POSTÊP BIOLOGICZNY W HODOWLI I UPRAWIE GROCHU SIEWNEGO I BOBIKU

Transkrypt

1 FRAGMENTA AGRONOMICA 007 (XXIV) NR 4(96) POSTÊP BIOLOGICZNY W HODOWLI I UPRAWIE GROCHU SIEWNEGO I BOBIKU JANUSZ PRUSIÑSKI Katedra Szczegó³owej Uprawy Roœlin, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy Synopsis. W latach wpisano do krajowego rejestru 35 odmian bobiku, 69 odmian u jadalnego i 4 odmiany u pastewnego. Najwiêksz¹ aktywnoœæ prac hodowlanych w tym okresie stwierdzono w u jadalnym, a najmniejsz¹ w bobiku. Najwiêcej zarejestrowanych obecnie odmian u pochodzi z Hodowli Roœlin Szelejewo (17) i Poznañskiej Hodowla Roœlin Tulce (14), a bobiku z Hodowli Roœlin Strzelce (10) i HR Szelejewo (7). Zdecydowana wiêkszoœæ odmian pozostawa³a w rejestrze nie wiêcej ni 10 lat, przy czym odmian, które przetrwa³y w rejestrze mniej ni 5 lat by³o najwiêcej w bobiku (34,%), a najmniej w u jadalnym (4,3%). Obecnie w rejestrze u jadalnego najwiêksz¹ grupê stanowi¹ odmiany w wieku 6 10 lat, a u u pastewnego i bobiku 1-5 lat. Œredni wiek odmiany u jadalnego nie przekracza³ 8 lat, podczas gdy u pastewnego i bobiku wynosi³ ponad 9 lat. Najd³u ej w krajowym rejestrze odmian u siewnego w analizowanym czasie pozostawa³a odmiana Karat, u pastewnego Fidelia, a bobiku Nadwiœlañski. Potencjalny postêp iloœciowy obliczony na podstawie plonów nasion wzorca w doœwiadczeniach COBORU na przestrzeni 36 lat wynosi³ rocznie od 57,4 kg ha w bobiku, do 77,3 kg ha w u pastewnym i 81,9 kg ha w u jadalnym. W pracy przedstawiono wyniki postêpu hodowlanego w cechach jakoœciowych obu gatunków. S³owa kluczowe key words: bobik faba bean, siewny pea, postêp biologiczny biological progress WSTÊP Wytworzenie odmiany o wiêkszej wartoœci gospodarczej od dotychczas uprawianych stanowi g³ówny i koñcowy cel hodowli twórczej. Zdaniem Oleksiaka i Arseniuka [00] odmiany s¹ najtañszym sposobem zwiêkszania i rozwoju produkcji rolnej. Ich nasiona, w miarê wyczerpywania siê rezerw tkwi¹cych w agrotechnice, wp³ywaj¹ na postêp iloœciowy, czyli na wzrost plonów w produkcji. W hodowli roœlin str¹czkowych postêp biologiczny wynika z zastosowania m.in. z krzy owania (oko³o 75% wspó³czeœnie zarejestrowanych odmian), mutacji indukowanych poprzez moczenie nasion w roztworach N-nitrozoN-metylo moczniku (NMU) lub N-nitrozoN-etylomoczniku (NEU) b¹dÿ przez traktowanie nasion szybkimi neutronami (oko³o 8%) oraz selekcji (prawie 17%) [Martyniak 000, Œwiêcicki 1984]. Postêp hodowlany tej grupy roœlin mo na rozpatrywaæ w aspekcie poprawienia wskaÿników jakoœci plonu zwiêkszenia zawartoœci bia³ka, polepszenia jego sk³adu aminokwasowego, zmniejszenia zawartoœci lub eliminacji substancji anty- ywieniowych itp., poprawienia strukturalnych elementów plonu, skrócenia okresu wegetacji, ograniczenia podatnoœci roœlin na wyleganie oraz odpornoœci roœlin i nasion na choroby i szkodniki. Finalnym celem, do którego zmierza hodowla roœlin str¹czkowych jest zwiêkszenie plonów nasion, a w szczególnoœci plonów bia³ka [Œwiêcicki 1993].

