Оценка интродуцированных сортообразцов Vicia faba L. по показателям качества зерна

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Vicia faba L. — бобы кормовые, конские бобы, относятся к основным сельскохозяйственным культурам. Преимущество конских бобов, принадлежащих к семейству бобовых, перед другими растениями связывают с высоким содержанием в них качественного белка и отсутствием в их составе холестерина. Продовольственная и Сельскохозяйственная Организация ООН (FAO) считает их самым ценным растением после нута и чечевицы .

Содержание белка в них выше, чем в других бобовых растениях [19]. По содержанию белка в зернах Vicia faba L. оценивается очень высоко [18].

Конский боб — холодоустойчивое растение. Но высаживать его желательнее в местах с мягким климатом [17]. Конские бобы также устойчивы к биотическим и абиотическим стрессам [20]. Обладающие высокой пищевой ценностью конские бобы различаются и по максимальным значениям урожайности [15]. Зеленые свежие стручки или сухие семена растения богаты различными ценными пищевыми органическими соединениями и неорганическими веществами. Зерна этого растения богаты углеводами, белками, незаменимыми аминокислотами, жирными кислотами, витаминами и минералами. Пищевые бобовые растения играют важную роль в решении проблемы обеспечения населения белками. В составе бобовых растений содержание аминокислоты лизина в 4 раза больше, чем в зерновых растениях [11]. Бобовые растения за счет симбиотической азотфиксации могут использовать азот воздуха. [3-6]. С этой точки зрения конские бобы, так же как и другие бобовые, участвуют в повышении плодородия почвы [16]. Они позволяют не только увеличивать содержание необходимого почве азота за счет симбиотической фиксации азота из воздуха, но и снижать себестоимость полученной продукции и достигать высокой урожайности [3; 6; 7; 12]. Обладающие высокой пищевой ценностью конские бобы [2; 5; 7; 8] используются также в качестве корма в животноводстве [3; 14]. В мире растение Vicia faba L. считается важным источником дешевого белка для снабжения пищей человека и кормом скота [22]. Содержание белка в нем составляет 28%, что близко к значениям содержания белка в фасоли, мясе и рыбе [26; 27]. Несмотря на то, что растение V. faba было известно на Ближнем Востоке еще до нашей эры [21], в настоящее время оно возделывается повсеместно [23], начиная с побережья Атлантического Океана на западе и заканчивая предгорьями Гималаев на востоке [28].

Площадь выращивания конских бобов в мире составляет 2,511,813 га, что равно растительной производительности 4,923,154 т/г и средней производительности растения, равной 1,960 кг/га . Китай является ведущим производителем конских бобов, выращивая 36,7% от общей мировой продукции этого растения. В Китае этой культуре отведено 873 тыс га посевных площадей . В Турции — 4,3 тыс га посевных площадей, в основном — в западных регионах на побережье Мраморного и Эгейского морей . По производительности эта культура после фасоли, гороха и нута находится на 4 месте в мире, а в Европе — на 2 [29]. Эфиопия производит 20,1%, Великобритания — 8,2%, а Австралия — 7,7% от мирового производства . Доля белка в зерне составляет 25-37% [25]. Именно из-за высокого содержания белка в зерне многие страны выращивают эту культуру в больших количествах [24]. Конские бобы выращиваются в 70 странах на территории 2,58 млн га, с которых собирается урожай общей массой в 5,43 млн т .

Химический состав зерен конских бобов был неоднократно изучен учеными России, Египта, Турции, Испании и многих других стран. В Азербайджанской Республике конские бобы выращивались мало. В настоящем исследовании в рамках программы для отбора сортов для селекции устойчивых к биотическим и абиотическим стрессам конских бобов для выращивания в контрастных регионах Азербайджана изучались районированные сорта конских бобов для применения и размножения в фермерских хозяйствах. Были отобраны сортообразцы конского боба с более высокой урожайностью, годные для механического сбора, у которых содержание белка составляет 26-30%, а масса 1000 зерен составляет 10001360 г.

