УДК 631.527.5
, ,
Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан,
г. Алматы,
zaure. *****@***kz
МЕТОДЫ ОТБОРА И ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ГИБРИДНОЙ КОЛЛЕКЦИИ ТЫКВ СЕМЕЙСТВА CUCURBITACEAE JUSS.
В течение многих веков тыква, благодаря своим полезным свойствам, оставалась одной из самых популярных сельскохозяйственных культур. Доказано, что семена и препараты, полученные из спелых тыкв, обладают мембраностабилизирующим, антигипоксантиновым, антигипертензивным, противоотечным, противоаллергическим и антиатеросклеротичным воздействием, не имеют противопоказаний и побочных эффектов и могут рекомендоваться в качестве биологически активной добавки в пищу для детей, беременных и кормящих женщин и пожилых людей. В нашей стране особое место занимает проблема создания отечественной коллекции гибридов, включающей в себя пищевые, кормовые и декоративные сорта тыкв. Для достижения этой цели была освоена новая методика планирования посадки, выращивания с применением биоорганоминерального удобрения и последующего морфологического анализа тыквенного материала.
Ключевые слова: тыква, Cucurbitaceae juss.,, биоорганоминеральное удобрение, гибриды.
З. Ғ. Айташева, ,
Көп ғасырлар бойы асқабақ өзінің пайдалы қасиеттері үшін ауылшарушылық дақылдарының ішінде кең тарағандарының бірі. Піскен асқабақ дәнінен алынған препараттардың мембрананы тұрақтандырушылық, антигипоксантиндік, антигипертензиялық, ісіктер мен аллергияға қарсылық, антиатеросклероздық әсерлерге иелігі, сонымен бірге қарсыкөрсетілімдер мен қосалқы әсерлерсіз екені дәлелденген, сондықтан биологиялық белсенді қоспа ретінде балаларға, жүкті әйелдер мен қарттарға ұсынылады. Біздің елімізде тағамдық, жемдік және сәндік асқабақ сорттарының отандықбудандар коллекцияларын құру мәселесі айрықша орын алады. Осы айтылған мақсатқа жету үшін жаңа отырғызудыжоспарлау әдісі меңгерілді, биоорганикалық тыңайтқыштар қолданылды және асқабақтар морфологиялық белгілері бойынша талданды.
Кілтті сөздер: асқабақ, Cucurbitaceae juss., биоорганикалық тыңайтқыш, будандар.
Z. G. Aytasheva, B. A. Djumabaeva, S. B. Dauletbaeva, L. P. Lebedeva, S. K.Baiseitova
METHODS OF SELECTION AND CULTIVATION OF BREEDING MATERIAL FOR FURTHER CREATING A HYBRID COLLECTION OF DOMESTIC PAMPKINS BELONGED TO CUCURBITACEAE JUSS. FAMILY
During the last centuries, pumpkins, according to their properties, are one of the most popular crops in the world. It has been proved, that seeds and preparations made from ripped pumpkins, have membrane-stabilizing, anti-hypoxanthine, anti-hypertensive, anti-inflammatory, anti-allergic and anti-atherosclerotic influence, also they have no contraindications and could be recommended as a dietary supplements in food for children, pregnant and lactating women and elderly people. Problems of creating domestic collection of hybrids including in food, feed and decorative specimens occupy a special place in our country. To achieve results in this field of research it has been adapted some new methods of planning, planting with biofertilizer, analyzing ripped pumpkin material.
Key words: pumpkin, Cucurbitaceae juss., biofertilizer, hybrids.
В данной работе освоены новые методики посадки и выращивания различных сортов тыкв, производимых на базе агробиостанции «Жана Талап» (Алматинская область) и экспериментальных участках ГП «Институт ботаники и фитоинтродукции» КН МОН РК. г. Алматы. Был проведен детальный морфологический анализ полученного урожая.
Тыква является одной из древнейших культурных растений. Семейство тыквенных (Cucurbitaceae juss.) включает род тыквы (Cucurbita L.), который насчитывает от 13 до 27 видов по разным источникам. Культурными видами тыквы считаются пять видов, остальные относятся к дикорастущим [1].
Тыква - однолетнее, двудольное, травянистое, перекрестноопыляющееся, однодомное растение. Тыква твердокорая (или обыкновенная) - наиболее скороспелый (созревает за 4 месяца) и выносливый вид. По способу употребления плодов этот вид подразделяют на две группы: бахчевую и овощную. Первую выращивают до полного созревания плодов, вторую – до стадии технической спелости.
