Влияние сроков сева на химический состав желтосемянного ярового рапса

Научно-технический бюллетень

Всероссийского научно-исследовательский институт масличных культур 2005, вып. 1

ВНИИ масличных культур

Н.С. Осик,

кандидат биологических наук

Ю.Ю. Поморова,

аспирант

ВЛИЯНИЕ СРОКОВ СЕВА НА ХИМИЧЕСКИИ СОСТАВ ЖЕЛТОСЕМЯННОГО ЯРОВОГО РАПСА

УДК 633.853.494:631.5[581.9

В решении проблемы растительных масел пищевого и технического использования большое значение имеют культуры с высоким урожаем семян и повышенным содержанием в них масла. Среди таких культур одно из первых мест принадлежит яровому рапсу. Масло рапса используется как кухонный и салатный жир, а также широко применяется в технике. Посевные площади под рапсом в последние годы неизменно растут.

В селекции рапса, наряду с урожайностью, масличностью и другими хозяйственно ценными признаками должны быть учтены и более широкие требования к химическому составу семян, а это невозможно без углубленного изучения его в различных биотипах и формах биохимического состава ярового рапса. Одной из таких форм является желтосемянный рапс.

Химический состав семян, несмотря на определяющую роль наследственных факторов в накоплении различных веществ, изменяется в зависимости от места произрастания растений и особенно от условий в период формирования и созревания семян. Это подтверждают многочисленные исследования отечественных и зарубежных ученых.

На основе обобщения результатов опытов с сортами озимого рапса Oler-siak Tadeusz [1] оценил влияние климатических факторов и почвенных условий на формирование урожая семян. Показано, что более 50 % вариабельности урожая обусловлено количеством осадков и температурой воздуха в период вегетации.

Качество урожая во многом зависит от географических эдафических и биотических факторов. Так содержание масла и глюкозинолатов изменяется от перемещения с северо-запада на юго-восток. Большую роль играют кислотность почвы, обеспеченность К, В и Си, а также повреждение растений вредителями и болезнями.

Исследования Si P., Walton G. Н. [2], проведенные в различных пунктах Западной Австралии позволили установить адаптационные способности некоторых сортов рапса к условиям водного дефицита в различные сроки сева. При позднем севе период от цветения до созревания семян сокращался, но урожай и содержание масла в семенах уменьшались. Практически во всех пунктах и при разных сроках сева выделился по продуктивности сорт Hyola 42.

Аналогичные данные получены Хлебовым П. П. [3] при изучении продуктивности ярового рапса и качества его семян при различных сроках сева в условиях Алтайского Приобья. Посев ярового рапса в первую декаду мая обеспечил урожай семян с высокой масличностью.

Климат зоны Краснодара континентальный с умеренным увлажнением. Осадки в весенне-летний период распределяются неравномерно, что может негативно влиять на формирование и налив семян в период вегетации и в конечном итоге на содержание в них различных соединений. Срок сева является одним из важнейших приемов агротехники. Он позволяет сдвинуть вегетационный период в наиболее благоприятные условия произрастания, от этого зависит не только урожайность, но и биохимический состав семян.

Поэтому целью настоящей работы явилось изучение характера изменчивости содержания белка, масла и глюкозинолатов в зависимости от сроков сева ярового рапса. Исследования проводились в течение 2002-2004 гг. на экспериментальной базе ВНИИ масличных культур на образцах безэрукового жетосемян-ного рапса (тип «ООО»), полученых в институте с помощью ионизирующего излучения и межвидовой гибридизации. В качестве контроля в экспериментах использовались 2 сорта сизосемянного рапса: ВНИИМК-214 и Ярвэлон (тип «00»). Первый срок сева был близок к оптимальному - 10 апреля. Интервал между последующими сроками сева составлял 10 дней (2 срок - 20 апреля, 3 срок -1 мая).

У рапса тип «000» вегетационный период в среднем равен 86 дням, что на 1-2 дня длиннее, чем у сизосемянного.

Период всходы - цветение у желтосемянных растений более растянут (на

2-3 дня), в дальнейшем эта разница быстро нивелируется за счет влияния метеофакторов. Вторая половина вегетации желтосемянного рапса, фаза цветение -желто-зеленый стручок, была несколько короче, чем у традиционного рапса.

