Влияние метеорологических условий на биохимические показатели семян подсолнечника сорта Скормас

Автор: Поморова Ю.Ю., Бескоровайный Д.В., Пятовский В.В., Серова Ю.М., Болховитина Ю.С., Шемет Ю.Ю.

Журнал: Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур @vniimk

Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Статья в выпуске: 3 (183), 2020 года.

Бесплатный доступ

Материалом для исследования послужили семена скороспелого сорта подсолнечника Скормас 2016-2018 гг. выращивания. Представлены результаты анализа масличности, общего содержания белка и его аминокислотного состава. Исследования проводились в лаборатории белка отдела биологических исследований ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Содержание белка в семенах сорта Скормас в различные вегетационные периоды варьировало от 19,00 до 23,58 г, коэффициент вариации C = 10,76 %. Установлена сильная обратная зависимость между масличностью и содержанием белка r = -0,99. Метеорологические условия оказали влияние на содержание общего белка и масличность сорта в разные годы выращивания. Так, при гидротермическом коэффици енте (ГТК) равном 1,2 вегетационного периода 2016 г. содержание белка в семенах составляло 21,61 г, а при ГТК = 0,6 в 2017 г., который характеризуется, как засушливый, - 23,58 г. Содержание белка обратно коррелирует с влагообеспеченностью растений r = -0,94. В годы с недостаточным увлажнением почвы семена подсолнечника накапливают меньше масла и больше белка. В семенах сорта Скормас 2018 г. выращивания было обнаружено наибольшее количество незаменимых аминокислот - 25,74 г/100 г. Количество заменимых аминокислот 2016 и 2018 гг. оказалось практически на одном уровне - 47,98 и 47,19 г/100 г. Несмотря на различия по общему содержанию белка, аминокислотный состав семян сорта в различные вегетационные периоды достаточно стабилен. В белке семян сорта Скормас содержится большое количество глутаминовой (16,46 г/100 г) и аспарагиновой (7,55 г/100 г) кислот. В течение трех лет их количество оказалось стабильным. Коэффициент вариации этих кислот составил С = 2,14 % и С = 2,40 % соответственно. Среднее содержание незаменимой аминокислоты лизина за этот же период составило 2,42 г/100 г с коэффициентом вариации С = 12,14 %. Заменимые аминокислоты тирозин и цистеин оказались на уровне 1,74 и 0,54 г/100 г с коэффициентами вариации С = 13,59 % и С = 16,32 %.

Еще

Подсолнечник, масличный сорт скормас, аминокислотный состав, протеин, масличность, метеорологические условия

Короткий адрес: https://sciup.org/142224967

IDR: 142224967 | DOI: 10.25230/2412-608X-2020-3-183-39-44

Текст научной статьи Влияние метеорологических условий на биохимические показатели семян подсолнечника сорта Скормас

Введение. В России подсолнечник является ведущей масличной культурой, поставляющей основное количество сырья для производства растительного масла. Рост урожайности семян и повышение их качества сдерживают многие факторы, в числе которых относительно короткий вегетационный период растений, определяемый географическим положением России. Скороспелые гибриды подсолнечника рекомендуется возделывать в Центрально-Черноземном районе [1; 2]. Уменьшение вегетационного периода гарантирует получение урожая за счет исключения периодов возможных заморозков и засухи, сокращает расходы на полив и уход за растениями, а также позволяет уйти от периодов массового развития болезней [3].

По данным Хейзера [4], американские индейцы, которые ввели подсолнечник в культуру, сеяли его первым из всего на-40

бора сельскохозяйственных культур, а убирали последним. То есть это была культура с самым продолжительным вегетационным периодом [4; 5].

Селекция на сокращение продолжительности вегетационного периода – одно из классических направлений работы со всеми сельскохозяйственными культурами, возникшее, вероятно, одновременно с самой идеей отбора.

По мнению Жученко А.А., скороспелость является фактором избегания стрессовых условий и определяет ареал возделывания той или иной культуры [6; 7]. Сокращение сроков созревания растений сопровождается снижением урожая семян и их масличности [8; 9]. Однако селекционерами доказана возможность сочетания высокой продуктивности с укороченным периодом вегетации [10].

