ИЗУЧЕНИЕ КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ЧЕЧЕВИЦЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НОВЫХ СОРТОВ В УСЛОВИЯХ ЮГА РОССИИ

ИЗУЧЕНИЕ КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ЧЕЧЕВИЦЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НОВЫХ СОРТОВ В УСЛОВИЯХ ЮГА РОССИИ

Научная статья

Сорокина И.Ю.^1, *, Кумачева В.Д.²

^{1, 2} Донской Государственный аграрный университет, Персиановский, Россия

* Корреспондирующий автор (irin.sorockina[at]yandex.ru)

Аннотация

Увеличить площадь под чечевицей в Российской федерации, и, в частности в условиях Юга России (Южного федерального Округа), а также валовой сбор ценной продовольственной культуры можно за счёт внедрения в производство новых сортов, обладающих лучшей адаптивной реакцией на изменяющиеся условия внешней среды. В связи и этим, целью исследований являлось изучение исходного материала и выделение источников хозяйственно ценных признаков для селекции высокопродуктивных, технологичных, ценных по качеству сортов чечевицы в условиях приазовской зоны Ростовской области.

По результатам 3-х лет исследований по комплексу хозяйственно-ценных признаков (высота растений, высота прикрепления нижнего боба, семенная продуктивность растения) выделились сортообразцы К-2940 (Россия, Пензенская область), К – 2925 (Болгария), К – 2610 (Россия, Орловская область).

Ключевые слова: чечевица, сортообразец, коллекция, адаптированность, высота растений, высота прикрепления нижнего боба, семенная продуктивность.

A STUDY OF LENTIL SAMPLES FOR THE PURPOSES OF CREATING NEW VARIETIES IN THE SOUTH OF RUSSIA

Research article

Sorokina I.Yu.^1, *, Kumacheva V.D.²

^1,2 Don State Agrarian University, Persianovsky, Russia

* Corresponding author (irin.sorockina[at]yandex.ru)

Abstract

It is possible to increase the area of lentil cultivation in the Russian Federation, and, in particular, in the conditions of the South of Russia (Southern Federal District), as well as the gross harvest of valuable food crops by introducing new varieties into production with a better adaptive response to changing environmental conditions. In this regard, the purpose of the research was to study the source material and identify sources of economically valuable traits for the selection of highly productive, technological, and valuable in quality lentil varieties in the Azov zone of Rostov Oblast.

According to the results of a 3-year research on a complex of economically valuable traits (plant height, attachment height of the lower bean, seed yield of the plant), the study singles out the following varieties: K-2940 (Russia, Penza Oblast), K-2925 (Bulgaria), and K-2610 (Russia, Oryol Oblast).

Keywords: lentils, variety, collection, adaptability, plant height, attachment height of the lower bean, seed productivity.

Введение

Чечевица Lens culiriaris Medik. является одной из наиболее ценных продовольственных зернобобовых культур в мире [2].

По данным экспертно-аналитического центра агробизнеса посевные площади чечевицы в мире за последние годы составляют свыше 6 млн. га [10]. Ведущая роль в увеличении производства чечевицы принадлежит созданию и внедрению в производство новых сортов. Основная цель любого селекционного процесса – развитие положительных качеств культуры и устранение ее негативных особенностей [9].

Важнейшее достоинство чечевицы – высокие потребительские качества ее зерна. К числу главных недостатков существующих сортов ведущие специалисты относят низкую, нестабильную урожайность и недостаточную технологичность [1], [8]. Они определяются такими биологическими особенностями растений чечевицы, как короткостебельность, низкое прикрепление нижних бобов, полегаемость, слабая конкурентоспособность по отношению к сорной растительности, низкая толерантность к гербицидам, неравномерность созревания, растрескивание бобов и осыпание семян, низкая устойчивость к абиотическим (засуха, переувлажнение, холод, засоленность почв и др.) и биотическим (Ascochyta lentils, Fusarium oxysporum, Colletotricum truncatum, Botrytis fabae, Uromyces faba, Sitona lineatus и др.) стрессорам [7].

