Лидер хит-парада правильных продуктов

Бобовые по праву занимают первое место в хит-параде правильных продуктов. Фасоль, чечевица, нут – это кладезь клетчатки, витаминов, белков и минералов. Мировой рынок данных культур динамично развивается. Селекционная работа по зернобобовым в Омском государственном аграрном университете началась с фасоли в 1997 году. На сегодняшний день коллекция насчитывает более 200 образцов, коллекция бобов овощных – более 30 образцов, люпина – 60 образцов, изучается около 70 образцов и линий нута, столько же гороха, разработаны рекомендации по их агротехнике.

В селекционной проработке зернобобовых культур в Сибири наибольшее внимание традиционно отведено гороху. До сего времени в регионе посевы таких культур, как нут, фасоль, чечевица, бобы овощные, чина, практически не имеют производственного значения, носят чисто опытнический характер и возделываются на небольших площадях, в основном как садово-огородная культура.

Зернобобовые культуры являются важными продуктами питания благодаря высокому содержанию легкоусвояемого белка, витаминов, биологически активных веществ, минеральных солей. За счет питательной ценности признаны частью «здорового питания», обладают огромным биоресурсным потенциалом и занимают ведущее место в развитии пищевых технологий третьего поколения, которые обеспечивают более полную и глубинную переработку сырья и регулируют химический состав по критериям пищевой и биологической ценности. Сейчас уже неоспоримо, что в ближайшем будущем питание людей будет совершенствоваться благодаря более широкому использованию продуктов, богатых растительным белком.  Как считают аналитики, в XXI веке будет продолжаться процесс интенсивной биологизации земледелия и растениеводства за счет снижения техногенной нагрузки на биосферу путем минимизации обработки почвы и уменьшения применения средств химизации. В связи с этим необходимо общее увеличение площадей под зернобобовые культуры, расширение их ассортимента, а также внедрение в производство новых, нетрадиционных культур.

Расширение ассортимента и ареала возделывания этих культур в Сибири может произойти только при выведении и распространении новых адаптированных сортов. Древние лекари утверждали: кто питается семенами бобовых, тот обретает душевное равновесие. Ведь основа внутренней гармонии – физическое здоровье, которое улучшается, если человек ест здоровую пищу.

Существует десять причин для включения зернобобовых в рацион питания: низкая жирность, низкое содержание натрия, богатый источник железа, богатый источник белка, высокое содержание клетчатки, высокое содержание фолатов, повышенный источник содержания калия, низкий гликемический индекс, отсутствие холестерина, отсутствие глютена.

Бобовые культуры по праву занимают первое место в хит-параде правильных продуктов. Фасоль, чечевица, нут – это кладезь клетчатки, витаминов, белков и минералов. После многолетних исследований выяснилось, что всего 20-30 граммов фасоли, гороха или чечевицы, съедаемые ежедневно, способны серьезно улучшить здоровье (активно выводится вредный холестерин, а риск заболеть раком резко снижается).

Исследования показывают, что фасоль содержит наибольшее количество антиоксидантов – ключевых компонентов в вопросе продления молодости. Это витамины Д, Е и А, которые признаны обладающими способностью восстанавливать поврежденные клетки в организме. 

История

Сортоизучение и создание исходного материала зернобобовых культур проводили в Омском ГАУ с 1999 по 2020 гг. на малом опытном поле (Учхоз), кафедры агрономии, селекции и семеноводства при соблюдении агротехники, общепринятой для возделывания бобовых культур в южной лесостепи Западной Сибири. Материалом для исследования ежегодно служили образцы, сорта, гибриды, линии, коллекции: фасоли зернового и овощного использования, гороха и бобов овощных, нута и люпина. 

Селекционная работа по зернобобовым культурам в Омском ГАУ началась с фасоли. В 1997 году под руководством доцента кафедры селекции, генетики и физиологии растений Т.С. Рыжковой были получены первые коллекционные образцы фасоли (10 шт) из ВИРа. С 1998 года и по настоящее время работу по изучению коллекции и созданию исходного материала зернобобовых культур в лаборатории селекции и семеноводства полевых культур продолжила профессор кафедры Н.Г. Казыдуб. Коллекция фасоли к 2020 году насчитывает более 200 образцов из различных стран мира.

