Селекция гороха овощного для консервной промышленности с мелким размером зерна

Vegetable crops of Russia. 2021;(2):5-10. (In Russ.)

Н аличие большого числа микроэлементов, витаминов, незаменимых аминокислот делает горох овощной ценной диетической культурой без ограничений в потреблении [1-3].

Зеленым горошком называют семена гороха овощного в стадии молочной спелости на XI этапе органогенеза [4]. Этот период вегетации определяется как тех- ническая спелость, и семена характеризуются самыми высокими биохимическими показателями, влияющими на вкусовые качества консервов «зеленый горошек», при этом сорта с мозговой поверхностью семян, в отличие от округлых, содержат больше сахаров и меньше крахмала [5, 6, 7].

Большое внимание при переработке уделяется «товарному» виду, а поэтому важна сенсорная оценка зерна по окраске, консистенции и выравненности по размеру. Окраска горошка определяется яркостью и насыщенностью цвета семядолей [6]. Консистенция и выравненность зерна в большей мере определяется генотипом и зависит от ряда признаков, таких как дружность цветения, число продуктивных узлов, число бобов на узле, число семян в бобе и другие. Также накладывает свой отпечаток и среда – температурный и водный баланс на Х-ХI этапах органогенеза.

Особенное место здесь занимает признак «масса 1000 семян». При высоком показателе признака (более 200 г) повышается расход семян на посев, снижается выравненность зеленого горошка, что отражается на товарности продукции, существенно снижается коэффициент размножения, что приводит к удорожанию продукции [8]. Поэтому в настоящее время для производства консервов «зеленый горошек» используются сорта со средним размером семян, массой 1000 семян – 170-200 г.

Вкусовые качества зеленого горошка определяются содержанием амилозы в крахмале семян гороха овощного. В зависимости от генотипа и среды наличие амилозы может варьировать от 70 до 82%. В исследованиях Путиной О.В. доказана обратная связь массы 1000 семян с числом семян в бобе, бобов на растении и прямая – концентрации крахмала с более высоким содержанием амилозы [9, 10]. В связи с этим, актуально создание сортов с массой 1000 семян менее 150 г для производства консервов премиум класса.

Цель исследования: провести оценку константных линий гороха овощного и выделить высокопродуктивные образцы с минимальным размером массы 1000 семян (100-140 г), стабильной урожайностью и высоким качеством зеленого горошка.

Материалы и методы

Исследования проводили на опытном поле ФГБНУ ФНЦО (Московской область). Почвы опытного участка дерново-подзолистые среднесуглинистые. Агротехника выращивания – общепринятая в зоне. Норма высева из расчета 1,0-1,2 млн всхожих семян на га, в зависимости от длины вегетационного периода. Учетная площадь делянки – 10 м2. Размещение делянок рендомизированное, повторность четырехкратная.

Погодные условия в годы исследования складывались неоднозначно. Для полевого сезона 2018 года были характерны резкие перепады температуры и вла- гообеспеченности. Так в третьей декаде мая отмечалось понижение суточной температуры до 8...10°С, а во второй половине июня она поднималась до 28...30°С. Температурные скачки сопровождались отсутствием осадков. Начало июля снова отмечено понижением среднесуточных температур до 16...17°С и выпадением осадков, далее резкое повышение до 28°С.

Сезон 2019 года был более стабильным в начальный период, а для третьей декады мая и двух первых июня были характерны высокие среднесуточные температуры (выше многолетних) с постепенным снижением вла-гообеспеченности, которые резко сменились на последующие три недели с температурами ниже многолетних данных (15...16 ° С) и обильными осадками.

Объектом исследований служили константные линии гибридов гороха овощного разных групп спелости с низкой массой 1000 семян. В качестве стандартов использовали сорта российской и зарубежной селекции, включенные в Государственный реестр селекционных достижений РФ [11].

Урожайность зеленого горошка и технологические качества сортообразцов оценивали в условиях агробиоценоза конкурсного сортоиспытания. Было заложено два опыта. Первый опыт: для оценки урожайности и качества уборки зеленого горошка производили учеты в период технической спелости с оптимальным соотношением урожайности и качества, и спустя трое суток. Второй – определение продолжительности периода технической спелости. Уборку начинали при плотности горошка 34-35 единиц по финометру, далее согласно методике Государственного сортоиспытания [12].

Математическая обработка данных урожайности проведена по методике Б.А. Доспехова [13] с использованием Microsoft Excel.

Результаты и обсуждение

Селекционный процесс предполагает использование лучшего селекционного материала по отдельным морфологическим и биометрическим показателям, а признак, выступающий критерием отбора, должен быть максимально стабильным.

