111111 02

СЕЛЕКЦИЯ МНОГОРЯДНОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ВОЛГО-ВЯТСКОГО РЕГИОНА

Ячмень является одной из ведущих сельскохозяйственных культур мира, благодаря своим огромным приспособительным возможностям, высокой урожайности и разностороннему использованию. Одним из важнейших условий получения высоких урожаев и увеличения валовых сборов зерновых культур является использование новых сортов и гибридов. Сорт – самое дешевое и доступное средство повышения урожайности.

В государственный реестр селекционных достижений допущенных к использованию на территории РФ в 2010 г. включено 26 сортов озимого и 159 ярового ячменя. Среди озимых ячменей 92,3 % всех сортов представлены многорядными формами, в то же время в списке сортов ярового ячменя только 11,9 % сорта многорядного ячменя (Гос. реестр…, 2010). Это связано в первую очередь с требованиями потребителей зерна ячменя. Так как с развитием пивоваренной промышленности, возникла необходимость производства сырья для солодовенной отрасли. Для этих целей лучше подходят сорта двурядного ячменя, обладающие более выровненным и достаточно крупным зерном. В результате, из 13 районированных в 2009 г. в Кировской области сортов, половина представлена двурядными пивоваренными ячменями, хотя в регионе ячмень используется в основном на фуражные цели.

В Волго-Вятском регионе 741,8 тыс. га занято ячменем, из них в Кировской области - 89,4 тыс. га. Установлено, что в нашем регионе многорядные сорта ячменя обладают более высоким потенциалом продуктивности по сравнению с двурядными за счет лучше озерненного колоса. В то же время в Кировской области допущено к использованию всего два многорядных сорта ячменя, что говорит о целесообразности селекционной работы по созданию высокоурожайных, устойчивых к неблагоприятным факторам среды Волго-Вятского региона сортов многорядного ячменя.

Цель исследований. Создание нового исходного и селекционного материаладля условийВолго-Вятского региона на основе комплексного изучения коллекции многорядного ячменя и выделения источников хозяйственно-ценных признаков.

Исходя из цели, поставлены следующие задачи:

·        оценить генофонд различного эколого-географического происхождения в условиях Волго-Вятского региона по важнейшим хозяйственно-биологическим признакам и выделить источники для дальнейшей селекционной работы;

·        определить основные элементы продуктивности многорядного ячменя, установить зависимость между ними для дальнейшего использования при подборе родительских пар для гибридизации и отборе селекционных линий;

·         выявить сорта, обладающие высокой комбинационной способностью;

·         изучить новый исходный материал на всех этапах селекционного процесса;

·         создать новые высокопродуктивные сорта, обладающие устойчивостью к полеганию, распространенным болезням и стабильно высокой урожайностью зерна.

Научная новизна работы. Изучен мировой генофонд многорядного ячменя в количестве 65 образцов в условиях Волго-Вятского региона по комплексу признаков и выявлены эффективные источники для селекции. Установлены закономерности изменчивости и взаимосвязи изученных признаков для использования их при подборе родительских пар для гибридизации и отборе селекционных линий. Определена комбинационная способность выделенных ценных источников, рекомендованных для их дальнейшего использования в селекционной практике. Создан исходный материал на широкой генетической основе (2030 линий). Новизна научных исследований защищена авторскими свидетельствами и патентами на сорта многорядного ячменя Лель и Тандем.

Практическая ценность работы. Выделенные источники, а также созданные на их основе гибриды с ценными в хозяйственном отношении признаками используются в различных программах скрещивания для решения проблем селекции многорядных ячменей на устойчивость к полеганию, болезням и продуктивность при создании сортов. Создан гетерогенный исходный материал, который ежегодно изучается в различных звеньях селекционного процесса. Выделены перспективные линии многорядного ячменя. Созданы (в соавторстве) сорта Лель и Тандем с долей участия 10 и 15 % соответственно.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на международной научно-практической конференции "Современные аспекты селекции, семеноводства, технологии, переработки ячменя и овса" (Киров, 2004 г.); на Зональной научно-практической конференции «Инновационные ресурсосберегающие технологии выращивания новых сортов зерновых и кормовых культур, как фактор интенсификации зерновой отрасли, улучшения кормопроизводства и плодородия почв северных районов Нижегородской области» (Нижегородская обл., 2007 г.); на международной научно-практической конференции «Селекция, семеноводство и технология возделывания зернофуражных культур» (Ульяновск, 2008 г.); на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей (Киров, Вятская ГСХА, 2010); научной сессии Северо-Восточного РНЦ «Аграрная наука Евро-Северо-Востока: традиции и инновации» (Киров, 2010 г.); на заседаниях методической комиссии Северо-Восточного селекцентра и Ученого совета ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии (2008…2010 гг.).

Публикация результатов исследований.Основные материалы и положения изложены в 9 печатных работах, в том числе 3 – в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов научных исследований.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений для селекционной практики и производства, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 30 таблиц, 9 рисунков и 11 таблиц приложения. Список литературы включает 188 источников, в том числе 8 на иностранных языках.

Выражаю глубокую благодарность доктору с.-х. наук, член-корреспонденту Россельхозакадемии Н.А. Родиной за ценные советы, содействие и помощь в подготовке диссертационной работы.

 

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

 

Обзор литературы

На основе анализа источников научной литературы показано народно-хозяйственное значение и история культуры ячменя. Приведена динамика посевных площадей и урожайности ячменя в Волго-Вятском регионе. Рассмотрено значение элементов продуктивности и их связь с урожаем. Описано значение мировой коллекции ВИР для селекции, методы создания и оценки исходного материала, результаты селекции многорядных сортов ячменя в России.

