Селекция и семеноводство зернобобовых и крупяных культур

Заседание бюро Отделения сельхознаук РАН (с презентациями).

13 февраля 2020 состоялось заседание бюро Отделения сельскохозяйственных наук РАН.
С научными докладами «Селекция и семеноводство зернобобовых и крупяных культур: состояние, проблемы и пути их решения» выступили  член-корреспондент РАН, научный руководитель ФГБНУ ФНЦ зернобобовых и крупяных культур, доктор сельскохозяйственных наук В.И. Зотиков и директор ВНИИ люпина — филиала ФГБНУ ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В.Р. Вильямса, доктор сельскохозяйственных наук Г.Л. Яговенко.

В работе заседания активно участвовали врио председателя ФГБУ «Госсорткомиссия» О.С. Лесных, генеральный директор Национального союза селекционеров и семеноводов А.В. Михилев. Анатолий Михилев подробно рассказал о деятельности НССиС в решении непростых задач отечественных селекции и семеноводства.

Зотиков В.И. презентация РАН 13.02.20

Яговенко Г.Л. презентация РАН 13.02.20

СПРАВКИ К НАУЧНОМУ СООБЩЕНИЮ:

«Селекция и семеноводство зернобобовых и крупяных культур: состояние, проблемы и пути решения»

В.И. Зотиков, член-корр. РАН, доктор с.-х. наук, профессор

Зернобобовые и крупяные культуры имеют большое продовольственное, кормовое и агротехническое значение. Генофонд зерновых бобовых культур и их диких родичей, содержащийся в коллекции ВИР, представляет репрезентативную выборку мирового разнообразия бобовых, употребляемых преимущественно на зерно. Коллекция, создаваемая в течение 84 лет, насчитывает более 47,3 тыс. образцов, представленных уникальными экспедиционными сборами, местными сортами, селекционным материалом, сортами, собранными со всего мира. В производственных целях используются в основном горох, соя, фасоль, чечевица, вика, люпин, кормовые бобы и в последнее время нут.

Из группы крупяных культур наибольшее распространение в мире имеют рис, гречиха обыкновенная, просо посевное. В меньшей степени используются другие просовидные культуры: чумиза, могар, пайза и просо африканское.

Всем известно, что зернобобовые культуры являются ценными по содержанию белка – 20-27%, 8 незаменимых аминокислот (лизин, триптофан, метионин и др.), богаты микроэлементами, минеральными веществами. Кроме того, зернобобовые культуры имеют большое агрономическое значение: за счёт симбиотической азотфиксации они обогащают почву доступными формами азота и в целом являются одним из лучших предшественников для большинства культур севооборота. Важная роль принадлежит зернобобовым культурам в системе кормопроизводства. В зерне гороха содержится от 100 до 300 граммов сырого протеина в пересчёте на 1 кормовую единицу.

Группа крупяных культур имеет особое значение в питании, особенно диетическом, вполне может использоваться на кормовые цели в птицеводстве, в первую очередь это относится к просовидным злакам: чумизе, могару, пайзе и просу африканскому. Последние две культуры пригодны для производства сена, сенажа и силоса.

В РФ наибольшее производственное значение имеют горох и соя. Россия занимает второе место в мире после Канады по производству гороха на зерновые цели, на её долю приходится от 10 до 20% мирового производства (10 млн т). Площадь посева в нашей стране колеблется по годам и в среднем составляет 1,5-1,7 млн га.

Ещё более ценной в питательном отношении является соя, хотя по использованию её относят к техническим культурам. В зерне сои содержится до 50% белка, 20-23% масла, продукты производства сои используются в пищевой промышленности для изготовления «белого лепестка», в качестве наполнителей в различных изделиях (около 150 блюд). Велика роль культуры в производстве концентрированных и комбинированных кормов. Поэтому не случайно площади посева сои за последние 5 лет резко увеличились и достигли 3 млн га (3083 тыс. га в 2019 г.) и превысили суммарную площадь посева всех зернобобовых культур (2162 тыс. га). Рост посевных площадей под горохом и соей обусловлен использованием в производстве новых сортов, адаптированных к природно-климатическим условиям различных регионов страны. Эффективная селекционная работа научных учреждений способствовала стабильному росту продуктивности, повышению качества зерна, росту валовых сборов до 3336, 8 тыс. тонн зерна бобовых культур и 4344 тыс. тонн соевых бобов.