2 114 J. Prusiñski AKTYWNOŒÆ REJESTRACYJNA Jednym z mierników postêpu hodowlanego jest liczba nowo wprowadzonych odmian [Krzymuski i in. 1997] okreœlana za pomoc¹ wskaÿnika aktywnoœci rejestracyjnej, który obliczono jako œredni¹ roczn¹ liczbê nowych odmian w rejestrze [Lista odmian roœlin rolniczych ] ze wzoru: W ar = ÓL no/n, gdzie: L no liczba nowo wpisywanych odmian, n liczba lat. W latach wpisano do krajowego rejestru 35 odmian bobiku, 69 odmian u jadalnego i 4 u pastewnego (tab. 1). atwo zauwa yæ, e najwiêksz¹ aktywnoœæ prac hodowlanych w tym okresie stwierdzono w u jadalnym, a najmniejsz¹ w bobiku, co oznacza, e œrednio rejestrowano po odpowiednio 1,84 i 0,95 ich odmian rocznie (tab. 1). Najwiêcej zarejestrowanych obecnie odmian u pochodzi z Hodowli Roœlin Szelejewo (17) i Poznañskiej Hodowla Roœlin Tulce (14), a bobiku z Hodowli Roœlin Strzelce (10) i HR Szelejewo (7). Tylko dwie odmiany w bobiku (Merlin i Mistral) i a osiem odmian u (Baryton, Brutus, Grapis, Phönix, Profi, Santana, Terno i Zekon) pochodz¹ z hodowli zagranicznych. Tabela 1. Aktywnoœæ rejestracyjna odmian bobiku i u siewnego w latach Table 1. Registration activity of faba bean and pea cultivars in Wyszczególnienie Specification Liczba wpisanych odmian ogó³em Total number of cultivars registered Bobik Faba bean Groch jadalny Edible pea Groch pastewny Fodder pea W ar Aktywnoœæ rejestracyjna 0,97 1,9 1,17 Registration activity Zdecydowana wiêkszoœæ odmian pozostawa³a w rejestrze nie wiêcej ni 10 lat (tab. ), przy czym odmian, które przetrwa³y w rejestrze mniej ni 5 lat by³o najwiêcej w bobiku (34,%), a najmniej w u jadalnym (4,3%). Obecnie w rejestrze u jadalnego najwiêksz¹ grupê stanowi¹ odmiany w wieku 6-10 lat, a u u pastewnego i bobiku 1-5 lat. Tabela. Table. Liczba odmian bobiku i u siewnego w krajowym rejestrze w zale noœci od d³ugoœci cyklu ich ycia w latach Number of faba bean and pea cultivars in the state register depending on the cultivar life-cycle over D³ugoœæ cyklu ycia odmiany Cultivar lifecycle in years Liczba odmian w rejestrze w latach Number of cultivars in the register over bobik faba bean jadalny edible pea pastewny fodder pea W tym liczba odmian w rejestrze w 006 roku Including cultivars present in the register in 006 bobik faba bean jadalny edible pea pastewny fodder pea >

3 Postêp biologiczny w hodowli i uprawie u siewnego i bobiku 115 Dla okreœlenia szybkoœci wymiany odmian wykorzystano œredni wiek odmiany W o im wy - sza jego wartoœæ tym wolniejsza by³a wymiana odmian w danym gatunku. W o obliczono dla odo = ÓW ir/n r, gdzie: Wir wiek odmiany i w roku r, N r liczba odmian w roku r. Œredni wiek odmiany u jadalnego mian zarejestrowanych w danym roku w latach wg wzoru: W nie przekracza³ 8 lat, podczas gdy u pastewnego i bobiku wynosi³ ponad 9 lat (tab. 3). Najd³u ej w rejestrze odmian u siewnego w analizowanym czasie pozostawa³a odmiana Karat, u pastewnego Fidelia, a bobiku Nadwiœlañski. Jednak do rekordzistów pod wzglêdem d³ugowiecznoœci w krajowym rejestrze w ogóle w u siewnym nale y Kujawski Wczesny (7 lat), a w pastewnym Kosieczyñska i Nieznanicka (33 lata). Œredni wiek odmian bobiku i u siewnego pozostaj¹cych w rejestrze w latach Tabela 