izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/0021-342X-2022-6-67-78izvestiiatimacad-348Research ArticleГЕНЕТИКА, БИОТЕХНОЛОГИЯ, СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВОGENETICS, BIOTECHNOLOGY, BREEDING AND SEED PRODUCTIONСеменная продуктивность и адаптивность сортов люпина белого в условиях Центрально-Черноземного регионаSeed productivity and adaptability of varieties of white lupin in the conditions of the Central Chernozem zoneГатаулинаГ. Г.GataulinaG. G.

Гатаулина Галина Глебовна, профессор кафедры растениеводства и луговых экосистем , д-р с.-х. наук, профессор

127422, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

тел.: (499) 976–18–18

Galina G. Gataulina, DSc (Ag), Professor, Professor of the Department of Plant Growing and Meadow Ecosystems

49 Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

phone: (499) 976–18–18

ggataulina@rgau-msha.ruШитиковаА. В.ShitikovaA. V.

Шитикова Александра Васильевна, заведующий кафедрой растениеводства и луговых экосистем, д-р с.-х. наук, профессор 

127434,  г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

тел.: (499) 976–13–75

Aleksandra V. Shitikova, DSc (Ag), Professor, Head of the Department of Plant Growing and Meadow Ecosystems

49 Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

phone: (499) 976–13–75

plant@rgau-msha.ruМедведеваН. В.MedvedevaN. V.

Медведева Наталия Викторовна, ведущий научный сотрудник Центра зерновых бобовых культур и производства растительного белка, канд.с.-х. наук

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

тел.: (499) 976–13–75

Nataliya V. Medvedeva, PhD (Ag), Leading Research Associate of the Center for Grain Legumes and Vegetable Protein Production

49 Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

phone: (499) 976–13–75

plant@rgau-msha.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation202231032023166778Copyright © Гатаулина Г.Г., Шитикова А.В., Медведева Н.В., 20232023Гатаулина Г.Г., Шитикова А.В., Медведева Н.В.Gataulina G.G., Shitikova A.V., Medvedeva N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/348

В полевых опытах в течение 4-х лет (2019–2022 гг.) в условиях северной части Центрально-Чернозёмного региона определены и представлены в статье компоненты продуктивности у разнотипных сортов белого люпина (Lupinus albus L.). Изучались сорта Дега, Дельта, Старт, Мановицкий, Тимирязевский и Гана селекции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Возделывание урожайных и высокобелковых сортов белого люпина позволяет увеличить производство растительного белка до 15 ц/га (с аналогичным урожаем у зерновых культур сбор белка в 4 раза меньше). Благодаря азотфиксации возможно его производство без затрат дорогостоящих азотных удобрений, что выгодно также в энергетическом и экологическом аспектах. Кроме того, белый люпин способен усваивать труднорастворимые фосфаты почвы. Определено влияние стрессовых факторов, связанных с изменением погоды на разных этапах вегетации, на вариабельность параметров семенной продуктивности растений. Созданные в РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева сорта белого люпина с детерминантным типом роста характеризовались высоким уровнем адаптационного потенциала к дефициту влаги (засуха) и тепловому стрессу (Heat stress). Биологическая урожайность сортов была высокой, в среднем по сортам она составила в 2019, 2020, 2021 и 2022 гг. соответственно 529, 573, 483, 564 г/м2 . Доля главного побега в урожайности семян по годам составила 85, 74, 78, 88%. Коэффициент вариации на главном побеге, V%, в среднем по сортам составил 4,9%, по годам – 11,8%. На боковых побегах он был в 3 раза выше.

In field experiments for four years (2019–2022) in the conditions of the northern part of the Central Chernozem region, the productivity components of different varieties of white lupin (Lupinus albus L.) were determined and presented in the article Dega, Delta, Start, Manovitsky, Timiryazevsky and Gana, the varieties of breeding of Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy, were studied. Cultivation of high-yielding and high-protein varieties of white lupin increases the production of vegetable protein up to 15 c/ha (with a similar yield in grain crops, the protein harvest is four times lower). Thanks to nitrogen fixation, its production is possible without the cost of expensive nitrogen fertilizers, which is also beneficial in energy and environmental aspects. In addition, white lupin is able to assimilate phosphates that are difficult to dissolve. The influence of stress factors related to weather changes at different stages of vegetation on the variability of plant seed productivity parameters has been determined. The varieties of white lupine with determinant type of growth bred in Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy were characterized by a high level of adaptive potential to moisture deficiency (drought) and heat stress. The biological yield of the varieties was high, averaging 529, 573, 483, 564 g/m2 in 2019, 2020, 2021 and 2022, respectively. The share of the main stem in seed yield by year was 85, 74, 78, 88%. The coefficient of variation on the main shoot (V%) averaged 4.9% in varieties, 11.8% in years. On lateral shoots it was three times higher.