В создание новых конкурентоспособных сортов зернобобовых и крупяных культур внесли значительный вклад свыше 40 научных учреждений, входящих в систему РАН, Министерства науки и образования, Министерства сельского хозяйства.

В Госреестр селекционных достижений на 2019 год внесены: всего зернобобовых культур ( без сои) 213 сортов отечественной и 40 иностранной селекции, 105 отечественных сортов гречихи, проса и 5 иностранных. Для примера: доля отечественных сортов по гороху посевному составляет 77,7%, по гречихе – 98,15.

В Госреестр селекционных достижений внесено 68 сортов селекции ФНЦ зернобобовых и крупяных культур по 9 зернобобовым культурам, в т.ч. 18 сортов гороха, 11 – фасоли, 8 – сои, 10 – вики яровой, 5 чечевицы.

Сорта иностранной селекции, как по зернобобовым культурам, так и по сое не имели существенных преимуществ, более того, они уступали по качественным показателям, продуктивности, устойчивости к стрессовым факторам, содержанию белка, срокам созревания и уборки.

Селекция гороха последних лет отличалась созданием принципиально новых морфотипов. Более 60% сортов короткостебельные, детерминантные, с усатым типом листа, с неосыпающимися семенами. Все они отличаются объединением ряда рецессивных генов, что резко повышает требования к их семеноводству. Сложная генетическая основа таких сортов увеличивает возможности биологического засорения, что требует чаще производить сортосмену и сортообновление. Важнейшей задачей первичного семеноводства в этом случае является ускоренное производство семян элиты за счёт упрощения схем первичного семеноводства в сочетании с приёмами быстрого размножения семян и современными способами сохранения типа сорта. В настоящее время при производстве оригинальных семян параллельно с системой Государственного испытания целесообразно вести семеноводство перспективного сорта, что позволит сразу после его внесения в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию, иметь такое количество семян, которое обеспечило бы под этим сортом 10-20% структуры посевных площадей в конкретном регионе. Только в этом случае семеноводства будет занимать центральное место в повышении продуктивности агроценозов.

Следует отметить, что потенциал продуктивности и особенно качества продукции зернобобовых культур и сои реализуется в производстве далеко не полностью. Главные причины заключаются в медленном внедрении новых интенсивных сортов (сортосмене и сортообновлении), недостатком специализированной техники для своевременного выполнения агротехнических приёмов по посеву, уходу и качественному проведению уборочных работ.

Учитывая существенные изменения климата, связанные с повышением температуры, аридности, участившимися экстремальными явлениями, следует правильно подходить к выбору культур и сортов, разработке сортовых технологий, особенно для скороспелых и засухоустойчивых культур. Целесообразно расширить площади посева под такими культурами, как фасоль, экспорт которой составляет около 75% от потребления, нут, отличающийся не только засухоустойчивостью, но и жаровыносливостью, чина – ценная культура с высокими кормовыми достоинствами, чечевица – исконно российская культура с высоким содержанием легкодоступных белков.

Диверсификация зернобобовых культур в растениеводстве позволит существенно улучшить обеспечение населения и животноводства растительным белком, создаст благоприятные условия для других культур севооборота, особенно озимой пшеницы.

Крупяные культуры гречиха и просо, несмотря на небольшие площади посева, играют существенную роль в формировании продовольственной корзины населения. Их недостаточное производство в отдельные годы сопровождается резким повышением рыночных цен и ажиотажным спросом (2010 г.).

