The aim of the study is to select food grade grain sorghum varieties with the specified parameters: early maturing, undersized, high-yielding, with white grain, highly plastic, resistant to major diseases for the arid conditions of the Middle Volga Region and the Urals. The study was carried out on the basis of the laboratory of breeding and seed production of cereals and sorghum crops at breeding nurseries of the Volga Research Institute of Breeding and Seed Production named after P.N. Konstantinov – a branch of the Federal State Budgetary Institution of Science of the Samara Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences. The objects of research are grain sorghum of Slavyanka (standard) and Vera varieties. Competitive variety testing was carried out in 2018–2020. As a result of long-term purposeful selection work, a new variety of grain sorghum Vera was developed. It refers to the type of grain sorghum, a variety of kaffir. Plants are undersized, from 81 to 100 cm, leveled in height, slightly tillering. The grain is large enough, the weight of 1000 seeds is up to 35 g, easily threshed. The variety is early maturing. It ripens for seeds 87–93 days after germination. It possesses high resistance to phytopathogens and plasticity, is suitable for mechanized harvesting with conventional grain harvesters, both separately and directly. This variety is recommended for cultivation in the Middle Volga (7) and the Urals (9) Regions. Vera grain contains up to 12 % crude protein, up to 79 % starch and 4 % fat. The yield of the total plant biomass is from 14.5 to 17.0 t / ha. The content of panicles in the total biomass is up to 48 %. 100 kg of grain contains 130 k. units. Possible use: for food purposes (flour, cereals, starch, alcohol) and for the production of feed grains. Grain sorghum will allow diversifying the food industry in Russia as a substitute ingredient in confectionery products, expanding the range of products that satisfy consumers.
grain sorghum, variety, selection, yield, flour, stability.
Введение. Зерновое сорго – это культура, обладающая многими достоинствами по хозяйственно ценным признакам. Зерно сорго очень питательно и содержит 70–75 % крахмала; 9–
15 % протеина; 3,5 % жира, а также незаменимые аминокислоты, витамины и минеральные вещества. В 1 ц зерна содержится от 118 до
120 кг кормовых единиц [1]. Его высокая урожайность зерна (до 8,0 т/га и выше), засухоустойчивость, неприхотливость к почвам, использование в виде страховой культуры в случае гибели озимых культур все выше поднимают рейтинг среди культур кормового клина [2, 3].
Благодаря богатому химическому составу зерна, в ряде зарубежных стран сорго зерновое давно используется на продовольственные цели [4, 5]. Зерно сорго содержит 70–80 % углеводов, поэтому из него с успехом воможно производить крахмал и спирт [6]. Оно не содержит глютена и может предназначаться для больных целиакией, а также является потенциально важным источником нутрицевтиков как фенольных антиоксидантов [7].
В России сорго зерновое преимущественно используется в качестве кормовой культуры на фуражные цели и монокорм в животноводстве, птицеводстве и даже рыбоводстве. Но в последнее десятилетие российские ученые все больший интерес проявляют к использованию зернового сорго в качестве продовольственной культуры. Хотя на сегодняшний день официального признания сорго пищевого направления нет, круг исследований по этому вопросу продолжает расширяться, получены положительные результаты. Новые высокоурожайные сорта зернового сорго нашей селекции Рось, Вера, Л-28/14 и Л-246/17 успешно прошли оценку пригодности для использования на пищевые цели. Например, частичная замена пшеничной муки мукой сорго зернового благоприятно влияла на органолептические и физико-химические показатели хлеба, улучшала потребительские свойства, вкусовые качества, увеличивала пористость и объем готового изделия [8, 9], а также эти сорта обеспечивали значительный выход спирта на 1 т сырья (48,1–49,5 дал) [10].
Современный взгляд ученых на использование сорго зернового в продовольственной индустрии рождает предложение к созданию продукции растениеводства, отвечающей следующим требованиям ряда показателей ценных признаков: продуктивность, высокое содержание крахмала, белый цвет зерна, крупность семян, – являющихся сортовыми особенностями культуры, что показывает целесообразность селекционной работы по созданию новых сортов зернового сорго для пищевого назначения.
Цель исследования: создание нового сорта зернового сорго Вера универсального использования с заданными параметрами (скороспелость, урожайность, низкорослость, светлая окраска зерна, пластичность) для засушливых условий Среднего Поволжья и Урала.
Объекты и методы исследования. Исследование проводилось в 2018–2020 гг. на базе лаборатории селекции и семеноводства крупяных и сорговых культур на селекционных питомниках Поволжского научно-исследова-тельского института селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова – филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Самарского федерального исследовательского центра Российской академии наук в рамках государственного задания (регистрационный номер АААА-А19-119051690057-0).
