Влияние методов отбора растений льна-долгунца (LinumusitatissimumL.) на качество обновленных семян
Возможность производства необходимых объемов высококачественного посевного материала льна-долгунца зависит от состояния начальных этапов семеноводства. Основная составляющая, определяющая их надежное функционирование, — производство требуемого высококачественного семенного материала. Разработанные методы получения обновленных семян культуры являются трудоемкими, затратными и предусматривают применение недостаточно эффективных способов отбора исходного материала. Они не в полной мере ориентированы на получение оригинального материала с высокими физико-механическими, морфофизиологическими свойствами, а также посевными и сортовыми качествами.
Это не в полной мере обеспечивает получение выравненного, дружно созревающего стеблестоя, даже в посевах высших репродукций, высокого выхода посевных семян, а также не способствует ускоренному внедрению селекционных достижений в производство, ограничивает возможности увеличения урожайности и повышения качества льнопродукции. Новый сорт является важнейшим ресурсом увеличения урожайности и повышения качества семян и волокна льна-долгунца, особенно в семеноводстве. Однако за истекшие пять лет (2018–2022 гг.) доля новых сортов культуры в структуре посевных площадей возросла всего лишь на 1,5%, хотя для возделывания в производстве за этот период их было предложено 11,9%. При этом количество новых сортов льна-долгунца, по которым осуществлялось и было вновь организовано первичное семеноводство, сократилось на 16,7%. Доля сортов, допущенных к возделыванию 25 лет назад и более, по-прежнему составляет значительную величину (31,3%).
Новые российские сорта льна-долгунца, выведенные с использованием генетических ресурсов коллекций семян продолжительное время, не снижают свой биологический потенциал и не утрачивают адаптивные свойства в условиях производства. Это объясняется тем, что при выведении применялся генетический материал из признаковой коллекции, протестированный на устойчивость к кислой и щелочной реакции почвы, болезням и стрессам. Это обстоятельство положительно сказывается на расширении ареала культивирования новых сортов, обеспечивает высокую сохранность сортовой типичности, а также значительно увеличивает отдачу от реализации их биологического потенциала в нетипичных условиях, в том числе в условиях повышенной температуры воздуха и засухи.
Новые сорта культуры (Визит, Надежда, Цезарь, Универсал, Томич, Томич-2 и другие) характеризуются высокими продуктивностью и уровнем сортовой типичности. Эти особенности селекционных достижений повышают надежность получения необходимых результатов при разработке менее трудоемких, более эффективных методов отбора и создания оригинального материала, характеризующегося высоким уровнем проявления качественных признаков и свойств.
Однако в силу биологических особенностей сорта льна-долгунца характеризуются наличием различной величины массы единичного семени, а также значительной разнокачественностью семян по данному показателю — от 3,5 до 6,1 мг и более. Проявление таких особенностей характерно и для некоторых других сельскохозяйственных культур. Это сказывается на том, что семенной материал даже у новых сортов льна-долгунца имеет различия по показателям морфофизиологических свойств, в том числе по значению силы семян, в 1,7 раза и более, длины проростка семени — в 1,8 раза и более.
В связи с этим при совершенствовании первичного семеноводства льна-долгунца целесообразно учитывать необходимость разработки методов отбора исходного материала новых сортов льна-долгунца, ориентированных на обеспечение не только высокого выхода, но и высокого качества оригинального материала, в том числе по показателям физико-механических, морфофизиологических свойств, а также посевных и сортовых кондиций. Это обеспечит всестороннее и комплексное совершенствование семеноводческого процесса культуры, создаст благоприятные условия для гармонизации функционирования всех его звеньев.
Цель работы заключалась в изучении влияния методов отбора растений льна-долгунца и различных норм высева посевного материала на качество обновленных семян — физико-механические, морфофизиологические свойства, сортовые и посевные кондиции и с учетом полученного выходного их объема определить наиболее эффективные приемы.
