Оценка сортов озимого ячменя различного эколого-географического происхождения по хозяйственно ценным признакам и свойствам
Озимый ячмень — ценная зернофуражная культура. На Северном Кавказе он является наиболее востребованным, его высокая потенциальная продуктивность определяется особенностями формирования урожая.
Основные фазы роста и развития проходят в относительно увлажненный период, ячмень лучше использует влагу осенне-зимних осадков, экономнее расходует ее на единицу продукции. Обладая более коротким периодом вегетации, озимый ячмень рано освобождает поля для обработки под последующую культуру. Питательная ценность ячменного зерна значительно превосходит зерно пшеницы за счет лучшей сбалансированности белка в зерне по аминокислотному составу. Интерес к этой культуре объясняется универсальностью его использования в народном хозяйстве.
Широкое внедрение озимого ячменя на полях Южного Федерального округа могло бы способствовать значительному увеличению производства зерна, но недостаточная зимостойкость существующих сортов препятствует увеличению посевных площадей. Поэтому главная задача селекции в настоящее время и основная цель на перспективу — создание сортов с глубоким залеганием узла кущения озимого ячменя и двуручек с более высоким уровнем урожайности, повышенной зимостойкостью, устойчивостью к полеганию, основным болезням.
Цель исследований — изучение сортов различного эколого-географического происхождения и выделения источников хозяйственно ценных признаков и свойств озимого ячменя для включения в селекционные программы и привлечения их в гибридизацию.
Материалы и методы исследования
Исследования проводились в отделе селекции и семеноводства ячменя ФГБНУ «АНЦ “Донской”», (г. Зерноград) в 2019–2021 гг.
Почва опытного участка — чернозем обыкновенный (предкавказский, карбонатный), глинистый, малогумусный. Структура почвы — зернисто-комковатая.
В сортоиспытании изучали 28 сортов отечественной (ФГБНУ «АНЦ «Донской», ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ», ФГБНУ «Национальный центр зерна им. П.П. Лукьяненко») и зарубежной (Украина, Германия) селекции.
Закладку опыта, учет и наблюдения осуществляли согласно Методике полевого опыта (2014) и Государственного сортоиспытания (2019).
Учетная площадь делянки — 10 м2, посев проводили в трехкратной повторности, норма высева — 450 всхожих зерен на 1 м2, в качестве стандарта использовался сорт Тимофей, который высевался через 20 номеров.
Погодно-климатические условия за годы исследований сложились довольно разнообразно, что позволило выделить наиболее ценные сорта для дальнейшего их включения в селекционные программы. Условия 2018/19 сельскохозяйственного года по количеству выпавших осадков (521,4 мм), их распределению в течение вегетационного периода, температуре воздуха оказались более типичными для Зерноградского района, чем другие. 2019/20 год, несмотря на оптимальные условия при посеве, оказался неблагоприятным для формирования высокого урожая из-за возвратных заморозков весной и резких колебаний температуры в весенний период. 2020/21 год характеризовался повышенным температурным режимом (+2,0 °С к норме) и неравномерным по сезонам распределением осадков в течение вегетационного периода озимого ячменя.
Результаты и обсуждение
Создание высокопродуктивных сортов озимого ячменя, хорошо приспособленных к конкретным почвенно-климатическим условиям, — главная задача селекционеров на современном этапе. Успешное ее решение может быть достигнуто только на основе широкого вовлечения в гибридизацию лучших новых образцов различного эколого-географического происхождения.
Урожайность изучаемых сортов озимого ячменя в сортоиспытании в среднем за три года имела широкий размах варьирования — от 5,6 до 7,4 т/га (рис. 1).
Урожайность стандартного сорта Тимофей в среднем за годы исследований составила 6,8 т/га. 49% изучаемых сортов превысили стандарт по урожайности. Самая высокая урожайность была получена по сортам Маруся (Россия) — 7,9 т/га, Ерема (Россия) — 7,4 т/га, Виват (Россия) — 7,3 т/га, KWS-Meredian (Германия) — 7,3 т/га, Огоньковский (Россия) — 7,2 т/га.
В 2019 году в сортоиспытании по урожайности выделился только сорт Маруся (+0,8 т/га) к стандарту, другие сорта не показали достоверной (НСР05 = 0,7) прибавки. Сорта KWS-Hiskory, Explorer 3, Explorer 6, Explorer 8 (Германия) значительно уступили стандарту Тимофей (-0,8 — -1,7 т/га).