Коллекция генетических ресурсов растений (ГРР) ВИР отражает мировое разнообразие и современное состояние селекции зерновых бобовых культур в разных странах мира и пополняется новыми образцами. Уникальность коллекции ГРР ВИР состоит в том, что сборы всех культур начаты в первой половине ХХ века. Более 20% образцов коллекции ГРР ВИР составляют уже исчезнувшие сорта и популяции, которые при этом несут ценные для селекции и производства гены, которые на определенном этапе оказываются востребованными. Коллекция позволяет решать задачи селекции по адаптации современных сортов к местным условиям в различных зонах страны.

Ряд авторов утверждают, что у чечевицы приблизительно на 40% уменьшился объем генетического разнообразия, что также является негативным для селекции фактором [11].

Для повышения эффективности селекционной работы необходимо на основе изучения генофонда вида Lens culinaris Medik. вести целенаправленный поиск источников хозяйственно ценных признаков с целью вовлечения их в традиционные и разрабатываемые методы селекции. При этом комплексная оценка исходного материала должна базироваться на изучении морфологических, технологических и других биологических особенностей растений.

По мнению Пимонова К.И., чечевица в богарных условиях Ростовской области является нишевой зернобобовой культурой, способной давать рентабельность выше 150% [8]. Преимуществом чечевицы является то, что уровень затрат на её выращивание в два раза ниже, чем у озимой пшеницы, при этом рентабельность остаётся на том же уровне. В связи с этим важным является изучение морфобиологических параметров перспективных образцов чечевицы для условий Ростовской области с учетом происходящих изменений климата. 

Методика исследований

Исследования были начаты в 2018 году в условиях учебного научно-производственного комплекса Донского государственного аграрного университета. Объектом исследований были 100 сортообразцов мировой коллекции чечевицы, полученные из генофондов ВИР им. Н.И. Вавилова.

Опыт мелкоделяночный. Сортообразцы высевались вручную на глубину 3-4 см с междурядьями 30 см. Почвы опытного участка представлены черноземами обыкновенными, относящихся к тяжелосуглинистым почвам. Характерной чертой климата Ростовской области являются засухи и суховеи. Засуха обычно сопровождается высокими температурами и резким снижением относительной влажности, когда её величина становится ниже 30%. В течение года по области может наблюдаться от 50 до 85 дней с такой низкой относительной влажностью. На фоне засухи особенно губительными для растений являются суховеи, сопровождающиеся дефицитом влажности и высокой температурой.

В качестве стандарта использовался сорт Веховская 1 (Петровско-Разумовской селекционной станции, Пензенская область). Площадь учётной делянки – 1м², повторность в опыте четырёхкратная.

Изучение и оценку коллекционных образцов чечевицы проводили в соответствии c методическими указаниями и классификаторами [4], [5], [6].

Структурный анализ растений проводился по следующим признакам: высота прикрепления нижнего боба, число бобов с 1-го растения, число семян с 1-го растения, масса семян с 1-го растения, масса 1000 семян, форма семени, окраска семенной кожуры.

Результаты исследований

Анализ результатов экологического изучения коллекционных образцов в полевых условиях за 2018 и 2019 гг. показал, что в Ростовской области была выявлена дифференциация образцов по ценным селекционным признакам. Структурный анализ растений чечевицы свидетельствует о широкой генотипической изменчивости изученного сортимента, что позволяет вести целенаправленный отбор по основным направлениям селекции культуры.

В результате трехлетних исследований (2018-2020 гг.) из 100 сортообразцов чечевицы было отобрано 16, которые выделились по продуктивности, окраске, массе семян и другим хозяйственно-ценным признакам.

Сорт чечевицы считается высокотехнологичным, если высота растения отмечается не менее 40 см [3].

Анализ данных таблицы 1 показал, что по высоте растений выделились образцы К-2925 и К-2662 (57 см). Превышение высоты по отношению к стандартному сорту Веховская 1у этих образцов составило 17 см. Высота более 40 см была у образцов К-1080, К-2610, К-2837, К-2641 (превышение над стандартом составило от 1 до 7 см). Самым низкорослым был образец К-2805 (31 см).

Установлено, что у более высокорослых растений высота прикрепления нижнего боба выше, чем у низкорослых, что сказывается на снижении потерь при механизированной уборке.

