Оценка образцов клещевины по хозяйственно-ценным признакам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт масличных культур НААН

ОЦЕНКА ОБРАЗЦОВ КЛЕЩЕВИНЫ ПО ХОЗЯЙСТВЕННО - ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ

К.В. Ведмедева, М.Ю. Кавязина, Т.В. Махова

Аннотация

клещевина урожайность уборка масло

Целью работы была оценка и отбор наиболее перспективных образцов клещевины (Ricinus communus L.), сочетающих высокую потенциальную урожайность и приспособленность к механической уборке с повышенным содержанием масла в семенах и рицинолевой кислоты в масле. В опыте 2015-2016 годов было изучено проявление морфологических признаков 17-ти образцов клещевины и выделены перспективные образцы: К1064 - с высоким потенциалом продуктивности, с масличностью семян 57,2 % и умеренным содержание рицинолевой кислоты 74,3 %; К1127 - с масличностью 58,6 %, массой 1000 семян 265 г, высоким потенциалом продуктивных кистей и широким разбросом расположения кистей; К134 - с масличностью 57,1 %, содержанием рицинолевой кислоты 80,7 % и маленькими кистями второго порядка.

Ключевые слова: размер кисти, расположение кистей, масличность, состав масла, технологичность.

Анотація

ОЦІНКА ЗРАЗКІВ РИЦИНИ ЗА ГОСПОДАРСЬКО - ЦІННИМИ ОЗНАКАМИ

К.В.Ведмедєва, М.Ю. Кавязіна, Т.В.Махова Інститут олійних культур НААН

Олія рицини (Ricinus communus L.) є важливим комерційним продуктом. Кліматичні умови України обумовлюють можливість вирощування рицини як однорічної культури. В Інституті олійних культур НААН вивчається колекція рицини. Метою роботи був підбір найбільш перспективних зразків рицини, що поєднують в собі великий потенціал врожаю у вузькому діапазоні вертикального розподілу для оптимальних технологічних параметрів механічного збирання з високим вмістом олії в насінні і рицинолевой кислоти в олії.

Під час експерименту 2015-2016 років було вивчено прояв морфологічних ознак 17 зразків рицини. За висотою рослин окремі зразки між собою відрізнялися більш ніж в два рази. За ознакою довжини китиці виділено зразки з довгими китицями ЕР118, К374, М203, К159. Найбільш коротка китиця спостерігалася у зразка К1008. Довжина продуктивної китиці у вивчених зразків від 10,7до 32,9 см. Більшість зразків рицини при сприятливих умовах утворюють китиці другого і більш високих порядків. Згідно з цим параметром, найбільший інтерес представляють зразки Ер118 і Отбор38 з чотирма суцвіттями другого порядку. Найбільші китиці другого порядку схожі за розміром з китицями першого порядку спостерігалися у зразків: К1127, К810, К153.

Для технологічності збирання рицини необхідно збіг китиць першого і другого порядку по висоті розташування між собою, оскільки захоплення жатки комбайна по висоті може бути не більше 60 см. Для цього підходять зразки Ер 118, PRL08 і К134. За сумою довжини продуктивних китиць першого і другого порядків найбільший потенційний урожай забезпечать зразки К159 і К1127.

Серед вивченої колекції виділяється дрібнонасінний зразок К159 і крупнонасінні зразки - PRL41 і К80. Середній вміст олії в насінні колекції мав розмах від 52 до 61,4%. Найвищий вміст масла було у зразка Відбір №38. Вміст рицинолевої кислоти склав від 70,9 до 82,9%. Виділено зразки: К134, К1008, PRL41, К430 з вмістом рицинолевої кислоти більше 80%.

Результати вивчення всіх параметрів дозволяють виділити цінні технологічні зразки. Зразок К1064 з високим технологічним потенціалом продуктивності, з олійністю насіння 57,2% має не дуже високий вміст рицинолевої кислоти 74,3%. Зразок К1127 з олійністю 58,6%, масою 1000 насінин 265 г, високим потенціалом продуктивних китець має широкий розкид розташування китиць. Зразок К134 з олійністю 57,1%, вмістом рицинолевої кислоти 80,7% має маленькі китиці другого порядку і може бути використаний як однокитецевий в більш загущених посіві.

Ключові слова: розмір китиці, розташування китиць, олійність, склад олії, технологічність.

