Россия
Россия
Россия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ГРНТИ 68.35 Растениеводство
Цель исследований – создание среднеспелого сорта ярового ячменя с высоким уровнем жаро- и засухоустойчивости, высокой зерновой продуктивностью, устойчивостью к полеганию и основным бо-лезням для степной зоны Среднего Поволжья. В результате реализации селекционной программы с яровым ячменём на засухоустойчивость в Самарском НИИСХ создан сорт Финист зернофуражного направления использования. Новый сорт двурядный, относится к разновидности medicum, принадле-жит к традиционному для зоны исследований степному агроэкотипу. Продолжительность периода ве-гетации составляет 80-87 суток (среднеспелый). Сорт среднерослый, с высотой растений до 80 см в оптимальных условиях, снижающейся до 50 см в засушливый год. Проявляет склонность к полеганию, однако за годы испытаний посевы значительно не полегали даже при уровне урожайности 5 т/га. Сорт Финист характеризуется очень высокой засухоустойчивостью. За годы испытания по предшественни-ку горох (2016-2018 гг.) новый сорт формировал урожайность зерна 2,16-5,29 т/га, в среднем – 3,27 т/га, превзойдя стандарт Беркут на 0,06-0,24 т/га (в среднем – на 0,18 т/га или на 5,8%). Преимущество в урожайности нового сорта достоверно реализуется в годы с сильной засухой, в более благоприятных условиях урожай зерна формируется на уровне стандарта. Сорт Финист характеризуется массой 1000 зёрен 37-46 г, высокой натурой зерна (662-703 г/л), содержанием белка в зерне на уровне стандарта – 11,2-12,5%. Экономический эффект от возделывания сорта Финист по отношению к наиболее распро-странённому сорту Беркут составил 1525 руб./га, уровень рентабельности – 156%. Сорт Финист ре-комендуется для испытания и последующего возделывания на зернофураж в степной зоне Среднего Поволжья.
ячмень, селекция, сорт, урожайность, засухоустойчивость
Яровой ячмень – важная зернофуражная и продовольственная культура. Его посевы в Российской Федерации за период 2015-2019 гг. составили 7,49-8,34 млн га, что составляет 15,7-17,9% от всех площадей, занятых зерновыми и зернобобовыми культурами, в Приволжском федеральном округе – 2,81-3,19 млн га, 21,5-24,8% соответственно. В Самарской области яровой ячмень ежегодно высевают на площади 290,4-318,5 тыс. га, что составляет 26,1-28,7% от зернового клина [1].
Селекцию ячменя в Самарской области традиционно проводят в Поволжском НИИСС – филиале СамНЦ РАН, а с середины 1990-х годов – и в Самарском НИИСХ – филиале СамНЦ РАН. Несмотря на недолгую историю селекционной работы с культурой ярового ячменя в Самарском НИИСХ селекционеры добились существенных результатов. На 2020 год в Госреестр селекционных достижений включено 6 сортов, созданных в Самарском НИИСХ [2], в том числе сорта Ястреб, Орлан и Беркут, эффективность которых доказана исследованиями как на территории Самарской области [3, 4], так и в других регионах [5, 6, 7]. В настоящее время сорта селекции Самарского НИИСХ занимают около 50% сортовых посевов ячменя в Самарской области.
Тем не менее, по-прежнему существует необходимость повышения стабильности урожаев культуры селекционным путём, обусловленная, в первую очередь, возрастающей нестабильностью метеоусловий в засушливом климате степной зоны Поволжья, что требует сочетания во вновь создаваемых сортах ячменя высокого потенциала урожайности с засухоустойчивостью и жаростойкостью [8].
Цель исследований – создание среднеспелого сорта ярового ячменя с высоким уровнем жаро- и засухоустойчивости, высокой зерновой продуктивностью, устойчивостью к полеганию и основным болезням для степной зоны Среднего Поволжья.
Задачи исследований – подобрать родительские формы для скрещиваний, создать гибридные популяции, провести отбор и оценку перспективных линий, передать лучший сорт на государственное сортоиспытание, оценить его экономическую эффективность.
