ОЦЕНКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА НА КРУПНОСТЬ, СКОРОСПЕЛОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ДЛЯ СОЗДАНИЯ СОРТОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ Ячмень является важнейшей зернофуражной культурой и продолжает оставаться одной из основных возделываемых зерновых культур на территории Российской Федерации. Доля ячменного зерна в зернофуражном балансе страны составляет 55-63% [5]. Сельскохозяйственное производство требует от селекционно-семеноводческих организаций качественного посевного материала и новых высокопродуктивных сортов. Главный путь увеличения производства зерна - создание высокоурожайных сортов с комплексной устойчивостью к основным абиотическим и биотическим факторам среды [3]. Предлагаемые селекционерами сорта должны обеспечивать эффективность сельскохозяйственного производства. В связи с этим важным направлением селекционной работы по яровому ячменю является высокая продуктивность, скороспелость в сочетании с высоким качеством продукции. По словам академика В.В. Глуховцева [2.] Эффективность селекционного процесса, во многом определяется разнообразием исходного материала и подбором пар скрещиваний при проведении гибридизации. Как отмечал Н.И. Вавилов: «Учение об исходном материале, о происхождении культурных растений должно быть поставлено в основу селекции как науки». Основная задача селекционера состоит в создании местного селекционного материала на основе новых и лучших образцов мировой коллекции. В связи с этим необходим постоянный поиск новых источников ценных признаков. Целью исследований являлась оценка исходного материала по выделению наиболее ценных форм ярового ячменя по продуктивности, массе 1000 зёрен и скороспелости для использования их в селекции при создании новых сортов. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования проводились на полях селекционного севооборота Поволжского НИИСС в 2018-2019гг. Анализ по массе 1000 зерен представлен за 2016-2019гг. Предшествующей культурой был чистый пар и яровая пшеница, агротехника общепринятая для зоны. В качестве материала исследований были использованы образцы научно- исследовательских институтов России, стран дальнего и ближнего зарубежья, коллекционные сорта ВНИИРа. Ежегодно изучалось около 250-300 номеров. Набор сортов частично менялся, в связи с этим данные приведены отдельно по годам. Площадь делянок коллекционного питомника составляла 1,5-3,0 м2. Посев осуществляли селекционной сеялкой ССФК-7М, уборку делянок проводили комбайном SAMPO-130. Исследования проводились в соответствии с Методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [7], Методикой полевого опыта [1], Методических указаний по изучению коллекции ячменя и овса[6], Основ научных исследований в агрономии [3]. Обработку экспериментальных данных проводили по Доспехову Б.А. [1], с использованием компьютерной программы «Microsoft Office Excel» методами дисперсионного, вариационного и корреляционного анализов. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ В лаборатории селекции и семеноводства зернофуражных культур Поволжского НИИСС ежегодно изучалось около 250-300 коллекционных номеров ярового ячменя различного эколого-географического происхождения. В изучении используются образцы стран дальнего и ближнего зарубежья, а также сорта научно-исследовательских институтов России и перспективный селекционный материал Поволжского НИИСС. Обширный набор сортов представлен из Германии, Дании, Украины, Беларуси, Казахстана и ряда других НИИ Российской Федерации (табл. 1). В коллекции изучались образцы ячменя кормового и пивоваренного направления, имеющие ценные признаки и свойства. Агроклиматические условия в годы проведения исследований несколько разнились по годам. Условия вегетационного периода 2018 года для развития ячменя оказались