 

Условия, материал и методика проведения исследований

Экспериментальная работа выполнена в 2005…2010 гг. в лаборатории селекции и первичного семеноводства ячменя НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии в соответствии с государственной тематикой (№ государственной регистрации 15070.6111004668.06.8.05.5.).

Метеорологические условия в годы проведения исследований характеризовались как оптимальным для роста и развития растений ячменя сочетанием тепла и влаги (2005 и 2009 гг.), так и недобором осадков в различные фазы вегетации растений (2006, 2007, 2008, 2010 гг.). Различные условия способствовали объективной оценке коллекционного и селекционного материала по основным хозяйственно-ценным признакам.

Исследования проводились в селекционном севообороте. Почва опытного участка дерново-подзолистая, среднесуглинистая, сформированная на элювии пермских глин. Пахотный слой характеризовался следующими агрохимическими показателями: гумус 2,75…3,56 % (от средне до сильно гумусированных), кислотность - 4,6…6,7 (от сильнокислых до нейтральных); содержание фосфора - 292…431 мг/кг (очень высокое), калия – 232…257 мг/кг (от высокого до очень высокого). В целом почвенно-климатические условия способствовали выявлению потенциальных возможностей сортов.

Посев проводили в оптимально ранние сроки, минеральные удобрения вносили в дозе 60 кг д.в. NPKна га. Предшественники – озимая рожь, клевер луговой.

Материалом исследований являлись коллекционные образцы многорядного ячменя, полученные из мировой коллекции ВИР, новые допущенные к использованию сорта отечественной и зарубежной селекции (65 сортов), гибридные линии и сорта собственной селекции. За период исследований всего изучено 2095 образцов многорядного ячменя.

         Изучение многорядного ячменя проводили в питомниках: коллекционном, гибридных (первого и второго года), селекционном, контрольном, предварительном и конкурсном сортоиспытаниях.

         Изучение коллекции проводилось в соответствии с «Методическими указаниями по изучению мировой коллекции ячменя и овса» (1973) на делянках 2,7 м2, при 1-3 кратной повторности. В качестве стандартов использовали рекомендованные Госкомиссией по сортоиспытанию двурядные сорта: среднеспелый Биос 1 (Московская обл.) и скороспелый Дина (Кировская обл.).

Скрещивания по неполной диаллельной схеме проводили в 2008-2009 гг. с использованием пяти сортов многорядного ячменя – Лель, Тандем (Кировская обл.), Зевс (Белгородская обл.), Мураш (Ленинградская обл.), Lacombo(Канада). Гибридизацию проводили путем кастрации подготовленного колоса, с последующим принудительным опылением. Гибриды первого года высевали вручную с площадью питания каждого растения 5х20 см в сравнении с родительскими формами и стандартом. Посев гибридов второго поколения проводили сеялкой на двухрядковых делянках площадью 0,45 м2. Селекционный материал изучался по полной схеме селекционного процесса общепринятой для самоопылителей. Наблюдения, оценки и учеты урожая проводились в соответствии с методикой Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1983).

Учет пыльной головни и оценка поражения сортов болезнями осуществляли в соответствии с «Методическими рекомендациями по селекции ячменя на устойчивость к болезням и их применения в НИИСХ Северо-Востока», (М., 1986).

Полученный в исследованиях материал обрабатывали методами математической статистики по методике Б.А. Доспехова (1983), определение комбинационной способности сортов проводили в системе диаллельных скрещиваний с использованием четвертого метода В. Griffing(1956) с использованием пакета селекционно-ориентированных программ AGROSверсия 2.07. Экономическую эффективность возделывания новых сортов ячменя рассчитывали в соответствии с «Методическими указаниями по расчету экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских работ для условий Северо-Востока европейской части РФ» (2008).

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

ИЗУЧЕНИЕ КОЛЛЕКЦИИ МНОГОРЯДНОГО ЯЧМЕНЯ

ИЗ МИРОВОГО ГЕНОФОНДА ВНИИР им. Н.И. ВАВИЛОВА

 

         Для решения поставленных задач нами была проведена оценка 65 сортов многорядного ячменя по основным хозяйственно ценным признакам.

Продолжительность вегетационного периода.Хозяйственная ценность любого сорта и его пригодность для возделывания в конкретной зоне во многом определяется длительностью вегетационного периода в целом, а также характером отдельных этапов развития. Особую ценность представляют сорта с укороченным периодом вегетации (Грязнов, 1996). Основной проблемой создания скороспелых и урожайных сортов ячменя является то, что между этими важнейшими признаками существует отрицательная корреляция (Иванова и др., 2009). Скороспелость сорта характеризуется продолжительностью межфазных периодов: «всходы – колошение» и «колошение – созревание».

         Наиболее короткий период «всходы – колошение» (37-41 день) наблюдался в среднем за годы исследований у сортов Веселец (Болгария), Missuri(США), к-18079 (Индия) и к-8730 (Эфиопия); у скороспелого стандарта Дина – 41 день, у стандарта Биос 1 - 50 дней. Наименее продолжительный период «колошение – созревание» (28-31 день) отмечали у образцов 619 А, 725 А (Швейцария), Paragon(Канада), KoronaLashego(Польша), 1007-99 (Кировская обл.) и к-8730 (Эфиопия); у стандартов Дина – 31 день, Биос 1 - 30 дней. Использование выделенных сортов при скрещивании может быть эффективным для создания скороспелых сортов ячменя.