Первые созданные сорта фасоли: овощной – Памяти Рыжковой, Золото Сибири, Маруся, Сибирячка; зерновой – Лукерья, Оливковая, Омская юбилейная, Сибаковская 100, Омичка (авторы – Н.Г. Казыдуб, Н.В. Храмцова,  А.П. Клинг, С.П. Кузьмина,  М.М. Коробейникова, М.М. Коробейникова, О.А. Коцюбинская и др.). Особенность новых сортов фасоли селекции Омского ГАУ – высокая урожайность семян и зеленых бобов, содержание белка в зерне и развариваемость, пригодность к консервированию и заморозке, устойчивость к антракнозу, высокое прикрепление нижнего боба, а также пригодность к механизированной уборке при возделывании в промышленном производстве.  У сортов селекции Омского ГАУ потенциальная урожайность семян – от 2,9-3,5 т/га.

Полученные нами данные демонстрируют, что сорта фасоли селекции Омского ГАУ по урожайности и качеству зерна и бобов не уступают иностранным. 

С 2004 года впервые началось изучение коллекции бобов овощных, привезенной из ВНИИСОК. Сейчас в коллекции бобов более 30 образцов из России, Германии, Польши и других стран. Проводится сравнительная оценка коллекционных образцов культуры по биологическим особенностям, урожайности и ее элементам, продолжительности созревания, устойчивости к болезням и вредителям, пригодности к механизированному возделыванию, симбиотической активности, качеству семян. Образцы бобов овощных, выделенные по комплексу ценных признаков, включены в гибридизацию и селекционный процесс Омского ГАУ. Полученный селекционный материал проходит всестороннее испытание и отбор в условиях южной лесостепи Омской области.

В 2008 году начата работа по изучению коллекции гороха овощного и созданию исходного материала для селекции в условиях Омской области. Сначала в коллекции изучались образцы ВНИИСОК, в последующем были включены сорта из Польши, Германии, Китая. В 2016-2017 гг. коллекция дополнена образцами, полученными из ВИРа. Всего в 2017 году в коллекции изучается более 70 номеров.  Выделенные источники ценных признаков включены в гибридизацию, полученные гибридные популяции изучаются на опытном поле Омского ГАУ.

В 2011 году под руководством доцента кафедры селекции, генетики и физиологии растений С.П. Кузьминой впервые началось изучение коллекции нута, состоящей из 12 номеров, полученных из ВИРа.  В Омской области нут не имеет широкого распространения, несмотря на свои достоинства, в связи с отсутствием адаптированных сортов к условиям региона. Поэтому актуально комплексное изучение образцов нута и выделение источников хозяйственно-ценных признаков с целью создания  новых сортов, пригодных для возделывания в Западной Сибири. Усилия селекционеров прежде всего направлены на скороспелость, дружность созревания, продуктивность, устойчивость к болезням и вредителям, пригодность к механизированному возделыванию, содержание белка и микро-, макроэлементов в семенах. В 2012 году коллекция нута пополнилась сомаклонами из Сибирского НИИ кормов (г. Новосибирск). В настоящее время в коллекции изучается около 70 образцов и линий нута. Создан оригинальный гибридный материал с комплексом ценных признаков, находящийся на разных этапах селекции.

В 2016 коллекция зернобобовых в Омском ГАУ пополнилась новыми перспективными культурами: люпином и чечевицей (коллекционные образцы из ВИРа). В настоящее время коллекция люпина состоит из 60 образцов, принадлежащих к 8 видам: узколистный, желтый, белый, изменчивый, песчано-равнинный, волосистый, двуцветный и карликовый.

