Оценка коллекционных образцов овощной фасоли и выделение источников ценных признаков для селекции в аридной зоне Нижнего Поволжья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Оценка коллекционных образцов овощной фасоли и выделение источников ценных признаков для селекции в аридной зоне Нижнего Поволжья

06.01.05 - Селекция и семеноводство

Гуркина Мария Владиславовна

Астрахань - 2009

Работа выполнена в ГНУ Астраханская опытная станция ГНЦ Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова РАСХН, ГНУ ВНИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства, Астраханском государственном университете.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Коринец Валентин Васильевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки Авдеев Юрий Иванович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Осипова Галина Степановна

Ведущая организация: Крымская опытно-селекционная станция

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris L.), как овощная культура, приобрела широкую известность на всех континентах земного шара. Молодые бобы с недозрелыми семенами, «лопатки», обладают высокими вкусовыми качествами, богаты белками, витаминами А, В, С, сахарами, солями железа и кальция и отличаются высокой питательностью. Ценные пищевые качества в сочетании с возможностью разнообразной кулинарной обработки объясняют постоянно возрастающий интерес к этой культуре. Несмотря на свои достоинства, в России фасоль, как овощное растение, не является традиционной культурой. Имеется целый ряд объективных факторов, которые в значительной степени сдерживают ее распространение. Прежде всего, это отсутствие сортов, адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям, незначительные объемы производства семян и несовершенство агротехники вследствие недостаточной изученности биологии и морфологии этой культуры. Необходимы сорта, пригодные для возделывания в разных экологических зонах, что будет способствовать расширению ареала. В связи с этим весьма актуальным является комплексное изучение коллекции овощной фасоли и выделение источников хозяйственно-ценных признаков с целью создания сортов, что определило цели и задачи наших исследований.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы - комплексная оценка сортообразцов фасоли овощного направления и выделение ценного исходного материала для селекции в условиях аридной зоны Нижнего Поволжья.

Для решения этой цели были поставлены следующие задачи:

1) провести комплексную оценку образцов овощной фасоли по признакам: продолжительность вегетационного периода; продуктивность растений; пригодность к механизированной уборке;

устойчивость к болезням; качество и химический состав бобов;

2) изучить характер фенотипической изменчивости и корреляции основных селекционных признаков;

3) выявить источники по отдельным и комплексу хозяйственно-ценных признаков;

4) определить критерии оценки эффективности сортов овощной фасоли.

Научная новизна исследований. Впервые в орошаемых условиях Нижнего Поволжья проведена оценка коллекционных образцов к абиотическим и биотическим факторам среды. В результате изучения генетического разнообразия выделены ценные генотипы фасоли овощной по ряду селекционных признаков: скороспелости, дружности созревания, высокой продуктивности, стабильности урожая, пригодности к механизированному возделыванию, высоких товарных и технологических качеств, устойчивости к болезням. Выявлены корреляционные зависимости продуктивности овощной фасоли с основными хозяйственно ценными признаками и обозначены связи, знание которых может привести к ускорению селекционного процесса. Предложен метод оценки эффективности сортов овощной фасоли по комплексу основных показателей.

Практическая значимость. Для селекционной работы выделены и рекомендованы источники ценных признаков овощной фасоли, наиболее перспективные и адаптированные к местным условиям с целью создания сортов овощной фасоли, пригодных для возделывания в условиях Астраханской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и

результаты исследований докладывались на научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Опыт, проблемы, перспективы функционирования агропромышленного комплекса» 2006 года, Астрахань; на заседаниях методического и ученого советов кафедры «Агрономия» АГУ и ГНУ ВНИИОБ в 2006-2008 гг.; на отчетных сессиях ВНИИР им. Н.И. Вавилова в 2005-2008 гг. а также изложены в научных статьях.

По результатам научных исследований, изложенных в диссертации, опубликовано 8 статей, из них 3 в рецензированных журналах ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, практических рекомендаций. Список использованной литературы включает 155 наименований, в том числе 14 на иностранном языке. Работа изложена на 158 страницах компьютерного текста, содержит 17 таблиц в тексте и 19 в приложениях, 8 рисунков, 9 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- оценка коллекционных образцов фасоли овощной и выделение источников ценных признаков;

- изменчивость и сопряженность признаков растений фасоли и связь их с продуктивностью;

- критерии оценки эффективности сорта при селекции овощной фасоли.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основные исследования проводились непосредственно автором в 2005-2008 гг. на полях Астраханской опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института им. Н.И. Вавилова, расположенной в Камызякском районе Астраханской области. В качестве исходного материала для оценки хозяйственно-ценных признаков овощной фасоли был использован коллекционный генофонд, полученный из Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова. Всего в изучении находилось 150 образцов фасоли овощного использования из разных стран мира. После предварительной оценки в 2005 году, для дальнейшего расширенного изучения в 2006-2008 гг. отобрано 43 образца. В качестве стандарта использовали районированный сорт Сакса без волокна 615 (к-1198).

