Вклад Всероссийского НИИ масличных культур в научное обеспечение производства рапса

МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень

Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур 2006, вып. 1

С. Л. Горлов,

кандидат сельскохозяйственных наук

Э. Б. Бочкарева,

доктор сельскохозяйственных наук ВНИИ масличных культур

ВКЛАД ВСЕРОССИЙСКОГО НИИ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР В НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА РАПСА

УДК 633.853.494:00.18

Рапс (собственно рапс озимый и яровой, сурепица озимая и яровая) - ценная масличная и кормовая культура, источник высококачественного растительного масла и кормового белка.

В мировом сельскохозяйственном производстве на долю рапса приходится 12 % (24-26 млн. га) общей площади посевов масличных культур. По валовому сбору семян, достигшему 44-46 млн. тонн в 2004-2005 гг., рапс занял вторую позицию после сои. Объем производства рапсового масла составляет более 15 % в совокупном мировом производстве растительных масел.

В России в структуре посевных площадей под масличными культурами и в валовом производстве масличного сырья на долю рапса приходится не более 3-4 % (117230 тыс. га и 112-275 тыс. тонн соответственно).

Рапс, как никакая другая культура, удачно сочетает в себе высокую потенциальную урожайность семян (3,0-4,0 и более тонн с гектара), с высоким содержанием масла (45-48 %) и белка в семенах (22-25 %) и в зеленой массе (3-4 %).

Рапсовое масло - высококалорийный продукт, широко используемый в натуральном виде на пищевые цели, для приготовления маргаринов и майонезов, в консервном и косметическом производстве как аналог оливкового масла. Масло рапса привлекает все большее внимание как источник возобновляемого сырья для химической промышленности и энергетики. Спектр его использования для технических целей чрезвычайно широк - от использования в качестве исходного материала для химического синтеза до применения в виде смазочных средств и перспективного вида топлива.

Рапсовый шрот (жмых), получаемый после извлечения из семян масла - высокобелковый корм для животных. Он близок к соевому шроту по содержанию белка (3539 %), не уступающего зернобобовому аналогу по сбалансированности аминокислотного состава.

Ценным кормом, не уступающим по содержанию белка бобовым культурам, является зеленая масса рапса. При уборке в начале цветения рапсовых растений с одного гектара посева можно получить 20-60 тонн корма для животных, отличающегося сочностью, низким содержанием клетчатки, хорошей перевариваемостью.

С агротехнической точки зрения рапс является хорошим предшественником: рано освобождает поле, улучшает структуру и плодородие почвы, уменьшает засоренность полей. Возделывание зерновых культур после рапса гарантирует получение прибавки урожая зерна в 10-15 % без дополнительных затрат, повышая продуктивность севооборота и эффективность растениеводства в целом.

Технология возделывания рапса базируется на комплексной механизации работ не требующей использования специализированной сельскохозяйственной техники.

Биологические особенности рапса позволяют выращивать его в широком диапазоне почвенно-климатических условий, за исключением тропического и субтропического поясов, что применительно к российским условиям означает - во всех земледельческих регионах страны, чего нельзя сказать о подсолнечнике и сое.

Принимая во внимание то, что в настоящее время потребности нашей страны в растительном масле за счет собственных ресурсов удовлетворяются не более чем на 4050 % можно утверждать, что единственным резервом значительного наращивания производства масла, а также кормового белка, является рапс.

Высокий спрос на масличное сырье как на внутреннем, так и на международном рынках, стимулирование его производства со стороны производителей биодизельного топлива, а также необходимость диверсификации растениеводческой отрасли сельского хозяйства предопределяют возможность и необходимость увеличения площадей под рапсом в России в среднесрочной перспективе до 2,0-2,5 млн. га, а в дальнейшем до 5,07,0 млн. га и более.

Необходимое научное обеспечение грядущей желтой революции, во время которой площадь под рапсом в Российской Федерации должна многократно увеличиться, имеется в настоящее время в полном объеме. Научными учреждениями созданы высокопродуктивные адаптивные сорта для всех рапсосеющих регионов, разработаны и апробированы зональные технологии возделывания культуры.