Скороспелостью характеризовались сорта местный к-8730 (Эфиопия), местный к-18079 (Индия) и Missuri(США), однако, урожайность этих сортов не превышала 300 г/м², что значительно ниже стандарта. Следовательно, в скрещивания с выделенными образцами необходимо вовлекать только высокоурожайные генотипы, чтобы избежать снижения урожайности у гибридов. Среднеспелые сорта Добрый и Лель (Кировская обл.), показали максимальный урожай 624 и 635 г/м², соответственно.

Устойчивость к полеганию.Проблема полегания во многих странах решается снижением высоты стебля (Зенищева, 1985). Рядом исследователей (Неттевич, 1980; Сурин, Ляхова, 1993; Родина, 2006) отмечается отрицательная корреляция устойчивости растений к полеганию с их высотой. В наших исследованиях эта отрицательная связь подтвердилась, в то же время установлено значительное влияние условий выращивания на устойчивость растений к полеганию. При проведении исследований большинство сортов показали высокую (более 7 баллов) устойчивость к полеганию. Очень высокой устойчивостью (9 баллов) за все годы изучения и высокой урожайностью отличался сорт 1007-99 (Кировская обл.). Как источники устойчивости растений к полеганию могут представлять интерес сорта: 1007-99, Тандем, Добрый, 121-94, 92-97 (Кировская обл.), Колизей (Архангельская обл.), Зевс (Белгородская обл.), Lacombe, Leger, Buck, Kinkora, Paragon(Канада).

Продуктивная кустистость.Важнейшим количественным признаком, определяющим высокую урожайность ячменя, является продуктивная кустистость, которая определяется генотипом сорта и в сильной степени подвержена воздействию окружающей среды. По способности формировать продуктивный стеблестой в благоприятные по метеоусловиям годы выделились сорта 92-97 и Тандем (Кировская обл.), сравнительно высокие результаты отмечены у сортов Колизей (Архангельская обл), Добрый (Кировская обл). Сочетанием высокой продуктивной кустистости и урожайности характеризовались сорта Тандем, Добрый, 92-97 (Кировская обл.), Laсombe(Канада).

 

Параметры колоса.Продуктивность колоса является комплексным признаком и находится в прямой зависимости от числа зерен и их крупности (Родина, 2006). При определении элементов структуры, обеспечивающих продуктивность колоса у многорядных ячменей, установлена существенная зависимость массы зерна с колоса от его длины (r= 0,43*…0,61*), количества колосков (r= 0,61*…0,81*) и зерен (r= 0,73*…0,82*); в средней степени от крупности зерна (r= 0,33*…0,42*). Не установлено влияния плотности колоса (r= -0,07….0,29) на его продуктивность. Колос многорядного ячменя, как правило, короче, чем у двурядного. В наших опытах по данному показателю большинство изучаемых многорядных сортов значительно уступали стандартному сорту Биос 1. В среднем за годы изучения коллекции многорядных ячменей выделились сорта Омский 89 (Омская обл.), Мураш (Ленинградская обл.), KoronaLashedo(Польша), у которых длина колоса была близка к уровню стандартного сорта Биос 1. В среднем по сортам плотность колоса меньше других параметров реагировала на изменение погодных условий года, коэффициент вариации изменялся от 8,32 % (2007 г.) до 12,8 % (2005 г.). Из изучаемого генофонда выделись сорта Колизей (Архангельская обл.) и местный (к-18079) из Индии (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика сортов, выделившихся

по параметрам колоса, (среднее за 2005 г., 2007 г. и 2008 г.)

каталога ВИР

Сорт

Длина колоса, см

Плотность колоса

Количество зерен в колосе, шт.

Урожайность, г/м2

29634

Биос 1, ст.

7,7

12,7

22,0

494

30804

Лель

6,2

12,4

44,8

635

30842

Колизей

4,2

15,9

41,9

515

30173

Buck

5,9

12,6

45,1

446

30822

Мураш

6,7

11,9

46,4

466

20259

Paragon

6,3

12,5

45,1

452

30720

Омский 89

6,9

11,4

42,9

453

27471

Korona Lashedo

6,6

11,3

43,2

436

19304

Keystone

5,5

12,8

43,9

379

-

752С

6,5

11,0

45,9

333

18079

местный

4,0

14,5

35,6

250

НСР05

1,1

1,2

9,5

94

 

Количество зерен в колосеза годы изучения изменялось от 18,9 шт. (Missuri, США) до 52,9 шт. (Лель, Кировская обл.). Высокой озерненностью колоса характеризуются сорта Мураш (Ленинградская обл.), 752 С (Швейцария), Paragon, Buck(Канада), Лель (Кировская обл.).

По нашим данным перспективными в селекционной работе для улучшения всех параметров колоса являются сорта Лель (Кировская обл.), Мураш (Ленинградская обл.), 752 С (Швейцария), Paragon, Buck(Канада).

Продуктивность колоса и растения.Многорядные ячмени имеют более мелкое зерно, чем двурядные (Сурин, Ляхова, 1993, Родина, 2006), что и подтвердилось при анализе изучаемого набора коллекционных образцов. В опыте не выявлено сортов, превышающих по крупности стандарт Биос 1. В среднем за годы исследований относительно высокой массой 1000 зерен отличились сорта: Laсombe(Канада), Missuri(США), Зевс (Белгородская обл.) (табл.2).