Annotation

EVALUATION OF CASTORBEAN SAMPLES BY ECONOMICALLY - VALUABLE TRAITS

K.V. Vedmedeva, M.Yu. Kavyazina, T.V. Makhova

Institute of Oilseed Crops of NAAS, Zaporizhia, Ukraine

Castor oil (Ricinus communus L.) is an important commercial product. The climatic conditions of Ukraine determine the possibility of growing the castor as an annual crop. At the Institute of Oilseeds NAAS studied castor collection. The aim of the work was the selection of the most promising samples of castor oil, combining a large yield potential in a narrow range of vertical distribution for optimal technological parameters of mechanical harvesting with a high content of oil in seeds and ricinolic acid in oil.

In the experience of 2015-2016, the manifestation of morphological features of 17 castor bean samples was studied. The height of plants, individual samples among themselves differed more than twice. Long-brush samples of ЕР118, ^74, М203, M59 are distinguished on the basis of the length of the brush. The shortest brush was observed in sample K1008. The length of the productive brush in the studied samples is from 10.7 to 32.9 cm. Most castor bean samples under favorable conditions form brushes of the second and higher orders. According to this parameter, samples of Ep118 and selection No. 38 with four inflorescences of the second order are of the greatest interest. The largest brushes of the second order are similar in size to the brushes of the first order were observed in the samples: M127, m0, M53.

The adaptability of harvesting castor beads requires that the brushes of the first and second order coincide in height with each other, since the harvester can take a maximum of 60 cm. For the sum of the productive brushes of the first and second orders, the greatest potential yield will be provided by samples K159 and K1127.

Among the studied collection stands out the small seed sample K159 and the large seed samples - PRL41 and K80. The average oil content in the seeds of the collection was from 52 to 61.4%. Sample38 had the highest oil content. The content of ricinolic acid in the collection was from 70.9 to 82.9%. Samples were isolated: M34, M008, PRL41, M30 with the content of ricinoleic acid more than 80%.

The results of the study of all parameters make it possible to isolate valuable technological samples. Sample K1064 with a high technological potential of productivity, with a seed oil content of 57.2%, has a not very high content of ricinoleic acid of 74.3%. Sample K1127 with an oil content of 58.6%, a mass of 1000 seeds of 265 g, a high potential of productive brushes has a wide variation in the arrangement of brushes. Sample K134 with a oil content of 57.1%, ricinoleic acid content of 80.7% has small second-order brushes and can be used as a single-cysts in a thicker seeding.

Key words: brush size, location of brushes, oil content, oil composition, manufacturability.

Введение

Клещевина (Ricinus communus L.) - двудольное, многолетнее перекрестноопыляемое растение из семейства молочайных (Euphorbiaceae).

Масло клещевины является важным коммерческим продуктом. Оно обладает уникальными свойствами: не высыхает, наиболее вязкое из всех растительных масел, температура застывания минус 12-22 градуса, слабая растворимость в нефти и бензине. Поэтому оно имеет широкий спектр использования: авиация, ракетная техника, кожевенная, текстильная, лакокрасочная промышленность и медицина. (Saadaoui 2017)

Культура клещевины в зависимости от зоны произрастания выращивается как многолетнее растение, урожайность которого зависит от количества боковых побегов (Guido Armando Plaza et al 2011) или как однолетнее, где необходимым является использование кистей первого порядка и загущение посевов (deOliveira 2017).

Климатические условия Украины обуславливают возможность выращивания клещевины как однолетней культуры. В Институте масличных культур НААН изучается коллекция клещевины, которая имеет огромное разнообразие форм, отличающаяся своими морфологическими и хозяйственноценными признаками. Наиболее значимыми морфологическими признаками для технологичности клещевины при однолетнем выращивании являются: высота растения, размеры кисти, длина продуктивных кистей в зоне захвата комбайнапоскольку именно они обеспечивают потенциал урожая, приспособленный к механизированной уборке. (Oswalt 2014). Важной характеристикой продукции клещевины является качественный и количественный состав масла (Vasco-Lea 2018, Suliman 2018). Выделение образцов с технологичными морфологическими параметрами и высоким содержанием масла и рицинолевой кислоты в масле позволит создать наиболее ценные сорта клещевины.

На сегодняшний день коллекция клещевины в Институте масличных культур НААН состоит из 300 образцов и сформирована на базе мировой коллекции ВИР, а также образцов их Херсона и Донской опытной станции. Изучение коллекции по морфологическим признакам проводится уже около двадцати лет (Одинець 2017).

В продолжение этих исследований мы поставили целью работы подобрать наиболее перспективные образцы клещевины, сочетающие в себе большой потенциал урожая в узком диапазоне вертикального распределения для оптимальных технологических параметров механической уборки с высоким содержанием масла в семенах и рицинолевой кислоты в масле.

