Содержание и сбор белка у номеров желтого и узколистного люпина в контрольном питомнике

Размещено на http://www.allbest.ru/

содержание и сбор белка У номеров желтого и узколистного люпина в контрольном питомнике

В.Н. Цеван, Г.И. Таранухо

Аннотация

желтый узколистный люпин селекционный

В статье описаны результаты изучения селекционных номеров желтого и узколистного люпина в контрольном питомнике, полученных методами гибридизации и внутрисортового отбора на кафедре селекции и генетики УО БГСХА. Дана их оценка по показателям урожайности, содержанию и сбору белка, отобраны наилучшие из них для дальнейших исследований по полной схеме селекционного процесса.

The article describes the results of the study of selection items of yellow and narrow-leaf lupine in control nursery, obtained by methods of hybridization and intra-variety selection at the department of selection and genetics of Belarusian State Agricultural Academy. We have estimated them according to the indicators of productivity, the content and output of protein, selected the best of them for further research according to the full scheme of selection process.

Введение

На современном этапе развития агропромышленного комплекса Республики Беларусь значительное внимание уделяется проблеме обеспеченности достаточным количеством кормового белка и снижению затрат на его производство. Для решения этой проблемы актуальность приобретает развитие люпиносеяния. Перспективы данного направления связаны со значительным биологическим, биохимическим и экономическим потенциалом люпина, который составляет конкуренцию другим высокобелковым культурам, в том числе и сое. Однако возможность реализации имеющегося потенциала зависит как от уровня культуры земледелия в целом, так и от развития ее структурных элементов, не исключая такую науку, как селекция. При должном внимании к планированию и выполнению селекционных программ, разработке моделей сортов различных направлений использования и их реализации в новых сортах как непосредственном продукте селекции, аккумулировавшем в себе весь комплекс ценных признаков, можно достигнуть успеха в решении поставленных задач [1, 6].

Для разработки ресурсосберегающих технологий и получения продукции растениеводства на основе получаемого симбиотического азота, обеспечения высокого выхода кормового белка с единицы площади необходимо иметь различные сорта однолетних видов люпина, в частности формирующие большую биомассу (на сидеральные цели), обладающие высокой семенной продуктивностью и качественным биохимическим составом зерна (для кормового использования), а также высокой азотфиксирующей способностью. Однако для создания сортов, отвечающих вышеизложенным требованиям, необходим соответствующий исходный материал. В связи с этим целью исследований было выявить наиболее продуктивные сорта и образцы люпина узколистного и желтого, обладающие высокими показателями по содержанию протеина в семенах, высокой белковой продуктивностью, для создания на их основе новых ценных сортов, характеризующихся улучшенными параметрами.

Анализ источников

Масштабы возделывания зернобобовых культур значительно различаются в зависимости от агроэкологических условий, уровня потребления белков и социальных проблем. Страны Европейского Сообщества являются крупнейшими импортерами продукции зернобобовых, которые используются в основном на корм животным. Принято считать, что в развивающихся странах увеличение производства растительного белка необходимо прежде всего для покрытия потребностей в пищевом белке, а в промышленно развитых странах - для обеспечения кормовым белком быстро развивающегося на индустриальной основе животноводства. Выращивание разных видов зернобобовых в отдельных странах мира не только зависит от обеспеченности региона климатическими ресурсами, но и обуславливается их значением как источника удовлетворения потребностей в белковой пище там, где по этническим или религиозным, а также экономическим причинам население мало или совсем не потребляет мясные продукты. Благодаря содержанию биоактивных растительных веществ, витаминов и минералов зернобобовые потребляют в зеленом состоянии в качестве овощей, например, мозговые и сахарные формы гороха, крупнозерные формы кормовых бобов, белый люпин, фасоль, сою, чечевицу, нут, чину [2, 9].

