По мнению Н.И. Вавилова, успех селекционной работы во многом определяется исходным материалом. Местные формы, приспособленные к конкретным условиям, несомненно, представляют огромную ценность, и являются базой для селекции. Однако, мировые ассортименты, включающие всё биоразнообразие данной культуры, также должны быть всемерно использованы, поскольку такой материал обладает большим потенциалом продуктивности и способен конкурировать с лучшими селекционными сортами [1]. Выделить нужные сорта для конкретных условий среды позволяет объективная оценка растений по комплексу хозяйственно-ценных признаков [2].

Яровой ячмень является одной из основных зерновых культур в Тюменской области. По площадям посева он занимает второе место, уступая лишь яровой пшенице. Зерно ячменя используется в качестве фуража, для приготовления круп, а также для пивоваренной промышленности [3].

Одной из причин, снижающих эффективность получения высоких и стабильных урожаев, является полегание посевов ячменя.

Полегание растений бывает двух типов - прикорневое и стеблевое. Чаще всего оно проявляется при неблагоприятных условиях окружающей среды. Согласно литературным данным, ячмень полегает при избыточном увлажнении, высоком содержании азота или слишком загущенных посевах. В таких случаях отмечается нарушение процесса ассимиляции и налива зерна, вследствие чего происходит снижение урожая, ухудшение качества зерна, а также увеличиваются потери зерна при механизированной уборке. В ряде стран Западной Европы проблему полегания решили при помощи низкорослых сортов [4, 5].

В настоящее время при поиске устойчивых к полеганию форм большое внимание уделяется высоте растений. При этом установлена тесная корреляция между длиной стебля и устойчивостью к полеганию. По мнению Е.Г. Филиппова и А.В. Алабушева, [6] в селекции ячменя на устойчивость к полеганию и высокую продуктивность стоит обратить внимание на образцы из группы среднерослых сортов, поскольку среди них с большей вероятностью можно выбрать формы, проявляющие высокую и стабильную урожайность в различных условиях среды. В связи с этим актуальным остаётся создание и подбор устойчивых к полеганию сортов, адаптированных к конкретным условиям среды.

Целью исследования является выделение образцов ярового ячменя устойчивых к полеганию и обладающих высокой и стабильной продуктивностью зерна в условиях юга Тюменской области.

Исследование проводилось в 2015-2016 гг. на кафедре ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры, Института биологии, Тюменского государственного университета. Объектом исследования послужила коллекция ячменя культурного (Hordeum vulgare L.) состоящая из 148 образцов, относящихся к двум подвидам: двурядный - distichon (L.) Koern. и многорядный - vulgare, имеющих различное эколого-географическое происхождение. Основная часть материала получена из мировой коллекции ФГБНУ Всероссийский институт растениеводства им.Н.И. Вавилова, 6 образцов из НПЦ зернового хозяйства им. А.И. Бараева, а также в качестве стандартов взяты 2 сорта, рекомендованные к выращиванию в Тюменской области (Ача и Абалак).

Экспериментальная часть проведена на экспериментальном участке биостанции "Озеро Кучак", расположенном в Нижнетавдинском районе Тюменской области. Почва участка окультуренная, дерново-подзолистая супесчаная. Полевой эксперимент проходил в соответствии с методическими указаниями ВИР по изучению и сохранению коллекции ячменя [7], описание морфологических признаков и биологических свойств выполнено согласно Международному классификатору рода Hordeum L. [8].

В годы изучения образцов, метеорологические условия складывались по-разному (табл. 1). В 2015 году начало вегетационного периода характеризовалось повышенными среднесуточными температурами воздуха по сравнению со средним многолетним значением (на 2,1°С). Сумма осадков за месяц составила 109% по отношению к норме, однако необходимо отметить крайне неравномерный характер их распределения (более 65% выпало в течение двух суток первой декады месяца). В сложившихся условиях полевая всхожесть семян ячменя в среднем по коллекции составила 67,1%.

Рост и развитие растений в июне проходили в условиях повышенного температурного режима на фоне достаточного обеспечения влагой. В июле среднесуточная температура была ниже нормы на 2,4⁰С и составила 16,4°С. Сумма осадков близка к норме, максимум выпавших осадков приходится на первую декаду месяца - 37.1 мм. Полегание отмечалось в период колошения растений. Август по показателям температурного режима также был прохладным и сопровождался частыми дождями. Максимальное количество осадков выпало в третьей декаде 37,7 мм, всего за месяц - 65,6 мм, что составило 109,4% по отношению к норме.