По занимаемым посевным площадям тыква находится на пятом месте в мире и относится к сельскохозяйственным культурам с большим экспортным потенциалом. В наше время особенно возрос спрос на семена тыквы и тыквенное масло.
Семена тыквы содержат в своем составе насыщенные жирные кислоты – примерно 50% от общего состава. 98% составляют: линолевая кислота (омега 6) – 64,2%, пальмитиновая кислота – 14,6%, олеиновая кислота (омега 9) – 11,3% и стеариновая кислота – 9,9%, витамины A, E, F, В1, В2, B3, B6, B9, С, Р, T, K, антиоксиданты, фитостеролы, каротиноиды, фосфолипиды, макро - и микроэлементы и флавоноиды [2-4]. Тыквенные семена также насыщены хлорофиллом, который обладает бактерицидным и антисептическим свойствами, извлекается совместно с флавоноидами, Показано, что флавоноиды участвуют в общем оздоровлении и омоложении организма за счет мембраностабилизирующего, антигипоксантного, антигипертензивного, противоотечного, противоаллергического и антиатеросклеротичного воздействий [5].
Материал и методика исследования. Объектами исследования были выбраны представители семейства Cucurbitaceae местной и международной селекции (Сухая, Серая, Griffe du Diable, Maxima, Zucchetta ornamentale, Пищевая тыква, Шапка Мономаха, Витаминная тыква и дыня Cucumis melo ).
В результате полевых работ был разработан способ выращивания органических плодов пищевой и декоративной тыквы на малой территории с применением почвы, образованной с помощью компоста. Предложенный способ дает возможность преодолеть одновременно две проблемы: ограниченный размер посевного участка и дороговизну синтетических удобрений, а также отсутствие необходимости удаления слабых растений и излишних процедур прополки.
Также, по результатам полевых работ, включающих размножение и повышение урожайности, авторами проекта , , получено свидетельство № 000 от 01.01.01 г. о государственной регистрации прав на объект авторского права под названием: «Метод выращивания органических плодов пищевой и декоративной тыквы на малой территории с применением почвы, образованной с помощью компоста» (рисунок 1).
При данном способе посадки, чернозем в форме «горок» по 15-25 кг распределяли по участку размером 5 х 10 м. В сформированные «горки» вносили семена пищевой тыквы (3-10 шт.) или декоративной тыквы (10-25 шт.) Семена предварительно подвергали набуханию в проточной воде при комнатной температуре (20°С) в течение 12-24 час. Заделка семян производилась на глубину 3-5 см. Установлено, что всхожесть семян при посадке данным способом достигает 100% при условии высокого качества посевного материала тыквы. Выявлено, что обязательным условием применения данного метода выращивания тыквы является сочетание единственного сорта пищевой и ряда сортов декоративной тыквы на одном, ограниченном участке. В противном случае, при использовании различных сортоформ пищевой тыквы на одном и том же участке лимитированных размеров множество сортоформ может переопыляться и давать гибридные формы. Абсолютная, 100%-ная, всхожесть показаны при данном способе посадки и соблюдении условий сочетания сортоформ для ряда местных и ранее интродуцированных сортообразцов тыквы («Витаминная», «Карина», «Мантная» и др.). Оценка урожайности при выращивании данным способом показала, что на участке размером 50 кв. м урожайность достигает 100 кг плодов для пищевых сортообразцов и 10-15 кг для декоративных сортообразцов. Метод применим для раннеспелых (период вегетации до полного созревания плода 90-95 дней) и среднераннеспелых сортов (период вегетации до полного созревания плода 120-125 дней).
Рисунок 1 - Метод выращивания органических плодов пищевой и декоративной тыквы: схема размещения посадок на ограниченном участке (10 х 50 м) в виде черноземных «горок». Защищенный объект авторского права ДГП НИИ проблем экологии
При проведении морфологического анализа двадцати сортоформ тыкв, нами измерялись такие основные показатели продуктивности, как размеры плода, период от всходов до технической спелости, масса плодов и толщина мякоти. Кроме того, как видно из таблицы 1, была проанализирована норма высева семян на 0,1 га и всхожесть сортообразцов коллекции.
Таблица 1 - Норма высева и степень прорастания семян различных тыкв, возделываемых в степной зоне на Агробиостанции «Жана Талап» в 2014 г.