В 2010 году в гибридных комбинациях третьего поколения были отобраны растения с низкой массой 1000 семян и зеленым цветом семядолей и в течение семи лет доведены до константных линий. За годы отборов погодные условия были с резкими перепадами температур и осадков. Это позволило по совокупности признаков выделить две линии с низкой массой 1000 семян (4.12; 12.12), вариабельность признака – менее 10%. Согласно литературным источникам коэффициент фенотипической изменчивости признака «масса 1000 семян» зависит от взаимодействия генотипа и среды, но реакция каждого генотипа на среду специфична [14].

Образцы относились к разным группам вегетации, в соответствии с которыми использовали стандарты: раннеспелый – Чика и позднеспелый – Викинг, с массой 1000 семян 182 и 176 г, соответственно (табл. 1).

Продолжительность вегетационного периода имеет ценное хозяйственное значение, а степень ее изменчивости во многом определяется температурным и водным режимами в период цветения и налива зерна. Вегетационный период образца 4.12 был практически

Таблица 1. Характеристика константных линий гороха овощного, отобранных по низкой массе 1000 семян Table 1. Characteristics of constant lines of green peas, selected for a low weight of 1000 seeds

Признаки Warning		Сортообразцы Variety samples
		4.12	Чика	12.12	Викинг
Масса 1000 семян, г Weight of 1000 seeds, g		94±8	182±25	112±9	176±16
Коэффициент вариабельности, Сvph Coefficient of variability, Сvph		9	15	8	13
Продолжительность периода от всходов (в сутках) Period from germination (in days)	цветение flowering	24-29	25-30	42-55	41-53
	техническая стадия спелости technical stage of ripeness	39-45	41-48	53-60	51-60
	биологическая спелость biological ripeness	52-59	53-60	69-76	65-70
Длина стебля, см Stem length, cm		41±5	57±8	75±5	71±4
Высота стебля до 1-го боба, см Stem height up to 1 pod, cm		26±3	34±4	40±4	45±6
Число узлов, шт	непродуктивных non-productive	8.7±0.4	9.5±0.5	19±0.2	17±0.5
Number of nodes, pcs	продуктивных productive	4.3±0.8	4.1±0.3	4.6±1	4.0±1.0
Число цветков на узле, шт The number of flowers per node, pcs		2,1±0,1	1.8±0.2	3.0+0.3	2.0+0.1
Число бобов, шт	на узле per node	2.0±0.1	1.6±0.2	2.8±0.2	1.9±0.1
Number of beans, pcs	с растения per plant	10.3±1.3	7.6±1.4	13.4±2.9	9.8±2.1
Размер боба, мм	длина length	69±2	75±3	71±3	90±4
Bob size, mm	ширина width	9±0.1	12±0.3	10±0.1	12±0.2
Число семян, шт	в бобе in a bean	7.2±0.2	7.0±0.4	9.1±0.3	9±0,3
Number of seeds, pcs	с растения per plant	60±10	48±17	120±25	86±17
Продуктивность одного растения, г Productivity of 1 plant, g		5,55±1,1	7.2±2.3	12.4±2.4	14.6±3.0

на уровне стандарта (Чика), но по отдельным периодам: «всходы-цветение», «всходы-техническая спелость», на 1-2 суток короче, что соответствует числу непродуктивных узлов, и является ценным признаком при составлении производственного конвейера сортов. Образец 12.12 относился к наиболее поздним образцам.

Отобранные линии характеризовались обильным цветением (2-3 цветка на узле) и средним размером боба. Боб узкий с плотным расположением семян, что косвенно предполагает устойчивость к недостатку влаги [15]. Озерненность боба у образцов, для их группы спелости, на высоком уровне – 7,2 и 9,1 семян, что также является косвенным признакам высокого содержания амилозы [9].

Продуктивность одного растения в отобранных линиях была в пределах стандарта, но с учетом числа семян с растения и массы 1000 семян, существенно возрастает коэффициент размножения, что значительно может снижать себестоимость продукции.

Наиболее стабильными признаками были: «число непродуктивных узлов», «число цветков и бобов на узле», «размер боба и число семян в бобе», «масса

1000 семян». Менее стабильными показателями по годам характеризовались такие признаки как «число продуктивных узлов», «число бобов, семян с растения» и «продуктивность 1-го растения», что в целом согласуется с литературными источниками [16].

В 2018-2019 годах выделенные линии (4.12 и 12.12) всесторонне изучали по признакам продуктивности и технологичности в период технической спелости в питомнике конкурсного сортоиспытания гороха овощного.