Первым учреждением в России, где в 60-х годах прошлого столетия была начата селекционная работа с озимыми и яровыми формами рапса и сурепицы, стал Всероссийский НИИ масличных культур им. В. С. Пустовойта. За годы работы селекционерами института было создано 29 сортов озимого и ярового рапса и сурепицы, из которых 22 районированы и 4 сорта проходят государственное испытание в настоящее время. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, в 2005 г. включены 19 сортов масличных крестоцветных культур селекции ЦЭБ ВНИИМК и его Сибирской опытной станции, из них: 4 сорта озимого рапса, 9 сортов ярового рапса, 4 сорта яровой сурепицы и 2 сорта озимой сурепицы.

Таблица 1 - Количество сортов рапса и сурепицы, включенных в Государственный

реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в 2005г.

Количество сортов, шт.

Учреждение рапс рапс сурепица сурепица всего

озимый яровой озимая яровая

ГНУВНИИМК 4 9 2 4 19

ГНУ ВНИПТИР _ 9 - 1 10

ГНУ ВНИИК _ 2 - - 2

ГНУ Сибирский НИИК - 2 - - 2

ГНУ Ленинградский НИИСХ - 3 - - 3

ГНУ Алтайский НИИСХ - 2 - - 2

ГНУ Ужурская ОСКК - 2 - - 2

Итого: отечественных 4 29 2 5 40

зарубежных 9 18 - 2 29

По объему, результативности и эффективности селекционной работы с масличными крестоцветными культурами ВНИИМК был, есть и останется в обозримом будущем лидером среди прочих научных учреждений России.

Историю научных исследований по рапсу и сурепице во ВНИИМК можно условно разделить на два основных этапа. Первый из них приходится на ХХ столетие, когда в институте были определены стратегия и тактика научных исследований по масличным крестоцветным культурам, разработаны методы, способы, приемы, схемы селекционной работы, собран и создан громадный исходный материал, созданы одно-, двух- и, наконец, трехнулевые сорта рапса и сурепицы. Основными направлениями исследований в тот период являлись селекция на безэруковость масла, низкое содержание глюкозинола-тов и высокое содержание масла в семенах, зимостойкость озимого рапса, создание исходного материала и сортов масличных культур с желтой окраской семенной оболочки. В результате многолетней селекционно-семеноводческой работы во ВНИИМК были созданы сорта рапса и сурепицы по своим параметрам в полном объеме соответствующие международным стандартам качества.

50,0

48,0

х 46,0 к г 8

ь 44,0 о

3"

5 42,0

(9

40,0

38,0

Озимый рапс Яровой рапс

1980-83 1984-88 1989-93 1994-98 1999-02 Годы

Рисунок 1 - Изменение содержания жира в семенах сортов рапса селекции ВНИИМК

120,0 110,0 100,0 | 90,0

х

2 80,0

х"

л

Я

60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0

»^Озимый рапс - Яровой рапс

1980-83 1984-88

1989-93 Годы

1994-98 1999-02

Рисунок 2 - Изменение содержания глюкозинолатов в семенах сортов рапса селекции ВНИИМК

Начало второго этапа научных исследований пришлось на начало нового века. Основными приоритетами исследовательской работы в настоящее время во ВНИИМК являются: селекция на семенную продуктивность, селекция на устойчивость к биотическим и абиотическим факторам среды - зимостойкость, скороспелость, засухоустойчивость, устойчивость к основным патогенам, селекция на желтосемянность.

Современные селекционные достижения ВНИИМК характеризуются отсутствием эруковой кислоты в масле семян рапса и сурепицы, содержание глюкозинолатов в оригинальных и элитных семенах зарегистрированных и перспективных сортов не превышает 15 мкмоль/г, содержание масла в семенах озимых и яровых сортов достигает 47-49 %.

Таблица 2 - Характеристика сортов озимого рапса (тип «00») селекции ВНИИМК

Урожайность Содержание в семенах Сбор

Сорт семян, масла, глюкозинолатов, масла,

т/га % мкмоль/г т/га

Оникс 3,5 47,2 12,8 1,45

Дракон 3,4 47,8 13,9 1,43

Метеор 3,5 47,1 12,8 1,45

Элвис* 3,7 48,2 12,7 1,57

Лорис* 4,1 46,9 14,2 1,69

НСР05 0,2 1,1 0,13

Рапсовое масло содержит в своем составе две эссенциальные полиненасыщен -ные жирные кислоты - линолевую и линоленовую, иначе именуемые как омега-6 и оме-га-3. Линолевая кислота является основным компонентом клеточных мембран, линоле-новая - играет фундаментальную роль в кислородном обмене нервных клеток. Повышенное содержание линоленовой кислоты в масле семян рапса отрицательно сказывается на его окислительной стабильности. Оптимальным соотношением этих кислот принято считать 3:1. Поэтому одним из перспективных направлений селекции рапса является создание сортов с низким содержанием линоленовой кислоты в масле.