довольно жесткие. Период вегетации проходил в засушливых и временами острозасушливых условиях, ГТК за май-август составил 0,51, при среднемноголетнем значении коэффициента в регионе 0,73. Начальный период роста и развития растений (май-июнь) сопровождался прохладной погодой и дефицитом осадков. Основное количество осадков выпало во второй-третьей декадах июля, что частично оказало положительное влияние на налив зерна. Средняя температура воздуха за вегетацию составила 19,8°С (чуть выше среднемноголетнего значения), выпало 124,7 мм осадков при норме в регионе 163 мм. В 2019 году условия вегетации для ячменя сложились также как и в 2018 году, крайне неблагоприятные. Повышенные среднесуточные температуры в начале мая, на фоне достаточного количества осадков, позволили получить дружные всходы. Однако, несмотря на хорошую влагозарядку перед посевом, в целом период вегетации проходил в засушливых условиях. В июне месяце, когда наблюдается интенсивный рост и развитие растений ячменя, осадков выпало крайне мало, всего 7,7 мм, при норме 55мм (ГТК составил 0,12). В июле также было недостаточно осадков, выпало чуть больше половины нормы и составило 27,2мм (ГТК составил 0,43). Средняя температура воздуха за вегетацию составила 19,2°С (немного выше среднемноголетнего значения), выпало 147,3 мм осадков при норме в регионе 163 мм. Недостаток осадков в период вегетации отрицательно повлиял на рост и развитие растений, что сказалось на уровне урожайности. Сложившиеся погодные условия позволили наиболее полно оценить образцы коллекционного питомника. В засушливых условиях региона оценку на скороспелость целесообразно вести по продолжительности периода - «всходы - колошение», так как этот показатель является менее вариабельным. В 2018 г. период «всходы - колошение» (ПВК) у образцов по паровому предшественнику был более растянут, и варьировал от 35 до 45 суток, в среднем составил 40 суток, а по яровой пшенице более короткий и колебался в пределах от 36 до 43суток, в среднем составил 39 суток. У стандарта «Поволжский 65» в обоих вариантах ПВК составил 40 суток. Длина вегетационного периода от всходов до полной спелости по паровому предшественнику варьировала в разрезе сортов от 65 до 82 суток, при среднем значении 71 сутки, по яровой пшенице соответственно от 66 до 75суток и 69 суток соответственно. В целом по коллекционному питомнику по паровому предшественнику колошение образцов было достаточно дружным. Основная масса образцов посеянных по паровому предшественнику отмечена с длиной периода «всходы - колошение» от 39 до 42 суток, как среднеспелые, и составила 82%. Около 12% образцов отмечены как более скороспелые, с периодом ПВК от 35 до 38 суток. Это сорта Омский 96, К-30984 Биом (35 суток), Поволжский 22, Вадим (36 суток), Гриф, Нутанс 553 (37 суток), Субмедикум 2149/02, Субмедикум 1958/01, К-9267, Зерноградский 584 (38 суток) (табл. 2). Чуть менее 7% образцов отмечено с более длительным периодом «всходы - колошение» от 43 до 45 суток, это сорта Оболонь, Pirkka, Rubiola, Юкатан, Хаго, Фобос. По предшественнику - яровая пшеница в условиях 2018 в коллекционном питомнике, большинство номеров (64%) отмечены как среднеспелые, с периодом «всходы колошение» от 39 до 41суток (39 суток - 20%, 40 суток - 28%, 41 сутки - 16%.). Скороспелые формы с ПВК 36-38 суток представлены образцами из Оренбургской (T-12, Оренбургский 15, Анна), Саратовской (Нутанс 553), Омской (Медикум 4686), Тюменской ( Зенит), Воронежской (Таловский 9) областей, Красноярского края (Оскар), а также образцами из Украины (Чаривный, Спомин) и США (Haxly) (36 суток -2%, 37 суток -5 %, 38 суток - 15%). Чуть более продолжительный период «всходы колошение» (42 - 43 суток) отмечен у образцов из Кемеровской области (Сибиряк), Украины (Солнцедар, Выклык, Взирец, Козван) , Беларусь (Водар), Германии (АС-07/602/54), США (Lenetah). В условиях 2019 года период «всходы-колошение» в разрезе коллекционных образцов, как по паровому предшественнику, так и по яровой пшенице, был более продолжительным и варьировал в пределах от 35 до 46 суток. Среднее значение этого показателя по паровому предшественнику составило 40 суток, у стандарта Поволжский 65 он также составил 40 суток. По яровой пшенице ПВК стандарта составило 41 сутки, что соответствовало среднему значению показателя. Длина вегетационного периода в условиях 2019 года по паровому предшественнику варьировала в разрезе сортов от 68 до 80 суток, при среднем значении 74 суток, по яровой пшенице соответственно от 71 до 82 и 77 суток. Для более достоверных показателей как и в 2018г. оценку на скороспелость провели по продолжительности периода - «всходы - колошение». По паровому предшественнику большинство номеров (82%) отмечено с ПВК от 38 до 43 суток (38 суток - 9%, 39 суток - 10%, 40 суток - 13%, 41 сутки - 16%, 42 суток - 20%, 43 суток - 14%). Наиболее скороспелые образцы с колошением на 35 - 37 сутки составили 13%. Это образцы Вадим, Зенит, Т-12 (Нутанс 129) с ПВК 35 суток, Ача, Спомин, Федос, Субмедикум 2149/17 с ПВК 36 суток и Формат, Поволжский луч, Субмедкум 2149/01 с ПВК 37 суток (табл. 3). Более длительный период «всходы-колошение» от 44 до 46 суток отмечено у 5% номеров, это сорта выделенные в 2018 году: Солнцедар (Украина), Хаго (Беларусь), а также сорта дальнего зарубежья: Radegast (Чехия), Tipple (Англия) В условиях 2019 года в коллекционном питомнике, по предшественнику - яровая пшеница, с ПВК от 35 до 37 суток отмечено 16% номеров. С периодом «всходы колошение от 38 до 40 суток отмечено 23% номеров, с периодом «всходы колошение от 41 до 43 суток выделилось 41% образцов. Более поздняя группа с периодом «всходы колошение от 44 до 46 суток наблюдалась у 20% образцов. Скороспелые формы с периодом ПВК от 35 до 37 суток отмечены образцы из Красноярского края (Оскар), Омской (Омский 96) и Новосибирской (Биом) областей, Алтайского края (Сигнал), Самарского НИИСХ (Гриф, Диалог, Ястреб) и сортами местной селекции (Витязь, Субмедикум 1958/01, Нутанс 2037/06, Субмедикум 2149/02). В результате проведенных исследований нами были выделены образцы для дальнейшего их использования в селекционных программах в качестве источников скороспелости, с продолжительностью периода «всходы-колошение» 35-37 суток: Субмедикум 1958/01, Гриф, Омский 96, Биом, Вадим, Оскар, Спомин. Важным показателем продуктивности является масса 1000 зерен. По этому показателю проанализировали образцы за 2016-2019гг. Агроклиматические условия 2016 года сложились более благоприятные для развития растений, зерно ярового ячменя сформировалось довольно крупное. Масса 1000 зерен, в разрезе сортов коллекционного питомника, колебалась в пределах от 42,7 до 55,7г, в среднем составила 49,0 г. Наиболее крупное зерно, с массой 1000 семян более 50г, сформировали такие сорта как Агат (Поволжский НИИСС), Орлан (Самарский НИИСХ), Т-12, Первоцелинник, Анна, Оренбургский 15, Оренбургский 16, Оренбургский 17 (Оренбургский НИИСХ), Калита, Багрец (Свердловский НИИСХ), Омский 90 (Омский НИИСХ), Азов, Приазовский, Тонус, Щедрый (Ростовская область), Лунь (Пензенский НИИСХ), Чаривный, Этикет (Украина), КВС Тесса, Фортуна (Германия), Ниагара (Франция), Натасья (Дания) (табл. 4). При сложившихся условиях вегетации 2017 года масса 1000 семян среди образцов коллекционного питомника варьировала в пределах от 39.7 до 54,8 грамм. Один образец из Беларуси (Хаго) имел довольно крупное зерно, с массой 1000 зерен 61,5г. Большинство образцов отличались крупным зерном и имели массу 1000 семян выше 50г (табл. 4). Выделившиеся сорта по массе 1000 семян в 2016 году, практически были отмечены по этому показателю и в 2017 году. Это сорта, обладающие высокой засухо- и