Материалы и методы

Работа проводилась в 2018-2021 гг. на Апшеронской экспериментальной базе Научноисследовательского института земледелия в условиях искусственного полива. Полевые опыты ставились на площади в 1 м2 с тремя повторами в виде рандомизированных блоков. В качестве исследуемого материала были взяты 234 сортообразца конских бобов из 3 питомников, интродуцированных из Международного Селекционного Центра ICARDA. Сюда входят международные питомники «Устойчивость конских бобов к аскохитозу» (FBIABN), «Устойчивость конских бобов к болезни коричневой пятнистости» (FBICSN) и «Пригодность конских бобов к механизированному сбору» (FBIMHN).

Изучение материалов коллекции в основном осуществлялось на основе методики ÜRBI (1980), международного классификатора культурных сортов Vicia faba SEB (1985), методики государственного тестирования сортов сельскохозяйственных растений (1989), «Методологии определения основных характеристик и дескрипторов оценки для конских бобов ( Vicia faba L.)», принятого в отношении конских бобов Международным Институтом Биоразнообразия (2011) [9; 10].

Содержание азота определялось с помощью модифицированного микрометода Келдала [13]. Для вычисления белка использовался коэффициент Nx6,25 [2]. Содержание жира определялось по методу Сокслета [1]. Влажность зерна — после содержания зернового материала в сушильном шкафу при 100-105°C в течение 3–4 часов [3].

Результаты и обсуждение

Была проведена оценка качества зерна интродуцированных из ICARDA и привлеченных к первичным экологическим тестам 234 сортообразцов конских бобов (Таблица 1). Показатели качества зерна в сортообразцах, отличающихся высокими значениями урожайности, были выше показателя сортообразца VIFA2-93, взятого в качестве стандарта.

В исследованных сортообразцах конских бобов содержание белка варьировалось в пределах 23,7–32,9%, показатели влажности — 9,20-17,1%, содержание жиров — 1,05-7,04%, урожайность зерна — 159-526 г/м2, масса 100 зерен — 64-122 г, выход белка с единицы площади — 39,3-166,4 г/м2 и выход жиров — 3,90-27,0 г/м2. Как видно из Таблицы 1, показатели качества зерна в сортообразцах варьровали в широком диапазоне.

В питомнике FBIABN во взятом в качестве стандарта сортообразце VIFA 2–93 содержание белка равно 27,1%, самые высокие показатели содержания белка были получены у сортообразцов FLIP16-029FB (32,9%), Rebeya 40 (31,7%) и ASCOT (30,9%), а минимальные показатели были получены у сортообразца FLIP17-010FB (25,4%). Похожие показатели были получены и по содержанию в зернах жира: у сортообразцов FLIP17-045FB (6,90%) и Rebeya 40 (1,65%).

Самый высокий показатель влажности наблюдался у сортообразца FLIP17-045FB (13,9%). Выход жира с единицы площади — 8,40–23,1 г/м2, выход белка —119,6-166,4 г/м2, а урожайность — 466-526 г/м2.

У взятого в качестве контроля сортообразца VIFA2-93 из питомника FBICSN содержание белка в зерне составляло 27,0%. Для данного показателя минимальные значения были у сортообразцов FLIP17-042FB (24,5%) и FLIP17-043FB (25,8%), а максимальный показатель — у сортообразца FLIP16-201 (28,6%).

У сортообразца VIFA2-93 показатель содержания жира в зерне составляет 3.49%, самый низкий показатель был отмечен у сортообразцов FLIP16-201 (1,05%), Rebeya 40 (2,70%) и FLIP17-043FB (2,90%), а самый высокий — у сортообразца FLIP17-032FB (7,04%).