Материал и методы исследований. Исследования проводили в 2003-2018 гг. на чернозёмах южной степной зоны Самарской области в специализированном селекционном севообороте Самарского НИИСХ – филиала СамНЦ РАН. Объект исследований – гибридные популяции и селекционные линии ячменя. Из селекционных методов использовали внутривидовую гибридизацию, метод пересева, индивидуальный отбор. Питомник конкурсного сортоиспытания закладывали по методике государственного сортоиспытания в четырёхкратной повторности («Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур: зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры» (1989)). Предшественник – горох, агротехника зональная. Стандартом служил лучший сорт собственной селекции Беркут. Полевые и лабораторные учёты и оценки проводили в соответствии с общепринятыми методиками («Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур: зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры» (1989), «Методические указания ВИР по изучению мировой коллекции ячменя и овса» (1987), «Методы оценки и формирование качества зерна» (Н. С. Беркутова, 1991)).
Результаты исследований. На предыдущем этапе исследований была создана селекционная линия степного агроэкотипа Медикум 63 (Одесский 100/Прерия//Престиж), которая характеризовалась высоким потенциалом урожайности и комплексом адаптивных свойств, но была склонна к полеганию. В 2003 году она была использована в качестве материнской формы в скрещивании с высокозасухоустойчивым и более устойчивым к полеганию сортом Безенчукский 2 (Перелом/Медикум 135). В 2011 году из гибридной популяции поколения F5 был отобран ряд индивидуальных линий, прошедших в 2012-2015 годах скрининг в питомниках ранних этапов селекции. Три линии проходили комплексное изучение в питомнике конкурсного сортоиспытания, из них по итогам трёх лет, с 2016 г. по 2018 г., выделилась линия под селекционным номером Медикум 921/16.
Погодные условия в годы конкурсного сортоиспытания ячменя были различными. 2017 год характеризовался достаточным увлажнением: осадков за вегетацию ячменя выпало 191 мм
(при среднемноголетнем значении 146 мм), при этом около 60% пришлось на первую половину вегетации, которая, к тому же, отличалась пониженными температурами воздуха; ГТК составил 1,3. 2016 год и 2018 год были засушливыми: осадков выпало 88 и 92 мм соответственно, ГТК – 0,49
и 0,50. При этом, если в 2016 году распределение осадков было относительно равномерным, то в 2018 году осадков до наступления фазы молочной спелости зерна было немного, 75% их пришлось на вторую половину налива. Из болезней следует отметить сильное развитие тёмно-бурой пятнистости в 2016 году.
По итогам испытаний сорт Медикум 921/16 был признан перспективным и передан на Государственное сортоиспытание в 2018 году под названием Финист (номер заявки 8153778, дата приоритета 16.11.2018). Авторы сорта – А. А. Бишарев, Т. В. Дворцова, Д. О. Долженко, М. А. Дюльдина, В. А. Железникова, И. А. Калякулина, С. Н. Шевченко.
Сорт Финист относится к таксону Hordeum vulgare L., subsp. distichon (L.) Koern., var. medicum Koern. Форма куста – промежуточная. Высота растений средняя. Стебель средней толщины, полый. Опушение влагалищ нижних листьев отсутствует. Ушки листа без антоциановой окраски. Восковой налёт на влагалище флагового листа и на колосе средний. Колос цилиндрический, длиной 6-7 см (без остей), рыхлый (8-12 члеников на 4 см колосового стержня), при созревании от полупрямостоячего до горизонтального, соломенно-жёлтой окраски. Первый членик колосового стержня от среднего до длинного, со слабым изгибом. Стерильный колосок от параллельного до слегка отклонённого. Ости эластичные, гладкие, длинные, параллельны колосу. Колосковая чешуя узкая, ≤ 1 мм;
её длина с остью равна длине зерновки. Переход цветочной чешуи в ость постепенный. Нервация цветочных чешуй хорошо выражена, не окрашена, без зазубренности. Зерно крупное, продолговато-округлой формы. Основная щетинка зерновки длинноволосистая, брюшная бороздка без опушения, лодикулы охватывающие.
Сорт Финист в среднем за три года испытаний сформировал урожайность зерна 3,27 т/га, превзойдя стандартный сорт Беркут на 0,18 т/га (или 5,8%) (табл. 1). При этом в первые два года прибавки урожайности зерна были несущественными. Однако в острозасушливом 2018 году прибавка в 0,24 т/га (или 12,5%) при урожайности стандарта 1,92 т/га оказалась статистически достоверной. В этом же году на дополнительном агрофоне (предшественник – овёс) новый сорт сформировал урожайность зерна 2,15 т/га, достоверно превысив стандарт Беркут на 0,28 т/га (или 15%). Таким образом, сорт Финист подтвердил высокий уровень засухоустойчивости и жаростойкости, добиться которого было основной селекционной задачей.