Сорт Скормас – скороспелый масличный сорт подсолнечника, создан в 2010– 2015 гг. из сорта СУР. Вегетационный период – 86 суток, урожайность – 29– 31 ц/га, содержание масла – 49–51 %, лузжистость семян – 21,4 %. Сорт отличается также устойчивостью к комплексу рас ложной мучнистой росы. При искусственном заражении поражение ЛМР составило 28 % [1; 11].

Коэффициент вариации рассчитывался по формуле:

С = σ × 100, х где σ – среднее квадратическое отклонение;

– среднее арифметическое значение.

Корреляцию считали в программе Excel пакета Microsoft Office.

Гидротермический коэффициент вычислялся по методике Г.Т. Селянинова [17] за месяцы вегетационного периода:

ГТК = х 10,

^10

где Σ r – сумма осадков в месяц за период с температурой выше 10 °С, в мм;

Σ t10 – сумма температур в градусах Цельсия за период со среднесуточными температурами выше 10 °С.

Степени увлажнения среды согласно показателям ГТК имеют следующие значения: показатель менее 0,3 означает слабое увлажнение территории (сильная засуха), от 0,4 до 0,5 – сухо, от 0,6 до 0,7 – засушливо, от 0,8 до 1,0 – недостаточное увлажнение, от 1,0 до 1,5 – достаточное увлажнение и от 1,6 и более – избыточное увлажнение.

Результаты и обсуждение. Содержание белка в семенах сорта Скормас в различные вегетационные периоды варьировало от 19,00 до 23,58 г, коэффициент вариации C = 10,8 % (табл. 1). Установлена обратная сильная зависимость между масличностью и содержанием белка – -0,99. Семена 2017 г. отличались большими размерами в сравнении с другими годами выращивания, масса 1000 семян составляла 90,45 г. Количество белка в семенах 2017 г. оказалось наибольшим – 23,58 г. Размер семян зависит от взаимодействия факторов генотип – среда, в числе которых срок посева, погодные условия и площадь питания растения. Усло- вия трех лет выращивания недостаточно информативны, установить достоверную статистическую связь между размером семян и биохимическими показателями нам не удалось.

Таблица 1

Биохимическая характеристика семян сорта Скормас

Год	Маслич-ность семян, %	Содержание белка в семенах, г/100 г	Масса 1000 семян, г	Лузжис-тость, %
2016	47,0	21,61	75,66	24,36
2017	43,7	23,58	90,45	24,47
2018	49,8	19,00	77,01	22,88

Одними из основных факторов, определяющих интенсивность развития растений, представляют собой температура, влажность воздуха и почвы. Наглядным показателем влагообеспеченности вегетационного периода является гидротермический коэффициент (ГТК). Для оценки влагообеспеченности сельскохозяйственных растений используют шкалу Селянинова [18; 19].

Таблица 2

Метеорологические условия вегетационных периодов 2016-2018 гг., по данным метеостанции «Круглик», г. Краснодар

Год	Месяц								ГТК
Год	Апрель		Май		Июнь		Июль
	Средняя темпера-тура, °С	Сумма осадков, мм	Средняя темпера-тура, °С	Сумма осадков, мм	Средняя-темпера-тура, °С	Сумма осадков, мм	Средняя темпера-тура, °С	Сумма осадков, мм
2016	14,7	25,6	17,7	62,2	23,4	176,1	25,8	43,4	1,2
2017	12,1	19,4	17,5	62,1	22,0	30,4	24,8	23,9	0,6
2018	13,5	17,6	19,0	86,0	23,5	11,0	26,3	119,2	1,4

Гидротермические коэффициенты вегетационных периодов 2016 г. (1,2) и 2018 г. (1,4) характеризуют их как годы с достаточным увлажнением, а 2017 г. был засушливым. Содержание белка обратно коррелирует с влагообеспеченностью растений – r = -0,94. В годы с недостаточным увлажнением почвы семена подсолнечника накапливают меньше масла и больше белка (табл. 1, 2).