Комплексную оценку образцов проводили в течение трех лет в трехкратной повторности согласно Методическим указаниям по изучению мировой коллекции фасоли (1987) и Методическим указаниям по изучению коллекции зерновых бобовых культур (1975). Для описания признаков использовали Международный классификатор СЭВ культурных видов рода Phaseolus L.. При описании количественных признаков использовали средние абсолютные значения, полученные в результате анализа пробных выборок.

Посев проводился вручную сухими семенами в I декаде мая по схеме 140х8-10 см. Общая площадь делянки составляла 8,4 м^2, по 50 шт. семян в каждом варианте, расположение делянок - систематическое.

Почвы опытного участка аллювиально-луговые, средне-суглинистые, средне и слабозасоленные, преимущественно сульфатно-хлоридного типа, среднеобеспеченные азотом и калием.

Предшественник - рис. Первый полив дождеванием нормой 250 м³ /га проводили через 10 дней после появления всходов, последующие - по мере необходимости, но не реже, чем через 15 дней. Всего за вегетационный период проведено 7-8 поливов дождевальным агрегатом ДДА-100М нормой 350-400 м³ /га. По мере отрастания сорняков на участке в течение вегетации проводили 3 междурядные обработки культиватором КРН-4,2 и 5-6 прополок в рядах. В течении вегетации проводили 2 - кратную химическую обработку от сосущих вредителей (тля, трипсы, паутинный клещ) препаратами Би-58, Талстар.

Анализы биохимических показателей бобов проводились лабораторией химических анализов ГНУ ВНИИОБ и в испытательной лаборатории ФГУ Государственного центра агрохимической службы «Астраханский» по общепринятым методикам. Технологическую оценку сортообразцов фасоли проводили путем консервирования бобов. Вкусовые качества переработанных бобов оценивали органолептическим методом по пятибалльной шкале.

Все экспериментальные данные обработаны по Б.А. Доспехову (1986) с помощью компьютерной программы Мiсгоsoft Ехсеl 7.0.

ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ОВОЩНОЙ ФАСОЛИ ПО ОТДЕЛЬНЫМ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ

Источником исходного материала были образцы фасоли обыкновенной, полученные из коллекции ВНИИР им. Н.И. Вавилова. Всего было изучено более 150 коллекционных образцов из стран Европы, Америки, Австралии, а также СНГ и России, для более подробного изучения в течение 3-х лет отобрано 43 образца.

Продолжительность вегетационного периода образцов фасоли

В южных регионах России климатические условия позволяют выращивать фасоль с различным периодом созревания, от ранних до поздних, однако при выборе раннеспелого сорта предоставляется возможность ухода от засухи, а также экономии поливной воды вследствие более быстрого формирования урожая. В наших опытах вегетационный период образцов фасоли варьировал в диапазоне 10-15 дней.

В результате оценки образцы фасоли разделены в соответствии с климатическими условиями на четыре группы спелости (по созреванию семян): 1) раннеспелые - вегетационный период до 70 дней - 7 образцов;

2) среднеранние - вегетационный период 70-75 дней - 14образцов; 3) среднеспелые - вегетационный период 76-79 дней - 15 образцов; 4) позднеспелые - вегетационный период 80-83 дня - 7 образцов.

Период до технической спелости бобов фасоли у раннеспелых образцов составил 47-49 дней, у среднеранних - 50-53 дня, у среднеспелых - 54-57 дней, у позднеспелых - 58-66 дней. Продолжительность межфазных периодов имеет значение для общей адаптивности сорта и при подборе пар для гибридизации, так как у сортов с одинаковым вегетационным периодом межфазные периоды могут быть различные. Межфазный период всходы-цветение у раннеспелых образцов составил в среднем 26-28 дней, у среднеранних - 29-32 дня, у среднеспелых - 33-36, у позднеспелых - 34-39 дней; период цветение - техническая спелость у раннеспелых и среднеранних - 16-21 день, у средне- и позднеспелых - 20-24 дня; период цветение-созревание семян - у раннеспелых и среднеранних - 38-42 дня, у средне- и позднеспелых - 42-46 дней.

Нами установлено, что продолжительность вегетационного периода овощной фасоли в большей степени зависит от периода всходы-техническая спелость (r=0,94) и всходы-цветение (r=0,69). Также выявлена достоверная корреляционная связь периода цветение-техническая спелость и цветение-созревание семян (r=0,83).

В результате изучения продолжительности вегетационного периода выделены 9 раннеспелых образцов, cозревающих раньше стандарта на 2-7 дней: Ольга, Зиронька, Ребус, Laura, Bona, Dorina, Code 128, Ema, PI 164093.