Научный потенциал направления селекции и семеноводства зернобобовых культур  составляют доктор с.-х. наук, профессор  руководитель направления Н.Г. Казыдуб, доктор с.-х. наук, кандидаты  с.-х. наук: доцент С.П. Кузьмина,  Е.В. Безуглова, М.А. Боровикова, М.М. Плетнева, О.А. Коцюбинская, аспиранты: С.В. Уфимцева, Р.В. Чернов, А.Н. Коваленко,  и десять магистрантов. Результат работы кафедры и учебно-научной лаборатории Омского ГАУ свидетельствует о перспективности интеграции селекционеров вуза с учеными других научных учреждений в решении селекционно-генетических задач по созданию широко адаптивных сортов зернобобовых культур.

Целесообразно отметить еще и то, что помимо создания сортов, в 2019 году нами было получено 500 кг элитных семян фасоли зернового и овощного использования.

Агротехника фасоли

Средняя урожайность фасоли у нас в стране (1,7 т/га) в несколько раз ниже потенциальной, что, в первую очередь, связно с несоблюдением необходимой агротехники возделывания культуры и практически отсутствием семеноводства по большинству из районированных сортов.

Достоинство новых адаптивных сортов фасоли обыкновенной селекции Омского ГАУ: высокая урожайность семян, содержание белка в зерне и развариваемость, пригодность к консервации, устойчивость к антракнозу, пригодность к механизированной уборке при возделывании их в промышленном производстве.

При определении в лабораторных условиях посевных качеств семян сортов фасоли обыкновенной зафиксированы следующие показатели: энергия прорастания у изучаемых сортов составила от 85 до 91%, лабораторная всхожесть от 90 до 96%, полевая всхожесть – от 89 до 94%. Отметим, что в мире при возделывании фасоли на семена в производственных условиях в последние годы замечена тенденция уменьшения их размера. Масса 1000 семян сортов фасоли обыкновенной селекции Омского ГАУ варьировала от 300 до 350 граммов. Это способствовало снижению потерь, вызванных дроблением крупносеменных сортов при механизированной уборке, уменьшению процента дробления и повышению выхода кондиционных семян.

Способы обработки почвы зависят от зоны возделывания и предшественника. В условиях южной лесостепи Омской области при посеве после зерновых хлебов мы в своих опытах обрабатывали поля по системе полупара, позволяющей лучше очистить поле от сорняков, выровнять поверхность почвы. После уборки предшествующей культуры проводили лущение стерни на глубину 5–6 см дисковыми лущильниками или дисковыми боронами в два следа. Через 15–20 дней после дискования – вспашку плугом с предплужником в агрегате с катками или боронами на глубину 18–20 см. Более глубокая обработка не обеспечивает существенных прибавок урожая, а мелкая приводит к засорению поля.

Система предпосевной обработки зависит от состояния почвы. Мы проводили одну культивацию на глубину заделки семян (6–8 см) с одновременным боронованием.

Посев. Фасоль – теплолюбивая культура, поэтому сеют её как только минует опасность весенних заморозков, при температуре почвы на глубину 8–10 см не ниже 10–12ºС.   Наши многолетние исследования показывают, в условиях южной лесостепи Западной Сибири оптимальный срок посева – 20-25 мая. Глубина посева семян – 4-6 см.

При посеве фасоли обыкновенной мы использовали ленточную схему: в ряду между растениями от 3 до 5 см. При таком размещении обеспечивается равномерное распределение семян по площади, несмыкание растений в рядах до цветения, позволяющее до этого периода осуществлять механизированный уход за посевами. После посева поле прикатывали катками, это способствует выравниванию поверхности почвы и появлению дружных всходов.

Уход за посевами. Через 15–20 дней после появления всходов – рыхление междурядий. В дальнейшем делали две культивации, крайнюю – перед смыканием рядков. По мере необходимости в период вегетации проводили одну ручную прополку в рядках.

При возделывании фасоли обыкновенной в производственных условиях следует учитывать, что сорняки сильно угнетают детерминантные сорта фасоли обыкновенной в процессе вегетации и затрудняют уборку. Мы в своих опытах за 2–3 суток до появления всходов посевы обрабатывали гербицидом «Гезагард-50» (норма расхода – 3 л/га) избирательного действия: поглощается как ростками, так и корнями прорастающих семян сорняков. Влияние на сорняки, которые уже взошли, осуществляется через листья. Кроме того, в фазу полных всходов (до цветения агрокультуры) в борьбе с двудольными и многолетними злаковыми использовали препарат «Агритокс». Норма расхода – 0,8-1,0 л/га. Гербицид системного действия «Агритокс» поглощается листьями и воздействует на наземные органы и корневую систему сорняков. Препарат подавляет синтез ростовых веществ и ферментов, угнетает процессы фотосинтеза и дыхания.

