УДК 633.854.54: 631.5 (477.43 + 477.4) https://doi.org/10.21498/25181017.19.4.2023.291228
П. П. Ляльчук1*, М. І. Бахмат1 , Б. М. Макарчук2
1Заклад вищої освіти «Подільський державний університет», вул. Шевченка, 13, м. Кам’янецьПодільський, Хмельницька обл., 32316, Україна, *email: mr.lialchuk@gmail.com
2Український інститут експертизи сортів рослин, вул. Генерала Родимцева, 15, м. Київ, 03041, Україна
Мета. Встановити особливості формування врожайності та якості насіння сортів льону олійного (Linum humile Mill.) в умовах Західного Лісостепу України. Методи. Дослідження проводили впродовж 2020–2021 рр. на дослідному полі Хмельницької філії Українського інституту експертизи сортів рослин (с. Требухівці, Летичівський рн, Хмельницька обл.). Сівбу здійснювали в другій декаді квітня, норма висіву насіння – 8 млн шт./га. Предметом досліджень були сорти льону олійного ‘Орфей’, ‘Світлозір’ і ‘Водограй’. Закладання дослідів, оцінювання матеріалу, фенологічні спостереження та біометричні вимірювання рослин, збирання врожаю виконували відповідно до «Методики проведення кваліфікаційної експертизи сортів рослин групи технічних і кормових на придатність до поширення в Україні». Показники якості насіння льону олійного визначали згідно з «Методикою проведення кваліфікаційної експертизи сортів рослин на придатність до поширення в Україні». Результати. Оптимальні умови Західного Лісостепу України сприяли своєчасному настанню фенологічних фаз росту та розвитку, а також несуттєвому варіюванню тривалості періоду вегетації (від 96 до 99 діб) рослин льону олійного. Їхню продуктивність оцінювали за такими показниками, як кількість коробочок і маса насіння з однієї рослини. За умови сівби 25 квітня та норми висіву насіння 8,0 млн шт./га найвищою врожайністю характеризувався сорт ‘Світлозір’ (1,45 т/га), найнижчою – ‘Орфей’ (0,8 т/га). Оцінювання за біохімічними показниками та визначення вмісту сирого протеїну, олії й жирних кислот (пальметинової, стеаринової, олеїнової, лінолевої, ліноленової, гондоїнової, ейкозенової та ерукової) здійснювали для сортів ‘Орфей’, ‘Світлозір’ і ‘Водограй’. Так, ‘Орфей’ характеризувався найбільшою кількістю білка в насінні – 24,15%; ‘Світлозір’ мав показник 22,74%; ‘Водограй’ – 22,26%. Високою часткою олії в перерахунку на абсолютно суху речовину відзначився ‘Водограй’ – 45,6%, що на 2,19% більше ніж в сорту ‘Орфей’. Уміст ліноленової кислоти варіювався від 45,703 (‘Орфей’) до 48,261% (‘Світлозір’), а ерукову протягом досліджень не виявлено в жодному з сортів. Висновки. Сорти ‘Орфей’, ‘Світлозір’ і ‘Водограй’ характеризувалися понад 35%м умістом олії в насінні, що відповідає вимогам ДСТУ 7577:2014, та забезпечили якість товарної продукції льону олійного.
Ключові слова: сорт; насіння; продуктивність; біохімічні показники; протеїн; олійність; жирні кислоти.
Petro Lialchuk
https://orcid.org/0000000225506871
Mykola Bakhmat
https://orcid.org/0000000161199218
Вступ
Льон – найдавніша культивована людиною рослина, яку початково використовували у промисловості для створення фарб, лаків, волокна й натуральних виробів. Льняне волокно є цінним компонентом для автомобільної та будівельної галузей, зокрема його застосовують у процесі виготовлення вторинного композитного матеріалу [1].
З агрономічного погляду льон здатний адаптуватися до локальних умов і формувати високі та якісні врожаї навіть за негативного впливу природних факторів [2, 3]. Також з цієї культури отримують цінні, широко застосовувані в переробній, лікарській і харчовій галузях технічну та харчову олії [4–7].
