Селекційна цінність зразків амаранту гібридного: дослідження Харківських наукових співробітників

20.7.2018

Останнім часом ми публікували багато досліджень науковців з інших країн. Ймовірно, українським шанувальникам амаранту і фермерам, що спеціалізуються на культивуванні амаранту, цікаво, які дослідження проводилися саме в Україні. І, звичайно ж, їх результати.

Представляємо вашій увазі роботу співробітників Харківського національного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва. Її авторами є Т. Гопцій, М. Воронков і Д. Журавель.

У своїй роботі вони визначали селекційну цінність гібридного амаранту, але використовувалися зразки з різних джерел. Під час досліджень були вивчені певні показники — серед таких:

тривалість вегатаційного періоду;
врожайність;
структура врожаю;
вміст білка;
адаптаційний потенціал зразків.

За результатами досліджень науковцям вдалося виділити певні зразки, які характеризуються найбільшим рівнем продуктивності і здатності пристосуватися до умов вирощування, характерним для Лівобережного Лісостепу України.

Найкращі результати продемонстрував зразок UJ5200055, який протягом чотирьох років показував стабільно високі результати врожайності, а тому може бути цікавим для селекції зернових сортів амаранту.

Амарант — рослина з високим адаптивним потенціалом

Головна особливість землеробства України на сучасному етапі полягає у виробництві продукції рослинництва при обмежених витратах антропогенної енергії та збереження навколишнього середовища від процесів деградації та забруднення.

Вирішення цієї проблеми можливе шляхом впровадження нових і малопоширених рослин різного типу:

кормових;
овочевих;
зернових;
лікарських.

При цьому, агроценози таких рослин, завдяки своєму значному адаптивному потенціалу, повинні забезпечувати високий рівень реалізації продуктивності при мінімальних енергетичних витратах і справляти позитивний біогеоценотичний вплив на елементи родючості грунту.

До таких рослин відноситься амарант. Для України амарант — культура відносно нова, видовий склад якої різноманітніший внаслідок розширення торговельних і економічних зв’язків з різними країнами світу.

Розширення видового складу амаранту на території України вимагає більш детального вивчення цієї рослини, визначення його місця в структурі посівних площ, створення сортів, адаптованих до певних грунтово-кліматичних умов зони вирощування.

З розширенням селекції амаранту теж зростає інтерес до видової різноманітності в рамках цього поліморфного роду. Тому метою досліджень наукових співробітників Харківського національного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва було визначення селекційної цінності зернового виду амаранту Amaranthus hybridus L., представленого зразками різного еколого-географічного походження.

В яких умовах проводилися дослідження, які методи використовувалися

Дослідження проводилися в 2007-2010 рр. на дослідному полі Харківського національного аграрного університету імені В.В. Докучаєва (ХНАУ), в колекційному розсаднику вивчали 12 зразків, різного еколого-географічного походження.

Вивчення колекційних зразків амаранту проводилося методом рендомізації на ділянках з обліковою площею 1 метр квадратний в чотириразовому повторенні. Схема розміщення рослин — 45х5 см. Як стандарт використовували сорт Ультра, селекції ХНАУ.

Погодні умови зони вирощування в цілому сприяли реалізації потенційних можливостей культури, хоча по роках спостерігалася деяка різниця в забезпеченості вегетаційного періоду вологою і теплом.

2007-2008 роки характеризувалися нерівномірністю опадів і температурного режиму, але в цілому погодні умови для розвитку амаранту були нормальними — Гідротермічний коефіцієнт (ACT) за період вегетації склав 1,1.

Дещо гіршими були погодні умови 2009-2010 років — ГТК склав 0,8. Але недостаток вологи істотно не вплинув на зростання і розвиток амаранту, який відноситься до посухостійких культур.

Опади в липні 2009 і 2010 років сприяли реалізації потенційних можливостей цієї культури. Протягом всього періоду вегетації проводилися фенологічні спостереження за ростом і розвитком рослин за методикою державного сортовипробування і методикою фенологічних спостережень в геоботанічних дослідженнях.

Хімічний склад і поживну цінність насіння зразків амаранту визначали в лабораторії масового аналізу пивзаводу «Рогань». Визначення практичної значущості видів і пристосованості їх до умов зони Лівобережного Лісостепу України здійснювали за методикою Гур’єва Б.П., Літуна П.П., Гур’євої І.А.

Результати досліджень та їх обговорення

Одним з показників пристосованості виду до умов навколишнього середовища є тривалість його вегетаційного періоду, здатність давати повноцінне потомство.

У польових умовах дослідного поля ХНАУ було виявлено, що найбільшою за своєю тривалістю у амаранту є фаза вегетативного розвитку, яка тривала від 40 до 49 діб в залежності від зразка. Короткою була фаза бутонізації, тривалість якої коливалася в межах від 16 до 24 діб.

Так, серед колекційних зразків виду A.hybridus найбільш скоростиглим виявився зразок К-51, тривалість вегетаційного періоду якого становила 80 діб, в той час як вегетаційний період стандартного сорту Ультра був на 7 діб більшим.

Облік врожайності насіння і аналіз структури врожаю дозволив провести диференціацію зразків за рівнем насіннєвої продуктивності. Серед 11 колекційних зразків виду тільки зразок UJ5200055 протягом останніх трьох років стабільно перевищував по врожайності стандартний сорт Ультра — від 84 г / м2 в 2010р. до 270 г / м2 в 2009р.