Высота прикрепления нижнего боба максимальной была у образцов К-2662 (30 см) и К-2925 (29 см) (на 4-5 см больше, чем у стандарта Веховская 1). Наименьшие значения этого показателя были у образцов: К-2911, К - 2835 (17 см); К-3053, К-3031, К- 2805 (18 см).

 

Таблица 1 – Биометрические показатели выделившихся образцов чечевицы (среднее 2018-2020 гг.)

Сортообразец	Высота растений, см	Высота прикрепления нижнего боба, см
Веховская 1 (ст.)	40	25
К - 3030	54	27
К - 2940	55	26
К - 2711	33	17
К - 2925	57	29
К - 2835	34	17
К - 1080	44	21
К - 2821	33	20
К - 2614	29	19
К - 2610	45	22
К - 3053	35	18
К - 2837	47	25
К - 3031	32	18
К - 2662	57	30
К - 2805	31	18
К - 2641	41	27
НСР05	2,292	2,711

 

Достоверное превышение по количеству бобов на растении по отношению к стандартному сорту было у образцов К-2821 (40,1 шт.) и К-2641 (40,2 шт.) (табл.2).

У таких образцов, как К-1080 (Сардиния), К-2821 (Франция), К-2837 (Канада) соотношение количества семян с одного растения к количеству бобов на растении было меньше 1. Это говорит о том, что у данных образцов сформировалось много невыполненных бобов.

Из таблицы 2 видно, что наибольшая семенная продуктивность среди растений чечевицы с тарелочной формой семян наблюдалась у образцов К-2940 (Пензенская область), К-2711 (Эквадор), К-2925 (Болгария). Превышение по массе семян с одного растения у этих образцов над стандартным сортом Веховская 1 составило 0,1; 0,07 и 0,08 г соответственно.

 

Таблица 2 – Семенная продуктивность сортообразцов чечевицы, среднее 2018-2020 гг.

Сортообразец	Количество бобов на растении, шт.	Количество семян с растения, шт.	Масса семян с растения, г	Масса 1000 семян, г
Веховская 1 (ст.)	37,4	37,8	1,21	32,2
К - 3030	24,1	32,0	1,12	35,0
К - 2940	31,6	24,0	1,31	54,6
К - 2711	34,8	26,0	1,28	49,2
К - 2925	38,1	21,0	1,29	61,4
К - 2835	30,7	22,6	1,13	50,1
К - 1080	39,9	30,0	0,81	27,0
К - 2821	40,1	25,0	0,79	31,6
К - 2614	31,6	31,0	0,80	25,8
К - 2610	12,8	17,0	0,87	51,2
К - 3053	24,1	27,9	0,64	22,9
К - 2837	38,5	22,0	0,85	38,6
К - 3031	8,6	11,0	0,59	53,6
К - 2662	12,9	14,6	0,64	43,9
К - 2805	39,4	21,7	0,58	26,7
К - 2641	40,2	31,0	0,8	25,8
НСР05	2,74	2,85	0,18	2,56

 

Среди образцов с округлой формой семян по семенной продуктивности растения выделился образец К-3030 (Тамбовская область).

Масса 1000 семян у образцов с тарелочной формой семян колебалась от 61, г у образца К-2925 (Болгария) до 38,6 г у образца К-3053 (Орловская область). У образцов с округлой формой семян – от 22,9 до 35 г.

Поскольку чечевица является преимущественно пищевой культурой, то такие показатели, как окраска семенной кожуры, разваримость семян имеют немаловажное значение.

В России в основном выращиваются сорта с коричневой окраской семян. В последнее время товаропроизводители отдают преимущество сортам со светло-зеленой окраской семенной кожуры.

Примесь семян, потерявших цвет, белесоватых, мраморных (с рисунком), покрасневших и побуревших обесценивает чечевицу и допускается лишь в низших подтипах. Чечевица теряет цвет при плохой уборке и при хранении на свету. Зеленые семена становятся темно-бурыми. Эти изменения являются результатом разрушения хлорофилла семенной оболочки

Среди изучаемых образцов белая и беловато-розовая окраска семенной кожуры была у образцов: К-3030 (Россия, Тамбовская область), К-2821 (Франция), К-3053 (Россия, Орловская область), К-2610, К-3031 (Азербайджан). Образцы со светло-зеленой окраской семенной кожуры: К-2940 (Россия, Пензенская область), К-2925 (Болгария), К-2837 (Канада).