В первом опыте уборку проводили в период технической спелости, в оптимальный срок, при наилучшем соотношении урожайности и качества (табл.2), и спустя трое суток для сравнительной оценки выравненно-сти в диаметре зерна по мере созревания.

Оптимальный срок уборки в период технической спелости сортообразца 4.12 наступал практически одновременно со стандартом Авола, но при этом у него формировалось бобов в 1,5 раза больше, что указывает на большую скорость физиологических процессов в период закладки генеративных органов. У образца 12.12 уборочная годность наступала спустя 20 суток, на растениях формировалось максимальное количество выполненных

Таблица 2. Оценка сортообразцов гороха овощного по элементам продуктивности и технологичности, 2018-2019 годов Table 2. Assessment of cultivars of green peas by elements of productivity and adaptability to manufacture, 2018-2019

Показатели Indicators	Сортообразцы Variety samples
	Авола	4.12	Викинг	12.12
Созревание к стандарту, сутки Ripening to standard, day	0	+0,5	+16	+20
Устойчивость стебля к полеганию, % Stem resistance to lodging, %	75.0±3.0	75.0±4.0	62.0±10	43±3.0
Число бобов на растении, шт. The number of beans per plant, pcs	2.1±0.3	3.6±0.6	6.4±0.5	7.8±0.5
Урожайность горошка, т/га Pea yield, t/ha	3.64±0.9	3.6 ±0.9	9.62±1.5	10.07±1.5
Показания финометра Finometer data	41.0±1.0	41.0±3.0	40.0±1.0	41.0±2.0
Выход зеленого горошка от бобов, % Green pea yield from beans, %	44.0±3.0	45.0±1.0	45.0±5.0	46.0±3.0
Прибавка урожайности через 3-е суток, % Increase in yield after 3 days, %	123.0±3.0	119±3.0	134.0±6.0	138±4.0

бобов (7,8). Устойчивость стебля к полеганию у раннеспелых образцов значительно выше, что согласуется с литературными источниками [17].

Урожайность зеленого горошка мелкосемянных сортов была в пределах стандартов соответствующих групп спелости. Причем погодные условия оказали существенное влияние на урожайность между группами спелости. Резкое снижение температуры (до биологического минимума) на начальном этапе развития в 2018 году создали стрессовые условия для растений гороха овощного, особенно для раннеспелых сортов, имеющих короткий период «всходы - цветения» [18]. Цветение и налив бобов этой группы сортов в 2018 году приходились на III декаду июня и на первую половину июня 2019 года, условия среды были идентичными – температурный режим превышал многолетние показатели на фоне недостаточной влагообеспеченности, что снижало урожайность и оказывало существенное влияние на длину периода технический спелости. Литературные источники подтверждают данный негативный эффект, вызывающий торможение образования биомассы, и его отрицательное воздействие на рост корневой системы и содержание хлорофилла в листьях, что в целом оказывает влияние на снижение урожайности семян [19, 20, 21, 22, 23]. Понижение среднесуточных температур и выпадение осадков пришлось на конец цветения позднеспелых образцов, что оказало положительное влияние на формирование бобов и в целом на урожайность.

Качество свежего и консервированного горошка зависит от консистенции зерна в период технической спелости, поэтому оценкой качества может служить показатель плотности зеленого горошка, определяемый по фино-метру. Как видно из таблицы2, образцы убраны при плотности горошка 40-41 единицы, что соответствует высшему сорту качества. Выход зеленого горошка от бобов при данной плотности достаточно высокий, что указывает на высокую озерненность боба.

В современных условиях рынка значение приобретает эстетическое восприятие продукта, а поэтому важен диаметр зерна и его выравненность по фракциям. Для более точного сравнительного анализа данного признака была проведена повторная уборка через трое суток. Как видно из таблицы 3, зеленый горошек сортов Авола и Викинг делился на 4 фракции с диаметром от 5 до 11 мм. Основная масса зерна была среднего и среднекрупного размера 7-10 мм. При этом есть доля крупного зерна с диаметром более 10 мм, а при увеличении показаний финометра она увеличивается, что делает горошек менее привлекательным. Зерно сорта Смайлик в оптимальный срок уборки имело достаточно высокую вырав-ненность и мелкий диаметр в пределах 5-8,5 мм, при втором сроке уборки выделялась среднекрупная фракция с диаметром 8,6-9,9 мм. Образец 12.12 по своим показателям был близок к Смайлику.

Сорта гороха овощного различаются продолжительностью периода технической спелости, т.е. периода, в котором можно получить консервы высшего и первого сорта. Плотность зеленого горошка по сортам возрастает в период уборки, но с разной интенсивностью, и зависит от ряда признаков и факторов, и в первую очередь, от числа продуктивных узлов, характера цветения [17], накладывает свой отпечаток и среда.