В середньому за чотири роки досліджень він по врожайності перевищив стандартний сорт ультра на 103 г / м2. Зразок UJ5200086 перевищив стандартний сорт на 44 г / м2, однак істотно йому поступався в 2007 і 2009 роках. Всі інші зразки за ці роки поступилися стандартному сорту Ультра.

Створення сортів зернового амаранту для Лівобережжя Лісостепу України вимагає пошуку вихідного матеріалу, який би відповідав моделі сорту амаранту зернового типу. Тобто, відповідав таким характеристикам і був:

скоростиглим;
низькорослим з висотою рослин 1,3 — 1,5 м;
з нерозгалуженим стеблом;
щільними або напів-щільними мітелками;
з високим рівнем конкурентоспроможності, особливо на перших етапах розвитку;
дружним дозріванням;
насінням білого і рожевого кольору;
врожайність якого б дорівнювала 2,5-3,0 т / га;
з вмістом білка 18,0-19,0%.

Основними складовими продуктивності рослин амаранту є довжина волоті, маса насіння з однієї рослини і маса 1000 насінин.

За результатами аналізу продуктивності колекційних зразків амаранту було встановлено, що довжина волоті у рослин амаранту перебувала в межах від 31 до 44 см.

Найкоротшою в середньому за два роки кисть була у зразків UJ5200086 — 31 см, довжиною у зразка UJ5200043 — 44 см.

За масою насіння з однієї рослини в групі колекційних зразків кращим був зразок UJ5200055, маса насіння з рослини у якого була 20,7 г, тоді як у стандартного сорту Ультра маса насіння з волоті склала 12,3 м

Маса 1000 насінин у колекційних зразків амаранту коливалася в межах від 0,43 г до 0,65 м

Проведений аналіз елементів структури врожаю колекційних зразків амаранту, дозволив зробити висновок про те, що по висоті рослин всі зразки відповідали моделі зернового сорту, висота їх не перевищувала 1,5 м. Найбільш низькорослими в досліді були стандартний сорт Ультра і зразок К-87.

Виділені зразки, які можуть бути використані в селекції амаранту на збільшення довжини волоті (UJ5200043, UJ520069), маси насіння з рослини (UJ5200055, UJ5200051, K51) і маси 1000 насінин (UJ5200055, UJ5200037).

Значні перспективи відкриваються в Україні при вирощуванні амаранту як зернової культури. При врожайності до 30 ц / га насіння містить до 12 — 18% рослинного білка. Крім того, білок амаранту має високу харчову цінність і оцінюється в 75-87 балів в залежності від виду, в той час як білок коров’ячого молока оцінюється в 72 балів, пшениці — в 57 балів, кукурудзи — в 44 бали, а високобілкової культури сої — в 68 балів.

Висока поживність насіння амаранту пояснюється тим, що більшу його частину займає зародок. За співвідношенням амінокислот білок амаранту наближається до ідеального білка.

Проведений аналіз на вміст білка в насінні колекційних зразків амаранту показав, що коливання за цим показником між колекційними зразками спостерігалося в межах від 14,8% до 18,0%.

Жоден із зразків, які вивчалися в досліді, за вмістом білка в насінні не перевищив стандартний сорт Ультра, вміст білка в насінні якого дорівнює 18,0%, але в зразків UJ5200055, К-51 він був близький 17,9% і 17, 8% відповідно.

При інтродукції нових видів або зразків важливо виділити ті, які мають екологічну стабільність, стійкі до лімітуючих факторів середовища і здатні повністю реалізувати свої потенційні можливості в певних конкретних умовах.

Форми з відносно високим показником пластичності (Ri) можуть бути менш врожайними, ніж форми з меншим генетичним потенціалом (Ei.), але з більш стабільною реалізацією потенціалу врожайності.

Як відомо, цінність зразка, сорту, гібриду обумовлюється як генетичним потенціалом, так і стабільністю його реакції.

Проведене науковими співробітниками Харківського національного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва дослідження екологічної стабільності врожайності насіння зразків амаранту гібридного протягом чотирьох років в умовах Лівобережного Лісостепу України дозволило встановити відмінність між ними за рівнем стабільності і практичним значенням.

Результати оцінки зразків амаранту за показником стабільності і рівнем реалізації врожайності насіння дозволили виділити зразки, які мали найбільше практичне значення.

Це зразок UJ5200055 з сумою рангів 2 і зразок UJ5200051, сума рангів якого дорівнює 3. Ці зразки мали високий рівень розвитку ознаки «врожайність насіння».

Зразок UJ5200037, хоча і мав високий рівень розвитку ознаки-ранг 1, в той же час виявив високу ступінь мінливості від погодних умов і становить меншу практичну цінність.

На завершення

Таким чином, за результатами проведеного аналізу науковцями Харківського національного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва були виділені зразки амаранту з високим рівнем продуктивності і пристосованості до умов Лівобережного Лісостепу України.

Серед них найкращим є зразок UJ5200055, який протягом чотирьох років виявив високий, стабільний рівень врожайності зерна та має високу цінність для селекції на продуктивність.

Не дивлячись на те, що дослідження закінчилися ще в 2010 році, і з тих пір в аграрній сфері багато що змінилося (наприклад, в Україні працює Асоціація виробників амаранту і амарантової продукції), їх результати залишаються актуальними для фермерів.