3. Table 3. Average life cycle of faba bean and pea cultivar present in the register in Gatunek Species Œredni wiek odmiany Average cultivar life cycle Odmiany pozostaj¹ce najd³u ej w rejestrze (lat) Longest registered cultivars (years) Bobik Faba bean 9,68 Nadwiœlañski (5) Groch jadalny Edible pea 7,86 Karat (17) Groch pastewny Fodder pea 9,35 Fidelia (7) POSTÊP ILOŒCIOWY W pracy wykorzystano dane liczbowe zawarte w materia³ach COBORU [Syntezy wyników doœwiadczeñ odmianowych ] na podstawie których obliczono równania regresji wzglêdem lat ze œrednich trzyletnich plonów nasion i innych wa nych gospodarczo cech iloœciowych i jakoœciowych na przestrzeni ostatnich 36 lat. W latach œredni plon nasion u jadalnego wynosi³,46 t ha, u pastewnego,06 t ha, a bobiku 3,01 t ha. Potencjalny postêp iloœciowy obliczony na podstawie plonów wzorca w doœwiadczeniach COBORU na przestrzeni 36 lat (od 1971 do 006 roku) wynosi³ rocznie od 57,4 kg ha w bobiku, do 77,3 kg ha w u pastewnym i 81,9 kg ha w u jadalnym przy wysokich wspó³czynnikach determinacji (rys. 1). Rys. 1. Postêp w plonowaniu bobiku (yb), u jadalnego (ygj) i pastewnego (ygp) w latach w okresach 3-letnich od (1) do (1) Fig. 1. Progress in faba bean (yb),, edible (ygj) and fodder (ygp) pea in seed yielding over in 3-year periods from (1) to (1)

4 116 J. Prusiñski POSTÊP JAKOŒCIOWY W tabeli 4 przedstawiono cechy jakoœciowe obu gatunków, dla których rachunek regresji wskazuje na istotne zmiany ich wartoœci w badanym okresie. Zawartoœæ bia³ka ogólnego w nasionach u i bobiku wskazuj¹ na istotne tendencje do zmniejszania siê jego zawartoœci, zw³aszcza w nasionach u jadalnego. Tylko u u pastewnego zanotowano systematyczny i istotny wzrost masy 1000 nasion z oko³o 150 g na pocz¹tku lat 70. ubieg³ego wieku do ponad 0 g w ostatnich trzech latach, przy bardzo wysokim R = 0,96. U u jadalnego wysokoœæ roœlin na pocz¹tku lat 70. wynosi³a nieco ponad 140 cm, a u pastewnego prawie 170 cm. Na przestrzeni 36 lat spadek wysokoœci ich roœlin wyniós³ odpowiednio 1,5 i, cm rocznie. Równomiernoœæ dojrzewania i udzia³ roœlin zielonych przed zbiorem s¹ oznaczane przez COBORU od po³owy lat 80. XX wieku. Nie stwierdzono istotnych zmian w kszta³towaniu siê tej cechy na przestrzeni ostatnich 1 lat, a R wynosi³y od 0,318 u bobiku do 0,667 u u jadalnego. Przeciêtna w latach równomiernoœæ dojrzewania str¹ków oceniana po osi¹gniêciu dojrza³oœci do zbioru wynosi 8,0, co oznacza, e mniej ni 5% str¹ków nie uzyskuje tego stadium dojrza³oœci. Tabela 4. Równania regresji dla wybranych cech jakoœciowych bobiku i u siewnego w latach Table 4. Regression quotations for faba bean and pea selected traits over Cecha Trait Zawartoœæ bia³ka w nasionach Seed protein content Masa 1000 nasion 1000 seed weight Wysokoœæ roœlin Plant height Równanie regresji Regression quotation yb = 0,0894x - 1,3994x + 33,6 ygj = 0,0104x - 0,3994x + 6, ygp = 0,0363x - 0,8113x + 6,0 yb = 0,317x - 4,0744x + 57,6 ygj = 1,6958x + 50, ygp = 0,8089x -,111x + 148,4 yb = -0,00x + 1,3884x + 19,9 ygj = 1,6688x - 6,8x + 174,7 ygp = -0,4301x - 1,6678x + 168,1 yb = 0,1714x + 0,8643x + 3,1 Udzia³ roœlin zielonych przed zbiorem 1 ygj = 0,0518x 0,3589x + 8,36 Share of