Таблица 1
Урожайность и качество зерна ячменя сорта Финист в конкурсном сортоиспытании
|
Показатель |
Финист |
Беркут (стандарт) |
||||||
|
2016 |
2017 |
2018 |
среднее |
2016 |
2017 |
2018 |
среднее |
|
|
Урожайность зерна, т/га |
2,36 |
5,29 |
2,16 |
3,27 |
2,30 |
5,04 |
1,92 |
3,09 |
|
НСР05, т/га |
0,26 |
0,42 |
0,23 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Натура зерна, г/л |
678 |
703 |
662 |
681 |
695 |
701 |
664 |
687 |
|
Масса 1000 зерен, г |
42,8 |
46,4 |
37,2 |
42,1 |
44,4 |
50,4 |
37,0 |
43,9 |
|
Содержание белка в зерне, % |
11,2 |
12,5 |
11,6 |
11,8 |
11,2 |
12,9 |
10,9 |
11,7 |
|
Выравненность зерна, % |
81 |
86 |
93 |
86,7 |
79 |
83 |
88 |
83,3 |
Анализ элементов структуры зерновой продуктивности показал, что прибавка урожайности у нового сорта Финист в засушливых условиях достигается за счёт увеличения продуктивного кущения, показателей Кхоз растения и колоса. Натура зерна у нового сорта высокая, 662-703 г/л, масса 1000 зёрен средняя – 37,2-46,4 г. Сорт также отличается повышенной на 2-5% выравненностью зерна. Содержание сырого протеина в зерне 11,2-12,5% (в среднем 11,8%, на уровне стандарта).
Сорт Финист среднерослый, высота растений достигает 75-80 см в благоприятный год, снижается до 50 см в сильную засуху (табл. 2). Устойчивость к полеганию на уровне стандарта и выше (7-8 баллов по девятибалльной шкале). Как сорт степного агроэкотипа, имеющий довольно тонкую соломину, сорт Финист склонен к полеганию, однако за годы испытаний значительного полегания не отмечалось даже при уровне урожайности 5 т/га.
Таблица 2
Биологические признаки и свойства сорта ячменя Финист, 2016-2018 гг.
|
Показатель |
Финист |
Беркут (стандарт) |
||
|
min-max |
среднее |
min-max |
среднее |
|
|
Вегетационный период, дней |
80-87 |
84,3 |
79-88 |
84,0 |
|
Период «всходы – колошение», дней |
36-44 |
40,0 |
35-41 |
39,7 |
|
Период «колошение – восковая спелость», дней |
42-47 |
44,3 |
42-47 |
44,3 |
|
Высота растений, см |
48-75 |
58 |
50-76 |
59 |
|
Продуктивная кустистость |
1,6-2,4 |
1,9 |
1,5-2,2 |
1,8 |
|
Густота продуктивного стеблестоя, шт./м2 |
260-520 |
362 |
272-458 |
372 |
|
Число зерен в колосе, шт. |
12,5-14,9 |
13,4 |
11,1-13,5 |
13,4 |
|
Кхоз растения (выход зерна), % |
46-54 |
49,7 |
42-51 |
47,5 |
|
Кхоз колоса, % |
81-84 |
81,8 |
69-91 |
76,7 |
|
Устойчивость к полеганию, балл* |
7,7-8,0 |
7,9 |
7,3-8,0 |
7,7 |
|
Засухоустойчивость, балл* |
9 |
9 |
7 |
7 |
|
Поражение болезнями, % |
|
|||
|
тёмно-бурой пятнистостью |
0-60 |
– |
0-60 |
– |
|
мучнистой росой на естественном фоне |
0-10 |
– |
0-10 |
– |
|
мучнистой росой при искусственном заражении в 2018 г. |
60 |
– |
80 |
– |
Примечание: * – по девятибалльной шкале.
Сорт Финист относится к средней группе по срокам наступления колошения и созревания, с уклонением в сторону среднеранних сортов: все фазы развития он проходит одновременно со стандартом Беркут, продолжительность периода вегетации составляет 80-87 дней. Жаро- и засухоустойчивость сорта Финист высокие (9 баллов), выше, чем у сорта Беркут (7 баллов), что подтверждается и лучшими показателями налива зерна (оценка зерна 7 и 6 баллов соответственно).