Разновидность тыкв | Коли-чество лунок на 0, 1 га | Количество растений на лунку | Всхожесть, % | Количество семян, г на 0,1 га | Масса 1000 семян, г |
Пищевые (столовые) тыквы | 1015+5 | 2 | 87,5+1,5 | 670+5 | 120,0+0,2 |
Декоративные тыквы | 1030+10 | 3 | 100,0 | 750+10 | 45,0+0,1 |
Кормовые тыквы | 475+25 | 1 | 84,0+1,0 | 500+8 | 140,0+0,2 |
Как видно из таблицы, за счет всходов, несмотря на высокую норму высева, к наиболее продуктивной разновидности тыкв можно отнести тыкву декоративную. Однако на седьмой год хранения семян или при температурах ниже 10°С энергия прорастания падает примерно на 80%, и декоративная тыква теряет установленное преимущество. По данным [6], плоды тыквы на 90% оводнены, в то время как сухое вещество варьирует в пределах 9,7%-30,0%.
Также, в 2013-2014 гг. нами было изучено влияние нового комплексного органоминерального удобрения, синтезированного специалистами химического факультета КазНУ им. аль-Фараби.
На рисунке 2 продемонстрирован эффект органоминерального удобрения на содержание белка в семенах тыквы сорта «Афродита». Как видно из данного рисунка, оптимум концентрации органоминерального удобрения для получения наивысшей концентрации белка семян (35,7%) соответствует 5 л удобрений на сотку.
Следовательно, органоминеральные удобрения увеличивают не только общую продуктивность плодов, но также увеличивают и сопутствующие показатели продуктивности, такие как содержание белков. Этот параметр достигает своего максимального значения при более низкой концентрации удобрения по сравнению с остальными.
Рисунок 2 – Эффект комплексного органоминерального удобрения на количество белка семян тыквы сорта «Афродита».
Также, показано стимулирующее влияние нового биоорганоминерального удобрения (рисунок 3, таблица 2) на весовые параметры и размеры плодов декоративной тыквы Zucchetta ornamentale, сортоформа «Апельсин».
Рисунок 3 - Стимулирующий эффект биоорганоминерального удобрения на размер плодов декоративной тыквы Zucchetta ornamentale: 1 – контроль; 2 – добавка в почву удобрения в количестве 1 г на 1 кв. м экспериментального поля на 14-й день после появления всходов
Отмечено, что прирост по размеру плода превышал 22,7%, а увеличение массы плода под влиянием того же удобрения достигало уже 81,3%. Для другого сорта декоративной тыквы, «Griffe du Diable» установлено, что контрольная масса плода составляет 0,13+0,01 кг, в то время как масса плода при воздействии удобрения составляла 0,20+ 0,01 кг (таблица 2).
Таблица 2 – Оценка стимулирующего влияния биоорганоминерального удобрения на размеры и вес плодов декоративной тыквы Zucchetta ornamentale, форма «Апельсин»
Варианты | Размер плода (см) | Вес (кг) |
Контроль (без внесения удобрений) | 6,6+0,2 х 6,9+0,3 | 0,16+0,01 |
Опыт (концентрация удобрения 1 г на 1 кв. м экспериментального участка для посадки) | 8,1+0,1 х 8,2+0,1 | 0,29+0,01 |
Таким образом, приращение массы плода составило, по нашим данным, 53,8%. Отсюда становится очевидным, что испытуемое биоорганоминеральное удобрение действительно является эффективным стимулятором увеличения урожайности декоративной тыквы. Вместе с тем ясно, что данное удобрение также вполне применимо и для обработки посевов пищевых сортоформ тыквы. Возможно, что это удобрение будет в ближайшее время использоваться как в полевых, так и в тепличных условиях.
Таким образом, создана коллекция декоративной тыквы, которая включает сортообразцы итальянского, казахстанского, российского и французского происхождения подготовленная для текущего и последующего вегетационных сезонов. Данная коллекция размножается в условиях степной зоны на Агробиостанции КазНУ им. аль-Фараби, в предгорной зоне на экспериментальных участках в урочище Алмарасан, в Талгарском районе Алматинской области и на территории РГП «Институт ботаники и фитоинтродукции» КН МОН РК.
Проведен морфогенетический анализ материала коллекции тыкв. Изучение всхожести сортообразцов на стадии листообразования представлены в нижеследующей таблице (таблица 3) . Из таблицы 3 видно, что сортообразец «Сухая» на анализируемой стадии онтогенеза 27-39-й день имеет высокую всхожесть - 80%, и, судя по динамике развития листового аппарата в этот же период, высоко адаптирован к условиям предгорной зоны Алматинской области, наряду с ранее адаптированными сортообразцами «Витаминная» и «Волжская серая». Таким образом, идентифицирована часть адаптированных сортообразцов, предположительно способных аккумулировать и трансформировать метаболиты ДДТ и изомеры ГХЦГ.