Погодные условия в годы проведения исследований складывались таким образом, что отдельные фазы вегетации проходили в различных условиях влаго-обеспеченности и температуры воздуха (рисунок). 2002 и 2004 гг. незначительно отличались по количеству осадков за все время вегетации растений 1-го срока сева. Растения 2-го срока сева испытывали дефицит влаги в 2002 г. в фазе всходы - цветение и в 2004 г. во второй половине вегетации в фазе цветение - желто-зеленый стручок при 3 сроке сева. 2003 г. выделялся значительными отклонениями от средних многолетних данных по количеству выпавших осадков. В фазы от всходов до желто-зеленого стручка выпало всего 133,5 мм осадков (табл. 1), причем самыми засушливыми оказались май и июнь. Растения 1-го срока сева оказались в наихудших условиях в период налива семян, растения 2-го и

3-го сроков сева испытывали водный стресс в фазе всходы - цветение. Кроме того, из-за сильной засухи они были сильно поражены вредителями: крестоцветной блошкой, рапсовым пилильщиком и др., и в результате чего урожай 3-го срока практически весь погиб

Сседнемноголетние осадки, мм 1-12002

1-12003 СГ32004

—Среднемноголетняя температура, С —С—2002

-О-2003 —¿1—2004

Рисунок. Распределение осадков и температуры воздуха в течение вегетации ярового рапса, ВНИИМК, 2002-2004 гг.

Таблица 1 - Распределение осадков по фазам вегетации ярового рапса в зависимости от сроков сева семян

____ВНИИМК, 2002-2004 гг.

Срок Сев - цветение Цветение - желто-зеленый стручок

сева 2002 г. 2003 г. 2004 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г.

1 60,2 47,9 52,8 167,4 20,8 195,3

2 105,7 28,1 164,2 201,4 41,9 206,6

3 183,2 30,3 158,3 203,4 85,5 136,0

Примечание: 1 срок сева - 10 апреля, 2 срок сева - 20 апреля, 3 срок сева - 1 мая.

Температура воздуха в течение роста и развития растений в отдельные годы незначительно отклонялась от средних многолетних данных.

Результаты исследований показали, что климатические факторы оказывают существенное влияние на накопление масла, протеина и глюкозинолатов в семенах обоих типов рапса.

Содержание масла у большинства образцов желтосемянного и сизосемян-ного рапса незначительно снижалось (на 1-2 %) при 2-ом сроке сева, (табл. 2). Эта тенденция особенно проявилась в 2003 и 2004 гг.

Таблица 2 - Влияние сроков сева ярового рапса на содержание масла в семенах, %

Номер элиты, сорт Срок сева

2002 2003 2004

1 2 3 1 2 3 1 2 | 3

Желтосемянный рапс

23453 44,4 ! 45,0 43,5 46,0 44,5 44,7 45,0 44,2

25142 44,6 44,8 44,1 45,6 43,2 44,0 42,8 43,1

28429 46,2 45,9 44,6 46,1 46J 45,8 43,2 43,0

28456 46,7 46,1 45,3 47,9 44,7 ! 46,8 41,9 42,4

Янтарь 45,9 45,0 : 44,7 47,2 46,4 45,6 44,9 43,6

Сизосемянный рапс

вниимк 214 44,9 44,7 43,4 46,7 45,5 - 45,2 41,0 39,4

Ярвэлон 43,7 : 45,0 1 43,8 46,9 45,9 - 44,0 43,7 42,5

HCPcs 0,8 0,9 0,9 Сроки сева: 1-10 апреля, 2-20 апреля, 3-1 мая

В условиях засухи 2003 г. отмечался более высокий уровень накопления масла, особенно у сизосемянных образцов 1-го срока сева. Различия по содержанию масла у образцов тип «ООО» и «00» составляли по срокам сева от 0,2 до 2,4 %.

Уровень содержания протеина в образцах либо незначительно увеличивался от 1-го к 3-ему сроку (max до 2 %), либо оставался на уровне 1-го срока

сева (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние сроков сева ярового рапса на содержание протеина в семенах, %

Номер элиты, Срок сева

сорт 2002 г. 2003 г. 2004 г.

