Коллекционные образцы овощных бобов (Vicia faba L.), наиболее устойчивые к болезням в условиях Южной лесостепи Западной Сибири

Автор: Безуглова Е.В., Казыдуб Н.Г., Лемешова Л.Н.

Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau

Рубрика: Агрономия

Статья в выпуске: 1 (57), 2025 года.

Бесплатный доступ

Овощные бобы ( Vicia faba L. ) - культура, семена которой содержат много резистентного крахмала и высокий процент легкоусвояемого человеческим организмом белка. Отсутствие сортов, хорошо адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям, малые объемы производства семян в значительной степени сдерживают распространение бобов в России. Условия южной лесостепи Западной Сибири благоприятны для их выращивания. Достижения отечественной селекции по этой культуре скромные. Поэтому работа по созданию исходного материала овощных бобов с устойчивостью к основным заболеваниям актуальна. Ближайшая задача в селекции овощных бобов - создание сорта, наиболее устойчивого к грибным, бактериальным и вирусным заболеваниям, способного давать высокие урожаи зеленой массы и семян. Исследования проводились в Учебно-опытном хозяйстве Омского ГАУ в 2023-2024 гг. на опытном участке селекционного севооборота, расположенном в зоне южной лесостепи Западной Сибири. В статье представлены результаты изучения образцов овощных бобов по устойчивости к заболеваниям. Белорусские, Русские черные, Сладкий Лоран, Тюменские темные, Янкель Бялы, Белая гвардия и сорт немецкой селекции Dreifach Weibe могут быть рекомендованы как источники устойчивости к заболеваниям в условиях южной лесостепи Западной Сибири. Во влажном 2024 г. выявлена средняя положительная связь между урожайностью семян и уровнем заражения аскохитозом.

Еще

Овощные бобы, диагностика патогена, аскохитоз, альтернариоз, фузариоз, мучнистая роса

Короткий адрес: https://sciup.org/142244262

IDR: 142244262

Текст научной статьи Коллекционные образцы овощных бобов (Vicia faba L.), наиболее устойчивые к болезням в условиях Южной лесостепи Западной Сибири

Согласно докладу ООН в 2050 г. население Земли достигнет 9,8 млрд, а в 2100 г. – 11,2 млрд. Постоянно растущее население и его потребности в пище, а также природные катаклизмы – основные проблемы, поиск решения которых необходим [1]. Овощные бобы – высокобелковая культура с высоким процентом легкоусвояемого человеческим организмом белка, семена содержат много резистентного крахмала, не содержат лютеин или зеаксантин. Уникальный биохимический состав семян делает овощные бобы продуктом лечебно-профилактического назначения [2]. Семена бобов содержат 26–34% белка, 0,8–1,5% жира, 50–55% углеводов. В пищу используют не вполне зрелые плоды или недозрелые зерна.

Одним из направлений Программы селекции растений является выведение сортов, устойчивых к болезням [3]. В полевых условиях растения обычно поражаются целым комплексом патогенов [4]. Недостаток сортов, хорошо адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям, малые объемы производства семян в значительной степени сдерживают распространение бобов в России [5]. Отсутствие интереса к возделыванию культуры овощных бобов у нынешних производителей сельхозпродукции объясняется в основном низкой урожайностью, недостаточно развитой технологичностью существующих сортов. Обусловлена низкая урожайность в регионе и физиологическими причинами: высокой чувствительностью к дефициту влаги при набухании семян и прорастании, растянутым периодом цветения и созревания овощных бобов, а также недостаточной устойчивостью к болезням и вредителям при выращивании на сухие семена [6]. Один из основных факторов, определяющих урожайность – эффективная защита от болезней [7].

Для успешного осуществления профилактических и защитных мероприятий посевов овощных бобов необходима правильная диагностика патогена [8]. У абиотических и биотических факторов окружающей среды большое влияние на распространенность возбудителей болезней растений. Основные негативные последствия изменения климата могут проявиться в снижении климатической устойчивости сортов к болезням [9]. Контрастные погодные условия, когда после обильных осадков часто наступают продолжительные периоды засухи с высокой дневной температурой воздуха, оказывают отрицательное влияние на вегетацию овощных бобов. И болезни, которые не проявились на ранней стадии развития растения, начинают быстро прогрессировать.