В целях создания сортов, создающих конвейер по переработке бобов фасоли выделены источники, различные по длине вегетационного и межфазных периодов, сочетающих высокую продуктивность и качество бобов: раннеспелые - Вопа, Ema; среднеранние - Ксеня, Laura, Sonesta, Code 128, Temos, WL - 14; среднеспелые - Oregon Trail, Norbonne, Fanaknos, Utopia, Blue-Lake 206, Asgrow 283; позднеспелые - Nomad, Nanna, Niagara 777. Также в коллекции отмечены 6 образцов фасоли овощной с коротким периодом отдачи урожая, которые рекомендуются в качестве источников для создания сортов одноразовой машинной уборки: Dоrina, Ребус, Broth-Bone, PI 164093, Ema.

Компоненты продуктивности образцов фасоли

Для повышения эффективности селекции на урожайность необходимо выявить взаимосвязь продуктивности с различными ее элементами и определить главные из них, по которым можно проводить отбор на продуктивность в конкретной почвенно-климатической зоне. В наших исследованиях для оценки продуктивности образцов фасоли овощной были изучены следующие показатели: 1) количество технически спелых бобов за 2 сбора; 2) масса бобов за период уборки; 3) средняя масса одного боба; 4) число семян в бобе; 5) выход товарных бобов; 6) масса семян с растения; 7) масса 1000 семян.

По признаку «количество технически спелых бобов на растении» среднее значение по всей коллекции составило 31, 3 и варьировало в диапазоне от 12,7 до 60 (коэффициент вариации СV = 28,4%). По данному признаку все изученные образцы могут быть объединены в пять групп: 1 группа - число бобов меньше 20 (2 образца); 2 группа - число бобов от 20 до 30 (17 образцов); 3 группа - число бобов от 30 до 35 (13 образцов); 4 группа - число бобов от 35 до 40 (7 образцов); 5 группа - число бобов больше 40 (4 образца). Для дальнейшей селекционной работы в коллекции выделены источники высокого числа бобов на растении в различных группах спелости: Вопа (раннеспелый); Tеmоs (среднеранний); Asgrow 283 (среднеспелый); Niagara 777 (позднеспелый), а также высокопродуктивные образцы, стабильные по этому признаку: Нина 318, Fanaknos.

Признак «масса бобов за период уборки» - сильно изменчивый (СV = 35,0%), варьировал от 51 г до 340 г и в среднем по коллекции составил 152 г бобов с растения. В результате исследований изученные образцы предлагается разделить на четыре группы продуктивности: низкая (меньше 100 г) - 5 образцов; средняя (100-150 г) - 15 образцов; высокая (150-200 г) - 16 образцов;

очень высокая (больше 200 г) - 7 образцов. Для дальнейшего использования в селекционной работе выделены источники высокой продуктивности растения, образцы: Fanaknos, Asgrow 283, Utopia, Niagara 777, Вопа, Ксеня, Tеmоs; стабильной продуктивности бобов, наиболее адаптированных к местным условиям, образцы: Oregon Trail, WL- 14, Нина 318, Code-128.

Признак «масса незрелого боба» варьировала от 2,2 до 7,2 г (СV = 20,7%), среднее значение - 4,8 г. По данному показателю изученные образцы могут быть разделены на 5 групп: меньше 3 г - 2 образца; от 3 до 4 г - 5 от 4 до 5 г - 18 образцов; от 5 до 6 г - 14; больше 6 г - 3 образца. В коллекции выделены источники мелких бобов - Stip, Smilors, Laura, Minidor, WL- 14; очень крупных бобов - Asgrow 283, Utopia, Asgrow 230B.

Признак «число семян в бобе» - один из самых стабильных (СV = 12,0%), изменялся в диапазоне от 3,7 до 7,5, а в среднем по коллекции составил 5,6. По числу семян в бобе образцы, согласно классификатора, разделены на три группы: менее 5 штук - 8 образцов; 5-6 штук - 25 образцов; более 6 штук - 10 образцов. Источники большого количества семян в бобе - Amazone, Nomad, Norbonne, Nanna, Fanaknos, Laura, Ксеня, Asgrow 230 B, Tеmоs, WL- 14.

Признак «товарность бобов» характеризует выход товарных бобов от общего урожая с учетной площади и является важным компонентом продуктивности, дополняющим достоинства сорта, так как высокая продуктивность не всегда сочетается с высокой товарностью. В среднем по коллекции товарность бобов составила 81,5 % и колебалась в диапазоне от 50 до 98 % (СV = 10,3%). В наших исследованиях высоким выходом товарных бобов (более 90 %) выделены 4 образца: Nanna, Utopia, Blue Lake 206, WL- 14. С низкой товарностью бобов (менее 80 %) отмечены 16 образцов, средние показатели товарности (от 80 до 90 %) отмечены по 23 образцам.

