CC BY
11
УДК 631.52:633.11/.16»321»
Селекция яровых зерновых культур в Каменной Степи
Л.А. ЕРШОВА,
Е.И. МАЛОКОСТОВА, кандидаты сельскохозяйственных наук
Воронежский НИИ сельского хозяйства имени В.В. Докучаева E-mail: [email protected]
Изложена история селекции ярового ячменя и яровой пшеницы в Каменной Степи, ее задачи и основные результаты.
Ключевые слова: Каменная Степь, селекция, яровой ячмень, яровая пшеница, сорт.
Система лесных полос Докучаев-ского оазиса смягчила суровое действие климатических факторов, что положительно отразилось на ведении здесь селекционных работ. По мере преобразования Каменной Степи одновременно изучалось выявление и создание сортов сельскохозяйственных культур, приспособленных к местным почвенно-климатическим условиям. В 20-30 годы XX в. под научным руководством Н.И. Вавилова здесь изучались мировые коллекции культур, которые положили начало первым сортам местной селекции.
В 1972 г. был организован Центрально-Черноземный селекционный центр и развернута селекционная работа по семи важным сельскохозяйственным культурам, в том числе - яровому ячменю и яровой пшенице.
Селекция ярового ячменя методом внутривидовой гибридизации была начата в 19S7 г. Первым ее этапом стало всестороннее и целенаправленное изучение сортообразцов коллекции ВИР, которое продолжается и в настоящее время. В результате в лаборатории 2 селекции ячменя создан региональный генетический фонд источников хозяйственно-ценных признаков, который постоянно дополняется и обновляется. Важной т- составляющей фонда является кол-8 лекция источников устойчивости к наиболее вредоносным болезням z (пыльная и каменная головня, корне-ш вые гнили).
g В условиях нашей зоны имеет
g место полегание растений ячменя,
^ связанное со слабостью, ломкостью
§ и малой пластичностью стебля. m
Изучение анатомической структуры стебля разных по устойчивости к полеганию сортов позволило разработать способы отбора устойчивых к полеганию образцов на ранних фазах развития. Проблема устойчивости к полеганию является комплексной, включающей направления селекции ячменя на устойчивость к засухе, болезням и вредителям.
В результате целенаправленной селекционной работы, были созданы сорта Докучаевский I, Олимпиец, Победит, Электрон, Таловский 34. Три из них - Докучаевский I (1978 г.), Олимпиец (1984 г.) и Таловский 34 (1989 г.) - районированы в Воронежской области и Западно-Сибирском регионе, другие пополнили признаковую коллекцию ВИР, которая используется селекционерами при создании новых сортов.
Анализ экспериментальных данных за 1961-1990 гг. показал, что прогресс селекции ярового ячменя в Центрально-Черноземном селек-центре достигался за счет повышения элементов продуктивности. Так, у различных сортов число зерен в колосе увеличилось с 17 до 23 шт., масса 1000 зерен - с 40 до S0 г, длина колоса - с 6^ до 8^ см. При увеличении данных признаков сохранялся высокий уровень продуктивной кустистости (1,8), характерный для засухоустойчивого сорта Нутанс 187, районированного в ЦЧП до 1978 г. В результате урожайность повысилась на 1^-2,0 т/га, высоты растений - на 10-^ см, устойчивость к полеганию - на S баллов (по девятибалльной системе).
Статистический анализ, проведенный на сортах, созданных в период с 1990 по 2000 гг. (Славянский, Славянский 93, Славянский 96, Родник 98, Титан 98), показал стабилизацию достигнутого потенциала продуктивности (до 7,0 т/га) и ее основных компонентов. В этих сортах установлена определенная сбалансированность между урожайностью, элементами продуктивности и климатическими факторами, обеспечивающими их уровень. По результатам исследований сделан вывод, что критериями, по которым необходимо вести селекцию в условиях неустойчивого увлажнения на высокую потенциальную продуктивность, нужно считать морфологические признаки - продуктивную кустистость, число зерен в колосе и число зерен на 1 м2.