Почвы представлены в основном черноземами обыкновенными среднегумусными (7,5–8,5 %) среднемощными тяжелосуглинистыми.
Агроклиматические условия в годы исследования были засушливыми (ГТК = 0,53–0,63). Объекты исследования – зерновое сорго сортов Славянка (стандарт), Вера. Предшественник – яровой ячмень. Агротехника возделывания – общепринятая в данном регионе. Посев осуществляли селекционной сеялкой ССФК-7М в оптимальные сроки (третья декада мая), когда почва на глубине заделки семян основательно прогреется до 15–16 ºС, с нормой высева 800 тыс. всхожих семян на 1 гектар. Площадь учетной делянки – 15 м2, повторность опыта – трехкратная.
Исследование проводилось в соответствии с Методикой Госкомиссии по сортоиспытанию [11]. Оценка всех хозяйственно ценных признаков зернового сорго велась согласно Широкому унифицированному классификатору СЭВ рода Sorghum Moench [12]. Экспериментальные данные обработаны методом дисперсионного анализа с применением программ статистического анализа STAT и методики Б.А. Доспехова [13].
Результаты исследования и их обсуждение. В результате продолжительной целенаправленной селекционной работы был выведен новый сорт зернового сорго Вера (селекционный номер Л-267/17) в лаборатории селекции и семеноводства крупяных и сорговых культур Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова – филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Самарского федерального исследовательского центра Российской академии наук и передан в государственное сортоиспытание (по заявке
№ 7953898/82123, дата приоритета 30.10.2020) (рис. 1).
Рис. 1. Сорт сорго зернового Вера
Сорт получен путем отбора из гибридной популяции, в основе которой лежит сложная ступенчатая гибридизация, включающая следующие сорта: Кремовое, Перспективный 1, Кинельское 67. Относится к виду сорго зерновое, разновидности кафрское. Растения низкорослые, от 81 до 100 см, выровненные по высоте, слабокустящиеся. Стебель тонкий (8–12 мм), прямостоячий, малооблиственный (7–8 листьев), с сочной сердцевиной. Листья гладкие, короткие и узкие, окраска зеленая, без антоциана. Средняя жилка листа серо-зеленая. Метелка прямостоячая, симметричная, рыхловатая, короткая (от 17 до 22 см). Шейка метелки тонкая (5–6 мм), средняя (28–37 см), слабо выдвинута (до 14 см). Пленчатость зерна не высокая – 7–8 %. Зерновка округлая, желтовато-белого цвета, на 3/4 стекловидная. Зерно достаточно крупное, масса 1000 семян до 35 г, легко вымолачивается. Сорт раннеспелый. На семена созревает через 87–93 сут после всходов, т. е. на уровне или на 3–5 сут позже стандарта. Обладает высокой пластичностью, устойчивостью к основным фитопатогенам. Засухоустойчивость и жаростойкость высокие. Устойчив к полеганию, ломкости стеблей и метелок при перестое, осыпанию зерна. Пригоден к механизированной уборке обычными зерновыми комбайнами как раздельно, так и напрямую. Данный сорт рекомендуется для возделывания в Средневолжском (7) и Уральском (9) регионах.
В зерне сорта Вера содержится до 12 % сырого протеина, до 79 % крахмала и 4 % жира (табл.).
Сравнительная оценка нового сорта Вера
со стандартным сортом Славянка (конкурсное сортоиспытание, 2018–2020 гг.)
|
Показатель |
Вера |
Славянка, ст. |
||||||
|
2018 |
2019 |
2020 |
Среднее |
2018 |
2019 |
2020 |
Среднее |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Вегетационный период, дней |
87 |
93 |
88 |
89 |
84 |
88 |
84 |
85 |
|
Высота растений, см |
100 |
84 |
81 |
88 |
103 |
87 |
89 |
93 |
|
Выдвинутость ножки метелки, см |
8,6 |
8,7 |
7,7 |
8,3 |
15,0 |
15,3 |
15,1 |
15,1 |
|
Масса метелки с зерном, г |
45,0 |
27,9 |
34,6 |
35,8 |
36,5 |
22,2 |
21,1 |
26,6 |
Окончание табл.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Масса 1000 зерен, г |
27,4 |
34,0 |
35,0 |
32,1 |
26,6 |
34,1 |
29,4 |
30,0 |
|
Пленчатость зерна, % |
7,5 |
7,4 |
7,2 |
7,4 |
13,3 |
15,4 |
14,6 |
14,4 |
|
Содержание в зерне, %: протеина |
11,02 |
12,78 |
11,62 |
11,81 |
11,27 |
13,20 |
11,16 |
11,88 |
|
крахмала |
79,12 |
75,75 |
72,80 |
75,90 |
72,33 |
72,48 |
72,66 |
72,49 |
|
жира |
3,98 |
3,30 |
3,76 |
3,68 |
2,86 |
2,38 |
2,50 |
2,58 |
Урожайность зерна – до 5,0 т/га, общей биомассы растений – от 14,5 до 17,0 т/га. Содержание метелок в общей биомассе – до 48 %.