В 2020 году была получена самая высокая урожайность, которая по некоторым сортам достигала до 11 т/га. Достоверную прибавку (НСР05 = 0,8 т/га) к стандарту Тимофей (9,9 т/га) (+1 — +1,1 т/га) сформировали сорта Виват (10,9 т/га), Маруся (10,9 т/га), Державный (11,0 т/га) (Россия). Достоверную прибавку (НСР05 = 0,5 т/га) к стандартному сорту Тимофей (4,6 т/га) в 2021 году сформировали сорта Ерема (5,2 т/га), Маруся (6,4 т/га) (Россия), Ханелоре (5,5 т/га) (Австрия), Трудiвник (5,6 т/га) (Украина), Онега (5,6 т/га) (Россия) и KWS-Meredian (5,6 т/га) (Германия).
Длительность вегетационного периода зависит от генетической природы сорта и условий вегетации. Для получения стабильно высоких урожаев большое значение имеют сорта, наиболее адаптированные по продолжительности вегетационного периода к условиям выращивания.
В среднем за 2019–2021 годы изучения сорта озимого ячменя колосились с 12 мая (Фокс 1, Россия) по 21 мая (Достойный, Украина).
Выколашиваться стандартный сорт Тимофей в среднем за три года начал 19 мая. У 38% изучаемых сортов колошение наступило на два-семь дней раньше стандарта. Также хотелось бы отметить сорт KWS-Casino (Германия), который начал колоситься 13 мая. К среднеранней группе (14–16 мая) относились 14% изучаемых сортов — Галактион (Швейцария), Огоньковский, Гордей (Россия) и другие, к среднеспелой группе созревания (17–19 мая) относилась большая часть сортов — 72% (Ерема, Виват, Жигули) (Россия), Explorer 7 (Германия) и другие). Источники скороспелости — два сорта: Фокс 1 (Россия) и KWS-Casino (Германия), у которых колошение отмечалось 12–13 мая.
Важному агрономическому признаку — крупности зерна — в селекционных и генетических исследованиях уделяется большое внимание. В среднем за годы исследования масса 1000 зерен стандартного сорта составила 42,4 г. У остальных сортов значение данного признака варьировало от 38,8 г (Эспада, Россия) до 51,3 г (Explorer 5, Германия) (рис. 2).
Большая часть изученных сортов (64%) за три года исследований сформировала массу 1000 зерен больше, чем у стандартного сорта Тимофей. Хотелось выделить два сорта — Explorer 5, Explorer 7 (Германия), которые на протяжении трех лет формировали массу 1000 зерен свыше 50 г. Эти сорта можно рекомендовать для включения в скрещивания как источники крупнозерности.
В 2019 году крупное, хорошо выполненное зерно (> 45,1 г) сформировал 21 сорт (75%). Достоверную прибавку к стандарту (НСР05 = 5,3) сформировали сорта Explorer 3, Explorer 4, Explorer 5, Explorer 7, KWS-Hiskory, Броинскайли (Германия) (табл. 1).
По крупнозерности в 2020 году выделились сорта Маруся, Платон (Россия), Ханелоре, KWS-Meredian, KWS-Casino, Explorer 5, Explorer 7, Capten (Германия), достоверно превысив стандарт Тимофей (НСР05 = 5,0 г).
В 2021 году самыми крупнозерными были сорта Маруся (Россия), Ханелоре, KWS-Meredian, Explorer 5, Explorer 7 (Германия), достоверно превысив стандарт Тимофей (НСР05 = 4,9 г).
Масса зерна с колоса является хозяйственно ценным признаком, с помощью которого можно наиболее точно установить продуктивность или урожайность каждого сорта.
По крупнозерности в 2020 году выделились сорта Маруся, Платон (Россия), Ханелоре, KWS-Meredian, KWS-Casino, Explorer 5, Explorer 7, Capten (Германия), достоверно превысив стандарт Тимофей (НСР05 = 5,0 г).
В 2021 году самыми крупнозерными были сорта Маруся (Россия), Ханелоре, KWS-Meredian, Explorer 5, Explorer 7 (Германия), достоверно превысив стандарт Тимофей (НСР05 = 4,9 г).
Масса зерна с колоса является хозяйственно ценным признаком, с помощью которого можно наиболее точно установить продуктивность или урожайность каждого сорта.