Нині особливо актуальними є дослідження якісного складу насіння льону, що слугує для споживачів природним джерелом найважливіших жирних кислот, понад 50% від загального вмісту яких становлять омега-6 та омега-3, необхідні для покращення й підтримання здоров’я людини [5, 6]. За кількістю ненасичених жирних кислот лляна олія удвічі переважає риб’ячий жир. Вона є особливо корисною для живлення мозку та покращення розумової діяльності [7].
Загальна площа льону олійного у світі становить орієнтовно 6 млн га. Найбільше його вирощують у США, Індії, Канаді та Аргентині. Середня світова врожайність насіння – 0,5–0,6 т/га. В Україні ця культура поширена в степовій і лісостеповій зонах, а її врожаї в кращих господарствах можуть досягати понад 2,0 т/га [3]. Через велику контрастність ґрунтово-кліматичних і погодних умов у період вегетації рослин за роками необхідно мати кілька типів сортів льону олійного для забезпечення стабільної врожайності та якості [8–14].
На думку багатьох дослідників, зовнішні фактори, зокрема й ґрунтово-кліматичні умови, в період інтенсивного росту рослин сильно впливають на формування якості насіння та можуть значно обмежувати реалізацію потенційних можливостей сорту [15]. Льон не дуже вимогливий до температурного режиму, проте в умовах Передкарпаття високі температури під час вегетації сприяють формуванню більшої кількості коробочок, а тому й значної маси насіння з рослини [10]. Високі середні значення морфологічних показників прямо пов’язані з урожайністю, що свідчить про великі потенційні можливості сортів.
Вчені вважають, що використовуючи селекційну стратегію, базовану на відборі рослин за кількістю на них розгалужень і коробочок, а також за масою 1000 насінин і чисельністю останніх в коробочці, можна збільшити врожаї льону олійного [16–22]. Оскільки ця цінна культура є досить пластичною та стійкою проти низьких температур повітря (особливо в початковий період вегетації), актуальним є розроблення основних технологічних заходів для її вирощування в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах [20, 21].
Висока чутливість окремих сортів до несприятливих факторів помітно звужує ареал їхнього поширення в різні екологічні зони. Саме тому збільшення можливостей реакції сортів на умови зовнішнього середовища є основним завданням селекціонерів [19–22]. Продуктивність льону олійного – комплексна ознака, яка значною мірою залежить від його насіннєвої продуктивності – кількості коробочок на рослині та насінин у коробочці, а також маси 1000 насінин і насіння з однієї рослини. Тому вивчення взаємозв’язків між елементами продуктивності відіграє важливу роль у селекційній роботі з досліджуваною культурою для одержання її високих урожаїв [3]. Останні можна збільшити й поліпшити за якістю, створивши оптимальні умови для росту та розвитку рослин, що також сприятиме реалізації біологічного потенціалу льону олійного [15].
Звернути увагу науки та виробництва на основні елементи технології вирощування, а також визначити стабільність сортів льону олійного можна, випробовуючи та оцінюючи їх за якісними показниками товарної продукції в конкретних умовах вирощування [20, 21].
Мета досліджень – встановити особливості формування врожайності та якості насіння сортів льону олійного (L. humile) в умовах Західного Лісостепу України.
Матеріали та методика досліджень
Дослідження проводили впродовж 2020–2021 рр. на дослідному полі Хмельницької філії Українського інституту експертизи сортів рослин (с. Требухівці, Летичівський р-н, Хмельницька обл.), що за сумою середніх добових температур понад 10 °С і ступенем зволоження належить до північного помірно-теплого вологого агрокліматичного району Хмельницької області. Клімат помірно континентальний, середньорічна температура – 6–7 °С, сума опадів – 510–580 мм.
Ґрунти – чорноземи типові малогумусні слабозмиті легкосуглинкові на карбонатних лесоподібних суглинках, що характеризуються такими показниками: рН – 5,9, вміст гумусу – 2,9%, азоту – 112,0 мг/кг, фосфору – 106,0, калію – 84 мг/кг. Згідно з агрохімічним обстеженням і паспортизацією земель, ґрунти господарства є середніми за якістю (VI клас).
Погодні умови за роки досліджень були сприятливими для росту та розвитку рослин льону олійного, про що свідчать подані на рис. 1, 2 і в табл. 1 результати метеорологічних спостережень у міжфазні періоди та в період вегетації загалом.
