Новинки селекции гороха посевного в ФГБНУ "Омский АНЦ"

Объем мирового производства бобовых оценивается отраслевыми экспертами приблизительно в 75 млн тонн в год. Крупнейшими мировыми производителями бобовых являются Индия (24% от мирового объема производства), Канада и Мьянма (по 7% от мирового производства каждая). Доля России сравнительно невелика, по данным ФАО ООН, составляет 3% [1]. Горох – самая скороспелая зерновая бобовая культура универсального использования, которая дает по сравнению с другими зернобобовыми самые высокие и устойчивые, богатые растительным белком урожаи семян, сена и зеленой массы [2]. В РФ большинство посевных площадей зернобобовых культур отводится для выращивания гороха - 61,3%, или 1089,6 тыс. га. Этой традиционной для нашей страны культуре стабильно принадлежит самый высокий удельный вес в структуре валового сбора зернобобовых культур - 74% (1,7 млн т) вследствие более высокой урожайности. Преимущественно горох высевают в европейской части России - более 750 тыс. га (70%), в Сибирском федеральном округе - 253,2 тыс. га (23%) [3; 4]. В Омской области в 2017 г. горох возделывали на площади 99,8 тыс. га, в 2018 г. показатель снизился до 84,0 тыс. га; средняя урожайность в производственных посевах была соответственно 1,52 и 1,39 т/га [5].

На всех этапах развития сельскохозяйственного производства сорта должны максимально отвечать требованиям времени и назначению использования [6]. В процессе трансформации культуры гороха наиболее эффективным оказалось использование ростовых и листовых мутаций, которые существенно изменяют морфологический статус растения [7]. Усилиями селекционеров проведено усовершенствование гороха для улучшения его технологичности, которое связано с изменением архитектоники растений и концентрацией в генотипе рецессивных аллелей генов, имеющих мутантное происхождение [8].

В последние годы набирает силу не оправдывающая себя практика завоза в РФ сортов инорайонной, в т.ч. иностранной, селекции. В рамках реализации всероссийской программы по импортозамещению создание сорта должно быть направлено на рациональное использование местных природных ресурсов для решения экологических и экономических вопросов увеличения производства ценного продукта питания и высокобелкового корма в условиях Западной Сибири – зоны рискованного земледелия и одного из крупнейших зернопроизводящих регионов Российской Федерации. Создание для столь обширной территории сортов с широким гомеостазом – перспективная задача селекции [9]. В связи с этим научные исследования, проводимые в ФГБНУ «Омский АНЦ» (СибНИИСХ), по созданию новых сортов гороха с высокой продуктивностью, устойчивостью к полеганию, адаптивностью к местным природно-климатическим фак- торам, с улучшенным качеством продукции являются актуальными для ЗападноСибирского региона.

Цель исследований – создать новый селекционный материал и провести его комплексную оценку в селекционных питомниках для выделения лучших образцов гороха с усатым типом листа; передать на ГСИ новый сорт гороха.

Новизна исследований заключается в том, что созданы и переданы на ГСИ РФ сорта гороха посевного с усатым типом листа: в 2017 г. – Сибур 2 универсального использования; в 2018 г. – Триумф Сибири зернофуражного направления. Получен патент на сорт Омский 18 – № 9820 от 29.08.2018.