Масса зерна с колоса в среднем за годы исследования имела широкий размах варьирования — от 1,8 (Эспада, Россия) до 2,6 г (Capten, Германия) (рис. 3).
В среднем за годы исследования масса зерна с колоса у стандарта составила 2,2 г. 21% изучаемых сортов превзошли стандарт по данному признаку. Высокую массу зерна с колоса сформировали такие сорта, как Capten (2,6 г), KWS-Meredian (2,5 г), Explorer 7 (2,6 г) (Германия), Галактион (Щвейцария) (2,5 г), Платон (Россия) (2,5 г).
В результате проведенного корреляционного анализа была выявлена сильная положительная связь (+0,65) урожайности и массы зерна с колоса.
В 2019 году масса зерна с колоса варьировала от 2,0 до 2,8 г, у стандарта Тимофей — 2,6 г. Высокие значения массы зерна с колоса отмечены у сортов Маруся, Фокс 1, Гордей (Россия), KWS-Scala, KWS-Meredian, KWS-Casino (Германия).
В 2020 году у сортов значения изучаемого признака варьировали от 2,3 до 3,6 г, у стандарта Тимофей — 2,5 г. Высокая масса зерна с колоса отмечена у сортов Маруся, Фокс 1, Виват, Платон (Россия), Державный, Достойный (Украина), Галактион (Швейцария), Ханелоре, KWS-Casino, KWS-Meredian, Explorer 1, Capten (Германия).
В 2021 году все изучаемые образцы сформировали среднюю массу зерна с колоса.
Количество продуктивных стеблей на 1 м2 является наследуемым признаком, значительно изменяющимся в зависимости от условий выращивания.
Количество продуктивных стеблей на 1 м2 за годы исследований варьировало от 389 (Галактион, Швейцария) до 513 шт/м2 (Explorer 7, Германия).
В 2019 году по признаку «количество продуктивных стеблей на 1 м2» сорта распределились следующим образом: малое (301–500 шт.) — 92,9%, среднее (501–700 шт.) — 7,1% (KWS-Hiskory – 503 шт., Explorer 8 — 602 шт.).
По признаку «количество продуктивных стеблей на 1 м2» в 2020 году сорта распределились следующим образом: малое (301–500 шт.) — 14,3%, среднее (501–700 шт.) — 82,1%, большое (701–900 шт.) — 3,6% (Explorer 5, Германия).
В 2021 году количество продуктивных стеблей на 1 м2 варьировало в пределах от 250 до 550 шт/м2. Все образцы распределились по следующим группам: очень малое (<300 шт.) — 7%, малое (301–500 шт.) — 90%, среднее (501–700 шт.) — 3%. Максимальное значение данного сорта было получено по сорту Ерема — 524 шт/м2 (Россия).
Полегание посевов может вызывать значительное снижение урожайности и качества зерна ячменя. Интенсивный рост растений во влажные годы приводит к их полеганию в период налива зерна. В засушливые годы, наоборот, рост задерживается, в результате чего растения не могут сформировать оптимальную ассимиляционную поверхность, а это, в свою очередь, вызывает недобор урожая. Высота растений тесно связана с устойчивостью к полеганию.
Высота растений за годы исследований в сортоиспытании варьировала от 84,1 см (Фокс 1, Россия) до 99,2 см (Огоньковский, Россия) (рис. 4)
Согласно Методическим указаниям по изучению мировой коллекции овса, ржи и ячменя (2012), все изучаемые сорта по высоте растений были распределены на две группы: среднерослые (84–94 см) — 83% и средневысокие (более 95 см) — 17%. В результате исследований выделены два сорта — Фокс 1 (Россия) и KWS-Casino (Германия), которые можно привлекать в скрещивания как источники короткостебельности.
Для создания высокопродуктивных сортов важными являются изучение исходного материала и выделение новых источников и доноров резистентности к основным распространенным в южной зоне болезням. В условиях Ростовской области озимый ячмень в отдельные годы в значительной мере поражается мучнистой росой, карликовой ржавчиной, сетчатым гельминтоспориозом.