Сорта селекции Самарского НИИСХ отличаются устойчивостью к грибным заболеваниям, что для сорта-стандарта Беркут отмечалось и в исследованиях, проведённых в ФАНЦ Северо-Востока [9]. Новый сорт среднеустойчив к поражению тёмно-бурой пятнистостью. Максимальная степень поражения отмечена в 2016 году – 60%, что соответствует уровню поражения сортов Прерия и Беркут, в 2018 году поражение составило 10% (Прерия – 40%, Беркут – 10%). Поражение мучнистой росой за годы конкурсного сортоиспытания отмечалось только в 2017 году (10%, на уровне сортов Беркут и Прерия). При искусственном заражении мучнистой росой степень поражения растений нового сорта составила 60% (Беркут – 80%, Прерия – 90%). Поражения головнёвыми болезнями за годы изучения не наблюдали.
Новый сорт рекомендуется для использования на зернофураж в степной зоне Среднего Поволжья.
Экономический эффект от использования сорта Финист обусловлен прибавкой урожайности в среднем 0,18 т/га к стандарту, что при стоимости фуражного зерна 10000 руб./т даёт продукции дополнительно на 1800 руб./га. Экономическая эффективность, с учётом возросших на 2,2% производственных затрат, составила 1525 руб./га. При этом себестоимость единицы продукции снизилась на 3,4%, а рентабельность производства увеличилась на 8,8%, по сравнению с возделыванием наиболее распространённого сорта Беркут, и составила 156%.
Заключение. В результате проведённых исследований создан и передан на ГСИ новый сорт ячменя Финист с урожайностью в среднем на 0,18 т/га (5,8%) выше стандарта Беркут, с содержанием в зерне белка 11,2-12,5%. Сорт отличается очень высокой засухоустойчивостью. Предназначен для испытания и последующего возделывания в степной зоне Среднего Поволжья. Экономический эффект от возделывания сорта Финист по отношению к стандарту составил 1525 руб./га, уровень рентабельности – 156%.
1. Сельское хозяйство [Электронный ресурс] // Федеральная служба государственной статистики [сайт]. - Режим доступа: https://rosstat.gov.ru/folder/11186 (дата обращения 03.09.2020).
2. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1. Сорта расте-ний. - М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2020. - 680 с.
3. Бишарев, А. А. Селекция ярового ячменя в Самарском НИИСХ / А. А. Бишарев, С. Н. Шевченко, Е. В. Мадякин [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской Академии Наук. - 2017. - Т. 19, 2-4. - С. 616-619.
4. Горянин, О. И. Испытание сортов ярового ячменя для современных технологий возделывания в Сред-нем Заволжье / О. И. Горянин // Научное обеспечение инновационного развития сельского хозяйства в условиях часто повторяющихся засух : материалы Международной науч.-практ. конф. - Оренбург, 2017. - С. 260-266.
5. Кошеляев, В. В. Сортовой потенциал яровой мягкой пшеницы и ячменя в условиях Пензенской области / В. В. Кошеляев, И. П. Кошеляева, С. М. Кудин // Нива Поволжья. - 2012. - № 1. - С. 17-21.
6. Леонтьев, И. П. Государственное испытание сортов ячменя, овса и опыт внедрения новых сортов в сельскохозяйственное производство Республики Башкортостан / И. П. Леонтьев // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. - 2013. - Т. 171. - С. 281-283.
7. Ловкевич, А. В. Влияние различных фонов минерального питания на продуктивность ярового ячменя в условиях Саратовского Левобережья / А. В. Ловкевич, А. Г. Субботин // Молодежь и инновации : материалы XV Всероссийской науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. - Чебоксары : Чувашский ГАУ, 2019. - С. 81-84.
8. Ильин, А. В. Селекция ярового ячменя на устойчивость к засухе и повышение продуктивности / А. В. Ильин // Аграрный вестник Юго-Востока. - 2014. - № 1-2. - С. 40-42.
9. Шешегова, Т. К. Источники ценных признаков ячменя (Hordeum vulgare L.) и их использование в ФАНЦ Северо-Востока / Т. К. Шешегова, И. Н. Щенникова // Вестник Алтайского ГАУ. - 2019. - № 3. - C. 25-31.