На фоне усиления аридности климата повышается актуальность селекции на засухоустойчивость и высокую адаптивность к неблагоприятным факторам. Однако между потенциальной урожайностью, для которой необходима высокая интенсивность синтетических процессов, и высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, связанной с подавлением роста и метаболизма в растениях, существует закономерное биологическое противоречие, что затрудняет дальнейшее селекционное улучшение элементов продуктивности. В засушливые годы существенно ограничивается процесс кущения и увеличивается редукция боковых побегов на 18-20 %, количества колосков в колосе - на 6-11 %, а сохранность растений ячменя от всходов к уборке по годам колеблется от 67 до 90 %. При наличии достоверных сортовых различий редукцию продуктивных органов необходимо рекомендовать как критерий адаптации генотипа к стрессовым условиям. Новой разработкой лабо-
I. Урожайность сортов ячменя Воронежского НИИСХ разных лет районирования по сравнению с сортами-стандартами
Сорт Годы изучения Урожайность, т/га Масса 1000 зерен, г Содержание белка, %
средняя максимальная
Докучаевский I 1968-1975 4,04 5,86 46,2 13,3
Нутанс 187 (st) 3,76 5,60 44,8 14,3
Олимпиец 1972-1979 4,79 6,06 44,7 11,7
Дворан (st) 4,53 5,37 42,7 11,8
Таловский 34 1980-1984 4,03 5,50 47,9 12,4
Донецкий 8 (st) 3,66 5,00 46,6 13,0
Таловский 9 2000-2005 4,47 6,85 49,3 12,9
Камышинский 23 4,21 5,37 46,0 11,2
(st)
НСР 0,05 0,25-0,37
ратории селекции ячменя стали сорта Таловский 9 (районирован с 2007 г. по Воронежской области) и Докучаевский 10, которые характеризуются высокой засухоустойчивостью, интенсивностью начального роста и регенерирующей способностью, что обусловливает устойчивость к корневым гнилям и шведской мухе.
Результаты поэтапной селекции сортов ячменя в Центрально-Черноземном селекцентре представлены в таблице 1.
Нужно отметить, что соединить желаемые признаки в одном сорте в силу отрицательных генетических корреляций довольно трудно. Достигнутый в сортах ячменя биологический потенциал продуктивности (до 7 т/га) и комплекс элементов продуктивности являются оптимальными для условий неустойчивого увлажнения, и дальнейшая задача селекции - стабилизировать в новых сортах данные показатели.
Исходный материал для селекции яровой пшеницы формировался на основе сортов-популяций и сортов, полученных отбором из них, образцов твердой и мягкой пшеницы разнообразного эколого-гео-графического происхождения. С 1922 по 1957 гг. в Каменной Степи было создано девять сортов яровой пшеницы (Гордеиформе 1, Гордеифор-ме 4, Лютесценс 60, Лютесценс Г-45, Дымчатая 34, Эритроспермум 108, Безостая S4, Степная 70 и Гостианум 15), но лишь один из них, Гордеи-форме 4, долгое время возделывал-ся в производственных условиях. Все остальные, несмотря на высокую урожайность (1,6-1,7 т/га) и качество зерна, широкого распространения не получили, поскольку сильно поражались листовыми болезнями и были склонны к полеганию.
С 1972 г. начался новый этап селекции яровой пшеницы. Была составлена большая программа научно-исследовательских работ, в том числе выявлены лимитирующие факторы, смоделирован конкретный идиотип сорта, определены его признаки. При этом увеличение урожайности сорта осуществляется тремя путями: получение растений с высокой генетически обусловленной продуктивностью, исправление отрицательных признаков растений и улучшение приспособленности к конкретным условиям возделывания.
Для условий Каменной Степи одним из наиболее важных свойств выводимых сортов пшеницы должна быть засухоустойчивость, которая определяется, в частности, быстрым начальным стартовым ростом растений и более коротким периодом от всходов до колошения. Изучение коллекции ВИР позволило выявить сорта с более быстрым стартовым ростом и интенсивным образованием узловых корней. С 1974 по 2009 гг. в лаборатории селекции яровой пшеницы было изучено около 15 тыс. сортообразцов яровой пшеницы по более чем 20 признакам, проведено около 9 тыс. скрещиваний. Кроме этого, широко использовалась
оценка комбинационной способности сортов. Изучение гетерозиса, депрессии, коэффициентов наследования в широком и узком смысле позволило определить донорские свойства продуктивности, качества и устойчивости к стрессовым факторам родительских форм и использовать их в гибридизации.