Трансформация растительного белка в животный высокозатратна. На единицу животного белка расходуется до 10 единиц растительного, поэтому очень важно дать животным белок с набором необходимых незаменимых аминокислот, что позволит снизить расход растительного белка при трансформации его в животный и этим значительно удешевить стоимость животноводческой продукции. Использование сбалансированных кормов по аминокислотному составу позволяет экономить до 30% корма и значительно повысить уровень продуктивности животных [7, 8].

Современные сорта кормового люпина отличаются высоким содержанием белка в семенах. В семенах люпина желтого содержание этого ценного вещества может достигать 50% и более. На втором месте по этому показателю стоит белый люпин, в семенах которого накапливается 38-40% белка и до 15% жира. Люпин узколистный имеет в семенах до 36-40% и более сбалансированного по аминокислотам белка [4].

Зернобобовые культуры - донор переваримого протеина и лизина в кормах. Если в зерне кукурузы, ячменя и овса в расчете на одну кормовую единицу содержится соответственно в среднем всего лишь 59-83 грамма переваримого протеина (при норме 105-110 г), то в зернобобовых культурах - от 143-170 (горох) до 245-322 (люпин), что в 1,7-5,5 раза выше, чем в злаках. Зерновые бобовые культуры в несколько раз богаче злаков переваримым протеином. Эти растения, кроме своего главного составного компонента - белка, накапливают в своих семенах и вегетативной массе значительное количество крахмала, углеводов, зольных элементов и физиологически активных веществ - витаминов и ферментов, чрезвычайно важных и необходимых для нормальной жизнедеятельности животных и человека [3, 5, 10].

Организация высокоинтенсивного кормопроизводства и решение белковой проблемы практически невозможны без повсеместного и эффективного возделывания бобовых культур на больших площадях. Необходимость их выращивания диктуется экономическими условиями, сложившимися в Республике Беларусь.

Методы исследования

Полевой опыт проводился в условиях северо-восточной части Беларуси на опытном поле кафедры селекции и генетики УО БГСХА. Биохимический анализ опытных образцов проводился в учебно-научной химико-экологической лаборатории УО БГСХА.

В качестве исследуемого материала выступали образцы, полученные на кафедре селекции и генетики методами гибридизации и внутрисортового отбора.

Почвы опытных участков дерново-подзолистые, легкосуглинистые, развивающиеся на моренном суглинке с реакцией почвенной среды рH - 5,6-6,1, содержанием подвижных форм фосфора P₂O₅ - 180-245 мг/кг почвы, обменного калия - К₂О -162-206 мг/кг почвы, гумуса - 1,6-1,8%.

В системе существующего севооборота люпин высевался после озимых зерновых культур. Под основную и предпосевную обработку вносились фосфорно-калийные удобрения в дозе Р₆₀К₉₀. Изучаемые образцы высевались по типу контрольного питомника делянками площадью 3 м² в двухкратной повторности. Посев осуществлялся вручную при норме высева 120 шт/м². В период вегетации осуществлялся необходимый уход, включающий в себя химические обработки против сорной растительности, видовые и сортовые прополки.

После уборки путем взвешивания полученных с делянки семян определялась урожайность образцов. Из образцов, отличавшихся высокой урожайностью, были отобраны пробы семян, которые после измельчения подвергали анализу на количество содержащегося в них азота с последующим его пересчетом на сырой протеин.

Содержание сырого протеина определяли титриметрическим способом определения по Кьельдалю при помощи прибора Behr S4 (Голландия). Сущность данного метода заключается в разложении органического вещества пробы кипящей концентрированной серной кислотой с образованием солей аммония, переведении аммония в аммиак, отгонке его в раствор кислоты, количественном учете аммиака титриметрическим методом и расчете содержания азота в исследуемом материале.

Пересчет массовой доли азота на сырой протеин осуществляли по формуле:

где X - массовая доля сырого протеина в испытуемой пробе; X₁ - массовая доля азота в испытуемой пробе; 6,25 - коэффициент пересчета общего содержания азота на сырой протеин.