Признак «масса семян с растения» характеризует семенную продуктивность фасоли, что особенно важно при ведении семеноводства этой культуры. Признак характеризуется самой высокой степенью изменчивости (СV=45,0%). Масса семян с растения в среднем составила 24,9 г и варьировала от 4,8 до 55 г. Изученный материал по этому признаку, согласно классификатора, был разделен на три группы продуктивности. Очень высокая масса семян (больше 30 г) отмечена у 11 образцов: Qiant Stringleess Green, Code-128, Oxy-amidor, Nomad, Norbonne, Эсперанто, Ольга, Asgrow 283, Utopia, Tеmоs, Asgrow 230 B, 77-10. Большинство образцов характеризовались высокой (20-30 г) продуктивностью семян с растения, 9 образцов отмечены как низкопродуктивные - (менее 20 г).

Признак «масса 1000 штук семян» отражает крупность семян и является основным составляющим элементом семенной продуктивности сорта. По нашим наблюдениям, для овощных сортов фасоли оптимальная абсолютная масса семян не должна превышать 250 г, так как бобы с более крупными семенами обладают склонностью к быстрому утолщению и потере товарных качеств. У изученных образцов масса 1000 семян колебалась от 97 до 472 г (СV=29,7%) и в среднем по коллекции составила 250 г. По данному признаку образцы объединены, в три группы: (менее 200 г) - 11 образцов; (от 200 до 300 г) - 21 образец; (более 300 г) - 11 образцов. Из коллекции выделены источники с белой окраской семян, наиболее оптимальные по абсолютной массе: Dоrina, Code-128, Ольга, Oxy-amidor, Nomad, Norbonne, Nanna, Нина 318, Ema, Oregon Trail, Niagara 777, Вопа.

Нами проведены исследования по изучению зависимости числа бобов на растении, как основного компонента продуктивности фасоли, от характера уборки (количества сборов). При этом на одних и тех же вариантах опыта число бобов подсчитывали в различных стадиях. При учете урожая в стадии технической спелости проведены два выборочных последовательных сбора незрелых бобов - первый сбор через 15 дней после начала цветения, второй - через 10 дней после первого. При анализе пробного снопа в стадии биологической спелости подсчитывали число бобов, сформировавшееся на растении за период вегетации. Анализ полученных показателей позволяет выделить три группы образцов:

Образцы, значительно увеличивающие урожай при последовательных выборочных сборах - Code 128, Stip, Oxy-amidor, Sonesta, Norbonne и др., всего 13 образцов. Образцы, слабо отзывающиеся на повторный сбор - Сакса без волокна 615 (стандарт), Dоrina, Nomad, Nanna,, Utopia, Niagara 777, Temos, WL-14 и др., всего 22 образца. Образцы, отрицательно реагирующие на повторный сбор - Ребус, Laura, PI 164093, Ema, Пагода, Ксеня, Золотой ключик.

В результате изучения коллекционных образцов фасоли овощной выделены образцы, лучшие по компонентам продуктивности растения, превысившие стандартный сорт по числу бобов и массе бобов с растения за период уборки (табл. 1).

Таблица 1 - Характеристика выделившихся образцов овощной фасоли по компонентам продуктивности (2005-2007 гг.)

Урожайность сельскохозяйственных культур складывается из продуктивности одного растения и густоты стояния растений на единице площади. В наших опытах, учитывая схему размещения посевов, густота стояния растений фасоли составила около 72 тысяч штук растений на гектар. По результатам дисперсионного анализа урожайных данных выделен ряд образцов, достоверно превышающих стандарт в отдельные годы с 5%-ным уровнем значимости (табл. 2):

2005 год - Nomad, Asgrow 283, Ксеня, Temos - превысили стандарт, соответственно, на 8,2; 10,4; 9,6 и 11,9 т\га.

2006 год - Nanna, Utopia, Niagara 777 - превысили стандарт, соответственно, на 8,3; 5,6 и 6,1 т\га.

По итогам изучения в коллекции фасоли выделены четыре образца, наиболее адаптивные к местным условиям, дающие стабильно высокий урожай бобов по годам, не уступающий стандарту: Code 128, Нина 318, Fanaknos, Oregon Trail.

Образцы овощной фасоли Fanaknos, Asgrow 283, Utopia, Niagara 777, Bona, Asgrow 230 B, Temos выделены как доноры высокой урожайности бобов, ежегодно превышающие стандарт на 5 - 96 %.

Таблица 2 - Урожайность образцов овощной фасоли (2005-2007 гг.)

Морфологические особенности растений фасоли

Изученные образцы фасоли отличались по целому ряду морфологических признаков. Разнообразие наблюдалось но размеру, форме и окраске семян и цветков; величине, форме и окраске незрелых бобов: размеру и форме листа. Наши исследования включали морфологические описания растений фасоли по 28 признакам, в том числе: примордиального и среднего (настоящего) листа, стебля, соцветия, цветка, незрелого боба, семени (табл. 3).