Объекты и методы

Создание и изучение селекционного материала основывались на системном подходе к изучаемой проблеме и комплексном рассмотрении процессов селекции гороха. В исследованиях использовались методы: эмпирические – наблюдение, описание, измерение и др.; теоретические – формализация, аксиоматизация и др.; общенаучные – анализ, синтез, обобщение, классификация и др. Полевые и лабораторные опыты проводились по стандартным методикам [10; 11]. Для выполнения исследований использовался комплекс усовершенствованных методов полевой и лабораторной оценки селекционного материала. Лабораторные исследования выполнялись на базе существующих при институте аналитических лабораторий: лаборатории иммунитета (определение устойчивости гороха посевного к бактериозу и фузариозу в фазе проростков); лаборатории качества зерна (анализ крупяных качеств зерна (содержание белка, выход крупы и др.)). Исследования по определению качества зерна гороха выполнялись с использованием поверенных приборов и оборудования в соответствии с методиками Госкомиссии [12], а также по методикам, скорректированным в лаборатории качества зерна по селекционному материалу, лаборатории селекции зернобобовых культур. Содержание белка в зерне определяли по методу Къельдаля в модификации И.М. Базавлука [13]. Подробное изложение методики ведения селекционного процесса и закладки опытов – в «Программе работ селекционного центра СибНИИСХ на 2011–2030 гг.» [14]. Результаты исследований обработаны методом дисперсионного анализа по пособию Б.А. Доспехова [15] с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel.

Работа по созданию и оценке селекционного материала в Омском АНЦ проводилась по полной селекционной схеме в зоне южной лесостепи Западной Сибири в 2016– 2018 гг. Экологическое испытание сортов и селекционных линий по типу конкурсного сортоиспытания (КСИ) – в ЗАО «Кургансемена» (г. Курган, 9-й регион), КНИИСХ (г. Красноярск, 11-й регион) и ТОО «НПЦ ЗХ им. А.И. Бараева» (Республика Казахстан).

Селекционные питомники размещались на полях второго селекционного севооборота, предшественник – пар. Почва – чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый, содержание гумуса 6,2–6,4% (по Тюрину), рН сол – 6,5–6,7. Содержание в слое 0–40 см нитратного азота (14,1 мг/кг) – среднее, подвижного фосфора (131– 138 мг/кг) – повышенное, обменного калия (275–350 мг/кг по Чирикову) – высокое.

Основная обработка почвы – отвальная зябь. Весной проводилось боронование в два следа. Предпосевная культивация в двух направлениях. Посев 18–19 мая рядовым способом сеялкой ССФК-7 с нормой высева 1,2 млн всхожих семян на гектар. Весовая норма высева семян для КСИ определялась с учетом лабораторной всхожести и массы 1000 семян. Сразу после посева питомники прикатывались кольчатыми катками. В середине июня перед бутонизацией проводилось опрыскивание посевов от сорняков гербицидом «Пульсар» (1 л/га); в первой декаде июля – опрыскивание посевов от вредителей и болезней баковой смесью «Титул Дуо», ККР (0,3 л/га) + «Эсперо», КС (0,1 л/га), объем рабочей жидкости 200 л/га. Уборка напрямую во второй половине августа в фазу полной спелости комбайном «Хеге-125». Урожайные данные приведены к 100%-ной чистоте и влажности 14%.

Ежегодно изучалось около 1,3 тыс. селекционных образцов, в т.ч. в КСИ от 51 до 75 сортов и линий (табл. 1).

Таблица 1

Объем изученного селекционного материала, делянок

Питомник	2016 г.	2017 г.	2018 г.	Всего
Селекционный 1-го года, шт.: число линий	1000	1013	959	2972
число популяций	52	74	55	181
Селекционный 2-го года, шт.	200	100	195	495
Контрольный, шт.	95	140	85	320
Конкурсное сортоиспытание, шт.	51	63	75	189
Всего селекционных образцов, шт.	1336	1316	1314	3976

Годы проведения опытов различались как по количеству выпавших осадков и сумме температур, так и по характеру их распределения в течение вегетационного периода [16]. Это позволило более полно выявить достоинства и недостатки испытуемого селекционного материала.