Основная часть

В период проведения опыта в контрольном питомнике (КП) было изучено 85 селекционных номеров. Из них 68 лучших, характеризовавшихся высокими показателями по урожайности, устойчивостью к болезням и другим хозяйственно ценными признакам, исследовались на количество содержащегося в их семенах протеина. Всего было исследовано 29 номеров люпина желтого и 38 номеров люпина узколистного. В 2011 г. показатель урожайности люпина колебался в достаточно широких пределах (табл. 1, 2). У люпина желтого его значение варьировало от 11,7 ц/га (№117) до 36,7 ц/га (№114), у люпина узколистного - от 12,6 ц/га у номера П-30 до 43,2 ц/га у номера 101/59. Средняя урожайность номеров люпина желтого в контрольном питомнике была на уровне 23,7 ц/га, у люпина узколистного - 31,0 ц/га соответственно. Урожайность сорта-стандарта люпина желтого (сорт Жемчуг) составила 21,4 ц/га, 16 номеров превзошли его на 6,0-13,5 ц/га. Люпин узколистный сорт-стандарт Миртан показал урожайность на уровне 18,2 ц/га, 29 номеров превзошли его по этому показателю на 10,3-25,0 ц/га.

Таблица 1

Урожайность, содержание и сбор белка у образцов люпина желтого 2011 г.

Видовой специфичностью люпина желтого является более высокое содержание протеина в семенах по сравнению с другими видами, что и подтверждается результатами исследований. Если у люпина желтого содержание белка в семенах колебалось от 37,5% (№К4) до 50,2% (№К1) и в среднем было на уровне 44,5%, то у люпина узколистного оно находилось в пределах от 30,0% (№101/7/8) до 42,4% (№П-60) - в среднем 36,5%, что на 8,0% меньше, чем у люпина желтого. Среди селекционных номеров, имеющих в семенах более высокое содержание белка, можно отметить люпин желтый №К1 (50,2%), №120 (48,6%), №К6 (48,3%), №КБ (47,9%), №20 (47,3%); люпин узколистный: П-60 и 101/57 (42,0%), 101/68/2 и Д-6 (41,7%), П-1 (41,3%).

Показатель сбора белка на единицу площади (белковая продуктивность) находится в прямой зависимости от двух следующих показателей - урожайности семян и содержания в них протеина. Даже при высокой урожайности сорт не может реализовать высокую белковую продуктивность, если содержание белка в его семенах будет находиться на низком уровне, то же самое может наблюдаться и при высоком содержании протеина и низкой урожайности. Максимальный уровень по сбору белка может быть достигнут только при совмещении в сортах одновременно высокого содержания белка и высокой урожайности семян. Анализ результатов по показателю белковой продуктивности выявил следующее: у люпина желтого значение этого показателя находилось в пределах от 7,6 ц/г (№323) до 13,2 ц/г (№КМ), в среднем на уровне 10,6 ц/га. У люпина узколистного сбор белка в среднем был на 0,7 ц/га выше, несмотря на более высокую урожайность по сравнению с люпином желтым. Данный факт можно объяснить тем, что более низкое содержание белка в семенах покрывалось более высокой урожайностью. Максимальным показателем по сбору белка у узколистного люпина характеризовался номер П-55 (15,5 ц/га), сорт-стандарт Миртан при этом уступил ему 5,9 ц/га, 22 селекционных номера превзошли Миртан на 5,1-9,6 ц/га. Сорт-стандарт люпина желтого (Жемчуг) по этому показателю характеризовался значением 10,6 ц/га, 10 номеров превзошли его на 4,5-7,1 ц/га.

Таблица 2

Урожайность, содержание и сбор белка образцов у люпина узколистного 2011 г.

Заключение

В результате проведенных исследований была дана оценка селекционных номеров люпина желтого и узколистного по урожайности, содержанию белка и белковой продуктивности. Выявлено, что белковая продуктивность находится в прямой зависимости от урожайности семян и содержания в них протеина, а максимальных своих значений может достигать только при совмещении в сортах одновременно как высокого содержания белка, так и высокой урожайности семян.

