Селекция нута на крупность семян

Встатье представлены результаты вариационной изменчивости и корреляционной сопряженности основных количественных признаков образцов мировой коллекции нута с массой 1000 семян более 350 г. Установлена высокая зависимость продуктивности от числа бобов, зерен и массы зерна с растения, средняя связь урожайности с высотой растения и слабая с массой 1000 семян. Выделены лучшие образцы коллекции по крупности семян и скороспелости. Привлечение их в скрещивание с районированными сортами позволило получить разнообразный гибридный материал. Отобраны перспективные линии для изучения в контрольных питомниках и малом конкурсном сортоиспытании.

Нут – важная зерновая бобовая культура, по питательной ценности зерна превосходит все другие культуры этой группы. В мировом земледелии по распространению он занимает третье место после сои и фасоли. Наибольшие площади нута сосредоточены в Азии, Центральной и Южной Америке. В России в 2014 г. он высевался на 465 тыс.га. Основные посевы размещаются в степных районах Поволжья, Урала и Северного Кавказа, где годовое количество осадков не превышает 350 мм. В последние годы география выращивания нута расширилась. Им стали заниматься в Западно-Сибирском и Центрально-Черноземном регионах России. Это в значительной степени связано с востребованностью зерна нута на внешнем рынке. Наибольшим спросом на экспорт пользуется зерно нута с диаметром семян 9-10 мм и массой 1000 семян более 350 г.

Краснокутская станция селекцией нута занимается более 80 лет. Здесь созданы самые засухоустойчивые сорта: Юбилейный, Краснокутский 123, Краснокутский 28, Краснокутский 36, Заволжский, Вектор и Золотой юбилей, внесенные на 2017 год в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию во всех регионах возделывания культуры.

Согласно классификатору ВНИИР им. Н.И.Вавилова нут по массе 1000 семян делится на 5 групп: очень мелкие (<50 г), мелкие (50-150 г), средние (151-250 г), крупные (251-350 г) и очень крупные (>350 г). Краснокутские сорта имеют массу 1000 семян от 251 до 350 г и по классификации ВНИИР относятся к крупнозерным. На современном этапе работ мы поставили задачу создания сортов с массой 1000 семян более 350 г.

Методика исследований

Исследования проводили в 2005-2007 гг. на полях научного селекционного севооборота Краснокутской станции. Изучалось 137 образцов мировой коллекции различного эколого-географического происхождения. Из них 27 номеров с массой 1000 семян до 250 г, 54 – с массой 1000 семян от 251 до 350 г и 56 – с массой 1000 семян более 350г.

Посев проводился в оптимальные для культуры сроки, по предшественнику яровая пшеница. Площадь делянки 1,8 м², повторность двукратная. Посев ручными сажалками с междурядьями 45 см. Стандартом служил районированный сорт Краснокутский 36. Анализ структуры урожая проводили по 10 растениям каждого повторения. Определяли высоту растения, высоту прикрепления нижнего боба, число бобов и зерен на 1 растение, массу зерна с 1 растения и массу 1000 семян.

Скрещивание устойчивых к засухе высокорослых сортов станции, с выделенными по урожайности и крупности семян образцами коллекции ВНИИР, проводим ежегодно с 2008 года. Отбор элитных растений ведем с F2.

При статистической обработке полученных данных использовали методы вариационного и корреляционного анализов.

Результаты исследований

Условия вегетации различались по температурному режиму и количеству выпавших осадков. Наиболее благоприятными они были в 2005 году, засушливыми в 2007 г. и средними в 2006 г, что сказалось на продуктивности нута. Урожайность нута в 2005 г. составила 13,8 ц/га, в 2006 г. – 12,6 ц/га, в 2007 г. ниже средней многолетней величины -9,5 ц/га.

Элементы структуры урожая зависели от условий выращивания и имели разный характер изменчивости по годам (табл.).

Таблица. Варьирование показателей структуры урожая различных по крупности семян групп нута в зависимости от условий года

Все элементы структуры урожая подвержены изменчивости в зависимости от условий выращивания, причем у образцов с очень крупной массой 1000 семян она более выражена. Это подтверждается и нашими ранними исследованиями. Анализ варьирования массы 1000 зерен показал незначительную изменчивость по годам у среднесемянных и крупносемянных образцов (V=8,2-11,7%) и среднюю изменчивость у форм с очень крупными семенами (V=12,8-13,2%). Высота растений среднесемянных и крупносемянных образцов характеризуется средними показателями изменчивости (V=10,8-15,2%), но номера коллекции с очень крупными семенами имеют более высокий коэффициент вариации (V=15,9-17,5). Следует отметить, что у сортов краснокутской селекции варьирование массы 1000 семян (V=3,8-6,2%) и высоты растений (V=7,5-8,7%) незначительное.

Основные элементы структуры урожая – число бобов, число зерен на 1 растение и масса зерна с 1 растения варьировали значительно. Но у форм с очень крупными семенами эта изменчивость была выше. Коэффициент вариации числа бобов на 1 растение у образцов с массой 1000 семян более 350 г. колебался от 40,8% до 46,5%, числа зерен – 36,8 – 44,5%, массы зерна с 1 растения – 36,8–40,8%.

С помощью корреляционного анализа установлена зависимость урожайности зерна от элементов структуры урожая. Самой слабой оказалась корреляционная связь урожайности с массой 1000 семян (r=0,18-0,22). Наиболее стабильно в годы исследований проявлялась тесная сопряженность урожайности с числом бобов (r=0,88-0,94), числом зерен (r=0,84-0,92) и массой зерна с 1 растения (r=0,89-0,95). Во все годы наблюдалась средняя положительная зависимость урожайности от высоты растения (r=0,31-0,43).