Показатели содержания влаги в зерне в сортообразцах, входящих в питомник FBICSN, не сильно различались между собой. Наряду с этим, показатель влажности зерна в стандарте составлял 11,9%, минимальное содержание влаги наблюдали у сортообразца FLIP 16215(11,5%), а самый высокий показатель — у сортообразцов FLIP17-040FB (12,5%) и Rebeya 40 (12,3%). выход жира с единицы площади — 3,90-27,0 г/м2, выход белка — 94,4-128,7 г/м2, а урожайность —353-475 г/м2.

Таблица 1 КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЗЕРНА В СОРТООБРАЗЦАХ

Co s	3 з- 8 § s	s	Co			<е> Ч «3		SD и^ Со «3
FBIABN
11	ASCOT	500	104	12,0	30,9	154,5	1,80	9,00
12	FLIP16-029FB	468	86	11,7	32,9	154,0	2,75	12,9
26	FLIP17-035FB	503	78	13,7	30,0	151,0	2,55	12,8
28	Rebeya 40	525	94	11,0	31,7	166,4	3,68	19,3
30	FLIP16-199	493	93	11,5	29,8	146,9	4,65	22,9
35	FLIP17-010FB	471	94	9,2	25,4	119,6	4,72	22,2
42	FLIP17-059FB	493	82	11,8	25,5	125,7	3,65	18,0
36	VIFA2-93 (st)	466	118	12,5	27,1	126,3	4,47	20,8
FBICSN
1	Rebeya 40	475	100	11,8	27,1	128,7	3,40	16,1
8	FLIP16-201	375	86	11,8	28,6	107,3	1,05	3,90
9	FLIP17-040FB	393	102	12,5	26,8	105,3	3,35	13,2
12	FLIP17-032FB	384	83	11.8	27.6	105,9	7.04	27,0
17	FLIP 16-215	364	90	11.5	26.8	97,5	4.67	17,0
26	FLIP17-043FB	366	86	11,9	25,8	94,4	2,90	10,6
27	FLIP17-033FB	354	94	12,0	27,5	97,4	3,10	10,9
30	FLIP17-035FB	371	100	12.0	26.8	99,4	4.32	16,0
29	VIFA2-93 (st)	353	122	11.9	27.0	95,3	3.49	12,3
FBIMHN
1	Elizar	219	110	12,2	26,0	56,9	5,29	11,5
2	FLIP 16-205	260	86	17,0	26,8	69,7	5,29	14.0
3	FLIP16-210	254	74	12,2	25,6	65,0	3,55	9.00
7	FLIP16-217	330	78	12,1	26,8	88,4	4,76	15,3
8	FLIP16-214	275	100	12,0	27,6	75,9	4,64	12,8
9	FLIP16-216	399	90	12,4	24,9	99,4	4,15	16,5
10	FLIP16-012	297	64	12,0	25,4	75,4	6,21	18,4
11	FLIP17-055FB	263	87	17,1	24,7	64,9	5,39	14,1
13	FLIP16-013	185	80	12,4	23,7	43,8	4,56	8,40
14	FLIP16-211	188	80	12,3	27,6	51,9	4,26	8,00
20	FLIP16-206	286	82	12,3	25,8	73,8	4,67	13,4
21	FLIP16-213	209	81	12,4	25,2	52,7	4,88	10,2
23	FLIP17-057FB	159	102	12,3	24,7	39,3	4,67	7,40
18	VIFA2-93 (st)	199	95	12,0	25,8	51,3	4,88	9,70

Сортообразцы конских бобов из питомника FBIMHN по показателям урожайности зерна и качественным показателям сильно отличаются друг от друга. Здесь содержание белка в зерне у взятого в качестве контроля сорта VIFA-2-93 составляло 25,8%. В сравнении с ним самый низкий показатель был отмечен у сортообразца FLIP16-013 (23,7%), а самый высокий — у сортообразца FLIP 16-214 (27,6%). По содержанию жира в зерне у сорта FLIP16-210 (3,55%) — минимальное значение, а у сорта FLIP17-055FB (5,39%) — максимальное. По показателям влажности самое низкое значение наблюдалось у сорта Elizar (12,2%), а самое высокое — у сортообразца FLIP17-055 FB (17,1%).