Наибольшей продуктивностью в условиях Каменной Степи обладают, как правило, среднеранние и среднеспелые образцы с продолжительностью вегетационного периода от всходов до колошения 38-42 дн.
Для выявления закономерностей формирования урожая на основе подходов теорий фотосинтетической продуктивности в исследовательский процесс были вовлечены 19 признаков, характеризующих динамику продукционного процесса в онтогенезе: признаки фотосинтетической деятельности (надземная биомасса, площадь листьев, чистая продуктивность фотосинтеза); признаки ростовых процессов (функция роста стебля,
боковых побегов, колоса, цветения); особенности накопления качественных показателей по фазам спелости (содержание белка и клейковины в зерновках); урожайность и ее элементы. Для выявления групп тесно коррелируемых признаков применялись статистические методы многомерного анализа.
Одним из главных факторов повышения урожайности мы считаем увеличение густоты продуктивного стеблестоя к уборке. Этому способствует селекция на уменьшение конкурентоспособности растений по отношению друг к другу. Нашими селекционерами была разработана и внедрена в практику новая система отбора, что позволило значительно снизить искажающее влияние конкуренции.
Для того чтобы поднять уровень засухоустойчивости, следует вовлекать в селекционный процесс сорта с высокими показателями чистой продуктивности фотосинтеза. Нами разработаны метод отбора жаро- и засухоустойчивых растений, способ определения продуктивности по сим-метрийно-полярностым признакам и способ отбора продуктивных генотипов зерновых культур.
Поэтапная оценка показателей качества зерна привела к созданию сортов, относящихся к группе сильных и ценных по качеству зерна пшениц. Все сорта твердых пшениц, созданные в лаборатории селекции яровой пшеницы, отвечают международным требованиям по качеству.
Для изучения пластичности сортов, создаваемых в нашем институте, проводятся экологические испытания перспективных линий в различных климатических условиях. Целенаправленная селекция на повышение устойчивости к болезням при систематической оценке селекционного материала на искусственных инфекционных фонах позволила повысить устойчивость пшеницы к пыльной, твердой головне, бактериозу, наиболее распространенным расам бурой ржавчины. <
В результате с 1974 по 2009 гг. | были созданы сорта яровой мягкой § пшеницы Жница, Славянка, Воро- | нежская 6, Воронежская 8, Крестьян- < ка, Воронежская 10,Воронежская 12, 2 Воронежская 14, Воронежская 16, 2 Дуэт Черноземья, Чакинская 82, Кур- р ская 2б3, Курская 2038, Черноземно- 2
м
Селекционные посевы
2. Урожайность районированных в ЦЧЗ сортов яровой пшеницы (в среднем за 2008-2009 гг.)
Место происхождения
Сорт
Урожайность, т/га
средняя
по группе
Воронежский НИИСХ (НИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева)
НИИСХ Юго-В остока
Беларусь, Германия
Крестьянка Воронежская 6 Воронежская 10 Воронежская 12 Курская 2038
Светлана Воронежская 7 Степь 3 Прохоровка Юговосточная 2 Л. 503 Фаворит Валентина Краснокутка 10 Дарья Тризо Ганни
2,60 2,67 2,57 2,75 2,56 2,69
2,61
НСР
,51 ,50 ,67 ,56 ,18 ,57 ,65 ,15 2,39 2,33 1,95 0,14; 0,18
2,46
2,22
уральская, Черноземноуральская 2. Шесть из них находятся в районировании.
