Основы формирования продуктивности и качества семян ярового рапса в лесостепи ЦЧР (стр. 3 )

Таким образом, наиболее важными признаками у ярового рапса являются количество ветвей, число стручков на растении, число семян в стручке. Образцы Global, Erglu, Kosa, Sedo, Karat, сочетающие высокие значения этих признаков, характеризуются высокой продуктивностью. По урожайности данные сорта превышали стандартный сорт Золотонивский на 15% и более.

Оценка критериев приспособленности ярового рапса

По данным архитектоники и структуры продуктивности растений можно лишь выявить общие тенденции изменения урожайности семян и её компонентов, но невозможно количественно оценить взаимосвязи между показателями в зависимости от генотипа и условий выращивания. Поскольку между основными элементами структуры урожая растений в агроценозе существуют компенсаторные взаимосвязи, вклад которых в конечную урожайность изменяется в зависимости от генотипа и среды.

Эти взаимосвязи между растениями можно оценить количественно по критериям приспособленности (Ко) к факторам среды по методике, предложенной (2002).

Нами выявлено, что двадцать семь сортов ярового рапса имели положительные значения Ко по сравнению с растениями сорта Золотонивский, а тридцать два сорта – отрицательные (табл. 3).

Положительные значения Ко были обусловлены в основном компенсаторными эффектами за счет массы 1000 шт. семян и увеличения числа стручков на растении. Лишь для семи сортов (Шпат, Hanna, Sv 7515/6, WW 1270, Jumbo, Ужурский и Шен-ли-цай) положительное значение общего критерия приспособленности было обусловлено и увеличением числа семян в стручке. У остальных сортов положительные компенсаторные эффекты по одним компонентам перекрывались отрицательными эффектами по другим компонентам урожайности семян. Сущность расчетов критериев приспособленности основывается на определении усредненных показателей продуктивности и её компонентов у всех растений с единицы площади.

Таблица 3 – Урожайность и оценка компенсаторных эффектов по элементам структуры урожая различных сортов по отношению к растениям сорта Золотонивский ( гг.)

Сорт	Урожайность (U), г/м2	Общий критерий приспособленности (Ко), г/м2	Доля вклада элементов структуры урожая в (Ко), %
число стручков	число семян в стручке	масса 1000 шт. семян
Золотонивский	196,8
Шпат	204,2	20,4	81,9	58,8	–40,7
Кубанский	210,0	26,3	77,9	–28,1	50,2
Karat	230,1	55,6	119,1	–81,8	62,8
Legro	220,6	37,6	79,5	–34,3	54,8
Sv 7515/6	213,0	29,5	59,7	4,4	35,9
Salut	237,2	55,2	114,7	–86,4	71,7
Omega	234,3	52,1	85,8	–33,4	47,6
Global	241,6	68,2	149,5	–119,9	70,4
WW 1270	202,6	25,4	86,2	9,8	3,9
Erglu	242,2	77,7	134,5	–81,7	47,2
Kosa	260,5	88,9	119,1	–90,8	71,7
Pura	202,1	17,9	116,8	–41,9	25,1
Jumbo	199,5	15,2	46,1	88,2	–34,2
Sedo	235,4	53,3	108,3	–65,9	57,6
Orpal	213,4	23,1	64,6	–62,8	97,8
Line	233,1	50,9	97,8	–69,2	71,3
Duplo	213,2	16,4	57,3	–32,9	75,6
Шен-ли-цай	217,6	14,6	27,4	11,6	61,0

Таким образом, увеличение или уменьшение общего критерия приспособленности разных сортов ярового рапса по сравнению со стандартом происходит в результате изменения соотношений размера вкладов компонентов урожая в конечную продуктивность, а компенсаторные эффекты количественно характеризуют реакции сортов в ценозе на факторы среды в течение вегетационного периода, то есть их адаптивность, и являются показателями взаимосвязей между растениями в популяции.

БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СЕМЯН СОРТОВ ЯРОВОГО РАПСА В ЛЕСОСТЕПИ ЦЧР

Липидный комплекс семян сортов ярового рапса

Высокая масличность семян ярового рапса определяет его питательную ценность. Как показали результаты наших исследований, количество общего жира зависило от генотипических особенностей сортов и от погодных условий в период произрастания. Изучаемые образцы слабо различались по содержанию жира в семенах – 38,0-45,1%. Дифференциация образцов ярового рапса по степени масличности показала, что большинство из них (71,7%) как отечественных, так и зарубежных, по данному признаку находились на уровне 40,1-44,0%.

Высоким содержанием жира (более 44,0%) отличались семь сортов шведского и германского происхождения. Это сорта: Sv 7515/6 (45,1%), Omega (44,7%), WW 1,5%), Global (44,3%), Kosa (44,3%), Loras (44,3%), Legro (44,5%). Они превысили сорт-стандарт по этому показателю на 3-4%. Масличность отечественных образцов рапса находилась в пределах 38,5-42,8%. Лучшим отечественным сортом оказался Галант, в семенах которого содержалось 42,8% жира, это на 1,5% больше, чем у Золотонивского (41,3%). Минимальным количеством общего жира (38,0-38,8%) характеризовались сорта Zemu 304, Ужурский, Оro, К-336.

Реакция сортов на погодные условия в период вегетации была неодинакова, о чем свидетельствуют и коэффициенты вариации признака, во влажных условиях в период формирования семян он был больше (7,3%), чем в другие годы (4,5-4,9%). Почти для половины изучаемых образцов коэффициент вариации по сортам был больше (4,1%), чем коэффициент вариации по годам (0,8-3,4%). Это говорит о том, что для этих сортов масличность семян – высоконаследуемый показатель.

Размах варьирования содержания жира по группам скороспелости составлял от 41,8 до 42,1%. В семенах позднеспелых сортов рапса отмечено незначительное повышение количества жира. В пределах каждой группы имелись образцы с высоким и низким содержанием жира. Масличность семян изучаемых сортов характеризовалась слабой изменчивостью (коэффициент вариации 4,0-4,2%).

Изученные сорта существенно отличались по концентрации основных жирных кислот. Сумма жирных кислот с цепочкой С18 колебалась от 43,5 до 93,4% и находилась в обратной зависимости с суммой эйкозеновой и эруковой кислот (2,8-52,5%) (рис. 5). Соотношение жирных кислот показало, что в безэруковых сортах с повышенной концентрацией олеиновой жирной кислоты в масле соответствует более низкий процент линолевой кислоты и наоборот.

Установлена тенденция к снижению олеиновой и повышению линолевой кислоты у средне - и позднеспелых сортов рапса по сравнению с раннеспелыми. При этом в пределах каждой группы выявлены сорта, устойчиво различающиеся по содержанию жирных кислот. Сумма олеиновой и линолевой жирных кислот в группе раннеспелых сортов несколько выше по сравнению с образцами, имеющими более длинный период вегетации.

Поскольку процесс образования полиненасыщенных кислот идет по схеме: олеиновая кислота→ линолевая кислота→ линоленовая кислота, то отношение концентрации С18:2 к С18:1 может указывать на различную активность ферментов, обеспечивающих образование С18:2 у сортов различного происхождения. Так, у группы сортов с пониженным процентом олеиновой кислоты в масле отношение содержания С18:2 к С18:1 больше (0,31-0,37), чем у группы с повышенным ее процентом (0,27-0,29). Следовательно, интенсивность ферментов, обусловливающих образование линолевой кислоты по схеме С18:1 →С18:2, выше у последней группы сортов, чем у первой.

А	Б
В	Г

Рис. 5. Соотношение жирных кислот в масле сортов: А – безэруковых, Б – низкоэруковых, В – среднеэруковых, Г – высокоэруковых; 1 – сумма предельных кислот, 2 – олеиновая кислота, 3 – линоленовая кислота, 4 – эйкозеновая кислота, 5 – линолевая кислота, 6 – эруковая кислота.