Показатели содержания белка в зерне у сортообразцов конского боба из питомника FBIMHN по сравнению с сортообразцами из питомника FBIABN были ниже. В отобранных из этого питомника сортообразцах выход жира с единицы площади — 7,4-18,4 г/м2, выход белка — 39,3-99,4 г/м2, а урожайность зерна —159-399 г/м2. Самой высокой урожайностью зерна из сортообразцов этого питомника выделялись FLIP16-216 (399 г/м2) и FLIP16-217 (330 г/м2). По показателям выхода белка с единицы площади у отмеченных сортообразцов были получены значения 99,4 и 88,4 г/м2 соответственно.

В зернах исследуемых сортообазцов конского боба между выходом жира с единицы площади и содержанием жира в зерне существует положительная корреляция (r= 0,992^**), между выходом белка и содержанием жира отрицательная корреляция (r= -0,578^*), между выходом белка с единицы площади и содержанием белка в зерне (r= 0,904^**), между выходом белка и выходом жира (r= 0,798^**), между урожайностью и выходом жира (r= 0,983^**), между урожайностью и выходом белка (r= 0,962^**) наблюдаются положительные достоверные корреляционные связи (Таблица 2) .

Таблица 2

КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ КОЛИЧЕСТВЕННЫМИ И КАЧЕСТВЕННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ У СОРТООБРАЗЦОВ КОНСКИХ БОБОВ

	СЖ	В	СБ	ВЖ	ВБ	МСЗ	У
СЖ	1
В	-0,489	1
СБ	-0,393	0,408	1
ВЖ	0,992**	-0,497	-0,401	1
ВБ	-0,578*	0,429	0,904**	0,798**	1
МСЗ	0,312	-0,063	0,084	0,255	-0,133	1
У	-0,496	0,142	0,042	0,983**	0,962**	-0,526	1

Примечание: СЖ - содержание жира, В - влажность, СБ - содержание белка, ВЖ - выход жира, ВБ – выход белка, МСЗ – масса ста зерен, У – урожайность; ** Корреляция значимо отлична на уровне значимости 0.01, * Корреляция значимо отлична от нуля на уровне значимости 0.05.

Выводы

• 1.    Показатели продуктивности и качества у сортообразцов конского боба варьировали в широком диапазоне. Урожайность — 159-526 г/м², масса 100 зерен — 64-110 г, содержание белка в зерне — 23,7-32,9%, выход белка с единицы площади —39,3-166,4 г/м², содержание жира — 1,05-7,04%, выход жира с единицы площади — 3,9-20,8 г/м².

• 2.    Максимальные значения содержания белка в зерне и выхода белка с единицы площади были отмечены в основном у сортообразцов из международного питомника «Устойчивость конских бобов к аскохитозу» (FBİABN). Здесь в большинстве сортообразцов содержание белка в зерне — 29,8-32,9%, а выход белка с единицы площади — 144-166 г/м².

• 3.    Максимальные значения содержания жира в зернах наблюдались у сортообразцов из международного питомника «Пригодность конских бобов к механизированному сбору» (FBİMHN). Максимальное содержание жира в зерне (7,04%) и выход жира с единицы площади (27 г/м²) у сортообразцов из международного питомника «Устойчивость конских бобов к болезни коричневой пятнистости» (FBİCSN) были отмечены у FİLİP17-032FB.

• 4.    Между урожайностью зерна и выходом жира (r=0,983^**) и выходом белка с единицы площади (r=0,962^**) — положительная достоверная корреляционная связь. Используя данные зависимости, можно рекомендовать применение данных сортообразцов в селекции для создания высокоурожайных и качественных сортов конских бобов.

Самые высокие показатели содержания белка были получены у сортообразцов FİLİP16-029FB (32,9%), Rebeya 40 (30,8%), ASCOT (30,9%).