Исследование корреляций признаков показало, что размеры примордиальных листьев (длина, ширина) имеют определенные положительные связи с шириной (r=0,39-0,49) и массой боба в фазу технической спелости (r=0,34-0,41) и массой 1000 семян (r=0,58-0,72). Также выявлены средние и сильные положительные корреляции между длиной и шириной примордиальных (r=0,71) и настоящих листьев (r=0,68), размерами настоящих листьев и длиной стебля (r=0,37-0,41). При описании окраски листьев, цветков, незрелых бобов и семян фасоли прослеживаются четкие зависимости между этими признаками. А именно, светло-зеленая окраска примордиальных листьев положительно коррелирует с аналогичной окраской среднего (настоящего) листа и незрелого боба, а у растений с белой или зеленоватой окраской цветка окраска кожуры зрелых семян всегда белая. Схематично такие зависимости будут выглядеть следующим образом:

Светло зеленый примордиальный лист - cветло зеленый средний лист - светло зеленый (светло желтый) боб;

Зеленый примордиальный лист -зеленый средний лист - зеленый (желтый) боб;

Темно зеленый примордиальный лист - темно зеленый средний лист - темно зеленый (фиолетовый) боб;

Белая окраска цветка - белая окраска семян;

Розовая (с оттенками) окраска цветка - желтая, коричневая, черная окраска семян;

Выявленные нами корреляции представляют практический интерес, поскольку позволяют значительно ускорить селекционной процесс. Зная характер связей признаков, в частности, можно проводить индивидуальные отборы растений в стадии рассады, а также осуществлять отборы по качественным признакам на ранних этапах онтогенеза.

Таблица 3 - Характеристика лучших образцов фасоли по морфологическим признакам растения и боба в технической спелости (среднее 2005-2007 гг.)

овощная фасоль селекция

Признаки высота растения и высота прикрепления нижнего боба являются главными при использовании сорта для механизированной уборки. Существуют определенные параметры сорта, пригодного к машинной уборке: детерминантный характер роста, компактный неполегающий куст, 4-5 узлов на главном стебле, высота куста 35-45 см, 12-14 см прикрепление нижнего боба, дружность созревания. Признак «высота растения» характеризует длину главного стебля и определяется генотипом растения, а также условиями его роста и развития. Все изучаемые образцы имели кустовую форму детерминантного типа, высота растений варьировала от 31,7 до 48,6 см (СV=11,2%). По высоте растения изученные образцы объединены на: низкорослые - до 35 см (9 образцов); среднерослые - 36-45 см (31 образец); высокорослые - более 45 см (3 образца). Источниками с высоким и компактным кустом выделены образцы: Nomad, Code 128, Fanaknos, Utopia,, Norbonne, Nanna, Нина 318.

Признак «высота прикрепления нижнего боба» является решающим при использования сорта для механизированного возделывания. Исходя из параметров сорта, пригодного для машинной уборки, изученные образцы предлагается классифицировать на две группы: с низким и средним прикреплением боба (менее 12 см) и с высоким прикреплением боба (более 12 см). В наших исследованиях данный признак варьировал от 6,1 до 16 см (СV=11,2%) и большинство образцов имели низкое и среднее прикрепление нижнего боба. Источниками высокого прикрепления боба выделены 5 образцов: Нина 318, Melting moments, Пагода, Золотой ключик, Purple Qween.

Корреляции признаков позволили выявить среднюю положительную связь между высотой растения и высотой прикрепления боба (r=0,51).

Признак «число ветвей» характеризует ветвистость, указывая на количество боковых узлов на главном стебле. В наших исследованиях признак слабовариабельный (СV=14,5%), находился в диапазоне от 3,7 до 7,1. Среди изученных образцов 27 имели большое количество ветвей (более 5), 16 образцов - с числом ветвей менее 5. Источниками большого числа ветвей на главном стебле отмечены образцы: Oxy-amidor, Nomad, Sonesta, Broth-Bone, Laura, Bona, Ксеня, WL-14.

В селекции овощной фасоли признаки боба в технической спелости особенно важны, так как они являются основными показателями, характеризующими сорт. В овощеводстве ценятся сорта фасоли с бобами однородной зеленой либо желтой окраски, мясистые, гладкие и выровненные, округлой в поперечном сечении формы. При этом главной отличительной особенностью является отсутствие пергаментного слоя и волокон в швах бобов. Лучшими по качеству овощными сортами считаются те, бобы у которых долго не грубеют и не обладают склонностью к образованию пергаментного слоя и волокна в течение всего периода уборки. Большинство образцов коллекции отличались образованием слабого пергамента и волокна, особенно в условиях повышенной температуры воздуха и при задержке с уборкой. В коллекции выделены образцы, сохраняющие сахарный тип боба длительное время в жарких условиях: Nomad, Norbonne, Fanaknos, Bona, Minidor, Blue Lake 206, WL-14, Nanna, Asgrow 283, Ксеня, Temos, Oregon Trail.