В 2019 году умеренную восприимчивость к поражению сетчатым гельминтоспориозом (поражение 2,5 балла и выше) отмечено у сортов Capten (Германия), Тигр и Достойный (Россия). Остальные были классифицированы как умеренно устойчивые. В 2020 году умеренная восприимчивость к поражению сетчатым гельминтоспориозом (поражение 2–2,5 балла) отмечена у 50% сортов. Остальные были классифицированы как умеренно устойчивые (поражение до 1,5 баллов). В 2021 году высокую устойчивость к поражению сетчатым гельминтоспориозом проявили 11 изучаемых сортов: Виват, Маруся, Буран, Самсон (Россия), KWS-Meredian (Германия) и др.
Наиболее адекватной оценкой морозостойкости является определение степени выживаемости растений после воздействия критическими температурами. Основной анализ устойчивости сортов озимого ячменя проводят путем промораживания растительных организмов, выращенных в посевных ящиках, в холодильных камерах КНТ-1.
В сортоиспытании в 2019 году сорта Фокс 1 (Россия) и Capten (Германия) проявили морозостойкость на уровне стандарта Ерема (-9,4% и -13,2%, соответственно, при НСР05 = 14,3). Остальные изучаемые сорта уступили стандарту по данному показателю (рис. 5).
В 2020 году в сортоиспытании при промораживании на контрольной температуре -15°С сорта Жигули, Хуторок, Платон, Андрюша, Эспада (Россия) проявили морозостойкость на уровне стандарта Ерема (НСР05 = 16,9). Остальные уступили стандарту по данному показателю (рис. 6).
При -16°С все сорта, изучаемые в сортоиспытании, достоверно уступили стандарту (НСР05 = 17,9) (рис. 7).
В 2021 году сорта Буран (Россия), Capten (Германия), Гордей, Спринтер (Россия), Explorer 5 (Германия) проявили морозостойкость на уровне стандарта Ерема (-6,4, -8,7, -12,9, -10,4, -11,3%, соответственно, при НСР05 = 16,1). Остальные уступили стандарту по данному показателю (рис. 8).
При -16°С Хуторок (Россия), Державный, Трудiвник (Украина) превзошли стандарт по морозостойкости (9,0, 7,0, 10,6% соответственно), шесть сортов проявили морозостойкость на уровне стандарта Ерема (НСР05 = 22,1), остальные сорта, изучаемые в сортоиспытании, достоверно уступили стандарту (рис. 9).
Анализируя морозостойкость сортов в сортоиспытании, сделан вывод, что большая часть изучаемых сортов уступает лучшему сорту собственной селекции Ерема по данному признаку. Можно отметить сорт Capten (Германия), который на протяжении двух лет изучения был на уровне или превосходил стандартный сорт по морозостойкости.
Выводы
По результатам трех лет исследования (2019–2021 гг.) сортов озимого ячменя в сортоиспытании выделены образцы Маруся (Россия), Ерема (Россия), Виват (Россия), KWS-Meredian (Германия), Огоньковский (Россия), обладающие высокой продуктивностью. Источниками скороспелости можно выделить два сорта — Фокс 1 (Россия) и KWS-Casino (Германия). Высокую массу зерна с колоса сформировали такие сорта, как Capten, KWS-Meredian, Explorer 7 (Германия), Галактион (Щвейцария), Платон (Россия). Также выделены два сорта — Фокс 1 (Россия) и KWS-Casino (Германия), которые можно привлекать в скрещивания как источники короткостебельности. Высокую массу зерна с колоса сформировали такие сорта, как Capten, KWS-Meredian, Explorer 7 (Германия), Галактион (Щвейцария), Платон (Россия). По морозостойкости выделили сорт Capten (Германия). Все выделившиеся сорта можно использовать при создании новых сортов озимого ячменя как источники хозяйственно ценных признаков и свойств.
Об авторах
Эдуард Сергеевич Дорошенко, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник отдела селекции и семеноводства ячменя, Аграрный научный центр «Донской», Научный городок, 3, Зерноград, 347740, Ростовская обл., Россия
doroshenko.eduard.91@mail.ru
ORCID ID: 0000-0002-0787-9754
Евгений Григорьевич Филиппов, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий отделом селекции и семеноводства ячменя, Аграрный научный центр «Донской», Научный городок, 3, Зерноград, 347740, Ростовская обл., Россия
filippov.vniizk@mail.ru
ORCID ID: 0000-0002-5916-3926
УДК 633.161(470.61) DOI: 10.32634/0869-8155-2023-369-4-110-115
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