Материалы и методы исследования
Постановку и осуществление экспериментов проводилина опытном поле и в лаборатории селекционных технологий ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур» (Тверская обл., Россия) в 2019–2022 годах. Предмет исследований – типичные растения нового сорта льна-долгунца Визит. Объект исследований — процесс отбора и тестирования исходного материала по новому признаку — общей длине стебля растений — с целью создания обновленных семян. Полевые и лабораторные эксперименты выполняли согласно утвержденным методикам. В питомниках отбор растений посева семян проводили широкорядным двухстрочным способом (7,5 × 45 см) для усиления эффекта модификационной изменчивости у отбираемого материала. Площадь питомников — 20 м2. Контролем при проведении исследований был определен отбор растений по утвержденной методике — сроку зацветания (начала и окончания цветения).
Проведение отбора по длине стебля (расстояние от места прикрепления семядольных листьев до места прикрепления самой верхней коробочки) осуществляли в интервале типичности ±50% Мо (1/2 величины установленного интервала от среднеарифметического значения длины стебля всех отобранных растений). Отбор по действующей методике предполагает оценку по сроку цветения с удалением у растений соцветий до наступления и после окончания полного цветения. В контрольном варианте норма высева всхожих семян составляла 150 шт. на 1 пог. м рядка, а в исследуемом — на 50 шт. больше. Определение однородности растений по общей длине стебля, содержание волокна в технической части стебля осуществляли методом сортового грунтового. Высевали семена с площадью питания 2,5 × 2,5 см.
Качество семян льна-долгунца для посева определяли в соответствии с ГОСТ Р 52325-2005. Лабораторная всхожесть семян — 92–94. Почва под опытами характеризовалась следующими показателями: рHKCl — 5,1–5,3, P2O5 — 218–292 мг/кг, K2O — 128–133 мг/кг. PHKCl (кислотность почвы) определяли ионометрическим методом, содержание питательных элементов (P и K) в пахотном слое — методом Кирсанова.
При проведении полевых экспериментов агротехнические мероприятия осуществляли в оптимальные сроки., статистическую обработку экспериментальных данных — согласно методике полевого опыта по Б.А. Доспехову.
Метеоусловия вегетационного периода 2019 года характеризовались повышенным количеством выпавших осадков при средней температуре воздуха, близкой к норме (ГТК 1,8). В 2020 году в течение вегетации выпало избыточное количество осадков при средней температуре воздуха на 0,2 °С ниже нормы (ГТК 2,2). Вегетационный период 2021 года характеризовался выраженной засушливостью (ГТК 1,1). В 2022 году наблюдалось удерживание повышенной температуры воздуха при недостаточном выпадении осадков, особенно в первой половине вегетации (ГТК 1,0).
Результаты и обсуждение
Отбор исходных растений по общей длине стебля направлен на исключение трудоемкой и сложной их оценки по сроку зацветания, что позволяет не проводить длительную браковку нетипичных растений во время вегетации. Загущение растений льна-долгунца в рядке за счет применения повышенной нормы высева — 200 шт. семян на 1 пог. м рядка вместо 150 шт. — направлено на усиление эффекта отбора. Установлено, что отбор растений по общей длине стебля достоверно увеличивал выходной объем полученных обновленных семян при повышенной норме их высева — 200 шт. на 1 пог. м рядка (табл. 1).
Преимущество данного метода отбора в сочетании с высевом семян в количестве 200 шт. на 1 пог. м достигнуто за счет получения наибольшего выходного количества типичных растений, которое значительно превысило их число в остальных вариантах.
Увеличение расхода посевных семян с 150 до 200 шт. на 1 пог. м рядка достоверно повышало массу полученного обновленного семенного материала при отборе по общей длине стебля на 32,3%, по действующей методике — на 13,7%.
Исследуемый метод отбора и тестирования исходного материала показал значительное влияние на энергию прорастания семян льна-долгунца, повысив ее по сравнению с отбором по действующей методике при нормах высева 150 шт. и 200 шт. на 14% и 15 % соответственно. Совершенствуемый метод отбор, а также повышенная норма высева семян оказали незначительное влияние на массу 1000 семян, которая варьировала в интервале от 4,90 до 5,02 г.
Методы отбора растений и нормы высева семян оказывали влияние на формирование некоторых физико-механических свойств обновленного материала (табл. 2).
Масса единичного семени изменялась по вариантам эксперимента в интервале от 4,9 до 5,0 мг, плотность — от 1,2 до 1,3 мг/мм3. Наибольшие показатели выравненности обновленного материала по массе и плотности семени получены при отборе исходных растений по общей длине стебля на фоне повышенной нормы высева семян — 200 шт. на 1 пог. м рядка, значения которых оказались выше, чем в других вариантах.