green plants prior to harvest 1 ygp = -0,4913x + 3,9051x - 1,4 1 dla lat for ; * R istotny przy á = 0,05; ** R istotny przy á = 0,01; * R significant at á = 0.05; ** R significant at á = 0.01 R 0,61* 0,761** 0,648* 0,017 0,170 0,96** 0,314 0,845** 0,891** 0,853** 0,790* 0,800* Mimo znacznego skrócenia ³odyg u u odpornoœæ roœlin na wyleganie przed zbiorem pozostaje na tym samym poziomie. Do najbardziej odpornych na wyleganie i tym samym najmniej k³opotliwych w zbiorze [Andrzejewska 004] zaliczyæ nale y obecnie w¹solistne odmiany u jadalnego Tarchalska (wyleganie przeciêtne, ale bez wp³ywu na wysokoœæ plonu i trudnoœci przy sprzêcie), a u pastewnego Sokolik (wyleganie bardzo wyraÿne do silnego) [Wiatr 1998]. COBORU nie prowadzi systematycznych badañ zawartoœci substancji swoistych w nasionach u. Wyniki opublikowane w 1998 roku wskazuj¹, e nasiona odmian Kama i Kier zawieraj¹ nieznaczne iloœci (0,01 mg), a Kormoran i uraw oko³o 0,6 mg tanin skondensowanych w 1 g suchej masy nasion. Ich zawartoœæ w nasionach bobiku w latach wynosi³a a 0,817 mg, a w latach % mniej tj. 0,759 mg w 1 g suchej masy nasion. W ostatnich latach zarejestrowano kilka nowych odmian, m.in. Olga i Kasztelan z HR w Strzelcach oraz Merlin i Mistral z Selgen (Czechy) o minimalnej zawartoœci tanin (poni ej 0,035 mg), co jest niew¹tpliwym

5 Postêp biologiczny w hodowli i uprawie u siewnego i bobiku 117 sukcesem hodowli. Z drugiej jednak strony istniej¹ dowody na wa ne funkcje tanin w kszta³towaniu wartoœci siewnej nasion. Jak podaj¹ Kolasiñska i Wiewióra [00] nasiona bobiku o œladowej zawartoœci tanin kie³kuj¹ i wschodz¹ w polu o 10-1% s³abiej ni wysokotaninowe i charakteryzuj¹ siê na ogó³ ni szym wigorem i zdrowotnoœci¹. Do najbardziej zmiennych w latach nale a³ udzia³ roœlin zielonych przed zbiorem i plon nasion u wszystkich gatunków, a tak e wystêpowanie str¹kowca i zawartoœæ bia³ka w nasionach bobiku, wysokoœæ roœlin i ich wyleganie u u jadalnego oraz masa 1000 nasion u u pastewnego (tab. 5). Najmniejszej zmiennoœci w latach podlega³y równomiernoœæ dojrzewania, d³ugoœæ okresu wegetacji i wystêpowanie chorób. Powszechne opinie o du ej zmiennoœci plonowania roœlin str¹czkowych wydaj¹ siê byæ nieuzasadnione, gdy wspó³czynniki zmiennoœci plonów ziarna zbó w badaniach COBORU wynosi³y od 8% dla form jarych do 34% dla ozimych [Prusiñski i Kozdemba 006], tj. podobnie jak w badaniach w³asnych dla u (7,3 35,1%) i bobiku (4,3%). Tabela 5. Wspó³czynniki zmiennoœci dla wa niejszych cech u ytkowych bobiku i u siewnego, % Table 5. Variability coefficients for more important faba bean and pea traits, % Cecha Character Bobik Faba bean Groch jadalny Edible pea Groch pastewny Fodder pea Plon nasion Seed yield 4,3 7,3 35,1 Zawartoœæ bia³ka Total protein content 33,0 8,48 7,56 Zawartoœæ tanin Tannin content 9,76 - Wysokoœæ roœlin Plant height 14,4 33,5 5,7 Wyleganie Plant lodging 14, 3,8 16,1 D³ugoœæ wegetacji Vegetation period 9,5 6,77 6,83 Masa 1000 nasion 1000 seed weight 6,74 7,87 19,4 Równomiernoœæ dojrzewania Ripening uniformity 4,43 3,15 4,98 Udzia³ roœlin zielonych przed zbiorem Share of green plants before harvest Pêkanie str¹ków i osypywanie nasion Pod shattering and seeds loosing