Таблица 2. Высокопродуктивные многорядные сорта ячменя,

(среднее за 2005 г., 2007 г., 2008 г.)

каталога ВИР

Образец

Масса зерна, г

Урожайность, г/м2

с колоса

с растения

1000

зерен

29634

Биос 1

1,20

2,00

52,1

494

30173

Buck

1,66

2,37

37,9

446

20259

Paragon

1,62

2,06

37,1

452

30822

Мураш

1,59

2,13

34,0

466

30720

Омский 89

1,59

2,65

37,1

453

30843

Зевс

1,55

2,20

39,0

588

30413

Lаcombе

1,47

2,49

40,3

564

-

1007-99

1,42

2,67

31,9

604

-

92-97

1,23

2,98

32,1

558

15407

Missuri

0,76

1,10

39,6

261

 

НСР05

0,41

0,98

6,1

94

 

Изучение генофонда ячменя по массе зерна с колоса и растения показало значительное варьирование этих признаков за все годы изучения, что говорит как о разнообразии представленных образцов, так и о влиянии условий выращивания на проявление признаков. Вариабельность массы зерна с колоса составляла от 23,3 % (2007 г.) до 31,4 % (2005 г.), продуктивность растения - от 31,4 % (2008 г.) до 48,8 % (2005 г.). В среднем по генофонду масса зерна с колоса составила 1,20 ± 0,10 г, выделились сорта Buck, Paragon(Канада), Мураш (Ленинградская обл.), Омский 89 (Омская обл.). Продуктивность растения – 2,40 ± 0,10 г, лучшими были сорта 92-97, 1007-99 (Кировская обл.) и Омский 89 (Омская обл.), Lаcombе (Канада).

Установлено влияние условий выращивания на уровень развития количественных признаков и степень их сопряженности с урожайностью. Наименьшей фенотипической вариацией при разных погодных условиях характеризуются признаки: плотность колоса (V= 8,32…12,8 %) и высота растений (V= 11,2… 18,3 %); наибольшей – продуктивность растения (V= 31,4…48,8 %) и урожайность (V= 29,9…33,9 %).

Наиболее значимыми признаками для обеспечения высокой урожайности многорядных сортов ячменя в конкретных почвенно-климатических условиях является: продуктивность колоса (r= 0,42**…0,75*) и растения (r= 0,51*… 0,66*), значимую роль играет крупность зерна (r= 0,29… 0,47*), и необходимым условием является устойчивость растений к полеганию (r= 0,70*… 0,81*).

Среди изучаемого генофонда в среднем за три года более высокая урожайность получена у сортов селекции НИИСХ Северо-Востока (табл. 3). Максимальная урожайность отмечена у сорта Лель (Кировская обл.): в 2005 г. она составила 781 г/м2; в среднем за три года – 635 г/м2. Достоверные прибавки к стандарту получены также у сортов Тандем, Добрый, 1007-99 (Кировская обл.), Зевс (Белгородская обл.). В отдельные годы выделялись сорта 121-94, 92-97 (Кировская обл.), Колизей в 2005 г. (Архангельская обл.), Laсombe  в 2007 г. (Канада).

Таблица 3.  Высокоурожайные сорта многорядного ячменя

каталога ВИР

Образец

Урожайность, г/м2

2005 г.

2007 г.

2008 г.

среднее

29634

Биос 1

531

479

473

494

30804

Лель

781*

602*

522

635*

30883

Тандем

737*

556

589*

627*

29215

Добрый

707*

580

586*

624*

-

1007-99

760*

532

519

604*

-

121-94

689*

515

476

560

-

92-97

630*

535

509

558

30843

Зевс

773*

470

522

588*

30413

Laсombe

596

630*

467

564

30842

Колизей

730*

391

426

515

НСР05

97

108

102

94

 

Сочетанием урожайности и некоторых элементов продуктивности выделяются сорта: Лель – урожайность (635 г/м2), озерненность колоса (44,8 шт.); Зевс и Lacombe– урожайность (588 и 564 г/м2), масса 1000 зерен (39,0 и 40,3 г); 92-97 и 1007-99 – урожайность (558  и  604 г/м²), продуктивность растения (2,98  и  2,67 г).

Устойчивость ячменя к болезням.В результате изучения коллекции на естественном фоне по устойчивости к пыльной головне (U. nuda) выделяется местный сорт (к-10359) из Индии, определенный интерес представляют сорта Мураш (Ленинградская обл.), Lacombe(Канада), Missuri(США), которые два года исследований из трех не поражались пыльной головней. Поражение менее 1 % отмечалось у сортов CI13664 (США), Лель, 1007-99 (Кировская обл.), Зевс (Белгородская обл.). При оценке коллекционных образцов по устойчивости к пятнистостям листьев установлено, что в течение трех лет изучения полосатой пятнистостью не поражался только местный сорт из Китая (к – 2930), сетчатой пятнистостью - 752 С (Швейцария). Таким образом, выделенные коллекционные образцы могут быть использованы в селекционных программах на иммунитет как источники устойчивости к пыльной головне (местный сорт из Индии (к-10359), Мураш (Ленинградская обл.), Lacombe(Канада) и Missuri(США)) и к гельминтоспориозным пятнистостям (местный сорт из Китая (к-2930), Viollettegymialaye(Германия), Makbo(Австралия), KoronaLashego(Польша)).

