Вариативность биохимических показателей семян сорта подсолнечника СПК плюс в зависимости от сроков посева

Введение. Подсолнечник является важнейшей культурой, обеспечивающей пищевую и кормовую отрасли промышленности масличной и белковой продукцией. Это обусловлено не только распространением культуры в России, но в большей степени аминокислотным составом белка семян, который имеет высокий процент перевариваемости (до 90 %) и биологическую ценность на уровне 60 %.

Особое значение в этом вопросе придают созданию новых высокопродуктивных сортов и гибридов. В настоящее время перспективным направлением является селекция крупноплодного подсолнечника кондитерского типа. Развитие селекционных программ обуславливается высоким спросом на семена крупноплодного подсолнечника [1]. Остается актуальным изучение механизмов образования и накопления данных компонентов в семенном материале при различных факторах, таких как влагообеспечение, применение удобрений, количество осадков во время вегетации растений, густота стояния и др. Поскольку успех селекции любой культуры определяется степенью изученности реакции растений в различных условиях [2], основополагающей является проблема «учета взаимодействия генотипа и среды», содержащая оценку адаптивности генотипов к различным условиям [3]. Этот фактор оказывает влияние на биохимический состав семян подсолнечника, прежде всего на синтез белка [4]. В данной работе объект исследований – сорт подсолнечника СПК плюс селекции ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК.

Сорт СПК плюс в 2022 г. внесен в

Государственный реестр селекционных достижений РФ и допущен к использованию по Центрально-Черноземному (5), Северо-Кавказскому (6), Средневолжскому (7) и Нижневолжскому (8) регионам. За счет широкой генетической основы новый сорт быстро развивается при умеренных температурах, обладает хорошей стабильностью при высоком потенциале продуктивности, засухоустойчив, характеризуется отличной экологической пластичностью. Оптимальная густота стояния растений – 30 тыс. шт/га. Сорт вынослив к расам заразихи A–F, обладает полевой устойчивостью к фомопсису, фузари-озу, сухой гнили. Семянки крупные, хорошо выполненные, при рекомендуемой густоте стояния масса 1000 семян 155– 160 г, натура – 380–390 г/л. Растения с плотной облиственностью, способны в посеве хорошо затенять и успешно подавлять сорняки [5; 14]. Корзинка большого размера, диаметр до 26 см, поникшая, что способствует снижению повреждения птицами и определяет высокий потенциал урожайности (до 5,2 т/га) (Пензенская область, Кузнецкий ГСУ, 2020 г.) [6].

Цель работы – получение экспериментальных данных о массовой доле белка, аминокислотном составе и содержании массовой доли масла [15] в семенах сорта подсолнечника СПК плюс в зависимости от срока посева при выращивании в различных погодных условиях.

Технология возделывания рекомендуемая для центральной природно-климатической зоны Краснодарского края [6], за исключением изучаемого фактора. Испытывали четыре варианта срока посева: первый срок посева – III декада марта, второй срок посева – I декада апреля, третий срок посева – III декада апреля, четвёртый срок посева – I декада мая. Закладка эксперимента проводилась по методике полевого опыта в изложении Доспехова Б.А. [7], в трехкратной повторности. Погодные условия вегетационного периода в годы проведения наблюдений представлены в таблице 1.

Погодные условия вегетационного периода подсолнечника

Таблица 1

Метеостанция «CaipoBase», г. Краснодар, 2020–2021 гг.

Год	Месяц							За период март – сентябрь
	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь
Среднесуточная температура воздуха, °C
Среднемноголетние значения	4,2	10,9	16,8	20,4	23,2	22,7	17,4	16,5
2020	9,7	10,8	17,3	23,6	26,4	24,6	21,7	19,2
2021	5,3	12,1	19,2	22,8	27,1	26,6	18,0	18,7
Количество осадков, мм
Среднемноголетние значения	48,0	48,0	57,0	67,0	60,0	48,0	38,0	366,0
2020	9,0	4,4	44,8	25,8	126,0	17,0	71,2	298,0
2021	56,9	80,6	48,2	126,8	23,2	88,4	61,8	429,0
Относительная влажность воздуха, %
Среднемноголетние значения	77	69	67	66	64	64	68	68
2020	69	56	70	69	65	55	64	64
2021	79	81	70	77	63	73	74	74

В 2020 г. март и апрель характеризовались сильным дефицитом осадков: выпало 9,0 и 4,4 мм (18,8 и 9,2 % от нормы) соответственно, а в мае, июне и августе их также было меньше климатической нормы – на 12,2; 41,2 и 31,0 мм (на 21,4; 61,5 и 64,6 %) соответственно. Данные условия малоблагоприятны для растений подсолнечника ранних сроков посева (первый и второй). Однако в июле выпала двойная норма осадков – 126 мм (210,0 % нормы), что положительно отразилось на росте и развитии растений третьего и четвёртого сроков посева. Сентябрь характеризовался повышенной влагообеспеченностью: количество осадков на 33,2 мм превышало норму. В то же время среднесуточная температура воздуха была выше нормы на 5,5 °C в марте, на 0,5 в мае, 3,2 в июне и июле, на 1,9 в августе, 4,3 в сентябре, а за период март – сентябрь – на 2,6 °C. Относительная влажность воздуха была близка к средним многолетним показателям.