Таблица 3 - Результаты морфогенетического анализа: промежуточная оценка всхожести сортообразцов пищевой и декоративной тыквы (27-й день после высадки)
Наименование сортообразца | Всхожесть, % |
Волжская серая | 80,00+ 0,15 |
Витаминная | 100,00 |
Зимняя | 40+ 0,10 |
Крупная сочная | 0,00 |
Лечебная | 20,00+ 0,35 |
Сухая | 80,00+ 0,26 |
Уйгурская | 60,00+ 0,12 |
Тыква декоративная | |
Courges decoratives en melange | 75,00+ 0,21 |
Zucchetta ornamentale (сортоформа «Апельсин») | 40,00+ 0,25 |
В ходе морфогенетического анализа проведено изучение развития верхушечных листьев у сортообразцов пищевой и декоративной тыквы (таблица 4).
Таблица 4 - Результаты морфогенетического анализа: развитие верхушечных листьев у сортообразцов пищевой и декоративной тыквы
Наименование сортообразца | Кол-во листьев, шт. на 27-й день | Размеры листьев, см. на 27-й день | Кол-во листьев на 39-й день | Размеры листьев (см) на 39-й день |
Тыква пищевая | ||||
Волжская серая | 4 | 8,23 x 11,27 | 10 | 18,1 х 28,8 |
Витаминная | 3 | 5,73 х 8,93 | 10 | 10,2 х 15,6 |
Зимняя | 3-4 | 5,60 х 10,50 | 13,8 х 16,8 | |
Крупная сочная | - | - | - | - |
Лечебная | 2 | 5,10 х 8,10 | 4 | 12,1 х 13,0 |
Сухая | 4 | 10,80 х 12,08 | 8 | 18,5 х 25,2 |
Уйгурская | 5 | 8,00 х 9,20 | 15 | 14,0 х 17,2 |
Тыква декоративная | ||||
Courges decoratives en melange | 3 | 6,53 х 9,27 | 10 | 10,6 х 14,2 |
Zucchetta ornamentale | 2-3 | 5,75 х 7,8 | 10 | 10,6 х 14,2 |
* Сортоформа, не давшая всходов
По признаку количества листьев, отмечено одинаковое варьирование данного параметра у пищевых и декоративных форм тыквы на 27-й и 39-й день после высадки и составляет от 2 до 10. Выявлена сортоформа, не давшая всходов – Крупная сочная. По признаку диаметра листьев, как важного параметра ассимиляционной деятельности у растений, выявлено стабильное отношение среди форм декоративной тыквы и высокие показатели, характеризующие пищевые сорта - Волжская серая, Сухая и Уйгурская, как на 27-й, так и на 39-й день после высадки (таблица 4)
Результаты и их обсуждение. Была проведена работа по выявлению ценных сортов и сортоформ растений пищевой и декоративной тыквы, составлен протокол полевых экспериментов. На основе коллекций тыквы из различных регионов и стран (Алматинская, Восточно-Казахстанская, Костанайская, Кызылординская области Республики Казахстан, страны - Италия, КНР, Россия и Франция) создана первичная коллекция семян пищевой и декоративной тыквы и отобраны перспективные сорта и сортообразцы для дальнейших работ. Материал, состоящий из 13 перспективных сортообразцов и включающий 3 сортообразца гигантской тыквы, 1 сортообразец тыквы-люффы китайской, 1 сортообразец тыквы декоративной итальянской, «Zucchetta ornamentale» (сортоформа «Апельсин») размножен и прошел экологическое испытание на Агробиостанции КазНУ им. аль-Фараби. Материал Кзылординской коллекции пищевой тыквы (из 6 сортообразцов, предоставленных селекционером , согласно описи) размножен и прошел экологическое испытание на опытном поле РГП «Институт ботаники и фитоинтродукции» КН МОН РК.
На основе полученных результатов осуществлено составление малого каталога родительских сортообразцов пищевой и декоративной тыквы. Пополнение коллекции производится для улучшения рациона питания, обучения студентов и школьников, а также для совершенствования агроархитектурного дизайна до стандартов международного уровня. Закрепление перечня коллекции за ДГП НИИ проблем экологии позволяет распространять исходный материал в стране и проводить совместные генетико-селекционные мероприятия.
В результате планомерного высева и отбора местных и интродуцированных сортообразцов и сортоформ тыкв, их гибридов и анализа продуктивности пищевой и декоративной тыкв нам удалось создать отечественную коллекцию пищевой и декоративной тыквы. Таким образом, цель проекта по созданию отечественной коллекции сортоформ пищевой и декоративной тыквы полностью достигнута.
