Морфофизиологические параметры перспективного зернового сорта гороха полевого для центральных регионов России

потенциал культуры . Для этого весьма актуально выявление у существующих генотипов гороха полевого наиболее значимых физиологических , морфологических и потребительских достоинств и негативных свойств их растений с целью корректировки селекционных программ . Исследования по данному направлению , как в нашей стране , так и за рубежом , проводятся в ограниченном количестве и мало учитывают интересы селекции . В связи с этим и нами были изучены морфологические и физиолого - биохимические признаки и свойства растений гороха полевого у различных по степени окультуренности сортов с целью обоснования перспектив их селекции на высокую и стабильную урожайность семян в условиях Центрально Черноземного региона России .

В связи с этим мы попытались исправить сложившееся положение путем изучения морфологических и физиолого-биохимических признаков и свойств растений гороха полевого у различных по степени окультуренности сортов с целью обоснования перспектив их селекции на высокую и стабильную урожайность семян в условиях Центрально-Черноземного региона России.

Методика исследований

Полевые опыты были проведены в селекционном севообороте ГНУ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур , а лабораторные – в отделе проблемных исследований сельского хозяйства Орел ГАУ .

Объектом исследований служили 11 сортообразцов , из которых 10 - гороха полевого ( к 1691, Фаленская 42 - селекции 1920-1950 гг .; Надежда , СЗМ -85, Малиновка - селекции 1970-1980 гг .; Зарянка , Алла , Наташа , 98-393 - селекции 19902000 гг .) и 2 - гороха посевного ( Орловчанин и Норд - селекции 1990-2000 гг .). Сортообразцы для изучения подбирались , исходя из основных принципов морфофизиологического моделирования перспектив ных сортов [6]. Кроме того была проведена оценка морфофизиологических признаков 40 сортообразцов препридинговой коллекции .

Чистую продуктивность фотосинтеза ( ЧПФ ) и фотосинтетический потенциал ( ФП ) учитывали по методике , предложенной Ничипоровичем с сотрудниками [10]; анализ функционального состояния хлоропластов листочков и прилистников растений определяли методом регистрации индукции флуоресценции их хлорофилла , используя пробор mini-PAM [14]; устойчивость к патогенам – проводили лабораторными и полевыми методами , используя инфекционные фоны лаборатории иммунитета ВНИИ ЗБК и руководствуясь методическими указаниями ВИР [9];

- дисперсионный и корреляционный анализы экспериментальных данных проводили согласно « Методике полевого опыта » [4].

Результаты исследований и их обсуждение

Обобщение полученных экспериментальных данных по всем проведенным исследованиям [2] позволили заключить , что современные зерновые сорта гороха полевого достаточно успешно могут конкурировать по урожайности , основным показателям качества семян , технологическим свойствам , устойчивости к абиотическим и биотическим факторам среды с районированными сортами гороха посевного . В результате их селекции это достигается , в основном , за счет интенсификации образования ассимилятов и эффективного их распределения на налив семян .

По сравнению с образцами ранних этапов селекции, современные сортами гороха полевого формируют урожайность семян в 1,5- 2,0 раза больше при одинаковом содержании сырого протеина (23…25%), крахмала ( до 46%), амилозы в крахмале (17…21%), жира (2…3%), химотрипсина (3…5 мг/г) и трипсина (1,1…2,2 мг/г). Это достигается за более короткий вегетационный период развития (в среднем на 10 дней) на фоне низкой облиственности растений (в среднем на 35%), меньшего фотосинтетического потенциала (в среднем на 30%) и содержания хлорофилла (в среднем на 40% и 28% соответственно) и каротиноидов в листочках и прилистниках (в среднем на 66 и 21 % соответсвенно). Листовая поверхность растений у «старых» сортообразцов гороха полевого, образуется в размерах, превышающих оптимальную величину признака у эффективного для производства сорта. В результате чего их хлоропласты функционируют с невысокой физиологической нагрузкой и, как следствие, с низкой фотоактивностью. Поэтому, ее уменьшение в результате селекции благоприятно сказывается на фотосинтетической деятельности не только агрофитоценоза, но и хлоропластов – по эффективности использования квантов света хлорофиллом они превосходят сорта 1920-50-х гг. в среднем в 2 раза. То есть снижение фотосинтетического и хлорофилльного потенциала листьев компенсируется у растений повышением их функциональной активности. В частности у растения современных зерновых сортов гороха полевого идет увеличение квантового выхода (коэффициент поглощения квантов света) в период формирования бобов и менее интенсивное его снижение в процессе созревания по сравнению с более «старыми» однотипными сортами. В конечном счете, это приводит к увеличению чистой продуктивности хлорофилла на 54%, а интенсивность образования сухого вещества на 60%

