В условиях Нижнего Поволжья актуальны разработки по расширению ассортимента и стабильному производству продуктов питания и полноценных кормов [1, 2]. В Поволжье из зернобобовых культур возделывают горох, сою, нут, чечевицу, фасоль. До последнего времени вигну выращивали в ограниченных объемах и чаще всего исследования проводились в виде поисковых научно-исследовательских работ [3]. Вигна – однолетнее растение с прямостоячим стеблем, отличается высокой жаростойкостью и засухоустойчивостью, относительно высокой урожайностью семян и надземной биомассы [4, 5]. Сорта вигны пригодны для производства импортозамещающей продукции, высококачественной крупы вместо фасоли, также в перспективе создание овощеконсервных перерабатывающих предприятий в Саратовской области, возможно формирование сырьевой базы для промышленного производства [6]. Расширение сортового ассортимента в растениеводстве с использованием интродукции и адаптивной селекции V. ung. ssp. cylindrica и V. ung. ssp. sesquipedalis позволит диверсифицировать производство продуктов питания и кормов.
Материалы и методы исследования
В 2010–2012 гг. на опытном поле ФГБНУ РосНИИСК «Россорго» сорто-образцы вигны коллекции ВИР высевали кассетной сеялкой СКС-6-10. Площадь делянки 15,4 м2, ширина междурядий 70 см, длина 5,5 м. Повторность – четырехкратная. Глубина заделки семян – 6 см. Предпосевная подготовка почвы проводилась на глубину 6–8 см с применением культиватора КПС-4. Почвенный гербицид «гезагард» (2,5 кг/га) вносили опрыскивателем ОНШ-600. Расход рабочей жидкости 250 л/га. На третий день после посева проводили боронование (БЗСС-1,0).
Биохимический состав семян и зеленых бобов определяли в лаборатории биохимии, биоконверсии и новых технологий» ФГБНУ РосНИИСК «Россорго». Фракционный состав азотистых веществ устанавливали последовательной экстракцией их из измельченных семян вигны дистиллированной H2O, 10 %-ным раствором NaCl, 70 °-м C2H5OH и 0,2 %-ным раствором NaOH. При статистической обработке результатов исследований использовали программу Agros, версия 2.09. Замораживание зеленых бобов проводили в контейнерах при t = – 4 °С.
Результаты исследования и их обсуждение
У сортообразцов подвида V. ung. ssp. sesquipedalis межфазный период «всходы – цветение» варьировал в интервале 45,8…50,6 суток (табл. 1). Наибольшей скороспелостью отличаются следующие сортообразцы: к-1093, к-1124, к-653, к-1036. Период «всходы – полная спелость» составляет 76…85 суток, то есть в целом образцы характеризуются как среднеранние. У подвида V. ung. ssp. cylindrica межфазный период «всходы – цветение» варьировал от 40 до 50 суток [7]. Причем продолжительность межфазного периода «всходы – цветение» у раннеспелых сортообразцов составила 40,0…44,0 суток (к-1366, к-1377); среднераннеспелых 45…48 суток (к-1383, к-1660, к-1680); среднеспелых 48…50 суток (к-1684, к-1333, к-492).
Длина стеблей у растений V. ung. ssp. sesquipedalis варьировала от 92,4 до 103,2 см (V = 18,6 %). Растения стелющегося типа, поэтому высота травостоя составляет 27,0…45,0 см. В опыте у сортообразцов V. ung. ssp. сylindrica наблюдали следующие формы кустов: кустовая сжатая (к-492, к-1333, к-1383, к-1559), кустовая полусжатая (к-1361, к-1415), полукустовая (к-1660, к-1680).
Пригодность к механизированной уборке определяется высотой прикрепления нижнего боба. Высота прикрепления нижнего боба овощной вигны варьировала от 19,3 до 29,4 см (V = 16,5 %), но так как тип куста стелющийся, раскидистый, при механизированной уборке возникают некоторые потери урожая. У сортообразцов V. ung. ssp. cylindrica высота прикрепления нижнего боба варьировала в интервале 16,7…44,0 см (V = 34,0 %).