ЛИТЕРАТУРА
1. // Тыква и кабачки. Волгоград, 1962. – С.21.
2. Applequist W. L., Avula B., Schaneberg B. T. // Comparative fatty acid content of seeds of four Cucurbita species grown in a common (shared) garden. Journal of Food Composition and Analysis, Volume 19, Issues 6-7, September-November 2006. - Р. 606-611.
3. Xanthopoulou M. N., Nomikos T., Fragopoulou E. // Antioxidant and lipoxygenase inhibitory activities of pumpkin seed extracts. Food Research International, Volume 42, Issues 5-6, June-July 2009. - Р. 641-646.
4. Procida G., Stancher B., Cateni F., Zacchigna M. J. // Chemical composition and functional characterization of commercial pumpkin seed oil. Sci Food Agric. Mar 30;93(5). – 2013. –Р. 1035.
5. Lin K. H., Hsu C. Y., Huang Y. P., Lai J. Y., Hsieh W. B., Huang M. Y., Yang C. M., Chao P. Y. // Chlorophyll-related compounds inhibit cell adhesion and inflammation in human aortic cells. J Med Food. 2013 Oct;16(10):886-98
6. . // От арбуза до тыквы. «Кайнар», 1989. – С. 272.
ӘДЕБИЕТТЕР
1. // Тыква и кабачки. Волгоград, 1962. – С.21.
2. Applequist W. L., Avula B., Schaneberg B. T. // Comparative fatty acid content of seeds of four Cucurbita species grown in a common (shared) garden. Journal of Food Composition and Analysis, Volume 19, Issues 6-7, September-November 2006. - Р. 606-611.
3. Xanthopoulou M. N., Nomikos T., Fragopoulou E. // Antioxidant and lipoxygenase inhibitory activities of pumpkin seed extracts. Food Research International, Volume 42, Issues 5-6, June-July 2009. - Р. 641-646.
4. Procida G., Stancher B., Cateni F., Zacchigna M. J. // Chemical composition and functional characterization of commercial pumpkin seed oil. Sci Food Agric. Mar 30;93(5). – 2013. –Р. 1035.
5. Lin K. H., Hsu C. Y., Huang Y. P., Lai J. Y., Hsieh W. B., Huang M. Y., Yang C. M., Chao P. Y. // Chlorophyll-related compounds inhibit cell adhesion and inflammation in human aortic cells. J Med Food. 2013 Oct;16(10):886-98
6. . // От арбуза до тыквы. «Кайнар», 1989. – С. 272.
REFERENCES
1. Ludilov V. A. // Pumpkins and squashes. Volgograd, 1962. – p. 21
2. Applequist W. L., Avula B., Schaneberg B. T. // Comparative fatty acid content of seeds of four Cucurbita species grown in a common (shared) garden. Journal of Food Composition and Analysis, Volume 19, Issues 6-7, September-November 2006. - Р. 606-611.
3. Xanthopoulou M. N., Nomikos T., Fragopoulou E. // Antioxidant and lipoxygenase inhibitory activities of pumpkin seed extracts. Food Research International, Volume 42, Issues 5-6, June-July 2009. - Р. 641-646.
4. Procida G., Stancher B., Cateni F., Zacchigna M. J. // Chemical composition and functional characterization of commercial pumpkin seed oil. Sci Food Agric. Mar 30;93(5). – 2013. –Р. 1035.
5. Lin K. H., Hsu C. Y., Huang Y. P., Lai J. Y., Hsieh W. B., Huang M. Y., Yang C. M., Chao P. Y. // Chlorophyll-related compounds inhibit cell adhesion and inflammation in human aortic cells. J Med Food. 2013 Oct;16(10):886-98
6. Gucaluck T. G. // From Watermelon to Pumpkin. Kainar, 1989. – p.272.
SUMMARY
It has been studied new methods of cultivation and planting pumpkins and their hybrids. Also it was created a new collection of food, feed and decorative pumpkin specimens.
Сведения об авторах
– д. б.н., заведующий кафедрой генетики и молекулярной биологии, факультета биологии и биотехнологии КазНУ имени аль-Фараби, e-mail: zaure. *****@***kz,
Жумабаева Бейбитгул Акималиевна – к. б.н., доцент кафедры генетики и молекулярной биологии, факультета биологии и биотехнологии КазНУ имени аль-Фараби e-mail: *****@***ru ,
– к. б.н., старший преподаватель доцент кафедры генетики и молекулярной биологии, факультета биологии и биотехнологии КазНУ имени аль-Фараби e-mail: Saniya. *****@***kz,