Во втором опыте для определения продолжительности периода технической спелости и её связи с урожайностью, уборку зеленого горошка проводили в три срока, начиная с минимальных показателей плотности (34-35 единиц) и с интервалом втрое суток. Существенное влияние оказывали погодные условия. Стрессовые условия 2018 года в начальный период роста оказали негативное влияние на формирование вегетативной массы и в целом

Таблица 3. Распределение зеленого горошка по фракциям в зависимости от диаметра зерна, 2019 год (%) Table 3. Distribution of green peas by fractions depending on grain diameter, 2019

Сортообразцы Variety samples	1-й срок уборки 1 harvest time					2-й срок уборки 2 harvest time
	<5	5,1-6,9	7-8,5	8,6-9,9	>10	<5	5,1-6,9	7-8,5	8,6-9,9	>10
Авола, st	0,5	7,5	46	40	6	-	8	23	53	16
Смайлик	3	54	43	-	-	-	14	53	33	-
Корсар	-	13	73	14	-	-	2	50	48	-
Викинг		5	52	43	-	-	1	40	56	3
12.12	-	24	76	-	-	-	12	49	39	-

на урожайность I-го срока уборки раннеспелых сортов. Так разница по годам составила от 6,2 до 20,0% (рис. 1). Более сильная реакция была у мелкосемянного образца 4.12. При последующих уборках эта разница сглаживалась до 8-11%. Малое число продуктивных узлов при низкой влагообеспеченности и повышенных температурах в период технической спелости приводили к быстрому наливу бобов и перезреванию зеленого горошка у сорта Авола, что отразилось на урожайности 3-го срока уборки.

Как видно из рис. 1 урожайность мелкосемянного образца 4.12 активно нарастала к каждому сроку уборки и незначительно уступала Аволе, а плотность зеленого горошка росла значительно медленнее. Оба сорта уступали Корсару по урожайности, что вполне закономерно, так как последний созревал на трое суток позже [18].

При этом плотность зерна (рис. 2) медленнее всего возрастала у образца 4.12 (М 1000 –94 г), чуть быстрее у Корсара (М 1000 – 176 г) и самые большие значения были у

Рис.1.Урожайность зеленого горошка по срокам уборки (т/га), 2018-2019годы

Fig 2.Productivity ofgreen peas by harvesttime (t/ha), 2018-2019

Аволы (М1000 –200 г). Тоесть плотность зерна по срокам уборки была в прямой зависимости от массы 1000 семян: чем больше масса, тем быстрее шло созревание.

Погодные условия в период налива и созревания бобов позднеспелой группы были более чем благоприятные в оба года, что позволило сформировать высокую урожайность с медленным созреванием. Однако следует отметить, что мелкосемянный сортообразец (12.12)

Рис.2.Изменение плотности зеленого горошка в зависимости от сроков уборки (единицы финометра), 2018-2019годы

незначительно превосходил Викинг по урожайности, но плотность горошка была меньше. Сопоставив полученные данные с литературными источниками [10], можно сделать вывод, что изученные мелкосемянные сорта обладают высоким содержанием амилозы в крахмале и более продолжительным периодом технической спелости

Наиболее ценным с хозяйственной точки зрения оказался образец 4.12, который получил сортовое название Смайлик. По результатам конкурсного сортоиспытания сорт Смайлик в 2019 году был передан на Государственное сортоиспытание РФ. Авторы сорта: Котляр И.П., Пронина Е.П., Ушаков В.А., Кайгородова И.М., Солдатенко А.В.

Сорт Смайлик – раннеспелый (сумма активных температурных единиц 670о), вегетационный период до технической спелости – 41-48 суток, не израстает. Стебель обычный, длиной 38-45 см, относительно устойчив к полеганию (рис. 3в). Продуктивных узлов 3-5. Лист обычный, с мелкими хорошо освещенными листочками. Цветки белые, мелкие по два, реже три на цветоножке. Бобы прямые 7-9-семянные (рис.3б). Масса 1000 семян – 90-110 г. Зеленый горошек выравнен, с хорошим товарным видом и высокими вкусовыми качествами. Окраска горошка насыщенно зеленого цвета, который сохраняется до биологической спелости. Отличительной особенностью сорта является продолжительный период технической спелости.

Рис.3.Горох овощной сорт Смайлик:а – общий вид растения, б – боб гороха

Об авторах:

Aboutthe authors:

VladimirA. Ushakov – Cand. Sci. (Agriculture),

Senior Researcher, ,

Irina P. Kotlyar – Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher,

Irina M. Kaigorodova – Cand. Sci. (Agriculture),

Senior Researcher, ,