Важным элементом структуры урожая V. ung. ssp. sesquipedalis является число бобов на одном растении. Число бобов варьировало в интервале 4,8…17,8 шт. (V = 29,3 %). Наибольшее количество бобов на одном растении сформировали сортообразцы: к-873, к-971, к-1036. Малое количество бобов отмечено у сортообразцов: к-638, к-1090, к-1093. В среднем число бобов на одном растении V. ung. ssp. cylindrica варьировало от 9,7 до 37,7 шт. (V = 37,7 %). Наибольшее количество бобов на одном растении сформировали следующие сортообразцы: к-492, к-1333; низкое – к-1361, к-1383.
Длина боба у сортообразцов овощной вигны изменялась в диапазоне от 30,8 до 66,4 см (V = 34,5 %). Представляют практический интерес для использования в производстве сортообразцы, формирующие длинные бобы: к-1124, к-1093, к-1713, к-1036. У сортообразцов V. ung. ssp. cylindrica средняя длина боба варьировала в диапазоне от 11,3 до 17,3 см (V = 13,7 %). Наиболее длинные бобы наблюдались у следующих сортобразцов: к-1366, к-1680, к-1684. Короткие бобы формировал образец к-492.
Варьирование массы 1000 семян у сортообразцов V. ung. ssp. sesquipedalis отмечали в диапазоне от 79,4 до 136,1 г (V = 17,0 %). Наибольшей массой 1000 семян (> 100 г) отличались сортообразцы: к-636, к-653, к-1090, к-1124, к-1713. В опыте выявлены мелкосемянные образцы: к-638, к-971, к-1093. У сортообразцов V. ung. ssp. cylindrica средняя масса 1000 семян варьировала от 74,1 до 252,4 г (V = 35,6 %). Сортообразец к-1361 по массе семян следует отнести к среднесеменной группе (252,4 г). Также можно отметить образцы, у которых масса 1000 семян более 100 г (к-1333, к-1366, к-1383, к-1680, к-1684), представляющие определенный интерес в селекции. Мелкосемянностью отличались сортообразцы: к-492, к-1415, к-1660. Среди изучаемых образцов зерновой вигны крупносемянных не выявлено, большинство относят к группе мелкосемянных (менее 200 г).
Таблица 1
Характеристика сортообразцов вигны, среднее за 2010–2012 гг.
|
Номер по каталогу ВИР |
Происхождение |
Межфазный период всходы-цветение, суток |
Высота растений, см |
Высота прикрепления нижнего соцветия, см |
Число бобов на одном растении, шт. |
Длина боба, см |
Масса 1000 семян, г |
Урожайность, кг/га |
|
овощная вигна |
||||||||
|
к-636 |
Китай |
50,6 |
93,8 |
20,8 |
9,5 |
32,4 |
120,1 |
549,1 |
|
к-638 |
Китай |
47,8 |
101,4 |
21,8 |
7,1 |
31,3 |
84,9 |
562,9 |
|
к-653 |
Китай |
46,7 |
102,0 |
19,3 |
11,0 |
36,0 |
102,8 |
517,1 |
|
к-873 |
Китай |
47,0 |
98,0 |
27,3 |
15,0 |
42,3 |
91,7 |
341,7 |
|
к-971 |
Индия |
47,9 |
92,4 |
21,9 |
17,8 |
30,8 |
79,4 |
448,0 |
|
к-1036 |
Япония |
46,8 |
103,2 |
25,4 |
13,7 |
50,4 |
94,7 |
217,6 |
|
к-1090 |
Казахстан |
48,8 |
99,9 |
20,8 |
4,8 |
36,7 |
136,1 |
376,7 |
|
к-1093 |
Киргизия |
45,8 |
95,9 |
23,7 |
8,4 |
56,3 |
89,4 |
402,8 |
|
к-1124 |
Германия |
45,9 |
97,4 |
29,4 |
11,3 |
66,4 |
101,3 |
87,1 |
|
к-1713 |
Россия |
47,7 |
100,9 |
27,8 |
9,4 |
51,8 |
120,5 |
253,4 |
|
Fфакт |
35,2 |
6,4 |
12,7 |
108,4 |
6,4 |
3,6 |
||
|
НСР0,05 |