Wystêpowanie chorób Disease occurence Wystêpowanie szkodników Pest occurence Czekoladowa plamistoœæ Chocolate spot 37,8 70,3 68,7,0,9 5,48 8,38 Rdze Rusts 7,47 8,00 Askochytoza Ascochyta blight 7,4 5,89 5,73 Fuzarioza Fusariosis 5,89 5, M¹czniak spp. Mildew fungi 7,34 5,88 Str¹kowiec Broad bean weevil 40,4 GROCH I BOBIK W UPRAWIE Jeszcze na pocz¹tku lat 90. XX wieku roœliny str¹czkowe uprawiane na nasiona zajmowa³y powierzchniê nieco ponad 300 tys. ha, w tym ponad 30% stanowi³y plantacje nasienne. Obecnie znaczenie gospodarcze roœlin str¹czkowych jest niewielkie (poni ej 1% powierzchni uprawy grun-

6 118 J. Prusiñski tów ornych [Prusiñski i Kotecki 006], przy czym w latach siewny zajmowa³ niespe³na 13 tys., a bobik 8,5 tys. ha. Ich œrednie plony nasion w produkcji wynosz¹ oko³o,1-1 i,6 t ha, co oznacza, e wykorzystanie potencja³u biologicznego wspó³czesnych odmian tych gatunków wynosi 53 66%, tj. mniej wiêcej tyle samo co na pocz¹tku lat 80. XX wieku [Oleksiak 1987]. PODSUMOWANIE W odró nieniu do innych sposobów intensyfikacji produkcji roœlinnej postêp biologiczny ma charakter ekologiczny. Jak podaje Nalborczyk [1997] wzrost plonów roœlin uprawnych obserwowany w latach wynika³ w 18%, a w latach ju w 5% z postêpu wnoszonego przez nowe odmiany. W badanym 36-leciu wpisano do krajowego rejestru 69 odmian u jadalnego, 4 odmiany u pastewnego i 35 odmian bobiku. Zdecydowana wiêkszoœæ odmian pozostaje w rejestrze nie wiêcej ni 10 lat. Analiza wyników COBORU wskazuje na znaczny postêp w plonowaniu u siewnego i bobiku plony nasion w latach ros³y o ,4 kg ha w bobiku, 77,3 kg ha w u pastewnym i 81,9 kg ha w u jadalnym rocznie. Warto zauwa yæ, e obecnie uzyskiwane plony nasion u jadalnego s¹ wy sze ni bobiku, podczas gdy na pocz¹tku lat 70. ubieg³ego wieku bobik by³ bardziej plenny ni. Wiele cech jakoœciowych obu gatunków prezentowanych w pracy albo uleg³o poprawie albo utrzymuje siê na niezmienionym poziomie. Wspóln¹ cech¹ postêpu biologicznego w naszym kraju jest opóÿnione jego wprowadzane do praktyki rolniczej [Martyniak 1997, Prusiñski 007], a coraz mniejsza liczba stacji hodowli zajmuj¹cych siê kreacj¹ nowych odmian u i bobiku nie jest zapewne czynnikiem korzystnym. Istnieje zatem realne niebezpieczeñstwo zmarginalizowania lub wrêcz zaniechania hodowli tych gatunków wobec stale nieuzasadnionego niewielkiego ich znaczenia gospodarczego w naszym kraju. PIŒMIENNICTWO 1. Andrzejewska, J Czy w¹solistne odmiany u siewnego (Pisum sativum L.) s¹ sukcesem nauki?. Post. Nauk Rol. 4: Kolasiñska, K., Wiewióra, B. 00. Wp³yw zawartoœci tanin w nasionach bobiku (Vicia faba L. na zdolnoœæ kie³kowania, wigor, zdrowotnoœæ i plon nasion. Biul. IHAR 1: Krzymuski, J., Oleksiak, T., Krzeczkowska A Methods of biological progress estimation. Adv. th in Biometrical Genetics. Proc. 10 Meeting of the EUCARPIA. Biometrics in Plant Breeding, Poznañ. Eds. P. Krajewski i Z. Kaczmarek: Lista odmian roœlin rolniczych COBORU S³upia Wielka. 5. Martyniak, J Postêp biologiczny w roœlinach str¹czkowych w okresie transformacji gospodarki w Polsce. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 446: Martyniak, J Geneza polskich odmian roœlin str¹czkowych. Hod. Ros. i Nas. 1: Nalborczyk, E Postêp biologiczny, a rozwój rolnictwa w koñcu XX w i pocz¹tkach XXI stulecia. Agricola 33, supl. SGGW Warszawa: Oleksiak, T Roœliny str¹czkowe w œwietle analiz doœwiadczeñ produkcyjnych. Biul. IHAR 163: Oleksiak, T. Arseniuk, E. 00. Postêp w hodowli roœlin uprawnych. Pam. Pu³aw. 130: Prusiñski, J Znaczenie odmian roœlin str¹czkowych rejestrowanych przez COBORU w okresie gospodarki rynkowej. Acta Sci. Pol., Agricultura (w druku).