За последние годы площади посева гречихи возросли до 1 692 тыс.га. Более стабильно удерживаются посевные площади под просом. Они составляют в среднем 500-600 тыс. га и только в 2013 г. увеличились до 826 тыс.га. Однако их снижение в период с 2017 г по 2019 г привело к скачку цен на пшено и дефициту семян. Как для гречихи, так и для проса характерна высокая вариабельность валового сбора зерна и практически отсутствует динамика роста урожайности. Она колеблется по годам у гречихи 10-12 ц/га, у проса 12-15 ц/га. Аналогичная ситуация наблюдается в Китае, в странах Евросоюза и в соседней Украине. Основными причинами низкой продуктивности этих культур являются: не соблюдение технологий возделывания особенно сроков уборки, что сопровождается большими потерями; использование интенсивных индетерминантных сортов с длительным и неодновременным созреванием; большой долей семян массовых репродукций в сортовых посевах.

В Госреестре сортов допущенных к использованию на 2019 год 52 сорта гречихи и 58 сортов проса посевного, однако в производстве в структуре посевных площадей используются до 50% сортов допущенных к использованию 20-30 лет назад. Экономия средств на сортосмене приводит к плачевным результатам. В Госреестр включено 5 сортов гречихи селекции ФНЦ ЗБК с детерминантным типом роста, дружно созревающих, с увеличенной (32-34 г) массой 1000 зерен, высоким выходом крупы (70-74%) и содержанием белка на уровне 13-16%.

Передовые хозяйства Орловской области стабильно получают урожай гречихи на уровне 25-30 ц/га. Подобный уровень продуктивности получен при испытании новых сортов гречихи в Швейцарии в период 2016-2018 гг. В целом в ФНЦ ЗБК за последние годы создана серия высокоурожайных сортов гречихи и проса, адаптированных к широкому диапазону почвенно-климатических условий, способных давать высокие урожаи зерна не только на сортоучастках, но и в производственных условиях. Основным фактором увеличения урожайности и стабилизации производства зерна гречихи и проса является создание и ускоренное использование в производстве новых скороспелых и высокоурожайных сортов адаптированных к конкретным природно-климатическим условиям регионов страны. Необходимо переоснастить учреждения селекционной и семеноводческой техникой, создать условия для развития реального промышленного семеноводства. Все эти меры позволят обеспечить рост урожайности, повышение качества семян и экономическую эффективность производства данных культур.

В ходе изложения состояния производства зернобобовых и крупяных культур неоднократно акцентировалось внимание на вопросах селекции и семеноводства. В заключение представлена схема селекции и производства оригинальных семян, которая типична для всех научных учреждений, но имеет некоторые особенности характерные для конкретных зернобобовых и крупяных культур.

=============================

Люпин – перспективная культура

Г.Л. Яговенко, ВНИИ люпина – филиал ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса»

Культура люпина — уникальная многофункциональная культура, обладающая огромным биологическим – средообразующим, почвоулучшающим, ресурсоэнергосберегающим и природоохранным, а также экономическим потенциалом в сельскохозяйственном производстве как ценная кормовая, пищевая и сидеральная культура.

Возделываемые виды люпина имеют фундаментальное значение для увеличения производства высокобелковых и энергонасыщенных кормов, развития экологического земледелия, повышения устойчивости функционирования агросферы как важнейшей составляющей биосферы. В симбиозе с Rhizobium lupini люпин способен накапливать на гектаре посева от 150 до 400 кг атмосферного азота и поэтому становится практически независимым от запасов азота в почве. Кроме того, корневая система люпина способна разлагать труднодоступные для других растений фосфаты почвы, что позволяет обеспечить потребность в фосфорном питании и улучшать фосфатный режим почвы и извлекать макро- и микроэлементы из подпочвы. Люпин, как ни одна другая культура, может обходиться без удобрений, что и дает ему значительные преимущества по сравнению с другими зернобобовыми культурами. Запашка зеленой массы люпина равноценна внесению 30-40 т/га органических удобрений, что значительно повышает уровень плодородия почвы.

Культура имеет ряд положительных особенностей, которые интересны для производства.

Это хороший предшественник для таких культур, как озимые и яровые зерновые культуры, картофель, кукуруза.