СОЗДАНИЕ  ИСХОДНОГО  МАТЕРИАЛА  

ДЛЯ  СЕЛЕКЦИИМНОГОРЯДНЫХ  СОРТОВ  ЯЧМЕНЯ

Гибридизация в селекции ячменя.Успех комбинационной селекции в значительной степени зависит от удачного подбора родительских форм для гибридизации (Зыкин, Шакирзянов, 2001). В отличие от многорядных двурядные сорта ячменя характеризуются высоким потенциалом образования продуктивных стеблей на одно растение и более крупным зерном (Родина, 2006). Следовательно, использование их при гибридизации в качестве родительских форм является перспективным для увеличения данных признаков у гибридов многорядного ячменя.

Установлено, что при использовании сортов многорядного ячменя в качестве материнской формы, в сравнении с двурядными, уменьшается количество завязавшихся зерен. Это объясняется более сильным травмированием колоса при кастрации. Таким образом, при проведении гибридизации с сортами многорядного ячменя для получения достаточного количества гибридных зерен необходимо увеличивать количество кастрированных колосьев.

На основании экспериментальных данных была установлена обратная зависимость средней степени (r= - 0,59*) количества завязавшихся гибридных зерен от температуры воздуха при опылении, обусловленная тем, что высокая температура ускоряет прохождение всех этапов органогенеза и влияет на жизнеспособность женского гаметофита, а также качество и количество пыльцы. Следовательно, температурный режим и наличие осадков при гибридизации удлиняют или укорачивают период наиболее эффективного проведения опыления и формирования зерна. Это необходимо учитывать при проведении гибридизации и корректировки сроков опыления.

Комбинационная способность многорядных сортов ячменя.Оценка сортов по комбинационной способности дает возможность целенаправленно использовать их при гибридизации, и гарантирует получение высокоурожайных гибридов с комплексом ценных признаков.В изучение были включены пять сортов ячменя Лель, Тандем (Кировская обл.), Мураш (Ленинградская обл.), Зевс (Белгородская обл.), Lacombe(Канада) выделенные в результате предварительного изучения в полевых опытах, как источники хозяйственно ценных признаков.

Анализ эффектов общей комбинационной способности (ОКС) показал, что ценность среди материнских сортов при селекции на увеличение общей кустистости имеет сорт Тандем (ĝ3 = 0,70*), длины колоса и количества колосков в колосе – Мураш (ĝ2 = 0,70* и ĝ2 = 4,74*), крупности зерна – Lacombe(ĝ1 = 1,47*) и Зевс (ĝ5 = 1,48*). Учитывая высокие эффекты ОКС, эти сорта можно использовать в гибридизации практически с любым сортом, не опасаясь заметного снижения данных признаков.

По результатам оценки эффектов специфической комбинационной способности (СКС) линий выделен ряд гибридных комбинаций, в потомстве которых можно ожидать выщепление высокопродуктивных гибридов. Так, например, в результате множественного сравнения частных средних СКС линий выявлены достоверно высокие значения по продуктивности колоса у гибридов Мураш х Зевс (Ŝ25 = 0,45*), Lacombeх Лель (Ŝ14 = 0,31*); по продуктивности растения - Мураш х Зевс (Ŝ25 = 4,36*), Тандем х Лель (Ŝ34 = 4,23*), Мураш х Лель (Ŝ24 = 2,18*) и Тандем х Зевс (Ŝ35 = 2,06*).

С использованием данных сортов в качестве компонентов скрещивания было создано 2030 гибридных линий, проходящих изучение на всех этапах селекционного процесса.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ  СЕЛЕКЦИИ  

МНОГОРЯДНЫХ  СОРТОВ  ЯЧМЕНЯ

 

Перспективный селекционный материал.За период исследований проведена оценка 2030 номеров многорядного ячменя. На всех этапах селекционного процесса выделялся перспективный материал для создания новых сортов. Так, в контрольном питомнике и предварительном сортоиспытании выделялись гибридные линии, полученные с участием сортов Тандем, Лель, Зевс и Добрый, прибавка к стандарту составляла до 1,2 т/га (табл. 4).

На заключительном этапе селекционного процесса, в конкурсном испытании, изучено 19 сортов многорядного ячменя. Выделялись номера 432-06 и 140-05 превышающие стандарт на 1,0…0,9 т/га соответственно.

При анализе структуры урожая выявлен различный вклад отдельных элементов в общую урожайность. Так, новые сорта 140-05 и 432-06 характеризовались высокой полевой всхожестью и, соответственно, большим количеством растений на единице площади, а также высокой общей и продуктивной кустистостью. Сорта отличались также благоприятным сочетанием озерненности колоса и относительно крупного зерна, что способствовало высокой продуктивности растений. Сорт 268-04 выделялся относительно высокой общей и продуктивной кустистостью, большим числом зерен в колосе, продуктивностью колоса и растения. Однако низкая полевая всхожесть в 2010 г. не позволила сформировать высокий урожай.

         Многолетнее изучение сортов показало преимущество многорядных сортов ячменя по сравнению с двурядным сортом-стандартом Биос 1. Дополнительный сбор зерна более 1,0 т/га обеспечивали сорта Лель и Тандем при средней урожайности 6,8 и 7,5 т/га соответственно. По данным двух лет изучения выделяются сорта 432-06 и 268-04.

 

Таблица 4.  Перспективные линии многорядного ячменя,  2010 г.