Материал и методы исследования

Материалом к изучению послужила коллекция линий клещевины Института масличных культур НААН. Из нее выбраны 17 стабильных по морфологическим признаков образцов с нерастрескивающимися или слабо растрескивающимися коробочками.

Полевые исследования закладывали в селекционном севообороте Института масличных культур (г. Запорожье). Подготовка почвы проведена по классической технологии с оборотом пласта, предпосевной культивацией и внесением почвенного гербицида Харнес. Посев осуществлялся ручными сажалками по схеме 0,7х0,7м, по два растения в гнезде, т.е с густотой стояния растений 40 тысяч растений на гектар.

Погодные условия 2015-2016 годов исследования были достаточно контрастны между собой.2015 год характеризовался умеренно теплыми условиями, умеренным количеством осадков в апреле мае 77.5мм и 47,5мм соответственно, что благоприятно сказалось на появление и развитие всходов клещевины. В июне выпало 140,5мм осадков, что составляет тройную норму от средних многолетних показателей. При средних температурах в самые жаркие периоды около 29^оС наличие такого запас влаги обеспечила высокий урожай и хорошее развитие всех органов растений клещевины. Август и сентябрь 2015 года были засушливыми и теплыми, что позволило практически полностью довершить свой годичный цикл растениям клещевины на стадии подходящей для машинной уборки.

Погодные условия 2016 года для развития растений клещевины были значительно менее благоприятными. В апреле и мае средние месячные температуры были ниже чем средние многолетние. Количество осадков выпавших в апреле и мае было выше средних многолетних. Более прохладная и влажная погода благоприятствовала развитию фузариоза на клещевине. Дальнейшие повышение температуры и наличие умеренных осадков в июне обеспечило закладку большого количества кистей, Однако июль и август были более жаркими и сухими. Это вызвало плохую завязываемость и слабое развитие семян, а так же преждевременное засыхание растений, поскольку наличие весь предыдущий вегетационный период высокого влагообеспечения не привело к сильному развитию корневой системы.

Во время вегетационных периодов 2015-2016 гг. проводились биометрические и морфологические наблюдения и измерения: высоты растений, длины и ширины кисти, длины продуктивной кисти, количество и длина междоузлий, количество кистей второго порядка, расстояние между кистями по высоте, размеры боковой кисти. В лабораторных условиях определялись жирнокислотный состав, масличность, масса 1000 семян. (ДСТУ 30418-96, ДСТУ 7577:2014).

Статистическая обработка результатов осуществлялась по Доспехову В.А. (Доспехов 1985).

Результаты исследований и их обсуждение

В опыте 2015-2016 годов было изучено проявление морфологических признаков 17 образцов клещевины. Полученные данные представлены в таблице 1. По высоте растений отдельные образцы между собой отличались более чем в два раза. Так, наименьшую высоту растений имел образец К1008 - 45,6см, а наибольшую К1127 - 125,4 см. Такой большой размах изменчивости указывает на существенную гетерогенность коллекции. Небольшие ошибки этого показателя (по двух летним данным) говорят о высокой генетической обусловленности этого признака. Необходимым признаком для механизированной уборки клещевины является высота растений и соответственно высота среза. (Койгельдина, Нургасенов 2014), но особенно высокие растения позже зацветают и созревают. Поэтому оптимальным решением в этом вопросе следует считать высоту срезана которую ориентированы комбайны от 35 до 200 см. (Головін 2016). По этим требованиям перспективными являются образцы К374, М203, К134,К810, К1127.

По признаку длины кисти выделяются длиннокистные образцы ЕР118, К374, М203, К159. Наиболее короткая кисть наблюдалась у образца К1008. Такой маленький размер однозначно скажется на урожайности семян. Ширина кистей не имела большого разброса от 6,3 до 8,9 см. Это связано с предварительной выборкой образцов из общей коллекции клещевины с компактной кистью, относящихся к персидскому подвиду. В подборе морфологических признаков клещевины важное значение имеет длина продуктивной кисти первого порядка, т.е. часть кисти покрытая женскими цветами, а в дальнейшем коробочками с семенами. Этот показатель у изученных образцов был достаточно изменчив от 10,7до 32,9 см. Соответственно ожидать наибольшую продуктивность при благоприятных условиях следует от образцов с длинной продуктивной кистью: К1127, К159, К374, М203, К810.