В условиях южной лесостепи Западной Сибири овощные бобы поражаются: аскохитозом, фузариозом, ржавчиной, а также специфическими для них болезнями – черной ножкой и макроспориозом – пятнистостью листьев, существенно снижающих урожайность и качество посевного материала [6]. В годы, когда происходит широкое распространение болезней, урожайность снижается до 25–50% [9].

Цель наших исследований – выделение образцов овощных бобов, наиболее устойчивых к болезням в южной лесостепи Западной Сибири.

Условия, материалы и методы исследования

Исследования проводились в Учебно-опытном хозяйстве Омского ГАУ в 2023 и 2024 гг. на опытном участке селекционного севооборота, расположенного в зоне южной лесостепи Западной Сибири. Почвы опытного поля представлены черноземами обыкновенными, выщелоченными и лугово-черноземными. Маломощная малогумусовая среднесуглинистая почва по гранулометрическому составу благоприятна для произрастания овощных бобов [10]. Положительная сторона климата: обилие cолнечного света и тепла в период вегетации компенсирует краткость периода положительных

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57) AGRONOMY температур и ускоряет вегетацию растений. По данным Гидрометеоцентра, природа районов Западной Сибири отличается богатством света и тепла. Продолжительность солнечного сияния составляет более 2200 часов в год, т.е. не уступает в этом отношении Кубани. Продолжительный день весной и в первой половине лета (16–17 ч) способствует ускоренному развитию растений овощных бобов [11].

Объект исследования – 17 образцов овощных бобов.

Опыты закладывались по Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989), Методическим указаниям по изучению коллекции зерновых бобовых культур (ВИР, 1975), Методическим указаниям по применению классификатора рода Vicia faba L . (1980). Предшествующей культурой в севообороте была яровая мягкая пшеница. Образцы высевали 17 мая по 10 семян в каждой из 4 повторностей (общее число учетных растений – 36 шт.). Схема посева: междурядья – 60 см, в ряду между растениями – 10 см, глубина заделки семян – 6–8 см. Посев и уборку проводили вручную. Оценивали болезни в полевых условиях по Методам определения болезней и вредителей сельскохозяйственных растений (1987) и Международному классификатору СЭВ культурных видов рода Vicia faba L. ( 1985).

Метеорологические условия вегетационного периода оценивали по данным Гидрометцентра ФГБУ «Обь-Иртышское УГМС» [12].

Май 2023 г. отличался высокой температурой воздуха и в целом был засушливым. Средняя температура на 5,8 °С выше нормы – такое положительное отклонение отмечено впервые. Лето 2023 г. было теплым с дефицитом увлажненности. За весь летний период выпало 110,6 мм осадков (норма – 165 мм), ГТК составило 1,0 ед.

Май 2024 г. был дождливым и прохладным в сравнении с маем 2023 г. Но для посева коллекции овощных бобов такие условия очень благоприятные, так как они любят прохладную умеренно влажную погоду. Среднемесячная температура воздуха июня и июля была в пределах средних многолетних значений (+22,0 °С) и отклонение от нормы не превысило 20%. Дождливые месяцы с осадками на 20–50% больше нормы, поэтому вегетационный период затянулся. В августе среднемесячная температура и количество осадков находились в пределах нормы, средняя температура составила +17,0 °С, ГТК – 1,3.

Таким образом, контрастные погодные условия в период исследования способствовали более полному анализу образцов на естественном инфекционном фоне в почвенно-климатических условиях южной лесостепи Западной Сибири.

Полученные экспериментальные данные статистически обрабатывали по методике Б.А. Доспехова (1985).

Результаты и их обсуждение

Погодные условия в годы проведения опытов отличались неустойчивым и неравномерным распределением осадков в течение вегетационного периода, способствуя развитию у коллекционных образцов овощных бобов таких заболеваний, как аскохитоз, альтернариоз, фузариоз, мучнистая роса.

В 2023 г. из-за высокой температуры воздуха и долгого отсутствия осадков всходы появлялись неравномерно и с опозданием – процесс был заторможен засухой, которая благотворно влияет на развитие патогенов.