        Уборка.  Наши опыты показали, что лучший срок уборки фасоли с минимальными потерями зерна – период, когда на растениях подсохнет 65–75% бобов, так как при обмолоте пересохших растений семена фасоли сильно дробятся. В годы с частыми осадками её лучше убирать при полной спелости: бобы при повышенной влажности не растрескиваются и не вымолачиваются.  При проведении опытов нами установлено: раскрытие створок боба, как правило, происходит в зоне носика, с последующим развитием в зону брюшка. Важно отметить, что для уменьшения потерь при пересыхании фасоли её необходимо убирать рано утром или вечером. Также следует учитывать, что у зерновых сортов при подсыхании створок бобов (влажность ниже 17%) последние быстро растрескиваются, увеличивая потери от осыпания семян. Следовательно, подбор и обмолот фасоли следует осуществлять, когда относительная влажность воздуха выше 40%. В своих опытах мы проводили уборку в утренние часы комбайнами SAMPO ROSENLEW «TERRION»; частота вращения барабана – 400–500 об/мин, зазоры в подбарабанье максимальные, частота вращения вентилятора – 250– 300 об/мин, степень открытия жалюзи верхнего решета – 22 мм, нижнего решета – 18 мм; удлинителя верхнего решета – 24 мм. Затем подрабатывали и просушивали на «Петкусе» до влажности 14% и при необходимости вторично очищали. Технологическая характеристика сортов, изучаемых в опыте при механизированной уборке фасоли обыкновенной на семена, представлена в табл. 1.

Таблица 1. Технологическая характеристика сортов фасоли обыкновенной селекции Омского ГАУ, 2017–2019 

Наши опыты подтверждают, что признак высоты растения характеризует длину главного стебля и определяется генотипом, а также условиями его роста и развития. Сорта фасоли, находящиеся в опыте, имели кустовую форму, детерминантный характер роста и высоту растений в зависимости от года и сроков посева – от 38,2 до 69,0 см (CV – 9,0%). Для механизированного возделывания фасоли наибольший интерес представляют сорта с компактным кустом с высотой растений от 40 до 60 см и прикреплением нижнего боба от 15 см и более.  Сорта фасоли селекции Омского ГАУ обладают данными показателями.

Травмированные семена при механизированной уборке и потери в основном зависят от высоты прикрепления нижнего боба и массы 1000 семян. Сорта фасоли имели высоту прикрепления нижнего боба до 18 см. Высота растений и прикрепление нижнего боба у сортов в опыте соответствовали требованиям Международного классификатора (1985) по пригодности к механизированной уборке на зерно.

Динамическая нагрузка, вызывающая травмирование семян, различна. При уборке комбайном ударная нагрузка на семена высокая: чем крупнее семя, тем  меньшая у него  сопротивляемость к механическим повреждениям. Проведенные исследования показали, что высокий процент дробления (от 15,9 до 16,8%) из расчета на 1000 семян был у сорта   Оливковая (табл. 2).

Таблица  2. Результат механизированной уборки сортов фасоли обыкновенной на семена, 2017-2019 гг.

Выход кондиционных семян у изучаемых сортов составил от 75,4 до 86,2% при расчете на 1000 семян, представленные сорта селекции Омского ГАУ можно рекомендовать для механизированного возделывания. Все это подтверждает необходимость выведения и использования в промышленном производстве мелкосемянных сортов культуры. И актуальным остается вопрос о совершенствовании технологических элементов уборки сортов фасоли обыкновенной на семена.