Таблиця 1
Кількість опадів у розрізі фенологічних фаз
росту й розвитку
Код |
Назва фенологічної стадії |
Рік |
|
2020 |
2021 |
||
1 |
Від сівби до повних сходів |
2,9 |
23,5 |
2 |
Від повних сходів до ялинки |
30,4 |
45,4 |
3 |
Від ялинки до бутонізації |
67,7 |
58,7 |
4 |
Від бутонізації до масового цвітіння |
30,3 |
37,9 |
5 |
Від масового цвітіння до достигання |
3,7 |
163,9 |
Предметом досліджень були сорти льону олійного вітчизняної селекції ‘Орфей’, ‘Водограй’ і ‘Світлозір’ (оригінатор – Інститут олійних культур НААН), внесені до Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні.
‘Орфей’ – середньостиглий сорт. Тривалість періоду вегетації – 87–89 діб. Квітка блакитна, середньої величини, насіння помірно коричневе. Висота рослин – 55–58 см. Маса 1000 насінин – 7,5–7,9 г. Урожайність – 1,8–2,0 т/га. Вміст олії в насінні – 47–48%.
‘Водограй’ – середньостиглий сорт. Тривалість періоду вегетації – 87–89 діб. Квітка середньої величини, забарвлення пелюсток віночка блакитне, пиляки сині, насіння помірно коричневе. Висота рослин – 54–60 см. Маса 1000 насінин – 7,5–8,0 г. Урожайність – 2,0–2,5 т/га. Вміст олії в насінні – 48–50%, ліноленової кислоти в олії – понад 70%.
‘Світлозір’ – середньостиглий сорт із чіткими маркерними ознаками, а саме: білим забарвленням пелюсток віночка і жовтим насінням. Тривалість періоду вегетації – 86–87 діб. Висота рослин – 53–57 см. Маса 1000 насінин – 9,0–9,5 г. Вміст олії в насінні – 48–50%, ліноленової кислоти в олії – 68–70%. Урожайність – 2,0–2,5 т на гектар.
Сівбу здійснювали у другій декаді квітня звичайним рядковим способом з міжряддям 15 см. Норма висіву насіння – 8 млн шт./га. Загальна посівна площа ділянки – 57,2 м2 (2,86 × 20 м), облікова – 50 м2 (2,50 × 20 м). Повторність досліду чотириразова; варіанти розміщували, послуговуючись методом розщеплених ділянок. Агротехніка вирощування культури була загальноприйнятою для зони Лісостепу. Попередником слугувала озима пшениця. Фенологічні спостереження у процесі росту та розвитку рослин льону олійного проводили в такі фази:
Сівба (20.04) |
Сходи (25.04–28.04) |
Сходи (25.04–28.04) |
Ялинка (15.05–18.05) |
Ялинка (15.05–18.05) |
Бутонізація (08.06–12.06) |
Бутонізація (08.06–12.06) |
Цвітіння (25.06–30.06) |
Цвітіння (25.06–30.06) |
Достигання (30.07–05.08) |
Закладання дослідів, оцінювання матеріалу, фенологічні спостереження та біометричні вимірювання рослин, збирання врожаю виконували відповідно до «Методики проведення кваліфікаційної експертизи сортів рослин групи технічних і кормових на придатність до поширення в Україні» [23].
Визначення показників якості насіння льону олійного здійснювали згідно з ДСТУ 4967-2008 за «Методикою проведення кваліфікаційної експертизи сортів рослин на придатність до поширення в Україні. Методи визначення показників якості продукції рослинництва» [24, 25].
Для статистичного аналізу отриманих результатів використовували сучасні комплекси дисперсійного та кореляційного аналізів, розроблені вітчизняними й іноземними науковцями. Статистичне оброблення результатів експериментальних досліджень виконували методом дисперсійного аналізу, застосовуючи комп’ютерні програми Agrostat і Statistica 10.0 [15].