Отметим, что овощные бобы – влаго- и холодолюбивое растение, поэтому от жары испытывают стресс, в результате иммунитет ослабевает, приводя к быстрому заражению патогенами. В летний период 2023 г. стояла жаркая погода с температурой выше + 25 °C и редкими, но обильными осадками. На растениях стали проявляться признаки поражения грибным заболеванием аскохитоз ( Ascochytapisi Lib.,

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

AGRONOMY

Ascochytapinodes L.K. Jones ). Наибольшая интенсивность его развития наблюдается при температуре +20…25 °C, инфекционное начало сохраняется в форме пикнид, псевдотеций, грибницы, хламидиоспор. Последние остаются жизнеспособными в почве до четырех лет и при отсутствии других источников инфекции служат причиной развития аскохитоза. Воздействие фитопатогена задерживает развитие и рост растения. Листья преждевременно усыхают и опадают. Семена в бобах созревают неравномерно, оставаясь щуплыми. Семенной материал больных растений не имеет достаточной энергии прорастания и отличается низкой всхожестью [13].

Различают два типа аскохитоза: бледно- и темно-пятнистый. Возбудитель бледнопятнистого аскохитоза – гриб A. pisi поражает преимущественно бобы и семена, реже стебли и листья. A. pinodes, возбудитель темно-пятнистого аскохитоза, поражает все органы растений [14]. Порог вредоносности составляет 25%.

Семена образцов бобов в фазу молочной спелости в разной степени были поражены аскохитозом. В 2023 г. наименьшее поражение (5%) наблюдалось у сортов: Русские черные, Тюменские темные, Белая гвардия, а наибольшее – у образца Бобчинские (75 %). В 2024 г. наименьшее поражение (5%) отмечено на образцах Русские черные и Сладкий Лоран, наибольшее (90%) – у Hangdown Grunkernig (табл. 1).

Поражение коллекционных образцов овощных бобов грибными заболеваниями, %

Сорт / образец

Аскохитоз

Альтернариоз

2023 г.

2024 г.

2023 г.

2024 г.

Белорусские (St)

25

20

25

5

Русские черные

5

5

0

0

Велена

25

60

5

5

Тюменские светлые

50

50

25

10

Тюменские темные

5

10

25

0

Hangdown Grunkernig

15

90

25

0

Dreifach Weibe

10

40

5

0

Черный жемчуг

50

10

5

10

Белая гвардия

5

20

25

0

Бобчинские

75

50

5

25

Царский урожай

25

50

25

5

Вировские

50

40

5

20

Белые сахарные

50

50

5

10

Бобы Гиганты

50

20

25

10

Белый жемчуг

50

20

25

20

Янкель Бялы

25

10

5

15

Сладкий Лоран

25

5

5

5

Поврежденные аскохитозом семена не достигают фазы полной спелости, остаются неразвитыми и щуплыми (рис. 1), в итоге урожайность снижается (рис. 2).

А. Сорт Белорусские (St.)

Б. Сорт Янкель Бялы

В. Сорт Вировские

Г. Сорт Белый жемчуг

Рис 1. Проявление аскохитоза у коллекционных образцов овощных бобов на плодах и семенах в фазу молочной спелости.

Учебно-опытное хозяйство Омского ГАУ, 2024 г.

AGRONOMY

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

Рис. 2. Влияние зараженности аскохитозом на урожайность образцов овощных бобов. Учебно-опытное хозяйство Омского ГАУ , 2023 и 2024 гг.

Зараженностьболезнью, %

Урожайность, г/м2

Альтернариоз (Alternariatenuis Nees) – еще одно грибное заболевание, которое обнаружено нами на коллекционных образцах овощных бобов. Поражает ослабленные растения и может проявляться как вторичная инфекция. На листьях появляются довольно крупные коричневые или темно-бурые пятна с концентрической зональностью. В местах поражения гриб образует большое количество конидиеносцев и конидий в виде оливковых или черных точек. Пораженные ткани становятся хрупкими и ломкими [14]. Порог вредоносности составляет 25 %.

В период исследований пораженность коллекционных образцов альтернариозом проявлялась с разной интенсивностью (таблица). В 2023 г. – 25% у образцов: Белорусские (St), Тюменские светлые, Тюменские темные, Hangdown Grunkernig, Белая гвардия, Царский урожай, Бобы Гиганты, Белый жемчуг. Выявлены устойчивые образцы: Русские черные – 0%; Велена, Dreifach Weibe, Черный жемчуг, Бобчинские, Вировские, Белые сахарные, Янкель Бялы, Сладкий Лоран – 5% (рис. 3).