Данный результат достигается на фоне повышенная устойчивость растений к полеганию , за счет отбора форм с меньшим количеством более коротких и плотных междоузлий , с физиологическим или генетически детерминантным линейным ростом . В совокупности это обеспечивает более эффективное использование фотосинтеза в наливе семян и на уровне агроценоза , и на уровне отдельного растения . Интегральный показатель ЛПС может в данном случае рекомендован селекции для оценки исходного материала и отбора перспективных форм .

Повышенная устойчивость гороха к биотическим стрессовым факторам среды во многом обусловлена активностью белкового ингибитора полигалакту роназы - фермента , который , выделяется патогеном при внедрении в стенку растительной клетки . С одной стороны , данная активность определяется , видом патогенна , с другой – возрастом и генотипом растений . Вследствие этого новые сорта гороха полевого по праву могут стать не только важным источником увеличения сбора высокобелкового растительного сырья в стране , но и стабилизирующим фактором сельскохозяйственного производства в целом .

Они могут выступать в качестве сортов страхователей и представлять интерес для глубокой переработки . В тоже время в дальнейшей их селекции необходимо учитывать , что с ростом урожайности семян начинают отчетливо проявляться негативные тенденции ( снижение сырого протеина , устойчивости к засухе и т . д .). Поэтому при отборе исходного материала необходимо ориентироваться на генотипы с высоким адаптивным потенциалом растений .

С учетом этого, нами были определены и научно обоснованы параметры перспективного зернового сорта гороха полевого для центральных регионов России. Согласно данному обоснованию, перспективный сорт гороха полевого для региона должен обладать: урожайностью семян -7-8 т/га; сухой массой растения -14-16 г; массой семян с растения – 7-8 г. Это может быть достигнуто благодаря увеличению чистой продуктивности фотосинтеза на 30-40%, в частности за счет более эффективного использования энергии солнца на первичные реакции фотосинтеза. Для создания сортов с такими параметрами была проведена морфофизиологическая оценка 40 коллекционных образцов культуры и выявлены источники устойчивости к вредителям (тля, плодожорка) – 98393, к семенной инфекции (фузариоз, аскохитоз, бактериоз) - сорта Наташа, Надежда Фаленская 40и засухе – сорта Фаленская 40, Фаленская 42, Малиновка и Наташа, которая позволила выявить перспективный исходный материал и предложить его для использоваия в селекции (табл. 1).

Таблица 1 – Параметры перспективного сорта гороха полевого для центральных регионов России

Из изученных сортов наиболее полно отвечают этим параметрам образцы Наташа и 98-393, которые могут быть базовыми в селекции зерновых сортов гороха полевого .

Заключение

Ориентация селекционеров на данные параметры позволит создать зерновые сорта пелюшки , которые будут стабильно по годам формировать урожайность семян в пределах 7-8 т / га с содержанием белка 2527%. Для этого растения должны иметь физиологически ограниченный или генетически детерминантный тип роста стебля длинной 60-80 см , усатую или листочковую форму листа , вегетационный период продолжительностью 73-75 дней . Для отбора устойчивых к полеганию и высокоурожайных форм гороха полевого рекомендован признак « ЛПС – линейная плотность стебля », с высокой фотосинтетической активностью – « УПП – удельная поверхностная плотность листьев », с высокой хозяйственной эффективностью фотосинтеза – « УИ – уборочный индекс » и « КВПРЗ в ФС 2» - квантовый выход первичного разделения зарядов в фотосистеме 2».