Результати досліджень
Встановлено, що на ріст і розвиток рослин льону олійного впливають не лише спадкові ознаки сортів, але й умови зони вирощування. Сорти ‘Орфей’, ‘Водограй’ і ‘Світлозір’ належать до степового екотипу (тривалість періоду вегетації – від 96 до 99 діб) та можуть бути рекомендовані до вирощування в західних регіонах України, зокрема Західному Лісостепу, де біологічні особливості ботанічного таксона L. humile сприяли завершенню повного циклу росту та розвитку рослин (від насіння до насіння).
Погодні умови 2020 року характеризувалися суттєвим варіюванням середньодобових температур повітря та їхніми високими значеннями (15 °С) у другій і третій декадах квітня, що за повної відсутності (друга декада квітня) або малої кількості опадів (3,8 мм у третій декаді квітня) негативно вплинуло на ріст і розвиток рослин льону олійного на початковій стадії.
Сприятливішим для формування врожайності та якості насіння був 2021 р. Середньодобові температури (8,5 і 7,4 °С) та кількість опадів (52,6 і 49,7 мм) двох декад квітня майже не відрізнялися від середньобагаторічних величин. Це позитивно вплинуло на отримання дружних сходів і забезпечило формування оптико-біологічної структури посіву.
З травня до червня відбувається інтенсивний ріст льону олійного. Саме в цей період споживання води рослинами досягає свого максимуму, тому для отримання високих та якісних врожаїв необхідне достатнє й рівномірне зволоження [26, 29–31, 34–36].
Сівба льону в другій декаді квітня спричинила незначне варіювання тривалості періоду вегетації – від 96 до 99 діб. Умови Лісостепу були оптимальними для росту та розвитку рослин, про що свідчать календарні дати настання відповідних фенологічних фаз (табл. 2).
Таблиця 2
Фенологічні фази росту й розвитку рослин льону олійного (середнє за 2020–2021 рр.)
Міжфазний період |
Роки досліджень |
Календарні дати настання фаз |
Тривалість міжфазного періоду, діб |
Сівба – сходи |
2020 |
20.04–25.04 |
5 |
2021 |
20.04–28.04 |
8 |
|
Сходи – ялинка |
2020 |
25.04–15.05 |
20 |
2021 |
28.04–18.05 |
20 |
|
Ялинка – бутонізація |
2020 |
15.05–08.06 |
24 |
2021 |
18.05–12.06 |
25 |
|
Бутонізація – цвітіння |
2020 |
08.06–25.06 |
17 |
2021 |
12.06–30.06 |
18 |
|
Цвітіння – достигання |
2020 |
25.06–30.07 |
35 |
2021 |
30.06–05.08 |
36 |
|
Вегетаційний період загалом |
2020 |
25.04–30.07 |
96 |
2021 |
28.04–05.08 |
99 |
Досліджено такі елементи продуктивності льону олійного, як кількість коробочок на одній рослині, маса насіння з рослин і врожайність (табл. 3).
Таблиця 3
Продуктивність сортів льону олійного
(середнє за 2020–2021 рр.)
Сорти |
Кількість коробочок на рослині, шт. |
Маса насіння з рослини, г |
Урожайність, т/га |
‘Орфей‘ |
15,7 |
0,62 |
0,8 |
‘Водограй‘ |
18,2 |
1,64 |
1,1 |
‘Світлозір‘ |
33,8 |
3,71 |
1,45 |
НІР0,05 |
0,9 |
0,04 |
0,18 |
Так, кількість коробочок на одній рослині варіювалася від 15,7 (‘Орфей’) до 33,8 шт. (‘Світлозір’).
Одна рослина залежно від сорту в середньому забезпечувала від 0,62 до 3,71 г насіння. Найвищою масою 1000 насінин відзначився ‘Світлозір’ – 8,6 г, що на 1,7 г більше ніж в сорту ‘Орфей’.
2020 рік характеризувався менш сприятливими погодними умовами, порівнюючи з 2021-м, а тому й нижчою врожайністю: від 0,8 до 1,45 т/га в сортів ‘Орфей’ і ‘Світлозір’ відповідно (за строку сівби 25 квітня та норми висіву насіння 8,0 млн шт. га).
Загалом, умови зовнішнього середовища сильно впливають не лише на процес олієутворення та кількість жиру, накопичувану в насінні олійних рослин [27, 28, 32, 33], а й на формування врожайності товарної продукції та якості насіння [33, 35]. На рисунку 3 продемонстровано, якою була частка впливу досліджуваних чинників на формування вмісту олії в насінні льону.