Линия

Происхождение

Урожайность

Вегетационный период, дней

т/га

± к стандарту Биос 1

Контрольный питомник

369-08

Тандем х Лель

5,0

+0,4*

74

368-08

Тандем х Лель

4,9

+0,4*

74

367-08

Тандем х 1002-96

4,1

+0,2*

74

Предварительное сортоиспытание

194-07

Тандем х Добрый

6,3

+1,2*

71

218-07

Лель х Тандем

5,9

+1,2*

73

188-07

1007-99 х Зевс

5,9

+1,2*

71

185-07

1007-99 х Тандем

5,8

+1,1*

71

Конкурсное сортоиспытание

432-06

Выбор х Добрый

3,6

+1,0*

73

140-05

(Выбор х Добрый) х (Добрый 14/11 х Выбор)

5,3

+0,9*

73

268-04

(Выбор х Добрый 8/2) х Congyest

3,0

+0,3

73

Примечание: * - достоверное превышение над стандартом Биос 1 при Р≥0,95

Стабильно высокой продуктивностью характеризовался сорт многорядного ячменя 1007-99, урожайность которого за годы испытания достигала 8,8 т/га (табл. 5).

Таблица 5. Результаты испытания перспективных сортов ячменя

Сорт

Разновидность

Число лет испытаний

Урожайность, т/га

± к стандарту Биос 1, т/га

максимальная

средняя

Лель

рallidum

13

9,2

6,8

+1,0

Тандем

рallidum

9

10,4

7,5

+1,3

1007-99

рallidum

8

8,8

6,8

+0,7

268-04

рallidum

2

9,2

6,1

+0,9

432-06

рallidum

2

8,2

5,9

+0,9

 

 

Сорт получен методом двукратного индивидуального отбора из сложной гибридной комбинации. По многолетним данным сорт показал высокую устойчивость к полеганию в сочетании с высокой урожайностью (превышение над стандартом 0,7 т/га). По продолжительности вегетационного периода сорт находится в одной группе со стандартом Биос 1. Сорт отличается по количеству сохранившихся растений к уборке, обладает лучшей продуктивной кустистостью (1,85), массой зерна с колоса (1,43 г) и с растения (2,11 г), уступая стандарту только по массе 1000 зерен и длине колоса. Сорт 1007-99 подготовлен к передаче на Государственное сортоиспытание.

Хозяйственно-биологическая характеристика сорта Лель.Сорт многорядного ячменя Лель создан методом ступенчатой гибридизации сортов [(Klondikeх Perth) х Добрый]. Сорт включен в Государственный реестр селекционных достижений РФ и допущен к использованию в Волго-Вятском регионе с 2005 г.

Разновидность pallidum. Лель имеет прямостоячий куст, широкий лист (1,2…1,5 см) со светло-зеленой окраской, в отдельные годы – ярко - зеленая. Окраска стеблевых узлов и серповидных ушек светлая. Соломина длинная прочная. Колос желтый, цилиндрический, средней длины и повышенной плотности. Ости длинные, зазубренные, желтые. Зерно средней крупности, полуудлиненной формы. Нервация цветочной чешуи светлая, слабозазубренная. Зазубренность внутренних боковых нервов средняя.

Сорт среднеспелый. Созревает в среднем за 80 дней за счет более быстрого прохождения периода от колошения до созревания. Устойчив к полеганию, несмотря на высокорослость (средняя высота 92 см); имеет слабопоникающий колос. Масса 1000 зерен 36,9 г (табл.6).

Таблица 6. Хозяйственно-биологическая характеристика сорта Лель

Показатели

Лель

Биос 1, стандарт

± к стандарту Биос 1

Урожайность, т/га

6,8

5,8

1,0

Продуктивная кустистость, шт.

1,9

1,8

+0,1

Длина колоса, см

6,5

7,9

-1,4

Количество зерен в колосе, шт.

42,2

22,0

+20,0

Масса зерна с колоса, г

1,6

1,2

+0,4

Масса зерна с растения, г

2,9

2,0

+0,9

Масса 1000 зерен, г

36,9

48,6

-11,6

Вегетационный период, дней

80

81

-1

Устойчивость к полеганию, балл

4,8

4,6

+0,2

         Сорт высокоурожайный. Средняя урожайность за годы конкурсного испытания составила 6,8 т/га, что на 1,0 т/га выше стандарта Биос 1.Максимальный урожай 9,2 т/га получен в 2004 году. Во все годы изучения сорт достоверно превышал стандарт за счет высокой продуктивной кустистости - 1,9 (1,8 у стандарта), лучшей озерненности колоса - 42,2 шт. (22,0 шт. у стандарта) и массы зерна с растения - 2,9 г (2,0 г у стандарта). Расчет биологического урожая показал, что новый сорт может превосходить стандарт на 29…33 %.

Высокая урожайность нового сорта подтвердилась на госсортоучастках (ГСУ) Кировской области. Так, в 2003 году на Советском и Слободском ГСУ урожайность достигала 6,9 т/га, превышение над стандартом составило 1,1 т/га, на Малмыжском и Уржумском ГСУ – 6,2 и 6,6 т/га, прибавка к стандарту 0,5 и 0,4 т/га соответственно.

В 2009 г. сорт выделялся на Зуевском и Яранском сортоучастках, превышая стандарт на 0,9 и 1,0 т/га, в 2010 г. на Слободском сортоучастке – на 0,6 т/га. В 2010 г. на семеноводческих посевах лаборатории урожайность сорта в среднем достигала 6,7 т/га.