Таблица 1 - Метеорологические условия вегетационного периода 2015, 2016 гг.

Вегетационный период 2016 г. можно характеризовать как засушливый, в мае отмечалось превышение среднего многолетнего значения температуры на фоне дефицита осадков, что нашло отражение в низкой всхожести семян по коллекции (47,5%). Июнь характеризовался незначительным превышением над многолетним значением температуры воздуха (на 0,1⁰С). Сумма осадков за июнь составила 57,7 мм или 105 % по отношению к норме. Июль по показателям температурного режима превышал среднее значение. Количество выпавших осадков было ниже нормы, максимальное количество 21 и 27 мм, выпало во второй декаде месяца. В этот период, на фоне ливневых дождей сопровождающихся сильными ветрами, в фазу молочной спелости наблюдалось активное полегание растений. Август по показателям температурного режима был жарким. Среднесуточная температура превышала среднемноголетнее значение (на 5,4⁰С). Высокая температура воздуха сопровождалась дефицитом влаги. Сумма осадков за месяц составила 13,8 мм, что составляет 23% к норме. С целью выявления короткостебельных образцов, согласно международному классификатору, изучаемая коллекция по высоте растений (в фазу молочной спелости) распределялась на 9 групп (рис.1). В условиях 2015 года, образцы ячменя отнесены к 5 группам. Данный признак варьировал в пределах от 39,9 до 91,5 см (Kuan C. I.101, к-25760, Германия). Минимальное значение имел образец Rokkaku-yabane (к-10986) из Японии, отнесённый к карликовым растениям. Среднее значение по коллекции - 64,8 см. Самой многочисленной была группа низкорослых растений с высотой от 61-70 см, на её долю пришлось 73 образца (50,4%). В группу с очень низкими растениями вошло 39 образцов, средненизких - 26 образцов. К группе среднерослых растений отнесено 6 образцов (4,1%). Стандартные сорта Ача и Абалак отнесены к низкорослым растениям 60,7 и 67,2 см, соответственно.

В среднем по изученным образцам высота растений в 2016 г. составила 90,6 см. Минимальное значение отмечено у образца из Украины - 56,2 см (Паллидум 90, к-25932), максимальное - 119,1 см у образца из США (Algerian x 414 Man (R), к-23357).

Размах варьирования признака, а также среднее значение по коллекции в условиях 2016г. оказалось выше, что свидетельствует о подверженности признака влиянию факторов окружающей среды.

яровой ячмень коллекционный образец

Рис. 1 - Распределение образцов ячменя по высоте растений, %

Самой многочисленной является группа среднерослых растений (от 81 до 95 см), на её долю пришлось 46,6%. На долю средневысоких и высокорослых приходится 35,6 и 2,1 % образцов соответственно. Группа средненизких составляет 8,9%, к низкорослым отнесено 6 образцов (4,1%). В группу с очень низкими растениями вошло 4 образца (2,7%). Самой малочисленной является группа с высокорослыми растениями (от 111 до 125 см) в неё вошло 3 образца. Стандарты имели высоту растений равную: Ача - 82,3 см., Абалак - 87,9 см.

Распределение образцов по устойчивости к полеганию (в баллах) в 2015 г. показало, что, несмотря на высокую увлажненность в данный период, большинство изученных образцов имели очень высокую устойчивость. Максимальную оценку - 9 баллов получили 84,2% (123 шт.), то есть признаков полегания не отмечено. Низкой степенью устойчивости характеризовался лишь один образец (к-30398, PFC-8275 Landrase) по происхождению из Бразилии, Пассо-Фундо. Растений получивших 5 баллов - 5 (3,5%); 7 баллов - 17 образцов (11,7%). Образцов с очень низкой степенью устойчивости не выявлено. Между высотой растений и устойчивостью к полеганию в условиях отмечена слабая прямая взаимосвязь r = 0,31. Стандартные сорта имели очень высокую степень устойчивости к полеганию.

В 2016 г. полегание отмечалось в фазу колошения, однако активное проявление признака наблюдалось в период налива зерна. Лишь 36,3% (53 шт.) изученных образцов получили 9 баллов. В группу с низкой степенью устойчивости вошло 43 образца (29,5%). Очень низкой устойчивостью (растения лежали на земле или на других растениях) характеризовались 20 образцов, что составило 13,7%. Число образцов, получивших 5 баллов составило 18 (12,3%); 7 баллов - 12 (8,2%). Между высотой растений и полеганием отмечалась обратная корреляция (r = - 0,48). Стандартные сорта Ача и Абалак характеризовались высокой устойчивостью к полеганию.