сорта люпина белого (Lupinus albus L)рост и развитиепериоды формирования урожаяэлементы структуры урожаяпогода и стрессовые факторывариабельностьvarieties of white lupin (Lupinus albus L)growth and developmentperiods of yield formationelements of crop structureweather and stress factorsvariabilityReferencesГатаулина Г.Г., Медведева Н.В. Селекционные аспекты вариабельности урожайности и динамических характеристик продукционного процесса у сортов люпина белого // Новые сорта люпина, технология их выращивания и переработки, адаптация в системы земледелия и животноводство: Сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию со дня основания Всероссийского научно-исследовательского института люпина, Брянск, 4 июля 2017 г. – Брянск: ЗАО Издательство «Читай-город», 2017. – С. 23–37.Gataulina G.G., Medvedeva N.V. Selektsionnye aspekty variabel’nosti urozhaynosti i dinamicheskikh kharakteristik produktsionnogo protsessa u sortov lyupina belogo [Breeding aspects of yield variability and dynamic characteristics of the production process in varieties of white lupin]. Novye sorta lyupina, tekhnologiya ikh vyrashchivaniya i pererabotki, adaptatsiya v sistemy zemledeliya i zhivotnovodstvo: Sbornik materialov Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 30-letiyu so dnya osnovaniya Vserossiyskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta lyupina, Bryansk, 04 iyulya 2017 goda. Bryansk: ZAO “Izdatel’stvo” Chitay-gorod”. 2017: 23–37. (In Rus.)Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Шитикова А.В. Люпин белый (Lupinus albus L.) – альтернатива сое: новый сорт Тимирязевский // Кормопроизводство. – 2020. – № 1. – С. 36–40.Gataulina G.G., Medvedeva N.V., Shitikova A.V. Lyupin beliy (Lupinus albus L.) – al’ternativa soe: noviy sort Timiryazevskiy [White lupine (Lupinus albus L.) – an alternative to soy: a new variety Timiryazevsky]. Kormoproizvodstvo. 2020; 1: 36–40. (In Rus.)Гатаулина Г.Г., Шитикова А.В., Медведева Н.В. Влияние стрессовых погодных условий на разных этапах вегетации на формирование элементов продуктивности у сортов люпина белого (Lupinus albus L.) селекции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева // Известия ТСХА. – 2021. – № 5. – С. 65–76.Gataulina G.G., Shitikova A.V., Medvedeva N.V. Vliyanie stressovykh pogodnykh usloviy na raznykh etapakh vegetatsii na formirovanie elementov produktivnosti u sortov lyupina belogo (Lupinus albus L.) selektsii RGAU-MSKhA imeni K.A. Timiryazeva [The influence of stressful weather conditions at different stages of vegetation on the formation of productivity elements in varieties of white lupine (Lupinus albus L.) bred by RGAU-MSHA named after K.A. Timiryazev]. Izvestiya Timiryazevskoy sel’skokhozyaystvennoy akademii. 2021; 5: 65–76. DOI: 10.26897/0021–342X-2021–5–65–76 (In Rus.)Развитие производства зернобобовых и крупяных культур в России на основе использования селекционных достижений / В.И. Зотиков, А.А. Полухин, Н.В. Грядунова и др. // Зернобобовые и крупяные культуры. – 2020. – № 4 (36). – С. 5–17.Zotikov V.I., Polukhin A.A., Gryadunova N.V. et al. Razvitie proizvodstva zernobobovykh i krupyanyh kul’tur v Rossii na osnove ispol’zovaniya selektsionnykh dostizheniy [Development of the production of leguminous and cereal crops in Russia based on the use of breeding achievements]. Zernobobovye i krupyanye kul’tury. 2020; 4 (36): 5–17. DOI: 10.24411/2309–348X-2020–11198 (In Rus.)Abraham E.M., Ganopoulos I., Madesis P., Mavromatis A., Mylona P., Nianiou-Obeidat I., Vlachostergios D. The use of lupin as a source of protein in animal feeding: Genomic tools and breeding approaches // International journal of molecular sciences. – 2019. – Т. 20, № 4. – P. 851.Abraham E.M., Ganopoulos I., Madesis P., Mavromatis A., Mylona P., Nianiou-Obeidat I., Vlachostergios D. The use of lupin as a source of protein in animal feeding: Genomic tools and breeding approaches. International journal of molecular sciences. 2019; 20 (4): 851.Annicchiarico P., Boschin G., Manunza P., Arnoldi A. Quality of Lupinus albus L. (white lupin) seed: extent of genotypic and environmental effects // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2014. – № 62. – Рр. 6539–6545.Annicchiarico P., Boschin G., Manunza P., Arnoldi A. Quality of Lupinus albus L. (white lupin) seed: extent of genotypic and environmental effects. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2014; 62: 6539–6545.Bhandari K., Siddique K.H., Turner N.C., Kaur J., Singh S., Agrawal S.K., Nayyar H. Heat stress at reproductive stage disrupts leaf carbohydrate metabolism, impairs reproductive function, and severely reduces seed yield in lentil // Journal of Crop Improvement. – 2016. – № 30. – Рр. 118–151.Bhandari K, Siddique K.H, Turner N.C, Kaur J, Singh S, Agrawal S.K, Nayyar H. Heat stress at reproductive stage disrupts leaf carbohydrate metabolism, impairs reproductive function, and severely reduces seed yield in lentil. Journal of Crop Improvement. 2016; 30: 118–151.Bishop J., Potts S.G., Jones H.E. (2016) Susceptibility of faba bean (Vicia faba L.) to heat stress during floral development and anthesis // Journal of Agronomy & Crop Science. – 2016. – № 202. – Рр. 508–517.Bishop J, Potts S.G, Jones H.E. Susceptibility of faba bean (Vicia faba L.) to heat stress during floral development and anthesis. Journal of Agronomy & Crop Science. 2016; 202: 508–517.Cernay C., Ben-Ari T., Pelzer E., Meynard J. – M. and Makowski D. (2015). Estimating variability in grain legume yields across Europe and the Americas // Sci. Rep. – 2015. – № 5. – Р. 11171.Cernay C., Ben-Ari T., Pelzer E., Meynard J. – M., Makowski D. Estimating variability in grain legume yields across Europe and the Americas. Sci. Rep. 2015; 5: 11171. DOI: 10.1038/srep11171Devasirvatham V., Tan D.K., Gaur P.M., Trethowan R.M. Chickpea and temperature stress. An overview // In ‘Legumes under environmental stress: yield, improvement and adaptations’ (Eds M.M. Azooz, P. Ahmad). – 2015. – Рp. 97–106. (Wiley-Blackwell: Welwyn, UK).Devasirvatham V, Tan D.K., Gaur P.M., Trethowan R.M. Chickpea and temperature stress. An overview. In “Legumes under environmental stress: yield, improvement and adaptations”. Ed. by Azooz M.M., Ahmad P. Wiley-Blackwell: Welwyn, UK. 2015: 97–106.Gérard Duc, Hesham Agrama, Shiying Bao, Jens Berger, Virginie Bourion, Antonio M. De Ron, Cholenahalli L.L. Gowda, Aleksandar Mikic, Dominique Millot, Karam B. Singh, Abebe Tullu, Albert Vandenberg, Maria C. Vaz Patto, Thomas D. Warkentin & Xuxiao Zong. Breeding Annual Grain Legumes for Sustainable Agriculture: New Methods to Approach Complex Traits and Target New Cultivar Ideotypes, Critical Reviews in Plant Sciences. – 2015. – 34:1–3. – Рр. 381–411.Gérard Duc, Hesham Agrama, Shiying Bao, Jens Berger, Virginie Bourion, Antonio M. De Ron, Cholenahalli L.L. Gowda Aleksandar Mikic, Dominique Millot, Karam B. Singh, Abebe Tullu, Albert Vandenberg, Maria C. Vaz Patto, Thomas D. Warkentin, Xuxiao Zong Breeding Annual Grain Legumes for Sustainable Agriculture: New Methods to Approach Complex Traits and Target New Cultivar Ideotypes. Critical Reviews in Plant Sciences. 2015; 34 (1–3): 381–411.Legume Futures 2014. Legume-supported cropping systems for Europe. General project report. Available at www.legumefutures.de.Legume Futures 2014. Legume-supported cropping systems for Europe. General project report. [Electronic source]. URL: www.legumefutures.deLucas M.M., Stoddard F.L., Annicchiarico P., Frías J., Martínez-Villaluenga C., Sussmann D., Duranti M., Seger A., Zander P.M. and Pueyo J.J. The future of lupin as a protein crop in Europe // Front. Plant Sci. – 2015. – 6:705.Lucas M.M., Stoddard F.L., Annicchiarico P., Frías J., Martínez-Villaluenga C., Sussmann D., Duranti M., Seger A., Zander P.M., Pueyo J.J. The future of lupin as a protein crop in Europe. Front. Plant Sci. 2015; 6: 705. DOI: 10.3389/fpls.2015.00705Ozga J.A., Kaur H., Savada R.P., Reinecke D.M. Hormonal regulation of reproductive growth under normal and heat-stress conditions in legume and other model crop species // Journal of Experimental Botany. – 2016. – № 68. – Рр. 1885–1894.Ozga J.A., Kaur H., Savada R.P., Reinecke D.M. Hormonal regulation of reproductive growth under normal and heat-stress conditions in legume and other model crop species. Journal of Experimental Botany. 2016; 68: 1885–1894.Redden R.J., Hatfield P.V., Prasad V., Ebert A.W., Yadav S.S., O’Leary G.J. (2014) Temperature, climate change, and global food security // Temperature and Plant Development. – 2014. – № 8. – Рр. 181–202.Redden R.J., Hatfield P.V., Prasad V., Ebert A.W., Yadav S.S., O’Leary G.J. Temperature, climate change, and global food security. Temperature and Plant Development. 2014; 8: 181–202.de Visser C.L.M., Schreuder R. and Stoddard F.L. The EU’s dependency on soya bean import for the animal feed industry and potential for EU produced alternatives. – 2014. – OCL 21, D407.De Visser C.L.M., Schreuder R., Stoddard F.L. The EU’s dependency on soya bean import for the animal feed industry and potential for EU produced alternatives. July 2014, OCL 21(4): D407. DOI: 10.1051/ocl/2014021

The authors declare that there are no conflicts of interest present.