CC BY
78
Выводы. Перспективный генофонд озимой ржи По комплексной устойчивости и высокой урожай-
селекции НИИИСХ Северо-Востока характеризуется ности выделяются перспективные популяции Флора
высокой устойчивостью к снежной плесени и, преимуще- (RF.c.), 17/00, 37/04, Рада (RF.c.), Флора, 41/08, 27/07, ственно, средней устойчивостью - к другим болезням. 21-99-06.
Литература.
1. Кобылянский В.Д., Королёва Л.А. Методические указания по селекции озимой ржи на устойчивость к грибным болезням. - Л., 1977. - 28 с.
2. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М., 1985. - Вып. 2. - Ч. 2. - 230 с.
3. Шешегова Т.К., Кедрова Л.И. Методические рекомендации по созданию искусственных инфекционных фонов и оценке озимой ржи на устойчивость к болезням. - Киров, 2003. - 30 с.
4. Неофитова В.К. Методы полевой оценки устойчивости сортов озимых зерновых культур к снежной плесени. - Минск, 1976. - 4 с.
5. Пшедецкая Л.И. Биологические особенности спорыньи на культурных и луговых злаках, как материал для обоснования мероприятий по борьбе с ней: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. - Ленинград, 1953. - 22 с.
6. Доспехов В.А. Методика полевого опыта: с основами статистической обработки результатов исследований. Изд. 5-е, перераб. и доп. - М.: Колос, 1985. - 321 с.
IMMUNOLOGICAL STATE OF PERSPECTIVE POPULATIONS WINTER RYE OF SELECTION OF RESEARCH INSTITUTE OF AGRICULTURE OF NORTH-EAST L.M. Shchekleina, N.K. Sheshegova
Summary. The immunological characteristic of new populations of a winter rye of selection of north-east agricultural research institute is presented at their studying on artificial provocative backgrounds of local populations of the basic activators of illnesses in north-east of a non-chernozem zone of the Russian Federation. On long-term data (2009-2011) it is established, that the perspective genofund of a winter rye has following immunological characteristic: high stability to a snow mould of populations: 10/00, 15/04, 37/04, 17/00 and the new zoned variety Flora; average stability to a brown and stem rust:, Snezhana 2, Snezhana 3, and 21-99-06; average stability to mealdew: Graphynja, 21-99-06, 13/00, Graphynja-2D, 24/08, 41/08, Snezhana 2, C-30/07, and Leda; average stability to root rot in a phase of shoots: 15/04, Snezhana 3, Rada (RF.c.), 27/07, 10/99 and the zoned varieties: Flora, Kirovskaja 89, Falenskaja 4, and Rushnik; in a phase of full ripeness - at a population 15/04 and a variety Rushnik; high stability to an ergot: 41/08, 27/07, Flora (RF.c.), 13/00, Snezhana ChP 13/06, Graphynja-2D, and at a variety Flora. Populations Flora (RF.c.), 17/00 and 37/04 are high-yielding both on natural, and on artificial infectious backgrounds. Thus, on long-term data on stability to several illnesses and high productivity among a perspective genofund of a winter rye of selection of north-east agricultural research institute the next eight populations are noted: Flora, 17/00, Flora (RF.c.), 37/04, 41/08, 27/07, Rada (RF.c.), 21-99-06.
Key words: winter rye, diseases, contagious backgrounds, resistance, productivity.
УДК 633.14:632.12
АДАПТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ СОРТОВ ОЗИМОЙ РЖИ В УСЛОВИЯХ ПОЧВЕННОГО СТРЕССА НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ*
Л.И. КЕДРОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зав. отделом
Е.И. УТКИНА, кандидат биологических наук, зав. отделом
НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии Е.А. ШЛЯХТИНА, зав. лабораторией С.В. КОНОВАЛОВА, младший научный сотрудник Фаленская селекционная станция НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии E-mail: utkina.e.i@mail.ru
Резюме. Преобладание в Северо-Восточном регионе РФ почв с кислой реакцией среды и повышенным содержанием подвижных ионов алюминия определило цель наших исследований - выявить сорта, пригодные для выращивания в условиях эдафического стресса и использования в селекции озимой ржи в качестве источников устойчивости к почвенному стрессу. Изучено 7 районированных и перспективных сортов озимой ржи на двух почвенных фонах: уникальном естественном жестком провокационном (pH - 3,78...3,76; Al - 25,5...26,7 мг/100 г почвы) и нейтральном (рН - 6,5; следы подвижного алюминия). Разнообразные условия перезимовки, формирования и налива зерна за период проведения исследований позволили выявить размах варьирования
* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ проект 09-04-13644-офи_ц.
изучаемых признаков. Недобор урожая в основном происходил из-за снижения регенерационной способности растений в среднем на 34,0 % и понижения продуктивной кустистости на 36,4 %. Урожайность на фоне эдафической нагрузки в среднем по сортам за годы изучения снижалась на 33,2...48,5 %. Кнаиболее алюмо-и кислотовыносливым можно отнести сорта Рада (2,09.3,94 т/га) и Рушник (1,98.3,40 т/га), сбор зерна которых за весь период исследований достоверно превышал или находился на уровне алюмотолерантного стандарта Фаленская4 (2,20.2,76 т/га). Ключевые слова: озимая рожь, урожайность, кислотность, ионы алюминия, устойчивость.