Таблица 3 - Характеристика сортов ярового рапса

Потенциальная Содержание в семенах, масле

Сорт урожайность масла, глюкозинолатов, линоленовой

семян, т/га % мкмоль/г кислоты, %

Галант 2,8 47,7 13,5 6,6

Крис 2,9 48,0 14,4 7,2

Таврион 3,3 47,4 13,7 7,0

Викинг* 2,8 48,2 13,7 4,0

НСР05 0,2 1,2

Примечание: * - сорт находится в государственном испытании

Первый российский низколиноленовый сорт ярового рапса Викинг селекции ВНИИМК проходит в настоящее время государственное испытание.

Перспективные селекционные образцы рапса с низким содержанием линолено-вой кислоты в масле практически не уступают сорту-стандарту по урожайности семян и превышают его по масличности на 1,4-2,8 %. Содержание линоленовой кислоты в масле у этих образцов составляет от 1,2 до 2,3 %, а олеиновой от 68,5 до 75,3 %.

Следующим перспективным направлением в селекции рапса и сурепицы является создание сортов с желтой окраской семени (тип «000»), являющихся источником слабо-пигментированного растительного масла и высококачественного кормового концентрата. Желтоокрашенные семена рапса и сурепицы имеют более тонкую семенную оболочку, за счет чего увеличивается масличность и содержание белка, и, в конечном счете, выход масла при переработке и энергетическая ценность шрота.

С помощью методов внутривидовой гибридизации, индивидуального отбора, инбридинга во ВНИИМК созданы три сорта желтосемянной яровой сурепицы: Восточная, Янтарная, Золотистая и сорт озимой сурепицы Злата. Не уступая сизосемянным сортам по урожайности семян, они характеризуются более высоким содержанием масла и белка, суммарное количество которых составляет 67,3 % в семенах озимой сурепицы и 69,672,7 % - яровой (у сизосемянных сортов - 65-66 %).

Пищевая ценность масла зависит от многих факторов, среди которых важную роль, помимо жирно-кислотного состава, играет содержание биологически активных соединений (токоферолов, каратиноидов, стеролов). В токоферольном комплексе рапса преобладает у-токоферол (от 46 до 67 %) - форма с наиболее сильным антиоксидант-ным действием, при этом его содержание в обычном масле значительно ниже, чем в полученном из желтоокрашенных семян.

В семенах рапса содержится значительное количество пигментов группы хлорофилла (10 мг/кг и выше), которые, попадая в масло в процессе переработки способны ускорить окисление при хранении и нагревании и, кроме того, затрудняют рафинацию, причем в желтых семенах их значительно меньше, чем в темных.

Таблица 4 - Характеристика сортов озимой и яровой сурепицы

Сорт Потенциальная урожайность семян, т/га Содержание в семенах, % Лузжистость семян, %

масла белка клетчатки

Яровая сурепица

Восточная 2,0 46,2 24,6 13,0 10,3

Янтарная 2,6 47,1 25,2 12,6 9,2

Золотистая 2,1 47,7 23,9 12,6 8,6

НСР05 0,25 0,5 0,6

Озимая сурепица

Злата 3,0 47,9 | 21,6 8,8 10,8

Таким образом, более высокий уровень токоферолов и низкое содержание пигментов в семенах рапса с желтой окраской семенной оболочки обеспечивают большую стойкость масла к окислению и улучшение его качественных показателей.

Важным направлением селекционной работы с масличными крестоцветными культурами во ВНИИМК является гетерозисная селекция. В настоящее время разработана методика селекционной работы, создан обширный банк линейного материала, создаются и изучаются аналоги родительских линий, проходят полевую оценку экспериментальные гибриды.

Научно-исследовательская работа по рапсу во ВНИИМК не ограничивается селекционной программой. Специалистами института разрабатываются способы и методы химической защиты растений от вредителей и болезней, создаются специальные защитные композиции для предпосевной обработки семенного материала, изучаются приемы повышения зимостойкости озимых крестоцветных культур, совершенствуются элементы сортовых и зональных технологий возделывания рапса и сурепицы, позволяющие максимально реализовать биологический потенциал продуктивности сортов в конкретных почвенно-климатических условиях.