Оценка клубенькообразующей способности образцов зернобобовых культур в условиях южной лесостепи Западной Сибири

К.А. Тимирязев в свое время писал, что едва ли обнаружится в истории много открытий, которые были бы такой благотворительностью для людей, как введение бобовых в севооборот, существенным образом увеличившее производительность работы земледельца. Особенно это актуально сегодня, когда из-за увеличения цен на удобрения и сельскохозяйственную продукцию нерентабельным становится применение минеральных удобрений, а ввиду резкого сокращения поголовья скота в стране сократилось внесение органических удобрений [1].

К числу новых культур, объемы выращивания которых в ближайшие годы следует увеличивать в производстве, относятся зернобобовые. Помимо высокого содержания белка (20–40%), хорошо усваиваемого организмом, они содержат очень ценные питательные вещества: крахмал, сахар, жиры, соли и кислоты, большое количество витаминов [2]. Кроме продовольственного, возделывание бобовых растений имеет агротехническое значение, так как они хорошие предшественники для многих культур в севообороте. В симбиозе с азот-фиксирующими бактериями усваивают большое количество атмосферного азота, используют малодоступные для зерновых культур труднорастворимые минеральные соединения как из пахотного горизонта, так и из более глубоких слоев почвы [3].

Результаты изучения клубенькообразующей способности бобовых культур позволили выделить образцы с большим количеством крупных клубеньков, сохраняющих высокую активность до конца вегетации растений.

При внедрении в производство новых сортов нужно знать потенциал их продуктивности и качества продукции, а также симбиотическую активность для предложения производственникам не только нового высокоурожайного сорта, но и отличного азотфиксатора, следовательно, предшественника для последующих культур [4].

Создание высокоэффективных растительно-микробных систем в агроценозах путем селекции новых сотов бобовых с высоким симбиотическим потенциалом – перспективное направление, позволяющее контролировать эффективность накопления биомассы растений и качество сельскохозяйственной продукции.

Целью нашей работы явилось изучение клубенькообразующей способности образцов зернобобовых культур (фасоль, нут, бобы) и определение максимальной способности той или иной культуры образовывать клубеньки для дальнейшего использования полученных результатов в селекционном процессе.

Объекты и методы

Объекты исследований – образцы зернобобовых культур – фасоль, нут, бобы отечественной и иностранной селекции.

Изучали коллекционный материал по методикам Всероссийского института растениеводства (Методические указания, 1975) и Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (Москва, 1989). Клубенькообразующую способность устанавливали в фазу цветения и начала образования бобов на растении – по количеству, размеру и местонахождению клубеньков по методике Г.С. Посыпанова.

Результаты исследований

Исследования проводились на опытном поле кафедры агрономии, селекции и семеноводства, агротехнологического факультета Омского государственного аграрного университета им. П.А. Столыпина.

Определяли основные показатели азотфиксирующей способности: число и массу клубеньков, а также влияние данных признаков на элементы продуктивности культуры.

Наблюдение за образованием клубеньков на корнях в полевых опытах у фасоли позволило выделить из коллекции образцы с наибольшим их количеством. К ним отнесены у фасоли овощной: Золото Сибири, Памяти Рыжковой и Маруся. Количество клубеньков на корнях растений этих образцов варьировало в среднем от 61 до 92 шт., по сравнению с сортом-стандартом Золушка – 48 шт. (табл. 1).

Таблица 1

Элементы продуктивности и симбиотическая активность образцов фасоли (средние за 2013–2014 гг.)

№ п/п	Образец	С растения				Урожайность семян, г/м2
		Число бобов, шт.	Масса семян, г	Число клубеньков, шт.	Масса клубеньков, г
Зерновая
1	Бусинка, стандарт	17	20,3	30	0,4	303,2
2	Лукерья	25	27,9	65	0,9	400,8
3	Оливковая	24	27,9	74	1,0	418,5
4	Омичка	21	27,2	59	0,6	393,3
НСР 05		2,1	2,4	5,7	0,1	35,6
Овощная
1	Золушка, стандарт	23	21,9	48	0,5	306,0
2	Золото Сибири	26	25,9	73	1,4	363,1
3	Памяти Рыжковой	27	38,5	92	1,6	538,7
4	Маруся	25	23,5	61	1,3	329,8
НСР 05		2,5	2,5	6,5	0,1	26,4

Среди образцов фасоли зерновой также были выделены лучшие – Лукерья, Оливковая и Омичка. Количество клубеньков на корнях у них варьировало в среднем от 65 до 74 штук (по сравнению с сортом-стандартом Бусинка – 30 шт.).

Так как клубеньки у различных сортообразцов отличаются по размеру, более объективная оценка – по показателю массы клубеньков с растения.