В семенах сорта Скормас 2018 г. выращивания было обнаружено наибольшее количество незаменимых аминокислот – 25,74 г/100 г. Количество заменимых аминокислот в представленном образце 2016 и 2018 гг. оказалось на одном уровне – 47,98 и 47,19 г/100 г (табл. 3).

Таблица 3

Аминокислотный состав семян сорта

Скормас селекции ВНИИМК, г/100 г

Аминокислота	Год
Аминокислота	2016	2017	2018
Незаменимые
Валин	3,84	3,57	3,62
Гистидин	1,65	1,62	1,85
Изолейцин	3,20	3,17	3,33
Лейцин	5,18	4,96	5,34
Лизин	2,44	2,12	2,71
Метионин	1,86	1,81	2,04
Треонин	3,13	2,91	3,44
Фенилаланин	3,75	3,75	3,41
∑ незаменимых аминокислот	25,05	23,92	25,74
Заменимые
Аланин	3,23	3,19	3,39
Аргинин	6,02	5,31	6,19
Аспарагиновая кислота	7,45	7,43	7,75
Глицин	4,80	4,57	4,91
Глутаминовая кислота	16,81	16,47	16,10
Пролин	3,64	3,55	3,28
Серин	3,48	3,35	3,50
Тирозин	1,94	1,80	1,48
Цистеин	0,61	0,44	0,58
∑ заменимых аминокислот	47,98	46,11	47,19

В целом, несмотря на различия по общему содержанию белка, аминокислотный состав семян сорта в различные годы произрастания достаточно стабилен. В белке семян подсолнечника сорта Скор-мас содержится большое количество глутаминовой (16,10–16,81 г/100 г) и аспарагиновой кислот (7,43–7,75 г/100), за три года их количество оказалось стабильным. Небольшой размах изменчивости был обнаружен у незаменимой аминокислоты лизина – С = 12,14 %, и заменимых – тирозина и цистеина – С = 13,59 % и С = 16,32 % (табл. 4).

Таблица 4

Изменчивость содержания аминокислот в семенах сорта Скормас, 2016–2018 гг.

Аминокислота	Содержание аминокислот, г/100 г		Диапазон изменчивости, г/100 г		Коэффициент вариации, C %
	в среднем по сорту		min-max
Незаменимые аминокислоты
Валин	3,68		3,57–3,84		3,82
Гистидин	1,71		1,62–1,85		7,44
Изолейцин	3,23		3,17–3,33		2,57
Лейцин	5,16		4,96–5,34		3,70
Лизин	2,42		2,12–2,71		12,14
Метионин	1,90		1,81–2,04		6,31
Треонин	3,16		2,91–3,44		8,43
Фенилаланин	3,64		3,41–3,75		5,51
Заменимые аминокислоты
Аланин		3,27	3,19–3,39	3,18
Аргинин		5,84	5,31–6,19	7,98
Аспаргиновая кислота		7,55	7,43–7,75	2,40
Глицин		4,76	4,57–4,91	3,70
Глутаминовая кислота		16,46	16,10–16,81	2,14
Пролин		3,49	3,28–3,64	5,37
Серин		3,45	3,35–3,50	2,32
Тирозин		1,74	1,48–1,94	13,59
Цистеин		0,54	0,44–0,61	16,32

Выводы. Содержание белка за 2016– 2018 гг. в семенах варьировало, С = 10,76 %. На содержание белка влияют метеорологические условия вегетационного периода, для объективной оценки условий тепло- и влагообеспеченности удобно пользоваться интегрированным показателем – гидротермическим коэффициентом Селянинова (ГТК). Так, в годы с недостаточным увлажнением почвы, подсолнечник накапливает в семенах больше белка и меньше масла. Корреляция гидротермического коэффициента и содержания белка (r = -0,94) сильная обратная.