В 2016 г., по данным Гидрометеорологического центра, в черте г. Омска в целом вегетационный период был теплым и достаточно увлажненным: за май – август выпало 229 мм осадков (114% от среднемноголетней) при среднесуточной температуре воздуха 17,5оС (на 1,2ºС выше нормы). Погодные условия во время вегетации гороха были очень контрастными – засушливыми в начальную фазу развития (конец мая – начало июня) и в период созревания и уборки (август); избыточно влажными во время массового цветения и образования лопаток (2-я, 3-я декада июня, июль) (табл. 2). В связи с этим устойчивость к полеганию, независимо от длины стебля и строения листа у образцов, была низкая.

Для периода вегетации гороха в 2017 г. было характерно неравномерное распределение тепла и недостаточное увлажнение: за май – август выпало 144 мм осадков (70% от среднемноголетней) при среднесуточной температуре воздуха 17,6ºС (на 0,8ºС выше нормы). Посев гороха и появление всходов проходили при повышенном температурном режиме и достаточном увлажнении. Июль был влажным и прохладным; температуры в 1-й и 2-й декадах августа значительно отличались от среднемноголетних значений, соответственно 19,7ºС (на 2,7ºС выше нормы) и 14,5 (на 2,4ºС ниже нормы). Отсутствие осадков позволило качественно и без потерь убрать выращенный высокий урожай гороха.

Таблица 2

Метеорологические условия в мае - августе, 2016-2018 гг.

Месяц	2016 г.				2017 г.				2018 г.
	Температура		Осадки		Темпе	ратура	Осадки		Темпе	атура	Осадки
	ºС	+/- *	мм	% **	ºС	+/- *	мм	% **	ºС	+/- *	мм	% **
Май	12,6	0,1	5,4	15,4	13,1	0,6	27	77,1	7,7	–4,9	74	212,3
Июнь	18,2	0,2	98	192,5	20,1	2,1	32	62,7	17,2	–0,8	63	123,7
Июль	19,7	0,1	109	165,0	18,5	–1,1	71	107,6	19,2	–0,4	46	69,7
Август	19,3	2,4	16	30,2	18,5	1,6	14	25,9	16,1	–0,9	62	114,6
За 4 месяца	17,5	1,2	228	114,0	17,6	0,8	144	70,0	15,0	–1,7	245	119,0

* +/– к среднемноголетнему значению.

** % от среднемноголетнего значения.

В 2018 г. период «май – август» отличался низким теплообеспечением – средняя температура воздуха 15,0ºС (–1,7ºС от нормы) и суммой осадков 245,3 мм (119,1% от нормы). За май выпало 74 мм воды (212% от среднемноголетней) при среднесуточной температуре воздуха 7,7ºС (на 4,8оС ниже нормы). Посев и появление всходов (2-я декада мая – конец 1-й декады июня) проходили при пониженном температурном режиме и достаточном увлажнении. Июнь был влажным и прохладным: 17,2ºС (на 0,8ºС ниже нормы) и 63 мм (124%). Жаркая погода в июле к концу месяца сменилась на не по летнему холодную, хотя в среднем за месяц температура воздуха была близка к среднемноголетней – 19,8оС (на 0,2ºС выше нормы); сумма осадков в виде редких, но сильных ливней составила 46 мм (70%). Температура августа 16,1ºС была ниже нормы на 0,9ºС, наиболее низкие показатели отмечены 5 и 12 числа – 13,0 и 10,9ºС (–5,6 и –6,9ºС от нормы) соответственно. Осадков за август выпало 54 мм (115%), распределение их во времени было крайне неравномерным – самой холодной и влажной была 3-я декада: – 13,6ºС (–1,4ºС от нормы) и 34,5 мм (192%) – это затянуло и значительно усложнило уборку гороха.

Результаты исследований

В конкурсном сортоиспытании (КСИ) в течение 2016–2018 гг. в целом было испытано 189 образцов в четырехкратной повторности (табл. 1), в число которых вошли реестровые сорта местной и инорайонной селекции, новые перспективные линии. Площадь делянок 10 м2.

