Морфофизиологические параметры перспективного сорта бобов для ЦЧР РФ как цели селекции

Орлецкие , Мария , Стрелецкие – высокоурожайные ), которые адаптированы для возделывания в Центрально - Чернозёмном регионе России .

Опытный материал выращивался в полевом селекционном севообороте на делянках площадью 10 м ² в 4- х кратной повторности . Посев проводился селекционной сеялкой ССФК -6-10 в оптимальные для зоны сроки . Расположение делянок – рендомизированное [8].

При наблюдениях за ростом и развитием растений и комплексной оценке образцов применяли общепринятые методики [20,19].

Особенности формирования фотосинтетического потенциала и фотосинтетической деятельности растений сортообразцов кормовых бобов определяли по следующим показателям:     площадь ассимилирующей поверхности листьев весовым методом [16]; фотосинтетический потенциал (ФП), чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) и удельную поверхностную плотность (УПП) листьев по методике [24]; содержание хлорофилла «а» и «в» в тканях листьев спектрофотометрически с использованием прибора СФ-26 в спиртовой вытяжке.

Морфологические признаки путём прямого их учёта у 20 типичных растений каждого сортообразца в 2- х кратной повторности . Линейную плотность стебля ( ЛПС ) – отношением сухой массы стебля к его длине ( мг / см ), а накопление сырой и сухой биомассы отдельными органами – весовым методом по основным фазам развития . Образцы сушили при 105⁰ С в сушильном шкафу марки КВС G-100/250.

Математическая обработка данных проводилась в вычислительном центре ВНИИЗБК на персональных компьютерах с использованием дисперсионного и корреляционного анализов .

Результаты и их обсуждение

Обобщение полученных экспериментальных и литературных данных по исследованиям , позволило заключить , что получение высокой и качественной урожайности кормовых бобов в настоящее время и на ближайшую перспективу будет определяться созданием сортов , характеризующихся высокой 51

степенью сбалансированности морфофизиологических признаков растений и эффективностью использования их потенциала в каждой природноклиматической зоне возделывания. В процессе селекции данной культуры это должно достигаться, с одной стороны, за счёт сокращения продолжительности вегетационного периода (на 20-30 дней) и активности вегетативного роста в период налива семян (до проявления генетической детерминантности), облиственности (на 6-9 шт.) и фотосинтетического потенциала (на 20-30%), длины стебля (в среднем на 25-35 см), числа узлов в вегетативной части стебля (на 2-3 шт.) и в генеративной части стебля (на 9-10 шт.). С другой – за счёт увеличения уборочного индекса (на 5-10%), удельной поверхностной плотности листовых пластинок (в среднем на 20%) и чистой продуктивности их фотосинтеза (на 20-25%), а также хозяйственной эффективности в период налива семян. В условиях ЦЧР данные признаки ещё не достигли оптимальных значений и требуют дальнейшего совершенствования . Исходя из этого, перспективный сорт кормовых бобов для ЦЧР должен характеризоваться следующим соотношением биологических и морфофизиологических признаков растений (табл. 1).

Таблица 1 – Параметры перспективного сорта кормовых бобов зернофуражного и укоснокормового использования для Центрально-Чернозёмного региона России