Хозяйственно-биологическая характеристика сорта Тандем.Сорт многорядного ячменя Тандем создан методом сельскохозяйственной биотехнологии, в результате скрещивания гибрида F1(Добрый 14/11 х Выбор) с диким ячменем H. bulbosum. В 2006 г. на новый сорт получен патент на селекционное достижение, с 2008 г. сорт включен в Государственный реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию в Волго-Вятском регионе.

Разновидность pallidum. Куст полупрямостоячий, окраска листьев зеленая. Лист промежуточный (1,00…1,02 см). Окраска стеблевых узлов и серповидных ушек светлая. Соломина длинная, прочная. Колос желтый, цилиндрический. Ости длинные, зазубренные, желтые.

Сорт среднеспелый, созревает в среднем за 80 дней. Вегетационный период на 3 дня короче, чем у стандартного сорта Биос 1 за счет сокращения межфазного периода «кущение – выход в трубку».

Тандем – высокоурожайный сорт, средняя урожайность в конкурсном сортоиспытании НИИСХ Северо-Востока составила 7,5 т/га, что на 1,3 т/га выше стандарта Биос 1 (табл. 7). Максимальная урожайность (10,3 т/га) была получена в 2001 г. Превосходство сорта над стандартом обеспечивается высокой продуктивной кустистостью и массой зерна с колоса.

Масса 1000 зерен 39,5 г. Устойчивость к полеганию 4,5…5,0 баллов. Сорт устойчив к весенним заморозкам и засухе. Отличается хорошей вымолачиваемостью зерна.

Таблица 7. Хозяйственно-биологическая характеристика сорта Тандем

Показатели

Тандем

Биос 1,

стандарт

± к стандарту Биос 1

Урожайность, т/га

7,5

6,2

+1,3

Продуктивная кустистость, шт.

2,5

2,1

+0,4

Длина колоса, см

4,3

7,4

-3,1

Количество колосков, шт.

34,1

22,4

+11,7

Количество зерен в колосе, шт.

29,0

21,2

+7,8

Масса зерна с колоса, г

1,2

1,1

+0,1

Масса зерна с растения, г

2,3

2,0

+0,3

Масса 1000 зерен, г

39,5

51,5

-12,0

Вегетационный период, дни

80

83

-3,0

Устойчивость к полеганию, балл

4,6

4,5

+0,1

По результатам конкурсного испытания в Марийском НИИСХ (2008…2009 гг.) урожайность сорта Тандем на фоне без внесения удобрений составила 4,2 т/га, что выше стандарта на 0,8 т/га, на фоне N60P60 K60- 5,4 т/га при урожайности стандарта 4,3 т/га.

В Кировской области достоверно высокую прибавку по отношению к стандарту сорт Тандем дает на Яранском, Малмыжском и Зуевском сортоучастках. Так, в 2007 г. на Яранском сортоучастке урожайность составила 5,2 т/га, превысив стандарт Биос 1 на 0,8 т/га; в 2008 г. на Зуевском и Малмыжском превышение над стандартом составило 1,3 и 0,7 т/га соответственно; в 2009 г. сорт также выделялся на Яранском и Малмыжском сортоучастках с урожайностью более 5,0 т/га.

Возделывание новых сортов ячменя Лель и Тандем позволит увеличить производство зерна ячменя в расчёте на посевную площадь Кировской области на 90 тыс. тонн, прибыль в расчете на 1 га в сравнении со стандартом соответственно на 212,67 и 329,80 руб. При этом рентабельность возрастет соответственно на 15,7 и 25,7 %. То есть возделывание новых сортов экономически оправдано.

 

ВЫВОДЫ

 

1. В результате изучения мирового генофонда ячменя выделены генетические источники основных хозяйственно-ценных признаков:   

·        высокой урожайности и ряда ценных признаков – Лель (озерненность колоса), Тандем и Добрый (продуктивная кустистость, устойчивость к полеганию), 1007-99 (устойчивость к полеганию) (Кировская обл.), Зевс (крупность зерна, устойчивость к полеганию) (Белгородская обл.);

·        скороспелости – Paragon(Канада), CI13664 (США), Омский 89 (Омская обл.);

·        устойчивости к полеганию - 121-94, 92-97 (Кировская обл.), Колизей (Архангельская обл.), Laсombe, Leger, Buck, Kinkora, Paragon(Канада);

·        продуктивной кустистости - 92-97 (Кировская обл.) и Колизей (Архангельская обл.);

·        озерненности колоса – Мураш (Ленинградская обл.), 752 С (Швейцария), Paragon, Buck(Канада);

·        продуктивности колоса - Buck, Paragon(Канада), Мураш (Ленинградская обл.) и Омский 89 (Омская обл.);

·        крупности зерна – Laсombe(Канада), Missuri(США);

·        устойчивости к пыльной головне - местный сорт из Индии (к-10359), Мураш (Ленинградская обл.), Lacombe(Канада) и Missuri(США);

·        устойчивости к гельминтоспориозным пятнистостям - местный сорт из Китая (к-2930), Viollettegymialaye(Германия), Makbo(Австралия), KoronaLashego(Польша).

         2. Ведущую роль в формировании урожайности многорядного ячменя в условиях Волго-Вятского региона играет продуктивность колоса (r= 0,42*…0,75*) и растения (r= 0,51*…0,66*), существенный вклад вносит крупность зерна (r= 0,29…0,47*) и устойчивость растений к полеганию (r= 0,70*…0,81*). Наименьшей фенотипической вариацией при разных погодных условиях характеризуются признаки: плотность колоса (V= 8,32…12,8%) и высота растений (V= 11,2…18,3 %); наибольшей – продуктивность растения (V= 31,4…48,8 %) и урожайность (V= 29,9…33,9 %).