Признак количества междоузлий характеризует группу спелости клещевины. По этому признаку получены более однотипные показатели, поскольку включены в исследования были образцы с приемлемым периодом вегетации и позднеспелые заведомо не брались в исследования. Число междоузлий наблюдалось от 6,1 до 11,5 штук на центральном стебле до соцветия первого порядка. Наименьшее число междоузлий наблюдалось так же у более низких растений.

Большинство образцов клещевины при благоприятных условиях образовывают кисти второго и более высоких порядков. Кисти второго порядка у раннеспелых образцов обычно успевают созреть через две недели после кистей первого порядка, если образец обладает нерастрескивающейся коробочкой, то можно получить существенное увеличение урожая за счет кистей второго порядка. На кисти третьего и более порядков, обычно не стоит обращать внимание, поскольку они формируются уже в конце лета, когда в нашей зоне наблюдается существенная засуха и они либо не формируются вообще, либо имеют очень маленькие размеры и продуктивность, задерживая сроки уборки. Так в нашей коллекции количество ветвей второго порядка на растении наблю-

Таблица 1

Морфологические признаки образцов клещевины (2015-2016гг)

далось от 1,5 до 4,1 штук. Согласно этому параметру наибольший интерес представляют образцы Ер 118 и отбор №38 с четырьмя соцветиями второго порядка. Однако длина кисти второго порядка корректирует этот показатель, свидетельствуя о маленьком размере кистей второго порядка у образца Ер 118 - 6,6см. Наибольшие кисти второго порядка схожие по размеру с кистями первого порядка наблюдались у образцов: К1127, К810, К153.

Для технологичности уборки клещевины очень желательно наибольшее совпадение кистей первого и второго порядка по высоте между собой. Измерения этого признака в наших образцах показали достаточно высокую изменчивость от 13,2 до 38,3 см. Кроме того эти показатели имели значительные ошибки до 7 см. захват жатки комбайна по высоте может быть не более 60 см (Мш, Рейе 2015). Поэтому наиболее оптимальным будет подбор образцов, у которых расстояние от продуктивного низа кисти первого порядка до верхушки кисти второго порядка будет наименьшим. При этом больший урожай будет при большой длине всех кистей готовых к уборке.

В таблице 2 мы представили результаты подсчетов реальных размеров зоны образования коробочек, продуктивной длины кистей и массы 1000 семян изученных образцов. Нижний край среза вычислили путем вычитания из общей высоты растений продуктивной длины кисти первого порядка. Этот параметр в средних значениях в коллекции составлял от 30 до 92 см. Суммируя ошибки, мы получаем еще изменчивость до 8 см. В результате самый низкий срез в 30, 37 см будет у образцовК1008 и PRL08.

Кисти второго порядка находятся выше кисти первого порядка. Вертикальный захват - это расстояние между низом продуктивной кисти первого порядка и верхом кисти второго порядка. По этому признаку наблюдается большое разнообразие от 23 до 61 см. Наименьшая существенная разница этого параметра была более значительной и составила 26 см. Исходя из полученных параметров, большая часть урожая многих образцов может просто физически не попасть в жатку комбайна. Поэтому для селекционного использования можно отобрать образцы Ер 118,PRL08 и К134, вертикальное расположение продуктивный кистей, которых с учетом наименьшей существенной разницы менее 60 см.

Продуктивная длина кистей растения рассчитана путем суммирования длины центральной кисти и произведения длины кисти второго порядка со средним числом кистей второго порядка. Этот параметр варьировал в опыте от 38 до 129 см. По нему наибольший потенциальный урожай обеспечат образцы К159 и К1127.

На потенциальный урожай может повлиять и признак крупности семян, который измеряется как масса 1000 семян. Среди изученной коллекции выделяется мелкосемянный образец К159 и крупносемянные образцы - РЯЙ41 и К80.

Каждый из изученных признаков показывает наличие разнообразия и возможность выбора из образцов коллекции. Объединяя информацию по всем изученным параметрам, в качестве готового образца с высоким потенциалом технологичной урожайности следует выделить образец К1064. Он характеризуется выше средней массой тысячи семян - 242г, большой продуктивной длинной кистей - 92 см, и компактным их расположением по вертикали - всего 38см, что даже с учетом ошибок свидетельствует о возможности уборки этого образца без потерь.

Для создания образцов с еще большим потенциалом урожайности и технологичности по изученным признакам следует отобрать образцы: К1127 с высоким потенциалом продуктивных кистей и большим их геометрическим разбросом, К159 с высокой продуктивной длинной кисти и мелкими семенами. Ер 118 с крупной центральной кистью и компактным срезом, пригоден для использования в качестве однокистного образца.

Таблица 2

Масса 1000 семян и средние показатели технологичности образцов клещевины