цветения гуара задерживается. Растение продолжает накапливать вегетативную массу, но не переходит к формированию цветочных бутонов и плодов.

Данная особенность создаёт определённые трудности при выращивании гуара за пределами его естественного ареала, особенно в северных регионах. В условиях длинного летнего светового дня, превышающего требуемую для стимуляции цветения продолжительность, наблюдаются следующие последствия: смещение сроков созревания на более поздние периоды; риск неполного прохождения полного цикла развития растения до наступления холодов; снижение общей урожайности вследствие нарушения естественного ритма развития.

Таким образом, фотопериодическая чувствительность гуара является не только биологическим феноменом, но и важным агрономическим фактором. Для успешного культивирования данной культуры в новых климатических условиях необходимо либо использовать сорта с меньшей зависимостью от длины дня, либо адаптировать сроки посева таким образом, чтобы период цветения приходился на оптимальное время с соответствующей продолжительностью светового дня.

Заключение

Итак, селекция гуара в России имеет важное народнохозяйственное значение. Генетические источники рассмотренных нами признаков возможны в сортах американского происхождения, отличающихся от индийских по морфологическим и технологическим характеристикам. Биополимерная основа камеди – галактоманнан с β-маннановым скелетом и α-галактозными боковыми ответвлениями; вариабельность соотношения манноза: галактоза, молекулярной массы и распределения боковых цепей определяет технологические свойства (вязкость, гидратацию и др.). Параллельно с селекцией необходимо отрабатывать технологии семеноводства, обеспечивая связку первичного и товарного семеноводства; циклы высших репродукций занимают 5–6 лет и могут быть организованы на базе филиалов ФГБНУ ФНЦО.