Коричневую окраску семенной кожуры имели образцы: К-2835 (Канада), К-1080 (Сардиния), К-2641 (Мексика), К-2914 (Орловская область.), К-2662 (Греция), К-2711 (Эквадор).

Заключение

Таким образом, в результате исследований удалось выделить 16 сортообразцов чечевицы, адаптированных к нестабильным погодным условиям Ростовской области. 7 образцов имели высоту растений более 45 см и высоту прикрепления нижнего боба более 20 см (К-3030, К-2940, К-2925, К-1080, К- 2610, К-2837, К-2662). Сортообразцы К-2940 (Россия, Пензенская область), К- 2925 (Болгария), К- 2610 (Россия, Орловская область) и К-3031(Азербайджан) отличались высокой семенной продуктивностью (масса 1000 семян более 50 г).

По комплексу хозяйственно-ценных признаков выделились сортообразцы К-2940 (Россия, Пензенская область), К – 2925 (Болгария), К – 2610 (Россия, Орловская область).

 Работа с данными образцами будет продолжена с целью изучения продуктивных и качественных показателей.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Зотиков В.И. Развитие производства зернобобовых и крупяных культур в России на основе использования селекционных достижений / В.И. Зотиков, А.А. Полухин, Н.В. Грядунова и др. // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2020.- № 4 (36).- С. 5-17.
2. Кондыков И.В. Культура чечевицы в мире и Российской Федерации (обзор) / И.В. Кондыков // Зернобобовые и крупяные культуры. – 2012. – №2. – С. 13 – 20.
3. Маракаева Т.В. Чечевица – перспективная зернобобовая культура / Т.В. Маракаева // Разнообразие и устойчивое развитие агробиоценозов омского Прииртышья: материалы Национальной научно-практической конференции, посвящ. 90-летию ботанического сада Омского ГАУ. Омск, 2017. С. 158–161.
4. Международный классификатор СЭВ рода Lens Mill., Л., 1985, - 42 с.
5. Методические указания по изучению коллекции зерновых бобовых культур. Л.,1975.- 60 с.
6. Методические указания «Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых ВИР: пополнение, сохранение и изучение». ВИР. СПб. - 2010. - 141 с.
7. Огородцева Ю.С. Коллекция чечевицы как источник исходного материала для ее селекции в условиях южной лесостепи Западной Сибири / Ю.С. Огородцева, Е.Н. Океанова // Сборник материалов XXIII научно-технической студенческой конференции. С. 79 - 82.
8. Пимонов К.И. Исходный материал для селекции чечевицы в условиях Ростовской области РФ / С.А. Дворянинов, И.Ю. Сорокина, К.И. Пимонов // Ресурсосбережение и адаптивность в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур и переработки продукции растениеводства.Материалы международной научно-практической конференции. - 2019. - С. 185-19
9. Ракина М. С. Оценка образцов чечевицы из мирового генофонда коллекции ВИР по экологической пластичности основных показателей качества семян / М.С. Ракина // Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России.Сборник материалов XIII Международной научно-практической конференции. 2014. С. 339-345.
10. Экспертно-аналитический центр агробизнеса "АБ-Центр". [Электронный ресурс]. URL: www.ab-centre.ru. (дата обращения: 12.11.2021)
11. Alo F. Leveraging Genomic Resources of Model Species for the Assessment of Diversity and Phylogeny in Wild and Domesticated Lentil / F. Alo, B. J. Furman, E. Akhunov [et al.] // Journal of Heredity. - 2011- 102 (3). -P. 315-329.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Zotikov V.I. Razvitie proizvodstva zernobobovyh i krupjanyh kul'tur v Rossii na osnove ispol'zovanija selekcionnyh dostizhenij [Development of the production of leguminous and cereal crops in Russia based on the use of breeding achievements] / V.I. Zotikov, A.A. Polukhin, N.V. Grydunova et al. // Zernobobovye i krupjanye kul'tury [Leguminous and cereal crops]. - 2020. - № 4 (36).- Pp. 5-17. [in Russian]