8,6 |
4,7 |
2,7 |
3,7 |
20,5 |
223,1 |
||
|
зерновая вигна |
||||||||
|
к-492 |
Египет |
50,0 |
53,3 |
38,3 |
37,7 |
11,3 |
79,3 |
787,7 |
|
к-1333 |
Мадагаскар |
49,7 |
64,7 |
44,0 |
28,7 |
12,7 |
108,6 |
577,7 |
|
к-1361 |
США |
43,3 |
33,7 |
16,7 |
12,0 |
15,0 |
252,4 |
318,0 |
|
к-1366 |
Нигерия |
40,0 |
36,3 |
17,7 |
15,7 |
17,3 |
134,1 |
740,7 |
|
к-1383 |
В. Вольта |
47,0 |
34,0 |
21,0 |
9,7 |
15,7 |
130,9 |
445,3 |
|
к-1415 |
Филиппины |
50,0 |
37,3 |
17,3 |
16,0 |
15,7 |
79,0 |
514,7 |
|
к-1559 |
Вьетнам |
46,0 |
39,0 |
25,7 |
12,7 |
14,3 |
83,2 |
553,0 |
|
к-1660 |
Франция |
46,7 |
32,3 |
16,7 |
24,0 |
14,3 |
74,1 |
569,3 |
|
к-1680 |
Кения |
47,7 |
50,3 |
22,7 |
17,0 |
17,3 |
111,9 |
628,3 |
|
к-1684 |
Ирак |
48,0 |
50,0 |
26,7 |
15,3 |
17,3 |
127,4 |
756,7 |
|
Fфакт |
4,3 |
6,0 |
6,7 |
6,2 |
26,2 |
1,9 |
||
|
НСР0,05 |
13,2 |
8,7 |
7,7 |
2,3 |
21,2 |
320,4 |
||
Урожайность семян V. ung. ssp. sesquipedalis изменялась в диапазоне от 87,1 до 562,9 кг/га (V = 35,2 %). В опыте выявлены образцы китайского и японского происхождения с высокой урожайностью (к-636, к-638, к-653), а также выделены низкоурожайные образцы – к-1036, к-1124, к-1713. Урожайность семян сортообразцов подвида V. ung. ssp. cylindrica изменялась в интервале от 318,0 до 787,7 кг/га (V = 29,9 %). За 2010–2014 гг. относительно высокий урожай показали образцы к-492, к-1366, к-1684. Одним из технологических приемов повышения урожайности семян V. ung. ssp. cylindrica является снижение потерь от растрескивания бобов при созревании.
В фазу полной спелости средние значения содержания протеина в семенах у V. ung. ssp. sesquipedalis варьировали в интервале от 23,8 до 25,8 % (V = 5,7 %). Высокое содержание (> 25 %) выявлено у сортообразцов: к-636, к-653, к-1036, к-1093, к-1124, к-1713; низкое (менее 24 %) – к-971 (табл. 2).
Среднее содержание протеина в семенах зерновой вигны варьировало в интервале от 22,4 до 26,5 % (V = 8,5 %). Высокое содержание протеина в семенах (> 25 %) отмечалось у сортообразцов: к-492, к-1559, к-1660; низкое содержание – к-1366, к-1680.
Содержание жира у сортообразцов овощной вигны изменялось в интервале 1,3…1,8 %, (V = 13,2 %): относительно высокое содержание – к-636, к-653, к-873, к-971, к-1036, к-1713. Среднее значение содержания жира у сорто-образцов зерновой вигны по годам изменялось в диапазоне от 0,8 до 1,4 % (V = 20,3 %).
Содержание золы у овощной вигны в семенах варьировало в диапазоне от 3,9 до 4,6 % (V = 17,9 %). Среднее содержание золы у зерновой вигны в семенах варьировало от 3,6 до 4,5 % (V = 5,9 %). Высокое содержание золы (> 4,3 %) наблюдалось у следующих образцов: к-1361, к-1366, к-1383, к-1684.
Содержание клетчатки у сортообразцов овощной вигны изменялось от 6,0 до 7,7 %, (V = 16,8 %): высокое – к-1093, к-873. Среднее содержание клетчатки зерновой вигны по годам варьировало в диапазоне от 4,6 до 6,9 % (V = 16,0 %). Высокие показатели клетчатки наблюдались у следующих образцов: к-1415; низкие – к-1333, к-1361, к-1684.