В 2016 г. уточнены показатели 51 сортообразца. Наиболее высокая урожайность зерна в питомнике отмечена у сортов Демос и Аксайский усатый 55 (2,79 т/га) и у шести линий: Л 38/05, Л 180/15, Л 182/15, Л 184/15, Л 186/15 и Л 54/16 – превышение над стандартом Омский 9 составило от 0,94 до 1,22 т/га при НСР 05 = 0,32 т/га (стандарт Омский 9 – 2,47 т/га).

В 2017 г. уточнены показатели 63 сортообразцов. Наиболее высокая урожайность зерна в КСИ отмечена у номеров местной селекции: у сортов Демос – 4,65 т/га и Благовест – 4,99 т/га и у шести линий: Л 56/16, Л 54/16, Л 55/16, Л 60/16, Л 274/17 и Л 276/17 – превышение над стандартом Омский 9 составило от 0,67 до 2,18 т/га при НСР 05 = 0,39 т/га (стандарт Омский 9 – 4,56 т/га).

В 2018 г. уточнены показатели 75 сортообразцов. Наиболее высокая урожайность зерна – от 3,16 до 3,81 т/га отмечена у четырех линий: Л 54/16, Л 56/16, Л 258/17 и Л 261/17. Превышение над стандартом составило 1,09–1,74 т/га при НСР 05 = 0,29 т/га (стандарт Омский 9 – 2,07 т/га).

За три года выделено 16 высокопродуктивных номеров с усатым типом листа. В среднем за 2016–2018 гг. наибольшая урожайность выявлена у семи образцов, представленных на рисунке: листочкового сорта Омский неосыпающийся и шести линий. Самый высокий показатель у Л 54/16 и Л 56/16: прибавка к стандарту 1,43 и 1,35 т/га соответственно. Достаточно высокий уровень урожайности зерна этих линий дает основание сделать вывод об их устойчивости к неблагоприятным условиям вегетационного периода.

Сорт является основной сущностью, или квинтэссенцией, селекционного процесса [8]. По итогам конкурсного и экологического сортоиспытания, в 2017 г. сверх плана был передан на государственное сортоиспытание РФ новый сорт гороха посевного зерноукосного направленияс усатым типом листа Сибур 2 (совместно с ООО «Агрокомплекс Кургансемена»).

Сорта и линии гороха из КСИ с наиболее высокой урожайностью зерна (2016–2018), т/га

Сорт Сибур 2 (синоним Л 36/07) получен методом индивидуального отбора из гибридной комбинации: [ Усач х Тим ) х ДТМ-2 ] х Омский 9 . Скрещивание проведено в 2000 г. Элитное растение, ставшее родоначальным сорта Сибур 2, выделено из гибридной комбинации в 2003 г. В 2004–2006 гг. потомство этого растения изучалось в селекционных питомниках, 2007–2010 гг. – в КСИ ФГБНУ «СибНИИСХ», 2011–2017 гг. в КСИ ООО «Агрокомплекс Кургансемена».

Авторы сорта: А.М. Асанов, А.А. Кетов, Л.В. Омельянюк, В.В. Немченко.

Разновидность – cirrosum. Высота растений, в зависимости от условий выращивания, 75–92 см. Стебель обычный, вьющийся. Общее число междоузлий 15–17, до первого соцветия – 12–14 шт. Лист – полубезлисточкового типа с нормальными прилистниками. Черешок переходит в многократно разветвленную главную жилку с мощными непарноперистыми усиками. Прилистники сердцевидные, средней величины, без антоцианового кольца. Цветки крупные, белые по 2–3 на цветоносе средней длины. Боб лущильный, прямой, с тупой верхушкой. Окраска бобов в период полной спелости желтая. Среднее число семян в бобе 4–5, максимальное 8 шт. Семена округлые, светлорозовые, гладкие, матовые, семядоли желтые. Рубчик семени светлый, не сросшийся с семяножкой. Масса 1000 семян 191–237 г.

Сорт среднеспелый, созревает в условиях южной лесостепи Омской области за 69–81 сутки.