При изучении образцов ячменя наряду с устойчивостью к полеганию и высотой растений учитывали и другие селекционно-ценные признаки, определяющие продуктивность образцов. Одним из них является такой показатель как число продуктивных стеблей с единицы площади. Как известно, число общих и продуктивных стеблей зависит как от генотипических особенностей сортов, так и от факторов внешней среды. В нашем исследовании максимальным значением в 2015 г. характеризовались несколько образцов: C. I.11086 (к-30666, Перу) - 506 шт. / м²; Cosmos (к-21967, Франция) - 508 шт. / м^2.; Galina (к-22728, Германия) - 370 шт. / м^2.; Haarer Isdania (r-25746, Германия) - 434 шт. / м^{2. (}табл.2). Эти образцы относились к низкорослым, средненизким и среднерослым растениям, имели высокую устойчивость к полеганию и показали высокую урожайность в сравнении со стандартами. В среднем по коллекции число продуктивных стеблей составило 242,9 шт. /м².

Количество продуктивных стеблей 2016 г. в среднем равнялось 400,4 шт. / м², у стандартных сортов - 679,1 и 568,4 шт. / м². Максимальное число продуктивных стеблей имели: сорт Кедр (к-28119) - 718 шт. / м²; М-702/70 (к-22199), Чехословакия - 652 шт. / м²; H/2666 Hansen 462 (к-22307) Германия - 596 шт. / м²; Cosmos (к-21967, Франция) - 547 шт. / м²; Rehmii K-15 (к-24922, Франция) - 568 шт. / м², C. I.11086 (к-30666, Перу) - 558 шт.

На основании полученных данных нами выделены образцы, проявившие высокую устойчивость к полеганию наряду с признаками продуктивности: Cosmos (к-21967), Франция, два образца из Германии Haarer Isdania (к-25746), Galina (к-22728), C. I.11086 (к-30666), Перу (табл.2). По продолжительности вегетационного периода выделенные формы относятся к группе среднеспелых (69-74 суток).

Таблица 2 - Результаты изучения некоторых образцов ячменя по комплексу селекционно-ценных признаков

Таким образом, выявлены различия среди коллекционных образцов по проявлению хозяйственно-ценных признаков, их изменчивость свидетельствует о неодинаковой адаптивной способности растительных форм к меняющимся условиям среды.

Выделены источники ярового ячменя, имеющие преимущества в сравнении со стандартными сортами и другими образцами по признакам продуктивности и устойчивостью к полеганию. Наибольшую стабильность в меняющихся условиях среды проявил образец Cosmos (к-21967), Франция.

Список литературы / References

1. Вавилов Н.И. Избранные сочинения. Генетика и селекция / Н.И. Вавилов; под ред. О.В. Лапшиной. - М.: Колос, 1966. - 559 с.

2. Боме А.Я. Некоторые проблемы подбора сортов зерновых культур для экстремальных условий сельскохозяйственной зоны Тюменской области / А.Я. Боме, Н.А. Боме // Современные наукоёмкие технологии, №2. - 2007. - С.60-61.

3. Логинов Ю.П. Стабильность формирования хозяйственных признаков у селекционных линий ячменя в северной лесостепи Тюменской области / Ю.П. Логинов, Н.А. Сурин, Л.И. Якубышина // Агропродовольственная политика России, №10 (22). - 2014. - С.41-45.

4. Машкевич Н.И. Растениеводство. Учебник для вузов. /Н.И. Машкевич - изд.2-е, перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1974. - 455 с.

5. Подгорный П.И. Растениеводство. / П.И. Подгорный - изд.2-е, переработанное - М.: Сельхозиздат, 1969. - 480 с.

6. Филиппов Е.Г. Селекция ярового ячменя/ Филиппов Е.Г. Алабушев А.В. // Монография - Ростов н/Д: ЗАО Книга, 2014. - 208 с.

7. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса - изд.4-е, дополненное и переработанное / под ред. И.Г. Лоскутова. М.: ГНУ ВИР Россельхозакадемии, 2012. - 63 с.

8. Международный классификатор СЭВ рода Hordeum L. - Ленинград: ВИР, 1983. - 52с.

Размещено на Allbest.ru