В 2021 г. в период вегетации подсолнечника (март – сентябрь) превышение количества осадков относительно климатической нормы составило 63 мм (на 17 % выше нормы), с неравномерным распределением по месяцам. Так, в мае и июле наблюдался некоторый дефицит влаги (на 15 и 61 % меньше нормы), который оказал влияние на рост и развитие растений третьего и четвёртого сроков посева подсолнечника, а в остальные месяцы (март, апрель, июнь, август, сентябрь) их количество значительно превысило среднемноголетние наблюдения – на 8,9; 32,6; 59,8; 40,4 и 23,8 мм, составив 119; 168; 189; 184 и 163 % нормы соответственно. Наиболее благоприятными были условия для растений подсолнечника первого и второго сроков посева. Среднесуточная температура воздуха была выше нормы в марте и апреле на 1,1 и 1,2 °C, в мае и июне на 2,4, в июле и августе на 3,9 °C. Относительная влажность воздуха в среднем за вегетационный период на 6 % выше.

Результаты и обсуждение. В результате проведенных исследований за 2020– 2021 гг. на сорте подсолнечника СПК плюс были определены массовая доля масла, массовая доля белка и аминокислотный состав белков семян в зависимости от срока посева. Установлена вариация содержания масла, белка в семенах между различными сроками посева (табл. 2).

Таблица 2

Влияние сроков посева на хозяйственно ценные признаки семян сорта СПК плюс (среднее значение за 2 года 2020–2021 гг.)

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК

Срок посева	Массовая доля масла, %	Массовая доля белка, %	Масса 1000 семян, г
Первый	41,5	20,74	150
Второй	42,2	19,04	152
Третий	38,2	16,21	153
Четвертый	43,7	17,56	155

Наблюдается значительная вариабельность массовой доли масла в пересчете на сухое вещество по всем срокам посева (размах варьирования от 38,2 до 43,7 %), содержание массовой доли белка по срокам посева варьировало в диапазоне от 16,21 до 20,74 %. При этом показатель массы 1000 семян для данного сорта изменялся незначительно, что может свидетельствовать о слабом влиянии условий сезона на формирование семян. Между содержанием массовой доли масла и массовой доли белка зафиксирована слабая отрицательная корреляция (r = -044).

Наибольший уровень массовой доли масла семян наблюдался среди образцов третьего и четвертого сроков посева (38,2 и 43,7 % соответственно), что, вероятно, связано с большей влагообеспеченностью сезона и соотносится с данными исследований, полученными Петибской В.С. и Левицкой Л.И. (1993) [11; 12; 13].

Данные по содержанию заменимых и незаменимых аминокислот в семенах подсолнечника сорта СПК плюс в зависимости от срока посева представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 – Содержание заменимых аминокислот в семенах сорта подсолнечника СПК плюс в зависимости от сроков посева, %/кг ВСВ (ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, среднее за 2020–2021 гг.)

Рисунок 2 – Содержание незаменимых аминокислот в семенах сорта подсолнечника СПК плюс в зависимости от сроков посева, %/кг ВСВ (ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, среднее за 2020–2021 гг.)

У сорта подсолнечника СПК плюс в образцах семян наблюдается заметное снижение содержания всех аминокислот при посеве в третьей декаде апреля, а в другие сроки – их содержание примерно одинаковое.

Выявлено максимальное содержание глутаминовой (варьировавшее в диапазоне от 0,9 до 1,4 %/кг ВСВ) и аспарагиновой кислот (от 0,4 до 0,8 %/кг ВСВ) при этом уровень остальных аминокислот был стабильно одинаков.

Среди незаменимых аминокислот отмечен высокий уровень лейцина при первом, втором и четвертом сроках посева (0,54; 0,56 и 0,55 %/кг ВСВ соответственно), динамика накопления остальных кислот выражена слабо. Сумма незаменимых аминокислот была максимальной для группы второго срока посева – 2,13 %/кг ВСВ (2020 г.), наименьший показатель зафиксирован при четвертом сроке посева – 1,25 %/кг ВСВ (2021 г.).

При сопоставлении метеоданных по периодам вегетации и динамики накопления аминокислот в исследуемом сорте, можно предположить отсутствие зависимости содержания аминокислот в образцах крупноплодного подсолнечника сорта СПК плюс от температуры и количества выпавших осадков. Слабая обратная корреляция наблюдается только для среднего показателя влажности за период роста.

В связи с этим актуализируется вопрос выведения высокопродуктивных сортов-популяций кондитерского назначения с улучшенными хозяйственно ценными признаками вследствие их высокой гетерогенности.

Заключение. На основании исследований, направленных на изучение влияния различных факторов среды на хозяйственно ценные признаки крупноплодного сорта подсолнечника кондитерского типа СПК плюс, установлены средние значения массовой доли белка – в диапазоне от 16,21 до 20,74 % в пересчете на сухое вещество, содержания массовой доли масла – в пределах от 38,2 до 43,7 % в пересчете на сухое вещество. Данные факторы имеют слабую отрицательную корреляцию r = -0,44. При этом отмечается интенсивность накопления массовой доли масла с повышением среднесуточных температур и показателей относительной влажности воздуха периода наблюдений, что находится в соответствии с литературными источниками и данными других исследователей. Отмечается высокое содержание глутаминовой (0,9–1,4 %/кг ВСВ) и аспарагиновой (0,4–0,8 %/кг ВСВ) кислот при всех сроках посева при стабильно низком содержании остальных аминокислот. Среди незаме- нимых аминокислот установлен высокий уровень лейцина в первом, втором и четвертом сроках посева (0,54; 0,56 и 0,55 % соответственно) при слабовыраженной динамике накопления других аминокислот.