«Форма боба». Наибольший интерес для консервной промышленности представляют сорта с округлыми в поперечном сечении бобами. Они отличаются медленным перезреванием и высокими пищевыми достоинствами. В наших исследованиях округлую в поперечном сечении форму (индекс 0,9) имели большинство образцов, округло-плоскую (индекс 0,7-0,8) - Нина 318, Melting moments,Золушка, плоско-округлую (индекс 0,5-0,6) - Золотой ключик. В зависимости от толщины и ширины боба выделены три группы сортов с округлыми в поперечном сечении бобами: тонкими (7-8 мм) - 4 образца: Stip, Minidor, Broth-Bone, Smilors; средними по толщине (8-9 мм) - 16 образцов: Amazone, Nanna, Sonesta, Laura, Norbonne, Fanaknos, Niagara 777 и др.; и толстыми бобами (9-10 мм) - 19 образцов: Сакса без волокна 615 (стандарт), Code 128, Nomad, Utopia и др.

«Длина боба в технической спелости» - характерный сортовой признак, зависящий в определенной степени от генотипа и погодных условий и определяющий товарные качества бобов и характер консервирования. В среднем длина бобов по коллекции варьировала от 8,1 до 14,1 см (СV=11,0%). В результате изучения образцы были разделены на сорта с короткими (менее 10,0 см) - 2 образца, средними (10,1-12,0 см) - 22 образца и длинными (более 12,1 см) бобами - 19 образцов. Для дальнейшего использования в селекционном процессе выделены источники длинных прямых бобов Niagara 777(13,5 см) и Ксеня (12,9 см).

«Окраска боба в технической спелости» - характерный сортовой признак, влияющий на характер предполагаемой переработки и предпочтения потребителей. Так, для замораживания используют, главным образом, бобы зеленой окраски, а консервируют фасоль как зеленой, так и желтой окраски. Изученные образцы коллекции отнесены к 6 видам окраски боба: 1) светло-желтая - Sonesta, Broth-Bone, Laura,Золушка, Золотой ключик, Minidor; 2) желтая - Dоrina, Oxy-amidor, Нина 318, Melting moments, Ema;3) светло-зеленая - Сакса без волокна 615 (стандарт), Malmo, Зиронька, Ребус, Ольга, Вопа, Nanna, Эсперанто и др.; 4) зеленая - Зеленостручная 517, Code 128, Utopia, Asgrow 283, Blue Lake 206, Temos, Amazone, Norbonne, Niagara 777, Пагода, WL-14, Oregon Trail и др.; 5) темно-зеленая - Nomad, Ксеня, Fanaknos, Stip, Smilors; 6) фиолетовая - Purple Qween.

«Окраска семян» - сортовой признак, характеризующий окраску кожуры семян в биологической спелости и являющийся самым разнообразным морфологическим признаком у фасоли. В наших исследованиях отмечены 4 вида окраски семян: белая (29 образцов), желтая (6 образцов), коричневая (5 образцов), черная (3 образца). Для овощных сортов фасоли более предпочтительным является светлая окраска кожуры семян, так как темноокрашенные семена могут изменять окраску боба, а также приводить к помутнению рассола при консервировании.

Биохимические и технологические качества бобов фасоли

Питательная ценность овощной фасоли исключительно велика и обусловлена содержанием различных органических и минеральных веществ, витаминов и микроэлементов, имеющих большое значение в диетическом и лечебном питании человека. Сахарные бобы овощной фасоли богаты сахарами, витаминами А, В_1, В_2, РР, С, Е и каротином, а также фосфором, калием, железом, кальцием, цинком. Недозрелые бобы - лопатки в технической спелости содержат до 6% белка, в зрелых семенах его количество достигает 22-26%, бобы овощных сортов фасоли в фазу технической спелости содержат: сухого вещества - 9,5-14%, белка - 1.5-2,8%, сахаров - 2,3-3,5%, аскорбиновой кислоты - 23,3-30 мг/%.

Наши исследования по изучению биохимического состава бобов коллекционных образцов овощной фасоли (2006-2007гг) включали определение сухого вещества, аскорбиновой кислоты, сахаров и общего азота, проведенные по общепринятым методикам в период начала технической спелости бобов (табл. 4).

Таблица 4 - Характеристика лучших по химическому составу незрелых бобов образцов овощной фасоли (2006-2007 гг,)

При оценке коллекционных образцов фасоли овощной по химическому составу за период наблюдений (2006-2007 гг.) источниками для селекционных целей выделены образцы по следующим показателям:

Высокое и стабильное содержание сахаров - Oregon Trail;

Высокое содержание аскорбиновой кислоты - Кустовая без волокна 85, Золотой ключик.