В 2024 г. высокая устойчивость к поражению болезнью у образцов: Русские черные – 0%, Велена, Dreifach Weibe, Сладкий Лоран – 5% (рис. 3), которые следует использовать в селекционном процессе как источник устойчивости. Образец Бобчинские имел наибольший процент поражения – 25% (рис. 4).

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

AGRONOMY

Рис. 3. Влияние зараженности альтенариозом на урожайность образцов овощных бобов. Учебно-опытное хозяйство Омского ГАУ , 2023 и2024 г.

Фузариоз (Fusariumpoae) является одним из самых опасных заболеваний бобов во всем мире. Поражению и развитию болезни способствуют высокие температуры воздуха и неустойчивый водный режим [15]. Порог вредоносности составляет 5–7% развития болезни. В разные периоды и на разных сортах бобов проявление болезни провоцирует потерю листьев, почернение и высыхание репродуктивных органов растения [16].

В 2023 г. растения бобов в коллекции при прохождении фаз всходы - цветение -образование бобов не успели заразиться фузариозом. Но в фазе налива бобов болезнь начала быстро развиваться и прогрессировать. В 2024 г. коллекционные образцы в меньшей степени поражались фузариозом, который был выявлен только на единичных растениях образцов Тюменские светлые и Черный жемчуг – 10% (рис. 5).

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

AGRONOMY

А. Фаза цветения

Б. Фаза образования бобов

Рис 4. Проявление альтернариоза на растениях сорта бобов Бобчинские. Учебно-опытное хозяйство Омского ГАУ , 2024 г.

А. Фаза цветения, образец Тюменские светлые

Б. Фаза образования бобов, образец Тюменские светлые

В. Фаза цветения, образец Черный жемчуг

Г. Фаза образования бобов, образец Черный жемчуг

Рис. 5. Проявление фузариоза на растениях коллекционных образцов овощных бобов. Учебно-опытное хозяйство Омского ГАУ , 2024 г.

У коллекционных образцов в 2024 г. зафиксировано еще одно заболевание – мучнистая роса, которое проявилось в слабой степени и лишь на образце Вировские – 10% (рис. 6). На листьях и стеблях появляется белый налет грибницы, образуются конидии гриба, листья поэтому приобретают вид как бы осыпанных мукой [17; 18]. При сильном поражении вегетативных и генеративных органов на больных растениях, по сравнению со здоровыми, образуется меньше бобов, соответственно меньше семян с растения, снижается масса 1000 семян. Оптимальные условия для прорастания конидий возбудителя мучнистой росы 18...22 °С и относительная влажность 60–80%. В течение короткого периода времени белый налет покрывает почти всю поверхность наземных органов – листьев, стеблей и бобов [16].

Для корректного ведения селекционного процесса необходимо учитывать взаимовлияние структурных элементов растения, так как отбор по одному из них влечет за собой изменение остальных.

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

AGRONOMY

А

Б

Рис. 6. Проявление грибного заболевания мучнистой росы на растениях образца Вировские до фазы образования бобов. А – болезни на листьях Б – цветения (почернение и опадение цветков).

Учебно-опытное хозяйство Омского ГАУ , 2024 г.

Так, в наших исследованиях при определении коэффициента корреляции между устойчивостью образцов к аскохитозу и массой 1000 семян в 2023 г. установлена слабая связь (r = 0,32 ± 0,24 ) . Средняя масса 1000 семян составила 780 г. В 2024 г. между этими показателями установлена сильная связь (r = 0,89 ± 0,14) при средней по опыту массе 1000 семян – 495 г.

В 2023 г. корреляция между урожайностью семян и уровнем заражения аскохитозом не выявлена, но во влажном 2024 г. зависимость средняя (r = 0,53 ± 0,22). Менее устойчивые образцы были более урожайными.

Заключение

Проведенные исследования показали, что в контрастных климатических условиях южной лесостепи Западной Сибири в 2023 и 2024 гг. у коллекционных образцов бобов овощных наиболее распространенными заболеваниями были: аскохитоз (75% – Бобчинские, 90% – Hangdown Grunkernig) и альтернариоз (от 5 до 25%). На основании анализа полученных данных выделены источники для селекции на устойчивость к грибным заболеваниям – Белорусские, Русские черные, Сладкий Лоран, Тюменские темные, Янкель Бялы, Белая Гвардия и сорт немецкой коллекции Dreifach Weibe.

Статья научная