 Требование к сорту фасоли обыкновенной для механизированного возделывания – это урожайность  и технологичность. Повышение семенной продуктивности культуры в целом можно достигнуть через отдельные агротехнологические приемы, так как потенциальная урожайность у новых сортов селекции Омского ГАУ – от 3,5 т/га и выше, это показали результаты опытов. Урожайность семян складывается в основном из двух элементов продуктивности: количества растений на единице площади и массы семян с растения. Для расчета биологической урожайности сортов был проведен учет количества растений с 1 м². В таблице 3 представлены результаты урожайности семян за годы изучения.

Таблица 3. Урожайность  семян сортов фасоли   обыкновенной, 2017-2019,  г/м²           

Показатель урожайности у изучаемых сортов варьируется от 387 до  545 г/м². Согласно классификатору СЭВ (Л. 1985 г.), у сортов, которые имеют очень высокую урожайность,  этот показатель должен быть более 135% к стандарту. Таким образом, по урожайности выделился сорт селекции Омского ГАУ   Омская юбилейная – 545 г/м². Кроме этого, он обладал высокой технологичностью, что важно для производственного возделывания культуры.   

 Урожайность сортов фасоли обыкновенной зависела не только от сортовых особенностей растений, но и от погодных условий. В 2017 году при наиболее благоприятных гидротермических показателях получена максимальная урожайность семян фасоли зерновой, равная 1,1 кг/м². При сильном и недостаточном увлажнении она была гораздо меньше, чем при оптимальных условиях роста (r = – 0,14 ±  0,57).

На уровень урожайности фасоли зерновой также влияют различные признаки. Нами выявлена корреляция между урожайностью и элементами продуктивности; сильная зависимость от признаков массы 1000 семян и массы семян с  растения.  

Важными показателями ценности семян фасоли зерновой при использовании ее в питании является содержание белка, микро- и макроэлементов, окраска и развариваемость. Содержание белка в зерне сортов фасоли селекции Омского ГАУ варьировало от 21,22 до 24,06%  (табл. 4).

Таблица 4. Биохимический состав зерна сортов фасоли обыкновенной селекции Омского ГАУ, 2017–2018  

*достоверно при Р>05

Содержание цинка в семенах у исследуемых сортов фасоли зерновой варьировало от 20,9 до 28,1 мг/кг. Высоким содержанием цинка в семенах характеризовались сорта: Омская юбилейная (27,8 мг/кг), Оливковая (28,1 мг/кг), Омичка (26,9 мг/кг). Среднее содержание железа у изучаемых сортов варьировало от 10,0 до 80,0 мг/кг. Максимальным его содержанием характеризовался сорт Лукерья (80,0 мг/кг).

 Наличие высоких показателей йода обнаружено у сортов Лукерья (0,23 мг/кг) и Оливковая (0,21 мг/кг). Среднее содержание кальция у новых сортов фасоли зерновой варьировало от 0,24 до 0,85 мг/кг. Максимальным его содержанием характеризовались сорта Оливковая (0,85 мг/кг) и Омичка (0,60 мг/кг).

Для фасоли зерновой важным признаком является скорость развариваемости зерна, которая зависит от водопоглотительной способности и формы, процента и толщины семенной кожуры, условий минерального питания, условий, при которых происходило формирование и созревание семян. Все новые сорта фасоли омской селекции имели отличную развариваемость (от 57 до 67 мин.) и были отнесены к I группе по данному показателю.

          Результаты исследований свидетельствуют, что представленные сорта фасоли обыкновенной селекции Омского ГАУ – Лукерья, Оливковая, Омская юбилейная, Омичка – пригодны для выращивания в промышленных масштабах в южной лесостепи Западной Сибири и обеспечивают стабильный урожай семян от 3,5 до 5,4 т/га обладают технологичностью. Внедрение усовершенствованных элементов технологии возделывания фасоли на семена даст возможность повысить урожайность и расширить ассортимент зернобобовых культур в сибирском регионе.

Нина КАЗЫДУБ, доктор с.-х. наук, профессор кафедры садоводства, лесного хозяйства и защиты растений

Светлана КУЗЬМИНА, доцент кафедры агрономии, селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений.

Омский ГАУ