Для получения удовлетворительных урожаев достаточно применения минеральных удобрений в объемах Р30К60, для высоких — Р60К90 по действующему веществу. В силу своих биологических особенностей и обладая высокой средообразующей способностью, люпин в смешанных посевах является ценозо-образующей культурой, способной без применения азотных и фосфорных удобрений увеличить продуктивность пашни в 1,5-2 раза по сравнению с одновидовыми посевами и получить сбалансированную по белку непосредственно в поле экологически чистую продукцию.

Успешно применяются на производстве технология возделывания белого люпина в одновидовых и смешанных посевах; ресурсосберегающая технология возделывания белого люпина в смеси со злаковыми культурами. Данные технологии позволяют управлять урожаем, качеством культур-компонентов, повышать выход продукции с гектара пашни без затрат на минеральные удобрения и гербициды, как результат выход продукции составляет 35-40 ц/га сбалансированного по белку непосредственно в поле зернофуража или 400-600 ц высокобелковой зеленой массы для приготовления зерносенажа и силоса. Вышеуказанные технологии обеспечивают получение экологически чистых кормов и продовольственного зерна люпина, яровой пшеницы, ячменя и овса, пригодных для их использования в диетических продуктах. Выход белка кормовой продукции составляет 8,4-13,1 ц/га, а показатель обменной энергии в урожае зерносмеси – 102-106 ГДж/га.

Эти многофункциональные биогеоценотические и хозяйственно-ценные свойства биологического потенциала люпина реализуются в практике сельского хозяйства через сорт и их системные образования — люпиновые или люпино-злаковые биоценозы.

При существующем сегодня давлении западных санкций и ресурсном дефиците для многих сельскохозяйственных предприятий и фермерских хозяйств данная технология позволяет заготовить в достаточном объеме дешевые и сбалансированные по белку концентрированные, грубые и сочные (зерносенаж и силос) корма.

Люпин — один из мощных резервов в решении проблемы легкоусвояемого белка для получения животноводческой продукции. Современные сорта люпина содержат в среднем 32-46% высококачественного легкоусвояемого белка в зерне и 18-23% в сухом веществе зеленой массы, которая используется в корм животным как в свежескошенном виде, так и для приготовления грубых и сочных кормов.

Это дает возможность использовать люпин как белковую добавку, сбалансированную по аминокислотному составу, в рационах всех видов сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы и полностью заменить дорогостоящие соевый и подсолнечный шрот в кормовых рационах.

В 1 кг зерна люпина содержится протеина в 3 раза больше, чем в зерне злаковых культур, и в 1,5 раза больше, чем у гороха. Кроме того, по содержанию самых ценных незаменимых аминокислот (лизин, метионин, цистин, триптофан) люпин занимает также лидирующее положение. К тому же производство 1 ц белка люпина по затратам энергии в 1,5-2,0 раза дешевле, чем у других зернобобовых культур и в 3,5-4,0 раза меньше по сравнению со злаковыми зернофуражными культурами.

В расчете на 1 кормовую единицу в зерне узколистного и желтого люпина содержится соответственно 265 и 324 г переваримого протеина, что в 3,5 и 4,3 раза больше, чем в 1 кг овса и в 2,3…2,8 раза больше по сравнению с необходимой научно-обоснованной зоотехнической нормой в рационах КРС.

Зеленая масса люпина также содержит избыток переваримого протеина на 70…80% по сравнению с зоотехнической нормой, в то время как зеленая масса овса и кукурузы в фазе молочно-восковой спелости обеспечена переваримым протеином всего лишь на 60…83%.

Белок люпина отличается высоким качеством и переваримостью, а благодаря отсутствию ингибиторов трипсина может использоваться в корм любым видам животных без предварительной термообработки.

Показатели питательности при использовании люпина в создании высококачественных кормов и сырьевых конвейеров для производства объемистых кормов высокого качества и высокопротеиновых кормовых добавок составляют 10,0-10,5 МДЖ ОЭ в 1 кг СВ.