Формування хімічного складу жирів, накопичення більшої кількості ненасичених кислот, про що свідчить підвищення йодного числа, відбуваються в період дозрівання насіння під впливом мінливості температури.
Сорти льону олійного ‘Орфей’, ‘Світлозір’ і ‘Водограй’ оцінили за такими біохімічними показниками, як вміст сирого протеїну, олії та жирних кислот (пальметинової, стеаринової, олеїнової, лінолевої, ліноленової, гондоїнової, ейкозенової та ерукової) (табл. 4). Так, ‘Орфей’ характеризувався найбільшою кількістю білка в насінні – 24,15%, ‘Світлозір’ мав показник 22,74%, ‘Водограй’ – 22,26%. Найвищою олійністю відзначився ‘Водограй’ – 45,60%, що на 2,19% більше ніж в сорту ‘Орфей’. Загалом, у всіх досліджуваних сортах уміст олії на абсолютно суху речовину був на рівні 43,41–45,24%, що значно перевищило встановлену стандартну норму (35% за ДСТУ 7577-2014) [37].
Цінність лляної олії та її ефективне використання в харчовій промисловості зумовлені вмістом у ній (від 45,703 (‘Орфей’) до 48,261% (‘Світлозір’)) лінолевої ненасиченої жирної кислоти, багатої на омега-3 (n-3) та омега-6 (n-6). Ерукову кислоту протягом досліджень не виявлено в жодному з сортів і варіантів.
За результатами досліджень встановлено, що біохімічні показники льону олійного, вирощеного в західних регіонах України, не суттєво відрізнялися від тих, за якими було проведено державну реєстрацію сортів, селекцію яких здійснювали в умовах, характерних для Степу України [28, 33, 34].
Таблиця 4
Біохімічні показники насіння сортів льону олійного (середнє за 2020–2021 рр.)
Показники якості |
Сорти |
||
‘Орфей’ |
‘Водограй’ |
‘Світлозір’ |
|
Маса 1000 насінин, г |
6,9 |
7,4 |
8,6 |
Вміст сирого протеїну, % на абсолютно суху речовину |
24,15 |
22,26 |
22,74 |
Вміст олії, % на абсолютно суху речовину |
43,41 |
45,60 |
45,24 |
Вміст жирних кислот, % пальметинова стеаринова олеїнова лінолева ліноленова гондоїнова ейкозенова ерукова |
|
||
4,101 |
3,958 |
3,725 |
|
0,611 |
0,730 |
0,716 |
|
17,404 |
14,811 |
15,436 |
|
17,241 |
15,820 |
16,812 |
|
45,703 |
45,589 |
48,261 |
|
13,098 |
13,230 |
13,175 |
|
1,841 |
1,861 |
1,875 |
|
0,00 |
0,00 |
0,00 |
Отже, сорти льону олійного ‘Орфей’, ‘Світлозір’ і ‘Водограй’ в умовах Західного Лісостепу України за біохімічними показниками, олійністю та відсутністю ерукової кислоти продемонстрували високу якість насіння. Остання, як і продуктивність, сформувалася під впливом різних чинників. Зокрема, частка впливу технологічних заходів становила 18%, сорту – 20, погодних умов років досліджень – 40, збирання – 12, інших факторів – 10%.
Висновки
За результатами експериментальних досліджень з формування біохімічних показників насіння можна зробити висновок, що ріст і розвиток сортів льону олійного відбувалися в оптимальних умовах Західного Лісостепу України. Це забезпечило своєчасність настання фенологічних фаз росту та розвитку рослин і несуттєве варіювання тривалості періоду вегетації – від 96 до 99 діб.
Продуктивність сортів льону олійного оцінили за такими елементами, як кількість коробочок на одній рослині – варіювалася від 15,7 (‘Орфей’) до 33,8 шт. (‘Світлозір’); маса зерна з однієї рослини – від 0,62 до 3,71 г; урожайність – від 0,8 до 1,45 т/га в сортів ‘Орфей’ і ‘Світлозір’ відповідно (за строку сівби 25 квітня та норми висіву насіння 8,0 млн шт./га).