Процесс образования линоленовой кислоты по сравнению с линолевой в семенах безэруковых сортов ярового рапса протекает в 2 раза быстрее, что следует заключить из соотношения концентраций С18:3 и С18:2.

Направленность реакций биосинтеза жирных кислот масла в семенах эруковых сортов существенно отличалось. Особенно наглядно это проявлялось у средне - и высокоэруковых сортов, где соотношения между основными жирными кислотами изменились в 2-5 раз и даже более. Интенсивность образования олеиновой кислоты у высокоэруковых семян снизилась в несколько раз. В то же время интенсивность ферментативных систем, обуславливающих биосинтез линоленовой кислоты из линолевой и последней из олеиновой в 1,5-2 раза больше, чем у безэруковой группы сортов. Данные по изучению жирнокислотного состава масла семян показали, что фенотипическая изменчивость концентраций основных жирных кислот у сортов ярового рапса намного меньше генотипической.

Содержание свободных жирных кислот в масле семян изученных образцов в среднем за пять лет было низким, так как величина кислотного числа варьировала в пределах от 0,9 до 2,92 мг КОН. Сорта ярового рапса различались между собой по степени изменчивости данного показателя в зависимости от метеорологических условий в период формирования и созревания семян. Коэффициент вариации имел широкий диапазон колебаний от 1,60 до 23,8%. Однако, как показали наши исследования, жаркие и сухие погодные условия способствовали не только снижению содержания общего жира в семенах, но и незначительному повышению концентрации свободных жирных кислот в масле семян.

Величина йодного числа масла, характеризующая степень ненасыщенности жирных кислот, изменялась в больших пределах от 93,1 до 113,1 мг йода. Группа сортов с высоким содержанием эруковой кислоты имела небольшие йодные числа (среднее 95,7 мг йода) по сравнению с безэруковыми сортами, у которых йодное число составляло в среднем 107,5 мг йода (рис. 6).

Рис. 6. Соотношение йодного числа и содержания жирных кислот в масле семян различных сортов ярового рапса: 1 – Kosa, 2 – Золотонивский, 3 – Prota, 4 – Brongoro 135/4, 5 – K-3932, 6 – Шен-ли-цай, 7 – К-4266.

Сущность данного различия кроется в соотношении суммы линолевой и линоленовой кислот в безэруковых и высокоэруковых сортах. Сумма данных кислот у первой группы образцов составила 27,5-32,8%, а у высокоэруковых – 21,6-24,5%. Следовательно, средняя степень ненасыщенности масла у безэруковых сортов выше. Нами выявлены образцы с устойчиво высокими значениями йодных чисел (110-113,1 мг йода): Legro, Regent, Kosa, Pura, Orpal, Duplo и Loras. Фенотипическая изменчивость величины йодного числа масла значительно выше, чем изменчивость числа омыления. Так как жаркие и сухие погодные условия оказывают существенное влияние на уменьшение накопления полиненасыщенных жирных кислот, то это приводит к снижению величины йодных чисел масла у всех сортов.

Данные корреляционного анализа между жирными кислотами липидного комплекса представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Коэффициенты корреляции между некоторыми

показателями липидного комплекса

Показатели	Жирные кислоты	Йодное число
Предельные кислоты	Олеиновая	Линолевая	Линоленовая	Эйкозеновая	Эруковая
Олеиновая	0,606
Линолевая	0,587	0,785
Линоленовая	0,292	0,574	0,495
Эйкозеновая	– 0,633	– 0,943	– 0,765	– 0,597
Эруковая	– 0,600	– 0,985	– 0,829	– 0,587	0,888
Йодное число	0,642	0,818	0,891	0,622	– 0,831	– 0,831
Число омыления	0,669	0,978	0,850	0,572	– 0,930	– 0,976	0,855

Таким образом, содержание жира и соотношение жирных кислот масла семян различных сортов ярового рапса в основном обусловлены наследственными факторами, хотя условия вегетации оказывают существенное влияние на изменение их концентраций.