Содержание БЭВ овощной вигны изменяется в интервале от 60,7 до 65,4 % (V = 2,2 %). Высокое содержание БЭВ сформировали сортообразцы: к-971, к-1090, к-1124; низкое – к-638. В 2010–2012 гг. содержание БЭВ зерновой вигны отмечалось в диапазоне 61,6…67,1 % (V = 4,4 %).
Содержание альбуминов в семенах у сортообразцов овощной вигны варьировало в интервале 13,1…18,1 % (V = 7,5 %). Высокое содержание альбуминов (более 17,8 %) отмечается у сортообразцов: к-1036, к-1124, к-1713. Содержание глобулинов изменялось в диапазоне 2,4…3,7 %, (V = 11,0 %). Высокое содержание глобулинов (> 18,3 %) формировали образцы: к-636. Содержание проламинов варьировало в интервале 0,19…0,74 % (V = 38,9 %). Высокое содержание проламинов (> 0,9 %) сформировали образцы: к-636, к-653, низкое (< 0,2 %) – к-873, к-971, к-1713. Содержание глютелинов варьировало в интервале 3,80…6,56 % (V = 13,8 %). Высокое содержание глютелинов (> 6,4 %) сформировали образцы: к-638, к-1093.
Содержание альбуминов у сортообразцов V. ung. ssp. sesquipedalis варьировало в интервале 13,1…18,1 % (V = 7,5 %). Высокое содержание альбуминов отмечается у сортообразцов: к-1124, к-1036, к-1713. Содержание глобулинов изменялось в диапазоне 2,4…3,7 % (V = 11,0 %). Высокое содержание глобулинов формировал образец к-636. Содержание проламинов варьировало в интервале 0,19…0,74 % (V = 38,9 %). Высокое содержание проламинов сформировали образцы: к-636, к-653, низкое – к-873, к-971, к-1713. Содержание глютелинов варьировало в интервале 3,80…6,56 %, (V = 13,8 %). Высокое содержание глютелинов сформировали образцы: к-638, к-1093.
Таблица 2
Биохимический состав семян сортообразцов вигны, среднее за 2010–2012 гг., %
|
Номер по каталогу ВИР |
Происхождение |
Протеин |
Жир |
Зола |
Клетчатка |
БЭВ |
|
овощная вигна |
||||||
|
к-636 |
Китай |
25,8 |
1,7 |
4,0 |
6,0 |
61,6 |
|
к-638 |
Китай |
24,7 |
1,4 |
3,9 |
6,0 |
60,7 |
|
к-653 |
Китай |
25,2 |
1,6 |
4,6 |
6,9 |
61,2 |
|
к-873 |
Китай |
24,3 |
1,6 |
4,0 |
7,2 |
61,7 |
|
к-971 |
Индия |
23,8 |
1,6 |
4,1 |
6,7 |
65,4 |
|
к-1036 |
Япония |
25,1 |
1,7 |
4,4 |
6,2 |
62,8 |
|
к-1090 |
Казахстан |
24,2 |
1,4 |
4,5 |
6,4 |
63,8 |
|
к-1093 |
Киргизия |
25,6 |
1,3 |
4,4 |
7,7 |
62,6 |
|
к-1124 |
Германия |
25,4 |
1,3 |
4,5 |
6,8 |
63,5 |
|
к-1713 |
Россия |
25,3 |
1,8 |
3,9 |
6,8 |
61,0 |
|
Fфакт |
2,3 |
1,5 |
15,2 |
9,5 |
0,9 |
|
|
НСР0,05 |
2,5 |
NS |
0,6 |
1,0 |
NS |
|
|
зерновая вигна |
||||||
|
к-492 |
Египет |
25,9 |
1,1 |
3,9 |
5,0 |
64,1 |
|
к-1333 |
Мадагаскар |
24,9 |
1,2 |
3,6 |
4,6 |
65,8 |
|
к-1361 |
США |
24,7 |
1,1 |
4,4 |
4,9 |
61,6 |
|
к-1366 |
Нигерия |
22,4 |
1,4 |