Хозяйственно-биологические признаки	Количественная характеристика признаков у
	современных сортов	перспективного сорта
		зернофуражного	укоснокормового
		использования
1. Урожайность :
-масса семян, т/га	3,46	6,0-7,0	4,5-5,5
-масса семян с растения, г	11,15	13,0-15,0	12,0-13,0
- сухая масса растения , г	24,08	26,0-28,0	28,0-30,0
2. Элементы структуры урожая , в среднем на растение :
- число продуктивных узлов	17,4	4-5	5-6
- число бобов,	9,8	8-9	8-9
- число семян,	24,6	20,0-30,0	35,0-40,0
- число семян в бобе,	2,54	3-4	4-5
масса 1000 семян, г	464,4	460,0	350,0-400,0
3. Уборочный индекс , %
	46,1                1	50-55	40-45
4. Продолжительность периодов развития ( дни ):
-всходы-уборочная спелость	106	80-85	85-90
-всходы-цветение	39-44	35-37	35-37
-цветение-уборочная спелость	58-62	45-48	50-53
5. Морфология растений :
- число узлов до I боба,	6,7	6-7	6-7
- длина стебля, см.	106,5	65-75	75-80
- ср. длина междоузлий, см.	4,4	4-5	4-5
6. Тип роста стебля
	индетерминантный	генеттеро детерминантный, физиологически ограниченный	физиологически ограниченный
7. Структурно - функциональные показатели фотосинтетической системы растений в фазу плоского боба :
- размер листьев	средне- и мелколисточковые	средне- и мелколисточковые	крупно- и средне-листочковые
- количество листьев шт/раст.	18,2	9-10	11-12
- кол-во листочков, шт/раст.	87,1	55,0-60,0	60,0-65,0
- площадь листьев, см2/раст.	1171,4	500-600	600-700
- УПП листьев, г/дм2.	0,405	0,450 – 0,500	0,425-0,500
- ЧПФ в период налива семян, г/м2 х сутки.	7,55	10-12	8-10
8. Показатели качества урожая : содержание сырого протеина , %
- в семенах	26,2	26,0-27,0	27,0-28,0
- в листьях	23,5	23,5-24,5	24,5-26,5

Современные сорта кормовых бобов в среднем на растении формируют 54 цветка , около 9-10 бобов и 38 семязачатков , это позволяет сделать заключение о том , что генетический потенциал растений культуры и биоклиматические ресурсы Центрально Чернозёмного региона России способны в совокупности обеспечить формирование семян свыше 14 грамм на растение и 7,0 тонн на гектар . На это указывают результаты и других исследователей

• [11,12,5,4].    Данную массу семян можно получить при густоте стояния растений 55-60 шт ./ м ², что является близкой к оптимальной для многих зон производства культуры и которую имели современные высокоурожайные сорта перед уборкой .

• 2.    Элементы структуры урожая у перспективного сорта зернового и кормового использования

  – Число продуктивных узлов . Планируемую урожайность семян у перспективных сортов кормовых бобов необходимо достигать за счёт повышения продуктивности фертильных узлов при ограниченном их числе на растении – от 4 до 5 штук у зернофуражного направления и от 5 до 6 штук – для укоснокормового .

• 3.    Уборочный индекс – 50-55%

В селекции сортов укоснокормового использования стремиться к получению урожая семян на уровне зернового направления нецелесообразно , так как реализация биологического потенциала растений в ходе отбора осуществляется в соответствии с физиологическим принципом – увеличение семенной продуктивности генотипом достигается смещением в реализации потенциальных возможностей продукционного процесса в растениях в направлении развития репродуктивных органов и наоборот , что было доказано на культуре гороха [26].

Поэтому , усилия селекционеров в данном случае должны быть направлены на получение у них высокой зелёной и сухой массы при обеспечении производства необходимым количеством посевного материала требуемого качества .

Этот путь селекции является наиболее перспективным потому , что семена будут формироваться в наилучших погодных условиях при достаточном обеспечении ассимилятами .

– Масса 1000 семян . В процессе селекции кормовых бобов установлена устойчивая тенденция повышения индивидуальной продуктивности продуктивных узлов за счёт массы 1000 семян , что можно объяснить , с одной стороны , высокой аттрагирующей способностью крупных семян во время налива [34], а с другой – доступностью и простотой его учёта .