жаростойкостью, такие как Приазовский 9, Щедрый (Ростовская обл.), Оренбургский 16, Первоцелинник, Анна (Оренбургская область), Омский 96, Омский 90, Саша (Омская область) и др. Условия вегетационного периода 2018 года для развития ячменя оказались довольно жесткие. В связи с этим зерно ячменя даже по чистому пару отмечено не таким крупным как в предыдущие годы. Масса 1000 семян у пленчатых ячменей по паровому предшественнику варьировала в пределах от 37 до 49,2г, у стандарта Поволжский 65 она составила 43.9г, у сорта Волгарь - 43.1г. По предшественнику - яровая пшеница - масса 1000 семян находилась в пределах от 33,4 до 46.5г, у стандарта Поволжский 65 она составила 38,7г, у сорта Волгарь - 37,3г. В условиях 2018г. по массе 1000 зерен (от 42 до 46г) выделились сорта Агат, Орлан, Анна, Оренбургский 15, Оренбургский 17, Багрец, Омский 96, Приазовский 9, Лунь, Хаго, Чаривный. Натасья (табл. 4). В 2019 году условия вегетации для ячменя сложились также как и в 2018 году, крайне неблагоприятные. Как отмечалось выше, в июне, когда наблюдается интенсивный рост и развитие растений, осадков выпало крайне мало, всего 7,7 мм. В июле также было недостаточно осадков. В результате зерно образцов коллекционного питомника, размещенного по пару, сформировалось средней крупности. Масса 1000 зерен варьировала в пределах от 32 до 53 г, в среднем составила 42,1 г. Тем не менее, наиболее крупное зерно с массой 1000 семян выше 44,0 г сформировали сорта Нутанс 2054/02, Субмедикум 2149/01, Субмедикум 2149/17, Субмедикум 2028/06 (Поволжский НИИСС), Т-12, Анна, Оренбургский 15, Миар (Оренбургская обл.), Зенит (Тюменская обл.), Омский 90 (Омская обл.), Медикум 11, Медикум 125, Медикум 176 (Казахстан), Хаго (Беларусь), Взирец, (Украина), КВС Тесса (Германия), Эксплоер, Пионер (Франция), Эвергрин, Чираз (Дания) (табл. 4). Часть образцов, выделившиеся по массе 1000 зерен в условиях 2019 года, были отмечены и в предыдущие годы (табл. 4). Это сорта, превышающие стандарт Поволжский 65 на 10-20 %, такие как Т-12 (Нутанс 129), Анна, Оренбургский 15, Омский 90, Хаго, КВС Тесса. По результатам проведенных исследований из образцов коллекционного питомника по массе 1000 зерен следует отметить новые линии селекции Поволжского НИИСС - Нутанс 2054/02, Субмедикум 2149/01 (Поволжский 49), Субмедикум 2149/17, сорт Агат, а также образцы Т-12 (Нутанс 129), Анна, Оренбургский 15, Оренбургский 17 (Оренбургская обл.), Омский 90, Омский 96 (Омская обл.), Медикум 11, Медикум 125, Медикум 176 (Казахстан), Хаго (Беларусь), Взирец (Украина), КВС Теса (Германия), Эксплоер, Пионер (Франция), Эвергрин, Чираз (Дания) и ряд других сортов. Наибольшую ценность, как исходный материал для селекции, представляют образцы, имеющие стабильный урожай по годам и обладающие хозяйственно-ценными признаками. Продуктивность коллекционных образцов ярового ячменя в 2018- 2019 гг. во многом определялась засушливыми условиями в период вегетации растений. Если в более благоприятном 2017 году диапазон по урожаю зерна находился в пределах от 140 до 611г/м2, то в условиях 2018 -2019гг урожайность образцов ячменя была значительно ниже. В достаточно жестких погодных условиях многие образцы не смогли полностью реализовать свой потенциал продуктивности. Так в условиях 2018г. урожайность зерна образцов коллекционного питомника по паровому предшественнику находилась в пределах от 50 до 317г/м2. У стандарта Поволжский 65 среднее значение составило 186г/м2. Наибольшая продуктивность была отмечена в основном по сортам селекции Поволжского НИИСС - Витязь, Нутанс 2037/06, Поволжский 16, Поволжский луч, Рыцарь, Скиф, Субмедикум 2149/02, Субмедикум 2149/17 (Поволжский 49), Волгарь, а также сортов Самарского НИИСХ - Гриф, Краснокутской с.о.