Подтверждены более ранние исследования об обратной сильной корреляции масличности и содержания белка, а также о присущем всем сортам подсолнечника высоком содержании глутаминовой (16,46 г/100 г) и аспарагиновой (7,55 г/100 г) кислот. Низкое содержание цистеина (0,54 г/100 г) и тирозина (1,74 г/100 г) также наблюдается у сорта подсолнечника Скормас. Коэффициент вариации у большинства аминокислот не превышает 8 %.

Метеорологические условия оказали влияние на содержание массовой доли белка и масличности. Несмотря на различия по общему содержанию белка, аминокислотный состав семян сорта в различные вегетационные периоды достаточно стабилен.

Список литературы Влияние метеорологических условий на биохимические показатели семян подсолнечника сорта Скормас

Децына А.А., Илларионова И.В. Скороспелый сорт подсолнечника Скормас // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2018. - Вып. 4 (176). - С. 178180.
Кудряшов С.П. Исходный материал для селекции подсолнечника на скороспелость и эректоидный морфотип растений: автореф. дис.. канд. с.-х. наук / Сергей Петрович Кудряшов: 06.01.05. - Саратов, 2009. - 20 с.
Гончаров С.В. Селекция линий и гибридов подсолнечника на скороспелость // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2011. - Вып. 2 (148-149). - C. 27-30.
Heiser C.B. Taxonomy of Helianthus and origin of domesticated sunflower // In: Sunflower science and technology / Carter J.F (Ed.). - Am. Soc. Agron., Madison, 1978. - P. 31-53.
Гончаров С.В., Антонова Т.С., Арасланова Н.М., Рыженко Е.Н. Селекция гибридов подсолнечника на устойчивость к новым расам заразихи // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2012. -Вып. 1 (150). - С. 9-12.
Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства // Докл. РАСХН. - 1999. - № 2. - С. 5-11.
Суровикин В.Н., Бородин С.Г. Методика селекционного процесса // Биология, селекция и возделывание подсолнечника. -М., 1992. - С. 89-100.
Захарова М.В., Гончаров С.В. Продолжительность вегетационного периода и урожайность гибридов подсолнечника в селекции на скороспелость // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. -2007. - Вып. 2 (137). - С. 14-17.
Мироненко И.М. Создание раннеспелого исходного селекционного материала подсолнечника в условиях ЦЧР: дис.. канд. с.-х. наук / Иван Михайлович Мироненко: 06.01.05. - Краснодар, 1998. - 136 с.
Волошина О.И. Контрастные сроки посева как фон для оценки и отбора селекционного материала подсолнечника: дис.. канд. биол. наук / Ольга Ивановна Волошина: 06.01.05. - Краснодар, 2003. - 171 с.
Децына А.А., Илларионова И.В. Экологическое испытание новых сортов подсолнечника селекции ВНИИМК // Масличные культуры. - 2019. - Вып. 2 (178). - С. 22-26.
ГОСТ Р 8.597-2010 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Семена масличных культур и продукты их переработки. Методика измерений масличности и влажности методом импульсного ядерного магнитного резонанса. - М.: Стандартинформ, 2019. - 13 с.
ГОСТ 13496.4-93 Корма комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения содержания азота и сырого протеина // Сб. ГОСТов. - М.: Стандартинформ, 2011. -33 с.
ГОСТ 10855-64 Семена масличные. Метод определения лузжистости // Сб. ГОСТов. - М.: Стандартинформ, 2010. -2 с.
ГОСТ 32195-2013 Корма комбикорма. Метод определения содержания аминокислот // Сб. ГОСТов. - М.: Стандартинформ, 2014. - 27 с.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М., 1985. - 352 с.
Селянинов Г.Т. Методика сельскохозяйственной характеристики климата // Мировой агроклиматический справочник. -Л.: Гидрометеоиздат, 1937. - С. 5-26.
Чудновская Г.В. Использование гидротермического коэффициента (гтк) для экспресс-оценки урожайности Achillea asi-atica serg // Мат-лы V междунар. науч.-практ. конф. "Климат, экология, сельское хозяйство Евразии". - Иркутск, 2016. - С. 312-315.
Кобышева Н.В. Костин С.И. Струнников Э.А. Климатология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 344 с.

Еще

Статья научная