2. Kondykov I.V. Kul'tura chechevicy v mire i Rossijskoj Federacii (obzor) [Lentil culture in the world and the Russian Federation (review)] / I.V. Kondykov // Zernobobovye i krupjanye kul'tury [Leguminous and cereal crops]. - 2012. - No. 2. - p. 13-20. [in Russian]
3. Marakaeva T.V. Chechevica – perspektivnaja zernobobovaja kul'tura [Lentils - promising leguminous culture] / T.V. Marakaeva // Raznoobrazie i ustojchivoe razvitie agrobiocenozov omskogo Priirtysh'ja: materialy Nacional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvjashh. 90-letiju botanicheskogo sada Omskogo GAU [Diversity and sustainable development of agrobiocenoses of the Omsk Irtysh region: materials of the National Scientific and Practical Conference, dedicated to 90th anniversary of the botanical Garden of the Omsk State Agrarian University]. Omsk, 2017. pp. 158-161. [in Russian]
4. Mezhdunarodnyj klassifikator SJeV roda Lens Mill [International classifier of CMEA of the genus Lens Mill.], L., 1985, - 42 p. [in Russian]
5. Metodicheskie ukazanija po izucheniju kollekcii zernovyh bobovyh kul'tur [Methodological guidelines for the study of the collection of grain legumes]. L., 1975.- 60 p. [in Russian]
6. Metodicheskie ukazanija «Kollekcija mirovyh geneticheskih resursov zernovyh bobovyh VIR: popolnenie, sohranenie i izuchenie» [Methodological guidelines "Collection of world genetic resources of grain legumes VIR: replenishment, conservation and study"]. VIR. SPb. - 2010. - 141 p. [in Russian]
7. Ogorodtseva Yu.S. Kollekcija chechevicy kak istochnik ishodnogo materiala dlja ee selekcii v uslovijah juzhnoj lesostepi Zapadnoj Sibiri [Collection of lentils as a source of source material for its breeding in the conditions of the southern forest-steppe of Western Siberia] / Yu.S. Ogorodtseva, E.N. Okeanova // Sbornik materialov XXIII nauchno-tehnicheskoj studencheskoj konferencii [Collection of materials of the XXIII scientific and technical student conference]. 2017. pp. 79 - 82. [in Russian]
8. Pimonov K.I. Ishodnyj material dlja selekcii chechevicy v uslovijah Rostovskoj oblasti RF [Source material for breeding lentils in the conditions of the Rostov region of the Russian Federation] / S.A. Dvoryaninov, I.Yu. Sorokina, K.I. Pimonov // Resource conservation and adaptability in technologies of cultivation of agricultural crops and processing of crop production. Resursosberezhenie i adaptivnost' v tehnologijah vozdelyvanija sel'skohozjajstvennyh kul'tur i pererabotki produkcii rastenievodstva. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Materials of the international scientific and practical conference]. - 2019. - pp. 185-196. [in Russian]
9. Rakina M. S. Ocenka obrazcov chechevicy iz mirovogo genofonda kollekcii VIR po jekologicheskoj plastichnosti osnovnyh pokazatelej kachestva semjan [Evaluation of lentil samples from the world gene pool of the VIR collection on ecological plasticity of the main indicators of seed quality] / M.S. Rakina // Tendencii sel'skohozjajstvennogo proizvodstva v sovremennoj Rossii. Sbornik materialov XIII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Trends in agricultural production in modern Russia. Collection of materials of the XIII International Scientific and Practical Conference]. 2014. pp. 339-345. [in Russian]
10. Jekspertno-analiticheskij centr agrobiznesa "AB-Centr". [Expert-analytical center of agribusiness "AB-Center"]. [Electronic resource]. URL: www.ab-centre.ru. (accessed: 12.11.2021) [in Russian]
11. Alo F. Leveraging Genomic Resources of Model Species for the Assessment of Diversity and Phylogeny in Wild and Domesticated Lentil / F. Alo, B. J. Furman, E. Akhunov [et al.] // Journal of Heredity. - 2011- 102 (3). -P. 315-329.