Гуар четырехкрыльниковый — перспективы новой бобовой культуры на Юге России
Текст: М. И. Волошин, д-р с.-х. наук, заслуженный деятель науки Кубани, академик общественной организации «Кубанская народная академия»; Д. А. Маджар, канд. с.-х. наук, генеральный директор ООО «Творница»; Е. А. Беспалов, аспирант ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»
Современный видовой состав южных полей нашей страны незначителен и насчитывает немногим более 10 наименований. В ближайшие годы зернопропашные севообороты может дополнить гуар четырехкрыльниковый — новая для России бобовая культура.
Однолетний зернобобовый вид Cyamopsis tetragonoloba (L) Taub семейства Fabaceae издавна возделывается в Индии, Пакистане и некоторых странах Африки. По фенотипу растения сходны с хорошо известной соей, но в отличие от нее гуар является засухоустойчивой культурой, имеющей в составе семени вещество исключительно важного значения — камедь.
ПОЛЕЗНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
Первоначально бобы гуара использовались в питании человека, а стебли и листья шли на корм для крупного рогатого скота. В начале прошлого века культура проникла в США, где применялась лишь в хлопковых севооборотах как предшественник. Только около 70 лет назад новый зернобобовый вид получил мировое распространение в связи с открытием ценнейшего компонента семени — гуаровой камеди. Она представлена полисахаридами (C6H10O5)n — галактозой и маннозой с примерным соотношением 1:2. Данное вещество нашло применение во многих отраслях экономики, главным образом в нефтегазовом направлении. Сейчас мировое производство камеди составляет свыше 1,5 млн т. Оно сосредоточено главным образом в Индии. Наша страна импортирует около 20 тыс. т. Камедь способна формировать вязкий гель в холодной воде, в связи с чем широко используется в промышленности при гидравлическом разрыве пласта. В пищевом сегменте как добавка Е412 она чаще всего задействуется при изготовлении соусов, мороженого, йогуртов. В меньших объемах этот компонент необходим в текстильном, косметическом, фармацевтическом секторах и при производстве бумаги. Актуальной культура может быть для животноводства, ведь отходы переработки зерна с содержанием протеина около 50% являются ценным элементом комбикорма для скота, птиц и рыбы.
БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ
Целесообразно рассмотреть перспективы Cyamopsis tetragonoloba в растениеводстве. Культура тропической и субтропической частей земного шара требовательна к теплу. Тем не менее она успешно адаптируется в зонах умеренного климата, например на юге Канады на широте 45°. Уместно отметить, что город Краснодар находится на аналогичной широте. Гуар предпочитает легкую почву, солнечную инсоляцию и периодические осадки малой и средней интенсивности. В зависимости от сорта, густоты стояния и других условий высота растений составляет от 50 до 170 см. В отличие от влаголюбивой сои, гуар является засухоустойчивой культурой с мощной, хорошо развитой корневой системой. Стебель полый, листорасположение очередное, цветки мелкие с нежно-сиреневой или белой окраской. Бобы образуют кисти по 5–35 штук в пазухах всех или некоторых настоящих листьев.
Семена имеют средний размер, по форме напоминают чечевичные, содержат 25–29% белка и 8–9% клетчатки. Масса 1000 штук у сортов зернового направления достигает 30–40 г, овощного — порядка 50 г. Наружная часть семени покрыта прочной оболочкой, составляющей 15–22% от массы, а его внутренний объем занимает зародыш — до 46%. По сравнению с посевным материалом распространенных бобовых культур семя гуара включает относительно большой эндосперм, на который приходится до 23–38% от массы, с высокой концентрацией камеди — до 85%. Эволюционно этот признак связан с произрастанием в ареалах неустойчивого и недостаточного увлажнения, так как камедь предотвращает обезвоживание семени. Способность взрослого растения останавливаться в развитии при неблагоприятных условиях и возобновлять рост при их улучшении обеспечивает возможность успешного возделывания культуры в традиционных для нее регионах — в пустыне Тар на Северо-Западе Индии и Юго-Востоке Пакистана.
ЗАДАЧИ СЕЛЕКЦИИ
Срок посева гуара в новых районах адаптации приурочен к прогреванию почвы свыше 18°С на глубине заделки семян в 2–3 см, ведь температурный фактор играет решающую роль при появлении всходов. Апрельский высев неблагоприятен вследствие прохладной погоды, а июньский — из-за сокращения вегетационного периода и дефицита влаги в условиях жары. Так, при посеве в последней декаде апреля проростки отмечаются на 12–20 день, в первой трети мая — на 10–16 сутки, во второй — на 7–10 день, а в третьей декаде мая и начале июня — на 5–12 сутки. Срок весеннего появления всходов определяет в первую очередь температура почвы, а июньского — наличие достаточного количества влаги, обеспечивающей процесс набухания и прорастания семян.