В засушливой зоне Поволжья формирование урожая семян нута происходит во второй половине июня – начале июля. Более высокий урожай зерна дают сорта, которые меньше подвержены влиянию засухи, в основном за счет сокращения периода от всходов до

цветения. Нами установлена тесная корреляционная зависимость между факторами погоды и некоторыми биологическими и агрономическими признаками. Осадки первой половины вегетации нута «всходы – цветение» оказывают существенное влияние на все показатели структуры урожая, кроме массы 1000 семян. В годы исследований наблюдалась положительная зависимость между количеством выпадающих осадков и высотой растения (r=0,54**), числом бобов на 1 растение (r=0,53**), числом зерен на 1 растение (r=0,50**) и продуктивностью 1 растения (r=0,43**), ** – значимо при P 0,01%.

Образцы с очень крупной массой семян по сравнению с краснокутскими сортами имеют более короткий период от всходов до начала цветения. В 2005 г. он составил 30,3 дней, в 2006 г. –40,5 и в 2007 – 29 дней, у стандарта Краснокутский 36 соответственно – 35,2, 44,4 и 33 дня. Период от всходов до полной спелости у коллекционных образцов составил в 2005 г. 78 дней, в 2006г. – 82, в 2007 г.–77 дней, у стандарта соответственно –88, 85 и 83 дня. Между продуктивностью 1 растения и продолжительностью периода «всходы-цветение» отмечается хотя и незначительная, но положительная связь: в 2005 г коэффициент корреляции составил 0,23, в 2006 г.–0,37 и в 2007 г.–0,16.

Образцы с очень крупными семенами в засушливые годы имеют меньше бобов и зерен на 1 растение и отличаются низкорослостью и низким прикреплением нижнего боба. Эти формы характеризуются раскидистым кустом. Высота растений их колеблется от 27 до 34 см, а высота прикрепления нижнего боба 5-7 см, что затрудняет уборку урожая комбайном и приводит к большим потерям зерна, но они представляют ценность как доноры и генисточники крупности семян.

По результатам трехлетнего изучения выделены образцы, стабильно сохраняющие массу 1000 семян более 350 г, незначительно уступающие стандарту по числу бобов и зерен на 1 растение. Они были привлечены в скрещивание с более высокорослыми районированными сортами Юбилейный, Краснокутский 36 и Приво 1.

Сравнение высоты растений и урожайности различных высокорослых и низкорослых форм показало, что и те и другие в засушливые годы снижают высоту растений и продуктивность, но у высокорослых форм это снижение значительно меньше. Поэтому отбор гибридного материала по высоте растений в сочетании с такими важными количественными признаками как число бобов и зерен на растении наиболее эффективен в сухие годы.

В результате гибридизации получены перспективные линии с массой 1000 семян 356-415 г. Наибольший интерес из полученного гибридного материала представляют три линии – Л 2202, Л 2216 и Л 2251.

Линия 2216 получена путем массового отбора из гибридной комбинации от скрещивания сорта Юбилейный с образцом коллекции к-2669. В 2015-2016 гг. линия изучалась в контрольном питомнике, в 2017 г. – в малом сортоиспытании. Форма растения кустовая, прямостоячая, слегка раскидистая. Высота растения 36-45 см. Вегетационный период 77-95 дней, цветение наступает на 5-6 дней, а спелость – на 3-4 дня раньше стандарта Краснокутский 36. Семена очень крупные, форма от округлой до угловатой, слегка морщинистые, бежевые. Масса 1000 семян 363-426 г. Линия относительно устойчива к аскохитозу и антракнозу. Урожайность зерна этой линии в малом сортоиспытании в 2017 г составила 18,5 ц/га, что на 2,4 ц/га выше стандарта.

Линия 2202 получена путем индивидуального отбора из гибридной комбинации сорта Юбилейный х к-3106. В 2017 г. изучалась в малом сортоиспытании. Куст прямостоячий, средней высоты (38-45 см). Линия среднеспелая, вегетационный период 80-93 дня. Семена крупные, морщинистые, бежевые. Масса 1000 семян 350-393 дня. Устойчив к болезням. Урожайность этой линии составила 18,6 ц/га или на 2,5 ц/га выше сорта Краснокутский 36.

Линия 2251 – индивидуальный отбор из гибридной комбинации от скрещивания сортообразца коллекции ВНИИР к-3145 с сортом Юбилейный. В 2016-2017 гг. изучалась в контрольных питомниках. Форма куста раскидистая, средней высоты. Вегетационный период 80-94 дня. Семена промежуточной формы, ближе к округлой, бежевой окраски. Масса 1000 семян 390-423 г. Линия устойчива к болезням, высокоурожайная. В среднем за 2 года по урожайности зерна превысила стандарт на 3,2 ц/га.

Использование корреляционных связей между различными элементами структуры урожая является важным моментом при селекции на продуктивность. Во все годы эффективен отбор по числу бобов и зерен на растение в сочетании с его высотой. Установленная нами закономерность, что в засушливые годы засухоустойчивые формы меньше снижают высоту растений, позволяет отбирать по этому признаку более продуктивный гибридный материал.

Н.И. Германцева, Т.В. Селезнева

ФГБНУ «Краснокутская СОС»