Исследования корреляций признаков образцов фасоли по химическому составу незрелых бобов позволило выявить следующие закономерности: 1) с увеличением содержания сухого вещества содержание аскорбиновой кислоты увеличивается (r=0,50 - 0,65); 2) увеличение содержания сухого вещества приводит к уменьшению содержания сахаров (r= -0,07 - -0,44); 3) с увеличением содержания аскорбиновой кислоты содержание сахаров уменьшается (r= -0,17 - -0,37);

Для оценки белкового состава растений фасоли наши исследования включали определение общего азота бобов фасоли в фазу технической спелости (в % на абсолютно-сухое вещество) и белка (%) зрелых семян образцов фасоли, выделившихся по технологическим качествам (табл. 10). Содержание общего азота в бобах за период наблюдений (2006-2007 гг) варьировало достаточно сильно - в пределах от 0,45 до 2,68 (СV=38,5%), а содержание белка в зерне было более стабильным и варьировало от 20,94 до 27,5% (СV= 6,6%). По итогам изучения выделены образцы фасоли, содержащие наибольшее количество общего азота в незрелых бобах и белка в зрелых семенах фасоли, что является показателем высоких пищевых и технологических качеств данных образцов.

· Источники высокого содержания общего азота в незрелых бобах - Utopia, Asgrow 283, Temos, Oregon Trail;

· Источники высокого содержания белка в зерне - Sonesta, Utopia, Blue Lake 206, Oregon Trail.

Таблица 5 - Содержание азота в незрелых бобах и белка в зерне образцов фасоли, лучших по технологическим качествам (2006-2007 гг.)

Приоритетом при выборе сорта той или иной овощной культуры являются вкусовые и пищевые достоинства его продукции. Овощная фасоль консервируется и используется в пищу после кулинарной (тепловой) обработки. Для выявления образцов, имеющих бобы лучших вкусовых качеств, пригодных к различным видам переработки, наши исследования включали дегустационную оценку отваренных, и впоследствии, консервированных бобов. Согласно ГОСТу, требования к бобам фасоли для консервирования следующие: гладкая нечетковидная поверхность, стенки боба должны быть мясистыми, нежными, без пергаментного слоя и без волокна в швах боба; при стерилизации бобы фасоли не должны развариваться. В переработку могут поступать незрелые бобы зеленой и желтой окраски, пестрые бобы с антоциановой окраской не допускаются. Размеры семян в бобах для переработки не должны превышать величины пшеничного зерна. Дегустационная оценка консервированной фасоли проводилась по 5 показателям: вкус; степень зрелости бобов; внешний вид; однородность окраски; прозрачность рассола.

Изученные образцы фасоли представляли большое разнообразие по вкусовым и технологическим качествам консервированных бобов. Для упрощения классификации образцов фасоли по технологическим качествам бобов нами была разработана 5-ти бальная шкала по оценке сортов фасоли на пригодность к переработке. Главными критериями в данной классификации служат:

а) качественные показатели бобов в фазу технической спелости (размер, форма, окраска, образование пергамента и волокна, выравненность, сочность мякоти и т.д.);

б) продолжительность периода уборки без потери качества бобов;

в) высокие вкусовые и внешние качества бобов после тепловой обработки.

По нашим наблюдениям, образцы фасоли, получившие оценку 1 и 2 балла, использовать на овощные цели в данных почвенно-климатических условиях нецелесообразно, так как овощная продукция этих образцов обладает рядом недостатков: бобы сухие, четковидные, искривленные; бобы после тепловой обработки развариваются, имеют непривлекательный внешний вид; в бобах образуется пергаментный слой и грубое волокно.

Образцы фасоли, получившие оценку 3 балла, можно выращивать как универсальный сорт, т.е. в начале технической спелости бобы использовать в качестве овощной продукции (срок уборки не более 5 дней после начала технической спелости), а оставшиеся на растении бобы оставлять на зрелое зерно или семена. Бобы у образцов данной группы быстро перезревают, искривляются, грубеют, в швах образуется волокно.

Образцы фасоли, получившие оценку 4 и 5 баллов, имеют бобы хорошего и отличного качества - гладкие, ровные, мясистые, нежные; долго сохраняют товарные качества; имеют красивый привлекательный внешний вид; период уборки составляет до 10 и более дней. Образцы фасоли, оцененной в 5 баллов, рекомендуется использовать для получения высококачественной овощной продукции как непосредственно для возделывания, так и в качестве источников в селекционных программах для улучшения имеющихся сортов. Это образцы: Nomad, Norbonne, Nanna, Sonesta, Fanaknos, Laura, Utopia, Niagara 777, Ксеня, WL-14, Oregon Trail.

Устойчивость к болезням

Большим препятствием к получению высоких урожаев фасоли является поражение болезнями. Ежегодно потери урожая семян в странах возделывания колеблются от 32 до 52%. Повсеместно распространены вирусные, бактериальные и грибные болезни.