Сейчас перед селекцией стоит задача выведения более раннеспелых урожайных сортов гуара, устойчивых к болезням, имеющих высокое содержание камеди и обладающих азотфиксирующей способностью. Успеху способствуют разнообразие исходного материала, а также новые условия произрастания, при которых значительно увеличивается интенсивность формообразования. Селекционный процесс гуара имеет много общего с процедурами для других представителей бобовых — сои и гороха.
ВЫБРАТЬ МЕСТО
Сотрудники «Кубанской народной академии» в Краснодарском крае более 10 лет занимаются выведением сортов и разработкой технологии возделывания этого теплолюбивого вида. Регион по праву считается благоприятной территорией для производства большинства сельскохозяйственных культур, однако в нем существуют климатические зоны, где выращивание гуара экономически наиболее целесообразно. Выбор максимально пригодных территорий определяется биологическими особенностями вида и подтвержден накопленным опытом. За период исследований в трех географических точках региона специалистами были изучены различные морфологические типы Cyamopsis tetragonoloba, в частности ветвистый, одностебельный и детерминантный.
Вегетационный период гуара составляет 100–130 дней. Весной его развитие начинается с конца мая и длится обычно до конца сентября. Прекращается оно при понижении ночной температуры до 8–10°С или заморозках. При достаточном количестве влаги в почве и теплой погоде вегетация может продолжиться, однако сформировавшиеся бобы не успеют вызреть. Кроме того, поле после этой культуры должно быть своевременно подготовлено для посева озимой пшеницы. По многолетним данным, сумма эффективных температур в Краснодаре за вегетацию составляет около 3000°С, Ростове-на-Дону — 2790°С, Ставрополе — 2620°С. В Индии при среднесуточных 27°С данный показатель равняется примерно 3200°С. Для успешного семеноводства помимо этого параметра большое значение имеет регулярное выпадение достаточного, но не избыточного количества осадков. Наблюдения показали, что при благоприятном температурном режиме с учетом поступившей осенне-зимней влаги для получения урожая семян на уровне 20 ц/га за вегетационный период оптимальны 150–200 мм осадков. Если зимнего запаса недостаточно или он отсутствует, желателен полив. Большой объем влаги — свыше 300 мм — или чрезмерное увлажнение создают условия для увеличения количества темных семян по причине повреждения их оболочки микроорганизмами. Максимальная доля пораженных семян отмечается при уменьшении температуры и выпадении осадков, при этом снижаются посевные качества материала и выход камеди.
НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Введение гуара в полевые севообороты южных регионов важно с позиции не только замещения импорта камеди, но и повышения плодородия угодий: благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями он способен накопить в почве свыше 60 кг азота. Данные микроорганизмы специфичны для разных бобовых культур, однако был установлен симбиоз спонтанного штамма бактерии робинии с линией овощного гуара ТГ18. На других вариантах подобное явление не отмечалось. Существует надежда на перспективные штаммы микроорганизмов для предпосевной обработки семян от крымских ученых, поскольку спонтанные ризобии зернового гуара в почвах не были обнаружены. Весомый вклад в повышение плодородия вносят пожнивные остатки данной культуры — до 50 ц/га сухого вещества с содержанием 6,6–8,7% сырого протеина и 17,6–29,7% клетчатки. Кроме того, благодаря остаточной концентрации галактоманнанов в стеблях, листьях и створках бобов улучшается водный режим почвы, что положительно влияет на микробиологическую деятельность бактерий и грибов.
Не менее перспективным направлением использования зерна гуара может быть улучшение условий прорастания семян яровых культур ввиду водоудерживающей способности камеди. Например, некоторые народы Средней Азии до сих пор весной срезают растение верблюжьей колючки и на месте появления воды с глубины 9 м высевают семена дыни. Поскольку зерна при набухании впитывают количество влаги, в два раза превышающее их массу, камедь в семенах гуара образует гель с небольшим резервом жидкости, которого достаточно для получения всходов поздних культур. Внесение в рядки может быть осуществлено в виде гранул или водных растворов камеди до посева или во время него. Уже имеется положительный опыт при внесении семян гуара при посадке картофеля. Такое применение этого вещества послужило основой разработки способов высева многих сельскохозяйственных культур — евразийский патент № 024542, Китай; полезная модель № 102616, РФ.
Таким образом, гуар — перспективная для юга России культура многоцелевого направления. Ее способность выдерживать высокие температуры и дефицит влаги делает возможным выращивание в разных условиях. Методом многократного отбора из иранской популяции уже выведены сорта: одностебельный Вектор и ветвистый Синус. Качество семян для получения камеди отвечает требованиям, предъявляемым со стороны потребителя. Сорта занесены в Государственный реестр селекционных достижений. Кроме того, готовится к передаче в испытание одностебельный высокорослый сорт с формированием кистей в пазухе каждого листа и потенциальной урожайностью семян более 28 ц/га.