По урожайности семян сорт Сибур 2 в КСИ превышал стандарт на 0,40 т/га: 3,23– 4,58 т/га у нового сорта и 2,91–4,03 т/га у сорта Аксайский усатый 55. По урожайности зеленой массы и сухого вещества сорт Сибур 2 в КСИ превысил стандарт на 7,2 и 1,23 т/га соответственно, при урожайности 24,9 т/га зеленой массы и 4,0 т/га сухого вещества у стандартного сорта.

По данным лаборатории качества зерна ООО «Агрокомплекс Кургансемена» сорт формирует массу 1000 семян на уровне 212 г, на 20 г мельче стандарта. Содержание белка в семенах нового сорта 24,6–26,3% – на уровне стандарта.

Новый сорт сравнительно устойчив к полеганию благодаря усатому типу листового аппарата, что позволяет перейти на уборку гороха способом прямого комбайниро-вания. С учетом цены на продовольственное зерно гороха на ноябрь 2018 г. в 8–10 тыс. руб. за тонну, при средней урожайности 3,71 т/га предполагаемый экономический эффект от выращивания нового сорта гороха Сибур 2 составляет 2,0–6,7 тыс. руб. с гектара.

Сорт рекомендуется для возделывания на зерно и на зеленую массу в регионах Сибири (10, 11) и Урала (9).

В 2018 г. передан на ГСИ новый сорт гороха зернофуражного направления Триумф Сибири с усатым типом листа и неосыпающимися семенами.

Сорт Триумф Сибири (синоним Л 38/05) получен методом индивидуального отбора из гибридной комбинации ( Эрби х Демос ). Скрещивание проведено в 1999 г. Элитное растение, ставшее родоначальным сорта Триумф Сибири, выделено из гибридной комбинации F 3 в 2001 г. В 2002–2004 гг. потомство этого растения изучалось в селекционных питомниках, 2005–2018 гг. – в КСИ ФГБНУ «Омский АНЦ».

Авторы сорта: А.М. Асанов, Л.В. Омельянюк, А.Ю. Кармазина, А.А. Гайдар, П.В. Поползухин, И.В. Пахотина, А.Ф. Кутилин.

Разновидность – cirrosum-ecaducum. Высота растений, в зависимости от условий выращивания, 70–95 см. Стебель обычный, с прямым окончанием. Общее число междоузлий 17–21, до первого соцветия – 12–15 шт. Лист полубезлисточкового типа с нормальными прилистниками. Черешок переходит в многократно разветвленную главную жилку с мощными непарноперистыми усиками. Прилистники сердцевидные, средней величины, без антоцианового кольца. Цветки крупные, белые, по 2–3 на цветоносе средней длины. Бобы лущильные, слабоизогнутые, заостренный кончик крючковато изогнут. Окраска бобов в период полной спелости желтая. Среднее число семян в бобе 5–6, максимальное 8 шт. Семена округлые, слегка сдавленные, желто-розовые, с мелкими поверхностными вдавлинами, блестящие, семядоли желтые. Рубчик семени светлый, сросшийся с семяножкой, что определяет неосыпаемость семян. Масса 1000 семян от 146 до 198 г.

Сорт среднеспелый, созревает в условиях южной лесостепи Омской области за 72–78 суток. По урожайности семян сорт Триумф Сибири в КСИ превысил стандарт на 0,67 т/га: 2,63–5,27 т/га у нового сорта и 2,22–4,60 т/га у сорта Омский 9. Максимальная урожайность зерна получена в КСИ ФГБНУ «Омский АНЦ» в 2017 г. – 5,27 т/га.