7 Postêp biologiczny w hodowli i uprawie u siewnego i bobiku Prusiñski, J., Kotecki, A Wspó³czesne problemy produkcji roœlin motylkowatych. Fragm. Agron. 3: Prusiñski, J., Kozdemba, K Iloœciowy postêp biologiczny w hodowli i uprawie zbó w Polsce po 1990 roku. Zagad. Doradztwa Roln. 4: Runowski, H Postêp biologiczny w rolnictwie. Wyd. SGGW Warszawa. 14. Syntezy wyników doœwiadczeñ odmianowych (od 001 rejestrowych). Roœliny str¹czkowe. COBORU S³upia Wielka. 15. Œwiêcicki, W Breeding methods for forage and grain lupins. Proc. 3rd Inter. Lupin Conf., La Rochelle: Œwiêcicki, W Wybrane zagadnienia genetyki i hodowli ³ubinu. Mat. Konf. ubin w gospodarce i yciu cz³owieka. PT Poznañ: Wiatr, K Metodyka badania wartoœci gospodarczej odmian roœlin uprawnych. 1. Roœliny str¹czkowe. COBORU S³upia Wielka. J. PRUSIÑSKI BIOLOGICAL PROGRESS IN PEA AND FABA BEAN BREEDING AND CULTIVATION Summary In cultivars of faba bean, 69 of edible pea and 4 cultivars of folder pea were registered into the state cultivar register. The highest register activity over this period was observed in edible pea and lowest in faba bean. Most cultivars remained listed in the register no more than 10 years. The average life cycle of edible pea cultivars did not exceed 8 years, whereas of faba bean and fodder pea exceeded 9 years. Karat of edible pea, Fidelia of fodder pea and Nadwiœlañski of faba bean cultivars remained entered into the register for the longest period. The quantitative progress in seed yield calculated for the check of the Center -1-1 for Cultivar Testing (COBORU) over 36 years ranged from 57.4 kg ha in faba bean to 77.3 kg ha in fodder -1 pea and 81.9 kg ha in edible pea per year. However seed yield in practice are still at least 34-47% lower than those obtained in the COBORU. Out of the qualitative traits studied, the total seed protein content in both species and the plant height of pea showed the decrease tendency, while the share of green plants prior to harvest and the 1000 seed weight of fodder pea increase tendencies. Over 36 years the share of green plants prior to harvest and the seed yields of both species as well as the occurrence of broad bean weevil were among the most changeable traits. The lowest variability concerned the vegetation period length, ripening uniformity and disease occurrence. A decreasing number of legume breeder stations or institutions can limit a number of new cultivars and registration activity of this still underestimated plant group in Poland in the future and make the legume breeding program in Poland margin. Prof. dr hab. Janusz Prusiñski Katedra Szczegó³owej Uprawy Roœlin, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy ul. Kordeckiego 0, 85-5 Bydgoszcz prusin@utp.edu.pl