4,5 |
6,1 |
65,6 |
|
к-1383 |
В.Вольта |
24,1 |
0,8 |
4,3 |
5,2 |
65,6 |
|
к-1415 |
Филиппины |
24,7 |
1,4 |
4,2 |
6,9 |
63,9 |
|
к-1559 |
Вьетнам |
25,5 |
0,9 |
4,3 |
6,2 |
63,1 |
|
к-1660 |
Франция |
26,5 |
1,2 |
3,7 |
5,9 |
63,6 |
|
к-1680 |
Кения |
22,7 |
1,3 |
3,9 |
5,0 |
67,1 |
|
к-1684 |
Ирак |
23,4 |
1,4 |
4,3 |
4,7 |
63,6 |
|
Fфакт |
5,7 |
1,4 |
3,5 |
1,7 |
3,0 |
|
|
НСР0,05 |
2,5 |
NS |
0,4 |
NS |
4,6 |
|
Таблица 3
Биохимический состав бобов сортообразцов вигны, среднее за 2010–2012 гг., %
|
Номер по каталогу ВИР |
Происхождение |
Протеин |
Жир |
Зола |
Клетчатка |
БЭВ |
|
зеленые бобы |
||||||
|
к-636 |
Китай |
22,8 |
2,6 |
5,5 |
17,5 |
51,6 |
|
к-638 |
Китай |
20,3 |
2,2 |
6,0 |
11,8 |
59,7 |
|
к-653 |
Китай |
21,4 |
3,5 |
5,6 |
17,4 |
52,1 |
|
к-873 |
Китай |
17,7 |
2,9 |
5,9 |
15,5 |
57,9 |
|
к-971 |
Индия |
19,9 |
2,5 |
6,5 |
13,1 |
57,9 |
|
к-1036 |
Япония |
19,5 |
3,5 |
6,8 |
18,3 |
51,9 |
|
к-1090 |
Казахстан |
20,3 |
2,1 |
6,2 |
16,0 |
55,3 |
|
к-1093 |
Киргизия |
22,9 |
2,2 |
6,4 |
17,2 |
51,3 |
|
к-1124 |
Германия |
20,5 |
3,6 |
6,1 |
20,3 |
49,6 |
|
к-1713 |
Россия |
23,1 |
2,7 |
6,3 |
18,1 |
49,9 |
|
Fфакт |
2,6 |
24,0 |
2,7 |
10,9 |
1,8 |
|
|
НСР0,05 |
2,7 |
0,6 |
0,8 |
2,2 |
NS |
|
|
зеленые замороженные бобы (через 90 суток) |
||||||
|
к-636 |
Китай |
15,7 |
1,1 |
5,7 |
14,9 |
62,6 |
|
к-638 |
Китай |
14,3 |
1,8 |
5,8 |
17,1 |
61,1 |
|
к-653 |
Китай |
17,3 |
0,9 |
6,1 |
15,9 |
59,9 |
|
к-873 |
Китай |
19,3 |
1,4 |
6,2 |
14,7 |
58,5 |
|
к-971 |
Индия |
17,8 |
0,9 |
5,9 |
13,3 |
61,9 |
|
к-1036 |
Япония |
16,5 |
1,7 |
5,9 |
15,6 |
60,3 |
|
к-1090 |
Казахстан |
19,1 |
1,8 |
6,0 |
14,3 |
58,8 |
|
к-1093 |
Киргизия |
18,9 |
2,3 |
5,9 |
16,4 |
56,8 |
|
к-1124 |
Германия |
18,8 |
0,6 |
5,8 |
17,9 |
56,8 |
|
к-1713 |
Россия |
21,1 |
1,0 |
5,9 |
14,3 |
57,6 |
|
Fфакт |
9,5 |
32,6 |
0,3 |
6,9 |
0,9 |
|
|
НСР0,05 |
2,5 |
0,2 |
NS |
2,0 |
NS |
|
В 2010–2012 гг. содержание альбуминов у V. ung. ssp. cylindrica варьировало в интервале от 13,4 до 22,5 % (V = 14,2 %). Высокое содержание (> 19 %) сформировал сорто-образец к-1660; низкое – к-1680. Содержание глобулинов варьировало в интервале от 2,2 до 4,8 % (V = 17,7 %), высокое – к-492, к-1559, к-1680; низкое – к-1366, к-1383. Содержание проламинов отличалось высокой изменчивостью (V = 35,5 %, интервал 0,19…0,75 %). Высокое содержание выявлено у образцов: к-1366, к-1559; низкое – к-1383, к-1415, к-1684. Коэффициент вариации содержания глютелинов составил 29,1 % (интервал 2,62…6,20 %). Высоким содержанием глютелинов отличались следующие сортообразцы: к-1333, к-1559; низким – к-1660, к-1684.