Результаты исследований свидетельствуют о высоком потенциале белковой продуктивности люпина желтого и узколистного. В свою очередь люпин желтый являлся менее урожайным, по данным опытов, его урожайность в среднем была на 7,4 ц/га ниже, чем у люпина узколистного, однако он отличался более высоким содержанием белка в семенах, в среднем на 8,0% выше, чем у люпина узколистного. Обобщающим является показатель белковой продуктивности, несмотря на разные значения по урожайности и содержанию белка в семенах, который был у люпина желтого и узколистного близким по значению и отличался всего на 0,7 ц/га, или на 6%, в пользу люпина узколистного.

Благодаря проделанной работе были выделены номера, характеризующиеся более высокой урожайностью, у люпина желтого: 114 (36,7 ц/га), КМ (30,2 ц/га), 26 (28,9 ц/га), 109/2 (27,2 ц/га), 20 (27,2 ц/га); люпина узколистного: 101/59 (43,2 ц/га), П-55 (41,1 ц/га), 101/70/1 (37,3 ц/га), 101/57 (36,1 ц/га); по содержанию белка в семенах у люпина желтого: К1 (50,2%), 120 (48,6%), К6 (48,3%), 23 (47,9%), 20 (47,3%); люпина узколистного: П-60 и 101/57 (42,0%), 101/68/2 и Д-6 (41,7%), П-1 (41,3%); по сбору белка у люпина желтого: 114 (17,4 ц/га), КМ (13,2 ц/га), 109/2 и 20 (12,8 ц/га), К1 (12,6 ц/га); у люпина узколистного: 101/57 (15,5 ц/га), П-55 (15,2 ц/га), 101/59 (14,4 ц/га), П-1 (13,7 ц/га), П-46 (13,5 ц/га).

Приведенные выше данные показывают целесообразность возделывания и расширения посевных площадей этой высокобелковой кормовой культуры. Созданные ценные образцы будут активно использоваться в селекционном процессе в качестве исходного материала и доноров хозяйственно ценных признаков для получения нового исходного материала и сортов.

Литература

1. Кукреш, Л.В. Зернобобовые культуры / Л.В. Кукреш, Н.П. Лукашевич. Минск: Ураджай, 1992. 256 с.

2. Майсурян, Н.А. Люпин / Н.А. Майсурян, Л.И. Атабекова. М.: Колос, 1974. 463 с.

3. Мироненко, А.В. Белки культурных и дикорастущих кормовых растений / А.В. Мироненко, В.И. Домаш, И.В. Рогульченко. Минск: Наука и техника, 1990. 200 с.

4. Миронова, Т.П. Биохимический состав и питательная ценность зерна различных видов люпина / Т.П. Миронова, Н.С. Купцов, Н.М. Пушнова // Пути повышения урожайности полевых культур: Межвед. темат. сб. Минск: БелНИИЗ, 1989. №20. С. 90-98.

5. Плешков, Б.П. Биохимия сельскохозяйственных растений / Б.П. Плешков. М.: Агропромиздат, 1987. 213 с.

6. Таранухо, Г.И. Люпин: биология, селекция и технология возделывания: учеб. пособие / Г.И. Таранухо. Горки: БГХА, 2001. 112 с.

7. Шумилин, П.И. Оценка некоторых видов и сортов люпина по содержанию и аминокислотному составу белка / П.И. Шумилин, Р.Ф. Черненькая, Л.Ф. Шумилина // Селекция и семеноводство. 1989. № 3. С. 17-20.

8. Зернобобовые культуры / Д. Шпаар [и др.]; под ред Д. Шпаара. Минск: ФУАинформ, 2000. 264 с.

9. Hondelmann, W. The lupine - ancient and modern crop plant / W. Hondelmann // Appl. Genet. 1984. V.68. P. 1-9.

10. Hove, E.L. Composition and protein quality of sweet lupine seed / E.L. Hove // Journal of the Science of Food and Agriculture. 1974. Vol.25. P.851-859.

Размещено на Allbest.ru