1 2 ^.....3 ... 1 2 з 1 2 з

Желтосемянный рапс

23453 26.5 25.8 26.4 23,5 24,3 - 25,3 25,3 26,0

25142 26,2 25,1 25,7 25,4 26,2 - 25,8 26,0 26,2

28429 25,9 26,2 26,0 23,9 23,9 - 24,7 25,4 26,3

28456 24,4 25,3 25,5 24,1 24,8 | - 26,4 26,1 27,1

Янтарь 26,7 24,9 25,2 24,9 25,1 | - 25,5 25,0 25,9

Сизосемянный рапс

вниимк 214 22,5 22,4 23,1 24,3 25,4 - 23,3 24,2 25,6

Ярвэлон 23,9 24,6 25,0 25,3 26,0 - rsl . J 24,0 24,8

НСРэз 0,7 0,6 0,7

Сроки сева: 1 - 10 апреля, 2 - 20 апреля, 3- 1 мая

Количество протеина в основном повышалось у сизосемянных образцов от 1-го к 3-ему сроку сева. Среди желтосемянных образцов отмечено небольшое возрастание протеина у образцов № 23453 и № 28456 по всем годам исследования, что, по-видимому, можно объяснить их происхождением.

Таблица 4 - Влияние сроков сева ярового раггса на содержание глюкозинолатов в семенах

Номер элиты, сорт Срок сева

2002 г. 2003 г. 2004 г.

1 : 2 ! 3 1 ! 1 | 2 3 1 2 3

Желтосемянный рапс

23453 13,8 12,0 - 17,5 17,1 17,0 14,9 15,8 16,5

25142 11,6 10,9 - 14,0 15,3 14,8 13,2 13,0 14,9

28429 11,7 НД 14,5 - - - 12,1 12,7 18,7

28456 9,7 10,0 13,3 13,7 13,9 14,8 10,8 13,0 16,7

Янтарь 15,7 14,3 j 12,4 16,7 14,3 13,7 19,1 17,2 13,7

Сизосемянный рапс

вниимк 214 12,4 | 12,1 | 14,3 15,7 15,1 16,0 12,7 12,3 16,9

Яраэлон 13,0 j 12,9 J 12,0 15,7 15,5 16,9 13,4 15,3 15,1

HCPos 1,1 1,0 1,0

Сроки сева 1-10 апреля, 2-20 апреля, 3-1 мая

Количество глюкозинолатов у желтосемянных и сизосемянных форм по срокам сева отличалось незначительно. В 2003 г. в связи с создавшимися неблагоприятными условиями, общее содержание глюкозинолатов было на 3-4 мкмоля выше, чем в более влажные 2002-2004 гг.

Значительных колебаний в накоплении глюкозинолатов по каждому исследуемому образцу желтосемянного рапса в зависимости от сроков сева мы не установили. Если в 2002 г. отмечалась тенденция к их снижению, то 2004 г. показал обратную картину. Таким образом, условия конкретного года вегетации оказывают большее влияние на этот показатель, чем срок сева. Тем не менее, наилучшие данные получены по 1-му и 2-му срокам сева. Результаты нашей работы согласуются с исследованиями Boucherean A., Clossais-Besnard и др. [Б], Josefsson Е. and Appelqvist L. А. [6], которые отмечали колебания до ± 10 % в содержании масла, белка и глюкозинолатов, а также количество олеиновой кислоты и токоферолов в масле традиционного рапса в отдельные годы выращивания.

Суммируя изложенное, можно сделать вывод, что для таких показателей как содержание масла, протеина и количество глюкозинолатов для желтосемянного и сизосемянного рапса наиболее благоприятными являются 1-й и 2-й сроки сева, как вариант возможного ухода от засухи.

Литература

1. Olekuak Tadeusz. Wplyw czynnikow pogodowich na plona wanie rzepaku ozimego (Proc. 10-th Intern.Rapeseed Cong. Canderra, Australia, 26-29 Sept.-1999. -1999. -№ 212. -C. 195-210.

2. Si P., Walton G.H. Determinans of oil concentration and seed yield in canola and Indian mustard in the lower rainfall areas of Western Australia// Anstral. J. Agr. Res. - 2004. - 55. - № 3. - C. 367-377.

3. Хлебов П.П. Продуктивность ярового рапса и качество его семян при различных сроках посева в условиях Алтайского Приобья // Интенсификация зем-

леделия в Алтайском крае. ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ие. - Новосибирск, 1989. - С. 88-92.

4. Халилова Л.А. Исходный материал для селекции желтосемянного ярового рапса // Дис, на соис. уч. ст. канд. биол. наук. - Краснодар, 2002.

5. Boucherean A,, Clossais-Besnard N., Bensaond A., Leport L, Renard М. Water stress effects on rapeseed quality// Eur., S, Agron. - 1996. - 5. - № 1, 2. - P. 19-30.

6. Josefsson е., Appelqvist l.A. Glukosinolates in seed of rape and turnip rape as affected by variety and envizonment // J. Sci., Fd. Agric. - 1968. - Vol. 19. -P. 564-570.