Около 30 лет возделывается сорт яровой мягкой пшеницы Жница в Башкортостане. Он обладает быстрым стартовым ростом, устойчив к прорастанию зерна в колосе на корню и в валках. По качеству зерна относится к ценным пшеницам. Сорт Воронежская 6 - сильная пшеница с урожайностью до 6,0 т/га - возделы-вался в пяти областях, является международным стандартом на Украине. Сорт Крестьянка - сильная пшеница, с быстрым стартовым ростом в начальный период вегетации - 20 лет возделывается в ЦЧЗ. Сорт Воронежская 10 с 1996 г. районирован в четырех областях РФ, стабилен по качеству зерна, относится к группе сильных пшениц. Воронежская 12 возделывается в трех регионах РФ с 1998 г. Этот высокопродуктивный (до 5,8 т/га) сорт относится к ценным пшеницам. Курская 2038 - ценная пшеница, устойчива к листовым болезням, стабильна по урожайности, находится в производстве 16 лет.
Нашими селекционерами созданы сорта яровой твердой пшеницы Светлана, Воронежская 7, Елань, Воронежская 9, Степь 3, Воронежская 11, Памяти Вавилова, Дуэт Черноземья 2. Четыре из них находятся в районировании. Это сорт Светлана, который возделывается с 1987 г., отличается быстрым стартовым ростом и продуктивностью (до 5,7 т/га), по качеству зерна отвечает международным требованиям твердых пшениц на экспорт. Сорт Воронежская 7 в производстве с 1993 г., стабилен по
продуктивности и качеству. Сорт Степь 3 районирован с 1998 г., обладает крупным стекловидным зерном. Сорт Воронежская 9 районирован с 2001 г., стабилен по стекловидности зерна, высокопродуктивен. Урожайность районированных в ЦЧЗ сортов яровой пшеницы представлена в таблице 2.
Данные таблицы 2 показывают, что сорта селекции Воронежского НИИСХ лидируют по урожайности среди изучаемых сортов других селекцентров.
Таким образом, сорта яровых зерновых культур, созданные в Каменной Степи, конкурентоспособны и обладают высокими потенциальными возможностями.
Spring cereals breeding in Kamennaya Steppe
L.A. Ershova, E.I. Malokostova
There is presented the history of spring barley' and spring wheat' breeding in Kamennaya Steppe as well as its aims and principle achievements. Keywords: Kamennaya Steppe, breeding, spring barley, spring wheat, variety.
УДК 631.8: 633.31/.37
Формирование адаптивных агроценозов многолетних бобовых трав
А.У. ПАВЛЮЧЕНКО, Л.А. ПИСКАРЕВА, кандидаты сельскохозяйственных наук Т.А. ДЬЯЧКОВА, О.А. АБАНИНА
Воронежский НИИ сельского хозяйства им. В.В. Докучаева E-mail: [email protected]
Применение дефеката, как в чистом виде, так и с минеральными удобрениями, повышает производительную способность агрофитоценозов эспарцета. Наряду с традиционными многолетними бобовыми травами в структуру посевов необходимо включать козлятник восточный, отличающийся более ранней укосной спелостью и высокой урожайностью.
Ключевые слова: эспарцет, козлятник восточный, продуктивность, качество корма, энергия.
Решить проблему получения полноценного и дешевого кормового белка сегодня, когда минеральные удобрения малодоступны большинству хозяйств, а количество органических удобрений из-за сокращения поголовья скота резко уменьшилось, поможет максимальное насыщение севооборотов многолетними травами. Их удельный вес в севооборотах нужно довести до 30-32 %, в том числе бобовых - до 41-68 %. Это, наряду с расширением ассортимента и повышеним урожайности многолетних бобовых трав, позволит не только в 1,S-2,0 раза повысить протеиновую ценность кормов, но и существенно сократить затраты энергии и материальных средств на их производство.
В 2002-2010 гг. в лаборатории кормопроизводства нашего института исследовали влияние антропогенных факторов на формирование биомассы эспарцета и козлятника восточного на зеленый корм.
В первом опыте, в кормовом севообороте (ячмень - кукуруза на силос - кормовая свекла - горох + овес + эспарцет - эспарцет 1, 2 и 3 года пользования) изучали последействие дефеката на продуктивность эспарцета при трехлетнем его ис-
1P