         3. Анализ эффектов ОКС показал, что в селекции многорядных сортов ячменя на высокую продуктивную кустистость следует использовать сорт Тандем (Кировская обл.); на длину колоса и количество колосков в колосе – Мураш (Ленинградская обл.); на крупность зерна – Lacombe(Канада) и Зевс (Белгородская обл.). Учитывая высокие эффекты ОКС, эти сорта можно использовать в гибридизации практически с любым сортом, не опасаясь заметного снижения данных признаков.

         4. Выделены гибриды для отбора селекционно-ценных форм, среди них: по продуктивности колоса - Мураш х Зевс, Lacombeх Лель; по продуктивности растения - Мураш х Зевс, Тандем х Лель, Мураш х Лель и Тандем х Зевс.

         5. Перспективу для создания высокоурожайных сортов многорядного ячменя представляют генотипы 432-06, 268-04 и 1007-99. Средняя урожайность этих сортов составляет 8,2… 9,2 т/га, что на 0,7…0,9 т/га выше, чем у стандартного сорта Биос 1.

         6. Созданы в соавторстве и внедряются в производство сорта многорядного ячменя Лель и Тандем, включенные в Государственный реестр РФ и допущенные к использованию в Волго-Вятском регионе.

7. Возделывание сортов Лель и Тандем позволит увеличить прибыль в расчете на 1 га в сравнении со стандартом соответственно на 212  и  330 руб. При этом рентабельность возрастет на 15,7 и 25,7 % соответственно.

 

 

ПРЕДЛОЖЕНИЯ  СЕЛЕКЦИОННОЙ  ПРАКТИКЕ

И  ПРОИЗВОДСТВУ

 

1. При создании новых высокопродуктивных сортов многорядного ячменя в условиях Волго-Вятского региона рекомендуется использовать в гибридизации генетические источники хозяйственно-ценных признаков, выделенные из коллекции ВНИИР им. Н.И. Вавилова.

2. Для получения высокоурожайных адаптивных сортов многорядного ячменя необходимо учитывать тесные корреляционные связи урожайности с признаками: продуктивность колоса и растения, крупность зерна и устойчивость к полеганию.

3. Для обеспечения стабильно высоких сборов зерна рекомендуется расширить использование в производстве сортов многорядного ячменя Лель и Тандем, характеризующихся высокой урожайностью, адаптированных к условиям Волго-Вятского региона.

 

 

 

 

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

 

Статьи в научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Родина Н.А., Щенникова И.Н., Кокина Л.П. Реакция новых сортов ячменя на различные приемы технологии // Достижения науки и техники АПК, 2009. № 8 С.14-16.

2. Щенникова И.Н., Кокина Л.П., Бутакова О.И. Комбинационная способность многорядных сортов ячменя // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2010. № 3 (18). С.14-18.

3. Щенникова И.Н., Кокина Л.П., Бутакова О.И. Оценка генофонда ячменя по крупности зерна в условиях Волго-Вятского региона // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2011. № 1 (20). С.12-16.

Материалы научно-практических, международных конференций:

4. Родина Н.А., Родин Е.А., Сюткина В.А., Кокина Л.П. Создание гомозиготных дигаплоидных линий ячменя и их использование // С.-х. наука С.-В. Европейской части России / Сб. тр. НИИСХ С.-В. - Киров, 1995. Т.1.  С. 139-144.

5. Родина Н.А., Куц С.А., Кокина Л.П. Исходный материал в селекции ячменя // Материалы межд. науч.-практ. конф. Современные аспекты селекции, семеноводства, технологии, переработки ячменя и овса. Киров, 2004. С. 105-108.

6. Родина Н.А., Куц С.А., Кокина Л.П. Исходный материал в селекции ячменя // Материалы Межд. научно-практ. конференции, посвященной 110-летию Вятской с.-х. опытной станции. Основные итоги и приоритеты научного обеспечения АПК Евро-Северо-Востока Киров, 2005, Т.1. С. 27-29.

7. Родина Н.А., Куц С.А., Кокина Л.П., Домрачева З.Н. Перспективы селекции многорядных сортов ячменя // Материалы Межд. научно-практ. конференции, посвященной 110-летию Вятской с.-х. опытной станции. Основные итоги и приоритеты научного обеспечения АПК Евро-Северо-Востока. Киров, 2005. Т.1. с. 24-27.

8. Родина Н.А., Кокина Л.П. Новые сорта многорядного ячменя // Повышение устойчивости сельскохозяйственных культур в современных условиях: Сборник научных материалов. Орел, 2008. С. 144-148.

9. Кокина Л.П., Щенникова И.Н. Исходный материал для селекции многорядных ячменей // Науке нового века - знания молодых: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и соискателей: в 2 ч. Киров: Вятская ГСХА, 2010. Ч.1. С. 71-75.

10. Патент РФ на селекционное достижение № 2542 от 22.02.2005 г. Ячмень яровой Лель. Авторы: Кокина Л.П., Куц С.А., Пигозина З.М., Пономарева М.И., Родина Н.А.

11. Патент РФ на селекционное достижение № 3380 от 18.12.2006 г. Ячмень яровой Тандем. Авторы: Домрачева З.Н., Кокина Л.П., Корякова А.В., Куц С.А., Родина Н.А., Сюткина В.А., Щенникова И.Н.

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии
Яндекс.Метрика