В то же время необходимо учитывать, что увеличение этого признака у сортов зернофуражного и укоснокормового направления может привести к резкому падению их производственной эффективности. Это связано с тем, что в результате укрупнения семян под действием искусственного отбора происходит снижение в них относительного содержания белка и увеличение колотого зерна во время уборки. Поэтому, повышения урожая семян у будущих сортов кормовых бобов можно достичь в большей степени не за счёт повышения крупности, а посредством улучшения у растений плодо- и семяобразования. Следует добиваться, чтобы продуктивность семяобразования составляла у перспективного сорта не меньше 90%. В данном случае отбор форм с 8-9 бобами по 4-5 средних по крупности семян в каждом бобе позволит получить не только высокий, но и качественный урожай. Тем более , что в настоящее время это становится одним из основных требований, предъявляемых производством к сорту.

Принципиальная возможность этого направления доказуема тем , что в коллекции имеются такие формы , которые необходимо привлекать в селекцию [13].

При обосновании этого параметра учитывали , что в результате селекции у зернобобовых культур , в том числе и у кормовых бобов , рост урожайности семян достигался за счёт повышения К хоз , при относительно стабильном и невысоком уровне накопления сухой массы растениями в агрофитоценозе [31,25]. Исходя из этого , данный показатель у перспективного сорта культуры планируется увеличить с 45% до 50-55%. Учитывая , что в настоящее время уборочный индекс приближается к максимально возможной величине (55%), создание перспективных сортов независимо от целевого использования должно строиться на учёте биосинтетической способности их растений .

• 4.    Продолжительность вегетационного периода

• 5.    Морфологические признаки растений , определяющ ие продолжительность периодов развития сорта

  – Высота прикрепления ниж него боба . Оптимальной высотой расположения нижнего боба над поверхностью почвы у ранне - и среднеспелых сортов кормовых бобов следует считать 35–40 см . Такая высота расположения нижних бобов вполне достаточна для того , чтобы убрать созревшие растения кормовых бобов без потерь . Как показывают наши данные , повышение высоты прикрепления нижнего боба нецелесообразно , так как это ведёт к снижению производственной эффективности сорта . Объясняется тем , что повышение высоты расположения нижнего боба селекционным путём приводит к более позднему появлению цветков , что в условиях ЦЧР России нежелательно , так как здесь прежде всего ранний переход растений к цветению является ценным свойством сорта кормовых бобов .

  – Число узлов в генеративной сфере стебля растений . Наличие у новых сортов кормовых бобов 4-5 продуктивных узлов позволит в природно климатических условиях Центрально - Чернозёмной зоны достичь оптимальной структуры вегетационного периода растений , обеспечив при этом дружное цветение , налив и созревание семян , а в конечном итоге высокую эффективность их целевого использования . Увеличение же числа продуктивных узлов у растений ведёт к растянутому цветению и асинхронному развитию семян , что является главным недостатком у кормовых бобов [1,2] и других зернобобовых ( например , у гороха – [26]).

• 6.    Характер роста и развития органов растений у перспективных сортов зернофуражного и укоснокормового направления

При отборе перспективного материала для условий Центрально - Чернозёмного региона России необходимо , чтобы новый сорт был убран с полей к середине августа , поскольку кормовые бобы являются хорошим предшественником озимых колосовых культур [27,33] и при этом смогут максимально использовать ресурсы среды . Исходя из этого , вегетационный период сортов кормовых бобов должен составлять 80-85 дней . Наши данные показывают , что современные сорта кормовых бобов , созревание которых приходится на первую декаду августа ( Мария , Исток , Узуновские ), не уступают более позднеспелым по продуктивности , благодаря более рациональному использованию тепла , света , влаги и питательных веществ . Это обосновано тем , что основными причинами низкой продуктивности мезофитной и светолюбивой культуры кормовых бобов бывают : дефицит влаги в мае – июне , низкая ФАР и высокая влажность в августе , что приводит к сильному израстанию растений и позднему образованию и завязыванию бобов .