Нами проводилась полевая оценка поражения фасоли обыкновенной мозаикой, бактериозом и увяданием как наиболее распространенными и вредоносными болезнями фасоли. Результаты наблюдений показали, что наиболее сильно болезни проявляются в фазе цветение - начало созревания бобов. Из вирусных болезней наиболее вредоносна обыкновенная мозаика (возбудитель - Bean virus 1). Среди изученных нами коллекционных образцов овощной фасоли выделен 21 образец, устойчивых в данных условиях возделывания к поражению вирусом обыкновенной мозаики за весь период наблюдений. Это образцы: Кустовая без волокна 85, Ребус, Nomad, Nanna, Нина 318 и др. Бактериозы встречаются повсеместно, поражается 30-80% растений в зависимости от условий возделывания и складывающихся погодных условий. Результаты наших исследований позволяют заключить, что заболевания бактериозами является наиболее вредоносной в данных условиях возделывания. Практически все образцы овощной фасоли поражались бактериозом в различной степени, в отдельные годы уровень поражения достигал 40-50%. Поэтому важным фактом служит выделение из коллекции образцов, толерантных к поражению данным заболеванием. В наших исследованиях это образцы Nomad, Utopia, Oregon Trail. Поражения увяданием растений фасоли за период наблюдений проявлялось в меньшей степени, многие образцы совсем не поражались увяданием, либо были поражены в незначительной степени. Наши исследования позволили выделить источники устойчивости к поражению увяданием: Сакса без волокна 615 (стандарт), Кустовая без волокна 85, Зеленостручная 517, Qiant Stringless Green, Ребус, Code 128, Stip, Oxy-amidor, Nomad, Norbonne, Nanna, Эсперанто, Ольга, Utopia, PI 164093, Malmo, Ema, Smilors, Пагода, Золушка, Зиронька, Ксеня, Minidor, Asgrow 230 B, Blue Lake 206, WL - 14, Nunhem, Oregon Trail.28

Важным направлением в селекции является выделение исходного материала, обладающего групповой, комплексной устойчивостью к болезням и их использование для создания новых сортов. Проведенная нами полевая оценка на устойчивость к бактериальным и вирусным болезням позволила выявить 3 источника по этому признаку: Nomad, Utopia, Oregon Trail.

ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ И СОПРЯЖЕННОСТЬ ПРИЗНАКОВ ОБРАЗЦОВ ФАСОЛИ

Для повышения эффективности селекции необходимо знать, как изменяется тот или иной признак, каков коэффициент модификационной и генотипической изменчивости качественных и количественных признаков, а также каковы корреляционные связи между признаками. Сведения о том, что изменчивость признака, обусловленная разнообразием генотипа, для данной культуры высокая, свидетельствует о возможности его изменения в нужном направлении на разных этапах селекции.

При сравнительной оценке коллекционных образцов выявлена различная степень вариабельности изученных признаков (рис.1).

Рисунок 1 - Сравнительная характеристика вариации изученных признаков образцов фасоли (коэффициент вариации - СV, %)

Наименее вариабельны в наших исследованиях оказались высота растения (СV=18,9 %) и число семян в бобе (СV=20,4 %). Такие признаки, как высота прикрепления нижнего боба и число ветвей были изменчивы в средней степени, коэффициент вариации составил, соответственно, 23,9% и 29,8%. Высоковариабельный признак по всем образцам - число бобов на растении - СV=56 %.

Анализ коллекционных образцов позволяет говорить о широком внутривидовом полиморфизме фасоли обыкновенной и различной степени отселектированности изученных форм. Относительно каждого из изученных признаков образцы фасоли были распределены в три группы: СV<20 %, СV от 20 % до 30%, СV>30 % (рис. 2). Практически все образцы характеризовались высоким показателем нестабильности по признаку - число бобов на растении, самым низким показателем по этому признаку (СV=27,3 %) отмечен образец Temos. По признакам: высота растения, высота прикрепления нижнего боба и число семян в бобе образцы почти равномерно распределились по двум диапазонам вариабельности - СV<20 % и СV от 20 % до 30%. Однако образцы Ema, Melting moments и Ксеня оказались высоковариабельны по высоте растения (СV от 32,8 % до 38%), образцы Oregon Trail и Broth-Bone - по признаку число семян в бобе (СV, соответственно, 32,3 и 36,2%), а образцы: Эсперанто, Malmo, Fanacnos и Oregon Trail - по высоте прикрепления боба (СV от 30,9 % до 42,6%). Число ветвей у различных образцов фасоли варьировало в двух диапазонах, коэффициент вариации составил от 21,4 до 51, 2%. При подборе пар для внутривидовой гибридизации необходимо использовать формы с относительно стабильными признаками как наиболее выравненные по генотипу. В на...