Из изучаемой коллекции следует отметить образец фасоли овощной Памяти Рыжковой, так как масса клубеньков составила 1,6 г, а урожайность семян 538,72 г/м2, в значительной степени превышены показатели остальных образцов коллекции. У фасоли зерновой по массе клубеньков следует отметить образец Оливковая – 1,0 г.

При изучении взаимосвязи урожайности семян с массой клубеньков на корнях фасоли отмечена положительная устойчивая корреляция r = 08 ± 0,06. Наглядное соотношение урожайности семян образцов и массы клубеньков представлено линией регрессии (рис. 1).

Рис. 1. Точечный график и теоретическая линия регрессии при прямолинейной корреляции между массой клубеньков и урожайностью семян фасоли

Практический интерес представляют образцы, которые находятся вверху в правой части графика (наибольшая масса клубеньков), что характеризует их высокую отзывчивость на высокую клубенькообразующую способность и урожайность семян. К их числу следует отнести образцы Памяти Рыжковой (овощная) и Оливковую (зерновая).

В результате наблюдений за показателями симбиотической активности образцов коллекции нута выделены следующие: C-27, С-243 и С-303 в сравнении со стандартным сортом Краснокутский 123 (табл. 2). Число клубеньков у образцов коллекции варьировало от 46 до 61 шт., а масса от 1,1 г до 2,6 г.

Таблица 2

Элементы продуктивности и симбиотическая активность образцов нута (средние за 2013–2014 гг.)

№ п/п	Образец	С растения				Урожайность семян, г/м2
		Число бобов, шт.	Масса семян, г	Число клубеньков, шт.	Масса клубеньков, г
1	Краснокутский 123 (стандарт)	81,8	17,6	30	1,1	246,4
2	C-27	87,2	26,4	61	2,6	369,6
3	С-243	104,	22,7	58	1,9	317,8
4	С-303	84,9	19,2	46	1,4	268,8
НСР 05		7,6	2,0	4,3	0,1	29,5

При изучении взаимосвязи урожайности семян с массой клубеньков на корнях образцов нута отмечена положительная устойчивая корреляция r = 0,9 ± 0,07. На линии регрессии (рис. 2) очевидна взаимосвязь урожайности семян образцов и массы клубеньков.

Практический интерес представляет образец в самом верху – в правой части графика (наибольшая масса клубеньков) – С-27, это характеризует его высокую отзывчивость на высокую клубенькообразующую способность и урожайность семян.

Рис. 2. Точечный график и теоретическая линия регрессии при прямолинейной корреляции между массой клубеньков и урожайностью семян нута

В годы исследований коллекции овощных бобов по количеству и массе клубеньков с растения выделены образцы отечественной селекции: Велена, Черные русские и Меркур (табл. 3).

Таблица 3

Элементы продуктивности и симбиотическая активность образцов овощных бобов (средние за 2013–2014 гг.)

№ п/п	Образец	С растения				Урожайность семян, кг/м2
		Число бобов, шт.	Масса семян, г	Число клубеньков, шт.	Масса клубеньков, г
1	Белорусские (стандарт)	31	1078,2	70	31,0	15,1
2	Велена	37	1141,2	80	38,6	15,9
3	Черные русские	79	1359,0	169	84,5	19,1
4	Меркур	35	1100,5	73	35,0	15,4
НСР 05		4,0	115,6	8,4	4,0	1,4

Нами была выявлена закономерность между симбиотической активностью и продуктивностью выделенных из коллекции образцов бобов, наглядно представленная линией регрессии (рис. 3).

Рис. 3. Точечный график и теоретическая линия регрессии при прямолинейной корреляции между массой клубеньков и урожайностью семян овощных бобов

Практический интерес представляет образец, который находится вверху в правой части графика (наибольшая масса клубеньков) – Черные русские, что свидетельствует о его высокой отзывчивости на высокую клубенькообразующую способность и урожайность семян.

Заключение

Наши результаты подтверждают, что образцы с высокой азотофиксирующей способностью формируют высокий урожай с единицы площади. Наибольшее количество клубеньков на корнях растений зернобобовых культур (фасоли, нута, бобов) может служить косвенным показателем для отбора образцов с высокой урожайностью растений и наоборот.

Для выделенных по симбиотической активности образцов фасоли овощной – Золото Сибири, Маруся, Памяти Рыжковой; зерновой – Лукерья, Оливковая, Омичка; нута – C-27, С-243, С-303; овощных бобов – Велена, Черные русские, Меркур характерен высокий уровень урожайности семян и элементов продуктивности.

В результате изучения образцов бобовых культур в условиях южной лесостепи Западной Сибири из полученного материала выделены ценные источники клубенькообразующей способности, которые целесообразно использовать для дальнейшей селекции.