У сортообразцов вигны коллекции ВИР отмечено значительное варьирование показателей качества зеленых бобов (табл. 3). Средняя степень варьирования (10 % ≤ V ≤ 20 %) характерна для изменчивости содержания жира, клетчатки, а слабая (V < 10 %) – для протеина, золы и БЭВ.
Самое высокое содержание протеина в зеленых бобах V. ung. ssp. sesquipedalis установлено у сортообразца к-1713. Низкое содержание клетчатки (< 13 %) обнаружено у сортообразцов к-638 и к-971. Содержание БЭВ более 57 % установлено у следующих сортообразцов: к-638, к-873, к-971.
После замораживания содержание протеина в зеленых бобах уменьшилось на 1,8…3,4 %, жира на 1,1…1,8 %, а клетчатки увеличилось на 1,5 %.
Анализ биохимического состава зеленых замороженных бобов у образцов V. ung. ssp. sesquipedalis позволил установить диапазон варьирования протеина (14,3…21,2 %, V = 4,8 %), жира (0,6…1,8 %, V = 32,6 %), клетчатки (13,32…17,96 %, V = 11,6 %), золы (5,7…6,2 %, V = 2,6 %), БЭВ (54,5…63,8 %, V = 4,3 %). Высокое содержание протеина в замороженных бобах составило у сортообразцов: к-873, к-1713. Содержание альбуминов в свежих зеленых бобах варьировало в интервале 4,6…9,6 % (V = 25,5 %), глобулинов – 0,9–2,1 % (V = 27,3 %), проламинов – 0,1…1,3 % (V = 76,8 %), глютелинов – 0,9–3,3 % (V = 42,6 %). Наибольшее содержание легкодоступных (более 10,0 %) белковых фракций (альбумины + глобулины) выявлено у сортообразца к-1090. Относительно высокое содержание легкодоступных белковых фракций у сортообразца к-653 сочетается со значительным содержанием труднодоступных (проламины + глютелины).
В качестве исходного материала для селекции V. ung. ssp. sesquipedalis выявлены и отобраны сортообразцы (к-636, к-638, к-653, к-873, к-971, к-1036, к-1093, к-1124, к-1713). Выделены перспективные сорто-образцы V. ung. ssp. cylindrica (к-492, к-1333, к-1361, к-1366, к-1383, к-1680, к-1684). На основе разработанных моделей сортов зерновой и овощной вигны (Vigna Savi) созданы 3 сорта, которые включены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в РФ.
Сорт Майя (патент № 6251, а.с. № 55591 от 16.12.2011 г.). Натурная масса – 807…832 г. Масса 1000 семян – 151…182 г. Урожай бобов в съемной спелости – 6,5…9,8 т/га. Растрескивание оболочки семян – 5 баллов. Бобы не грубые. Биохимический состав семян: протеин – 25,4…26,7 %, жир – 1,51…1,70 %, зола – 4,2…5,0 %, клетчатка – 4,0…5,4 %, БЭВ – 62,7…63,0 %. Сорт Алия (патент № 7145, а.с. № 60406 от 02.12.2013 г.). Натурная масса – 802…823 г. Масса 1000 семян – 143,8…194,0 г. Урожай бобов в съемной спелости – 6,8…10,1 т/га. Растрескивание оболочки зерна – 5 баллов. Бобы не грубые. Биохимический состав семян: протеин – 19,86…21,05 %, жир – 2,0…2,2 %, зола – 6,09…6,27 %, клетчатка – 15,91…16,17 %, БЭВ – 54,62…56,06 %. Сорт Олеся (патент № 7146, а.с. № 60457 от 02.12.2013 г.). Натурная масса – 797…821 г. Масса 1000 семян – 94,2…98,8 г. Биохимический состав семян: протеин – 23,8…24,6 %, жир – 0,94…1,30 %, зола – 3,28…3,83 %, клетчатка – 3,79…5,09 %, БЭВ – 64,26…67,00 %.
ФГБНУ РосНИИСК «Россорго» сотрудничает с сельхозтоваропроизводителями по семеноводству вигны в соответствии с действующим законодательством РФ.