Поэтому важно , чтобы цветение у перспективных сортов кормовых бобов приходилось на 14-17 июня , а период налива – на 30 июня -30 июля , когда наступают дни с умеренным количеством осадков и наибольшим приходом ФАР , а созревание семян должно заканчиваться 10-12 августа . Создание сортов кормовых бобов с указанной структурой вегетационного периода , согласно результатам исследований , обеспечит максимальную реализацию потенциала продукционного процесса растений на формирование конечного урожая в природно климатических условиях Центрально - Чернозёмного региона России .

Отбор более скороспелых форм нежелателен , так как может привести к ухудшению технологических показателей и увеличению риска попадания рано зацветающих цветков в засушливые погодные условия , которые в последнее время проявляются всё чаще [23].

У сортов укоснокормового использования в целях получения высокого урожая зелёной массы и обеспечения воспроизводства необходимого количества посевных семян рекомендуется более продолжительный вегетационный период – до 90 дней , за счёт репродуктивного периода развития ( от 45 до 48 дней ).

При достижении заданных параметров у перспективного сорта необходимо ориентироваться на морфологические признаки растений .

Для сортов кормового использования необходимо продуктивных узлов иметь несколько больше – от 5 до 6 штук , чтобы обеспечить одновременно накопление зелёной массы и необходимого количества семян кормовых бобов для посева . Данный признак во многом определяет не только устойчивость растений к полеганию , но и эффективность распределения ассимилятов между органами . У перспективного сорта длину стебля планируется снизить со 106 см до 65–75 см у зернофуражного и до 75–80 см – у укоснокормового сорта использования .

Ограничение процессов вегетативного роста , особенно в период формирования бобов и налива семян , синхронизирует развитие генеративных органов и увеличивает эффективность использования семенами образующихся в растениях ассимилятов .

Поэтому в дальнейшей селекции кормовых бобов считается обоснованным отбор форм с физиологически ограниченным для укоснокормового или детерминантным типом роста и развития – для зернофуражного использования . Это позволит не только максимально использовать потенциал продукционного процесса , но и дружно формироваться и созревать семенам . В целом , селекционеры должны стремиться к созданию таких сортов , у которых бы максимально были разделены вегетативная и генеративная периоды развития . После окончания цветения у кормовых бобов не должно происходить образования новых листьев и удлинения стебля для того , чтобы все образующиеся ассимиляты направлялись к семенам . К тому же , это будет способствовать повышению лабильности растений по отношению к резко меняющимся условиям влагообеспеченности .

• 7.    Ф отосинтетические признаки растений кормовых бобов у перспективного сорта

• 8.    Показатели качества урожая – содержание белка в семенах и зелёной массе

К концу фазы цветения на растениях кормовых бобов должна быть сформирована максимальная листовая поверхность , размер которой ограничен и не превышает 600 см ² на растение . При этом компенсирование пониженной площади листьев обеспечивается за счёт повышения их удельной поверхностной плотности от 0,450 г / дм ² до 0,500 г / дм ² в фазу налива бобов . Такое сочетание площади и плотности листьев будет способствовать высокой их фотосинтетической активности . Из вышесказанного следует , что высокая семенная продуктивность кормовых бобов достигается при умеренном развитии вегетативных органов или ограничении роста стебля в репродуктивный период , то есть при смещении донорно - акцепторных отношений в пользу семян , что позволяет максимально использовать фотосинтетический потенциал растений для формирования семенной продуктивности .

Кормовые бобы являются ценной кормовой культурой , поэтому урожай новых сортов должен быть не только высоким , но и качественным .

В связи с этим предусматривается увеличение сырого протеина в зерне и листьях , в среднем на 1,5%. Это вполне реально достичь , так как с ростом урожайности в селекции культуры пока не отмечается ухудшения качества и , кроме того , в её генофонде достаточно образцов и с более высоким значением данного показателя [14,32]. Считается , что потенциал белковости зерна кормовых бобов ещё не использован примерно на 1/3.

июня 2003). – М .: Изд . Российского университета дружбы народов , 2003. – Т . 3. – С . 8-10.