В
Новый сорт Вера полностью соответствует заданным параметрам по хозяйственно ценным признакам для использования на пищевые цели.
Урожайность зерна сорта Вера в конкурсном сортоиспытании (2018–2020 гг.) – от 4,01 до
4,66 т/га, достоверно превышает стандарт Славянка на 0,84–1,15 т/га (рис. 2).
Рис. 2. Урожайность зерна нового сорта Вера
при стандартной влажности, т/га (2018–2020 гг.)
Сорт Вера стабильно превышал общую среднюю урожайность по опыту (3,88 т/га) на 0,13–0,78 т/га, в отличии от стандартного сорта Славянка.
Выводы. В результате многолетней целенаправленной селекционной работы создан и передан на государственное сортоиспытание новый раннеспелый сорт сорго зернового Вера, адаптированный к условиям Средневолжского и Уральского регионов, предназначенный не только для производства фуражного зерна, но и на пищевые цели (мука, крупа, крахмал, спирт).
1. Antimonov A.K., Syrkina L.F., Antimonova O.N. i dr. Zernovoe sorgo – stabilizator urozhaya furazhnogo zerna v zasushlivoy zone Srednego Povolzh'ya // Nauchnoe obespechenie selekcii i semenovodstva sel'skohozyaystvennyh kul'tur v Povolzhskom regione: mat-ly vseros. nauch.-prakt. konf. Samara, 2013. S. 66–70.
2. Boldyreva L.L. Sorgo – perspektivnaya kul'tura // Krymskiy agrotehnicheskiy universitet. Spec. vyp. 2007. № 6. S. 21–26.
3. Gorpinichenko S.I., Kovtunova N.A., Kovtunov V.V. i dr. Sorgo – kul'tura dlya zasushlivyh territoriy / Problemy razvitiya APK regiona. 2017. № 3. S. 5–9.
4. Rooney L.W., Vaniska R.D. (2000). Sorghum for food and industrial use. // CW Smith & RA Frederiksen (Eds.), Sorghum: Origin, history, technology, and production. 2000. Vol. 2. P. 689–729.
5. Taylora John R.N., Schoberb Tilman J., Beanb Scott R. Novel food and non-food uses for sorghum // Journal of Cereal Science. 2006. V. 44 (3). P. 252–271.
6. Muslimov M.M., Muslimov M.G. Spirt iz semyan sorgo // Sovremennye problemy APK i perspektivy ego razvitiya: mat-ly Vseros. nauch.-prakt. konf. studentov, aspirantov i molodyh uchenyh. Mahachkala, 2017. S. 45–50.
7. Cabral A.R., Waters S., Laird H.L., Cavitt L.C. et al. Sorghum bran as an antioxidant in pork and poultry products // Meat and Muscle Biology. 2019. 2 (2). R. 83–85.
8. Mohova V.I., Vihrova E.A. Nikonorova Yu.Yu. Ocenka kachestva vypechki pshenichnogo hleba s dobavleniem primesi muki zernovogo sorgo // Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019. № 151. S. 193–199.
9. Nikonorova Yu.Yu., Volkova A.V., Mohova V.I. Vliyanie sorgovoy muki na svoystva kompozitnyh smesey s mukoy pshenichnoy hlebopekarnoy vysshego sorta // Universum: tehnicheskie nauki. 2020. № 5-2 (74). S. 32–36.
10. Syrkina L.F., Nikonorova Yu.Yu. Sorgo zernovoe kak vozmozhnyy istochnik syr'ya dlya pererabotki na krahmal i spirt // Vestnik KrasGAU. 2020. № 10 (163). S. 95–100.
11. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skohozyaystvennyh kul'tur. Zernovye, krupyanye, zernobobovye, kukuruza i kormovye kul'tury. M., 1985. 263 s.
12. Shirokiy unificirovannyy klassifikator SEV i mezhdunarodnyy klassifikator SEV vozdelyvaemyh vidov roda Sorghum moensh / Nauch.-tehn. sovet chlenov SEV po kollekciyam dikih i kul'turnyh vidov rasteniy [i dr.]. L.: Izd-vo VIR, 1982. 34 s.
13. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta. M.: Kolos, 1985. 308 s.