По данным лаборатории качества зерна ФГБНУ «Омский АНЦ», по выходу лущенного гороха сорт Триумф Сибири находился на уровне стандарта Омский 9, при этом общий выход крупы 85,9–89,0% соответствует требованиям, предъявляемым к ценным сортам. В отдельные годы сорт Триумф Сибири превосходил стандарт по выходу лущенного гороха с разделенными семядолями, достигая уровня ценных сортов (60%). В среднем за три года по содержанию белка в зерне новый сорт был на уровне стандарта, но превосходил его по урожайности на 0,41–0,94 т/га.

Лабораторией иммунитета растений ФГБНУ «Омский АНЦ» установлено, что в семенах урожая 2015–2017 гг. как сорта-стандарта, так и испытуемого сорта отсутствует тестируемая бактериальная инфекция, твердокаменность и серая гниль, но в семенах урожая 2016 г. у сорта Триумф Сибири отмечено незначительное количество семян, пораженных фузариозом (1%).

Новый сорт имеет повышенную устойчивость к полеганию благодаря усатому типу листового аппарата и прочному стеблю оптимальной длины, что позволяет перейти на уборку гороха способом прямого комбайнирования и значительно снизить затраты на возделывание этой культуры. Экономический эффект может составить порядка 3,3– 7,5 тыс. руб./га.

Сорт рекомендуется для возделывания на зерно в регионах Сибири (10, 11) и Урала (9).

Заключение

В Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации одной из наиболее значимых с точки зрения научно-технологического развития названа: «потребность в обеспечении продовольственной безопасности и продовольственной независимости России, конкурентоспособности отечественной продукции на мировых рынках продовольствия, снижение технологических рисков в агропромышленном комплексе» [17].

Результаты проводимых исследований могут быть использованы для реализации пункта 20, г в части: «переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро-<...> хозяйству, <...> создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания». Эти задачи невозможно решить без наличия качественного местного высокобелкового зерна и кормов, успешность выращивания которых во многом гарантируют адаптированные к местным условиям сорта зернобобовых культур.

Накопленные экспериментальные данные, целенаправленный подбор родительских форм, внутривидовые скрещивания, а также отбор перспективных линий в селекционных питомниках с учетом информации, полученной в результате проведения полевых и лабораторных учетов и оценок, являются основой для успешного выполнения задания НИР на тему: «Создание новых сортов зернобобовых культур (гороха и сои) с улучшенными показателями продуктивности и качества, повышенной устойчивостью к болезням, биотическим и абиотическим факторам среды».

В КСИ наибольшую перспективу представляют 12 усатых номеров гороха с урожайностью зерна в среднем за три года от 3,77 до 4,57 т/га (прибавка к стандарту Омский 9 от 0,52 до 1,43 т/га). Все они имеют преимущество перед стандартом по технологичности.

В 2017 г. сверх плана передан на ГСИ РФ новый сорт гороха посевного зерноукосного типа с усатым типом листа Сибур 2 (совместно с ООО «Агрокомплекс Кур-гансемена»).

В 2018 г. передан на ГСИ новый сорт гороха посевного Триумф Сибири зернофуражного направления с усатым типом листа, укороченным стеблем и неосыпающимися семенами.

Получен патент на сорт гороха посевного Омский 18 - № 9820 от 29.08.2018.

На 2018 г. в районировании находятся 6 сортов, созданных в ФГБНУ «Омский АНЦ» (СибНИИСХ): Омский неосыпающийся, Омский 9, Демос, Благовест, Зауральский 3, Касиб. Все включенные в Госреестр селекционных достижений сорта используются в сельскохозяйственном производстве Сибири; сорта Омский неосыпающийся, Демос и Касиб - и в Республике Казахстан. Эти сорта гороха необходимо еще шире внедрять в Сибирском регионе. Но для этого следует наладить их семеноводство - без чистого семенного материала возделывать сорт в производстве невозможно.

L.V. Omelʼyanyk, A.M. Asanov, A.Yu. Karmazina Omsk Agrarian Scientific Centre, Omsk

Novelties in Field Pea Breeding at the FSBSI “Omsk ASC”