Производство и использование люпинового молока для выпойки телят в качестве заменителя цельного молока экономически выгодно и доступно для любого сельскохозяйственного товаропроизводителя. Люпиновое молоко на каждом теленке позволяет экономить до 200 кг цельного коровьего молока.

При выращивании люпина по безгербицидной технологии и без минеральных удобрений зерно люпина является действительно экологически чистым и может использоваться как альтернатива сое в качестве белковой добавки во многих пищевых продуктах, в том числе и для производства диетических и лечебно-профилактических продуктов.

В настоящее время в России возделываются три вида люпина: белый, узколистный и желтый. Наибольшее распространение получил белый люпин, который характеризуется высоким содержанием белка (до 45%) и жира (10 – 12%). Данный вид дает наибольший урожай – до 70 ц/га, однако требователен к условиям произрастания. Второе место занимает узколистный люпин, у которого содержание белка несколько ниже (до 38%), максимальный урожай до 45 ц/га. Желтый люпин имеет наиболее высокий уровень содержания белка среди известных сельскохозяйственных культур (до 53%).

Люпин способен произрастать на низкоплодородных, песчаных почвах, с повышенной кислотностью, где другие бобовые культуры расти не могут. При возделывании в качестве сидеральной культуры люпин выполняет роль фитосанитара и повышает антифитопатогенный потенциал почвы. После запашки биомассы люпина снижается поражение зерновых культур корневыми гнилями, в том числе озимых культур – снежной плесенью, уменьшается численность антагонистической микрофлоры.

Направление использования люпина на пищевые цели становится в настоящее время определяющим в условиях острой нехватки экологически чистой продукции. На Всемирном конгрессе по проблемам использования растительных белков на пищевые и кормовые цели (США, 1991) люпин получил характеристику важного резерва белковых соединений высокого качества.

Люпиновую муку и белковую пасту применяют в колбасных, кондитерских изделиях, хлопьях, пудингах, соусах и других пищевых продуктах.

Люпин – перспективный вид сырья для производства диетических и лечебно-профилактических продуктов. На основе люпина производятся продукты питания для диабетиков. Характерная особенность муки люпина — полное отсутствие проламинов, одного из компонентов белков клейковины у зерновых культур. В этом отношении люпин – ценный источник сырья для создания безглютеновых пищевых продуктов, обладающих диетическими и лечебно-профилактическими свойствами.

Благодаря высокому содержанию ß-каротина в семенах люпина он является ценным сырьем для создания лечебно-профилактических продуктов с радиопротекторными свойствами, повышающими устойчивость организма к действию радионуклидов.

На базе богатых генетических ресурсов создано 38 оригинальных сортов белого, желтого и узколистного люпина, за период 2017-2019 гг. в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории РФ, включено 4 сорта люпина кормового использования: сорт белого люпина Пилигрим (Патент № 10702 о т19.11.2019), 2 сорта узколистного люпина – Белорозовый 144 (Патент № 10701 от 19.11.2019), Брянский кормовой (Патент № 9076 от 12.05.2017); сорт желтого люпина Булат (Патент № 9294 от 25.10.2017).

В настоящее время площадь посевов трех культивируемых видов люпина (белого, узколистного, желтого) составляет около 150 тысяч гектар на семена и около 50 тысяч гектар на зеленую массу и сидераты. Расширяется география люпиносеяния – помимо традиционно возделывающих люпин областей Центрального и Центрально-Черноземного Федеральных округов в последние годы его активно стали выращивать на Урале, Сибири, Дальнем Востоке, Северо-Западе Российской Федерации, Калининградской области, республиках Татарстан и Башкортостан.

Растет популярность культуры люпина и за рубежом – активно завозят семена Узбекистан и Казахстан, определенный интерес проявили к люпину в Китае и во Франции. Это связано с тем, что люпин благодаря аминокислотному составу белка и его количественному содержанию, при отсутствии ингибиторов протеаз (имеющихся в сое) является серьезным конкурентом сои, которую активно продвигает в Европе американское лобби. В России популярность люпина растет потому, что люпин является импортозамещающей культурой для получения высококачественного кормового белка.

 

Поделиться