Изучение других качественных показателей полученного оригинального материала позволило выявить определенные различия между вариантами эксперимента по длине проростка и силе семян (табл. 3).
Исследованиями установлено, что использование при отборе растений нового признака — общей длины стебля — обеспечило увеличение длины проростка семени при норме высева 150 шт. всхожих семян на 1,3 см, или на 26,0%, а при значении нормы 200 шт. увеличения длины проростка не наблюдалось. При проведении отбора растений по общей длине стебля другой показатель морфофизиологических свойств — сила семян — повышался в варианте с высевом 150 шт. семян на 27,3%, 200 шт. — 20,8%. Влияние нормы высева 200 шт. семян на 1 пог. м рядка на этот показатель оказалось менее выраженным.
Значение комплексного показателя — массы 1 см проростка семени — в наибольшей степени определялось влиянием метода отбора растений по общей длине стебля, который повышал его на 7,0–21,4%.
Особенности влияния методов отбора растений и норм высева семян льна-долгунца на показатели, характеризующие сортовое качество обновленного оригинального материала, отражены в таблице 4.
При проведении грунтового контроля, позволяющего оценить сортовое качество созданных семян, не отмечено наличие нетипичных растений, в том числе по окраске семян в коробочках во всех вариантах эксперимента. При обоих методах отбора и различных нормах высева сформировались растения с хорошей выравненностью по общей длине стебля, коэффициент вариации по которым изменялся незначительно (от 4,4 до 4,9% при 4,9% в контроле). Исследованиями установлено, что значение коэффициента вариации по количеству волокна в стебле по вариантам эксперимента изменялся также незначительно (от 3,9 до 4,9% при 4,2% в контроле). Исходя из анализа полученных данных, следует заключить, что в исследуемых вариантах эксперимента сформировались семена, обладающие хорошим уровнем сортового качества.
Изучение урожайных свойств созданного оригинального материала показало наличие незначительных различий между вариантами эксперимента. При этом качественные показатели — всхожесть семян — находились в интервале от 92 до 94%, масса 1000 шт. семян — от 4,82 до 4,87 г.
Проверка эффективности нового метода отбора исходного материала льна-долгунца в производственном опыте подтвердила его преимущество перед отбором по действующей методике и позволила получить прибавку в выходе обновленных семян, равную 30,2%, значительно (на 13%) снизить издержки при использовании нового метода на 33,4%.
Выводы
В результате исследований выявлено, что отбор и тестирование растений льна-долгунца по исследуемому признаку — общей длине стебля — в сочетании с высевом на 1 пог. м рядка 200 шт. всхожих семян позволили обеспечить наибольший выход обновленных семян (91,8 г/м2), наиболее высокие показатели однородности оригинального материала по массе (82%) и плотности (92%) семени, а также улучшить морфофизиологические свойства, сохранить требуемый уровень посевного и сортового качества семенного материала.
Выявлено преимущество применения повышенной нормы высева семян в питомнике отбора — 200 шт. на 1 пог. м рядка по сравнению с высевом 150 шт., обеспечившей увеличение выхода обновленных семян при отборе по новому признаку на 32,3%, по действующей методике — на 13,7%, повышение их морфофизиологических свойств.
Исследуемые приемы не ухудшали урожайные свойства созданного оригинального материала.
Подтверждено преимущество метода отбора по общей длине стебля по сравнению с отбором по действующей методике в производственных условиях. Данный метод отбора позволил увеличить выход обновленных семян (на 30,2%), повысить энергию их прорастания (на 13%), снизить затраты труда и средств (на 33,4%).
Об авторах
Владимир Павлович Понажев, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, главный научный сотрудник лаборатории селекционных технологий и биотехнологий,
v.ponazhev.trk@fnclk.ru
Елена Григорьевна Виноградова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник лаборатории селекционных технологий и биотехнологий,
e.vinogradova.trk@fnclk@mail.ru
Федеральный научный центр лубяных культур, Комсомольский пр-т, 17/56, Тверь, 170041, Россия
УДК 633.521:631.521 DOI: 10.32634/0869-8155-2023-375-10-111-115
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