Сорт ‘Орфей’ характеризувався найбільшою кількістю сирого протеїну в насінні – 24,15%, ‘Світлозір’ мав показник 22,74%, ‘Водограй’ – 22,26%. Найвищою олійністю відзначився ‘Водограй’ – 45,60%, що на 2,19% більше ніж в сорту ‘Орфей’. Загалом, у всіх досліджуваних сортах уміст олії на абсолютно суху речовину був на рівні 43,41–45,24%, що значно перевищило встановлену стандартну норму (35% за ДСТУ 7577-2014).
Вміле використання біологічних особливостей сортів у ґрунтово-кліматичних умовах Західного Лісостепу України, а також дотримання й своєчасне здійснення рекомендованих агротехнологічних заходів забезпечують оптимальний ріст і розвиток рослин льону олійного, формування показників продуктивності та якості насіння.
Використана література
References
UDC 633.854.54: 631.5 (477.43 + 477.4)
Lialchuk, P. P.1, Bakhmat, M. I.1 &Makarchuk, B. M.2(2023). Formation of yield and seed quality of linseed varieties (Linum humile Mill.) in the conditions of the Western Forest Steppe of Ukraine. Plant Varieties Studying and Protection, 19(4), 00–00. https://doi.org/10.21498/25181017.19.4.2023.291228
Higher educational institution “Podillia State University”, 13 Shevchenko St., KamianetsPodilskyi, Khmelnytskyi Region, 32316, Ukraine, *email: mr.lialchuk@gmail.com
Purpose. To determine the peculiarities of yield and seed quality formation of varieties of linseed (Linum humile Mill.) in the conditions of the Western Forest Steppe of Ukraine. Methods. The research was conducted in 2020–2021 at the experimental field of the Khmelnytskyi branch of the Ukrainian Institute for Plant Varieties Examination (Trebukhivtsi village, Letychivskyi district, Khmelnytskyi region). Sowing was carried out in the second decade of April, the sowing rate was 8.0 million seeds per hectare. Subjects of the research were oil flax varieties ‘Orfei’, ‘Svitlozir’ and ‘Vodohrai’. The experimental design, evaluation of material, phenological observations and biometric measurements of plants, harvesting were carried out in accordance with the “Methodology for the qualification examination of plant varieties of the technical and fodder group for suitability for distribution in Ukraine”. The quality indicators of linseed were determined according to the “Methodology of qualification examination of plant varieties for suitability for distribution in Ukraine”. Results. The optimal conditions of the Western Forest Steppe of Ukraine contributed to the timely onset of the phenological phases of growth and development, as well as to the insignificant variation in the duration of the vegetation period (from 96 to 99 days) of the flax plants. Productivity was assessed using indicators such as the number of pods and the weight of seeds per plant. Under the condition of sowing on 25 April and the sowing rate of 8.0 million seeds per hectare, the highest yield was characterised by the variety “Svitlozir” (1.45 t/ha), the lowest – ‘Orfei’ (0.8 t/ha). The varieties ‘Orfei’, ‘Svitlozir’ and ‘Vodohrai’ were evaluated by biochemical indicators and the content of crude protein, oil and fatty acids (palmitic, stearic, oleic, linoleic, linolenic, gondoic, eicosapentaenoic and erucic) was determined. Thus, ‘Orfei’ was characterised by the highest amount of protein in the seeds – 24.15%; ‘Svitlozir’ had an indicator of 22.74%; ‘Vodohrai’ – 22.26%. A high percentage of oil in the total dry matter was found in ‘Vodohrai’ – 45.6%, which is 2.19% more than in ‘Orfei’. The content of linolenic acid varied from 45.703 (‘Orfei’) to 48.261% (‘Svitlozir’) and erucic acid was not detected in any of the varieties during the study. Conclusions. The varieties ‘Orfei’, ‘Svitlozir’ and ‘Vodohrai’ were characterised by more than 35% oil content in seeds, which meets the requirements of State Standard 7577:2014 and ensures the quality of marketable oil flax products.
Keywords: variety; seed; productivity; biochemical indicators; protein; oiliness; fatty acids.
Надійшла / Received 12.10.2023
Погоджено до друку / Accepted 29.11.2023