с - Нутанс 553, Омского НИИСХ - Омский 96, Белгородского НИИСХ - Осколец и Германии - Фандага с урожайностью зерна от 200 до 317г/м2 (табл. 5). По результатам анализа 2018 года в качестве источников продуктивности целесообразно использовать сорта селекции Поволжского НИИСС - Витязь, Поволжский 16, Субмедикум 2149/02, Самарского НИИСХ Гриф и Краснокутской с.о.с. Нутанс 553. В еще более жесточайших условиях 2019 года урожайность ячменя по паровому предшественнику варьировала в разрезе сортов от 90 до 294 г/м2, при среднем значении 187 г/м2. Урожайность стандарта Поволжский 65 по пару колебалась от 160 до 264 г/м2 , в среднем составила 218 г/м2. Среди образцов, размещённых по паровому предшественнику, по урожаю зерна на уровне стандарта или с небольшим превышением отмечено у 23 образцов. Превышение над стандартом от 10 до 34% отмечено у 9 образцов, это ND-B-112, Tiplle, Бадьорий, Взирец, Буян, Водар, Козван, Криничный, Чилл (табл. 6). Около 63% номеров в этом питомнике имели урожайность ниже стандарта. Урожайность сортов коллекции ячменя размещенных по предшественнику яровая пшеница была немного ниже и колебалась в пределах от 77 до 227 г/м2 при средней урожайности в питомнике 154 г/м2. Урожайность стандарта по этому предшественнику находилась в пределах от 148 до 220 г/м2, в среднем составила 187 г/м2. Среди образцов, размещённых по предшественнику яровая пшеница, превышение над стандартом по урожаю зерна из 67 образцов отмечено только у шести сортов Орлан (Самарский НИИСХ), Нутанс 553 (Саратовская обл.), Чарльз (Дания), Ейфель (Франция), Саша (Омская обл.), Чаривный (Украина) (табл. 6). В условиях 2019 года по урожаю зерна по паровому предшественнику выделились сорта ND-B-112, Tiplle, Бадьорий, Взирец, Буян, Водар, Козван, Криничный, Чилл; по яровой пшенице Орлан, Нутанс 553, Чарльз, Ейфель, Саша, Чаривный. Наибольший потенциал по продуктивности зерна отмечен у сортов, Бадьорий (Украина), Буян (Красноярский НИИСХ), Ейфель (Франция) По результатам изучения 2018-2019гг в качестве источников продуктивности целесообразно использовать сорта селекции Поволжского НИИСС - Витязь, Поволжский 16, Субмедикум 2149/02, Самарского НИИСХ -Гриф, Краснокутской с.о.с. Нутанс 553. Украины - Бадьорий, Красноярского НИИСХ - Буян, Франции- Ейфель. ЗАКЛЮЧЕНИЕ По результатам проведенных исследований по комплексу ценных признаков наибольший интерес для практической селекции представляют сорта Поволжский 49 (Субмедикум 2149/17), Поволжский луч (Поволжский НИИСС), Гриф (Самарский НИИСХ), Т-12 (Оренбургская обл.), Нутанс 553 (Саратовская обл.), Омский 96 (Омская обл.). Использование выделенных образцов в качестве исходного материала позволит создать новый высокопродуктивный селекционный материал, адаптированный к условиям региона. Таблица 1. Экологогеографическое происхождение коллекционных образцов ярового ячменя, Поволжский НИИСС, 2018-2019 гг. Таблица 2. Источники скороспелости образцов ярового ячменя, 2018 г. Таблица 3. Источники скороспелости образцов ярового ячменя, 2019 г. Таблица 4. Масса 1000 семян образцов коллекционного питомника ярового ячменя, 2016-2019гг. Поволжский НИИСС * Данные образцов посеянных по предшественнику яровая пшеница Таблица 5. Источники высокой продуктивности образцов ячменя, Поволжский НИИСС, 2018 г. Таблица 6. Источники высокой продуктивности образцов ячменя, Поволжский НИИСС, 2019 *Урожайность стандарта 148 г/м2 *Урожайность стандарта 148 г/м2

Об авторах

Лилия Андреевна Кукушкина

Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Самарского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: gnu_pniiss@mail.ru
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник г. Кинель

Василий Викторович Вуколов

Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Самарского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: gnu_pniiss@mail.ru
младший научный сотрудник г. Кинель

Список литературы

Дополнительные файлы