Вопросы эдафической адаптации растений имеют важное значение с точки зрения эффективного использования почвенно-климатических условий, характерных для каждой зоны [1].
Почвенный покров северо-востока европейской части Российской Федерации в основном представлен подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами с низким уровнем естественного плодородия, более 70 % которых отличаются повышенной кислотностью и высоким содержанием подвижных форм ионов Д13+ [2], отрицательное действие которого на растения усиливаются при рН ниже 4,5 [3].
Кислые почвы характеризуются неблагоприятными биологическими, химическими и физическими свойствами. Их коллоидная часть бедна кальцием и другими основаниями, — Достижения науки и техники АПК, №6-2012
Сорт
2009 г.
обыч-
ный
фон
Фаленская 4
(стандарт)
Кировская 89
Рушник
Рада
Леда
Кипрез
Ниоба
НСР„с
2,32
2,42
2,82*
2,52
3,16*
2,70
2,96*
0,46
деятельность полезных микроорганизмов в таких почвах сильно подавлена, тогда как грибы, среди которых много паразитов и возбудителей болезней растений, напротив, развиваются более интенсивно. В результате снижение урожайности зерновых культур может достигать 85 % [4].
Среди зерновых колосовых рожь отличается большей устойчивостью к кислым почвам. Она не только слабо реагирует на увеличение кислотности среды, но и весьма успешно вегетируют в широком диапазоне рН [5]. Тем не менее, в условиях эдафической нагрузки растения ржи развиваются слабее и зимуют значительно хуже [3, 6].
Сегодня в ряде стран мира широко развернуты исследования по селекции зерновых культур на алюмо- и кислотоустойчивость. При этом по озимой ржи они получили должное развитие в основном в Польше и Португалии, где также остро стоит вопрос по созданию кислотовыносливых сортов. Изучение зарубежных кислотоустойчивых сортов на Северо-Востоке Российской Федерации показало их абсолютную неприспособленность к агроклиматическим условиям региона.
В этой связи в НИИСХ Северо-Востока особое внимание уделяется созданию кислото- и алюмоустойчивых сортов озимой ржи, адаптированных к местным условиям возделывания.
В задачу наших исследований входило изучение районированных и перспективных сортов озимой ржи на двух почвенных фонах (обычном и провокационном), выявление кислото- и алюмоустойчивых генотипов с наименьшей степенью депрессии урожайности.
Условия, материалы и методы. Работу проводили на опытном поле Фаленской селекционной станции НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии в 2009-2011 гг., pH почвы на нейтральном фоне составляет 6,5, отмечаются следы подвижного алюминия, на жестком естественном провокационном фоне pH равно 3,78...3,76, содержание Д1 - 25,5.26,7 мг/100 почвы. Агротехника - общепринятая для зоны. Посев проводили по чистому пару в оптимальные сроки с нормой высева 6 млн всхожих семян на 1 га. Опыт заложен в шести повторениях на делянках с учетной площадью 10 м2. В эксперименте изучали 7 районированных и перспективных сортов озимой ржи селекции НИИСХ Северо-Востока: Фаленская 4 (стандарт), Кировская 89 и Рушник (внесены в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию); Рада (проходит Государственное сортоиспытание); Леда, Кипрез и Ниоба (перспективные).
Наблюдения, оценки и учет урожая проводили в соответствии с Методикой ГСИ [7].
В 2008-2009 г. условия перезимовки складывались неблагоприятно для озимых культур. Однако благодаря близким к оптимальным условиям в октябре 2008 г. растения прошли хорошую закалку и накопили до 12.13 % сахаров, что в 1,5-2 раза выше, чем предыдущие годы. В ноябре резкие перепады температуры, вызывавшие промерзание и оттаивание почвы, привели к истощению растений и спровоцировали развитие снежной плесени. По-настоящему зимняя погода установилась со второй декады декабря. Благоприятные условия весеннего периода способствовали активному росту и развитию
растений озимой ржи, однако осенний стресс негативно сказался на уровне урожайности.
В 2010 г. агроклиматические условия зимы способствовали оценке сортов на морозоустойчивость, а летнего периода - на засухоустойчивость. Так, в декабре температура воздуха понижалась до -40 °С, а на глубине залегания узла кущения растений - до -10 °С. Средняя температура июля была на 4 °С выше средних многолетних значений, осадков выпало на 74 мм меньше, что привело к почвенной засухе. Однако благодаря высокой морозо- и засухоустойчивости изучаемых сортов, а также благоприятным весенним условиям, урожайность на обычном почвенном фоне варьировала от 4,08 до 5,60 т/га.
Особенность периода вегетации 2011 г. - высокая влагообеспеченность во время налива и созревания зерна, что позволило получить максимальный урожай в опыте 6,64 т/га.
Таблица 1. Характеристика сортов озимой ржи по урожайности в обычных и провокационных почвенных условиях (2009-2011 гг.)
прово
кацион-
ный
фон
Урожайность, т/га
2010 г.
обыч-
ный
фон
прово
кацион-
ный
фон
2011 г.
обыч-
ный
фон
прово-
кацион-
ный
фон
средняя
обыч-
ный
фон
прово-
кацион-
ный
фон
2,30
1,50
1,98
2,09
1,78
3,04
1,60
0,81
5,20
4,09
5,35
5,56
4,81
5,60
4,08
0,66
2,76
2,12
3,40*
3,24*
2,66
3,40*
2,68
0,24
5,67
4,66
6,23*
6,64*
5,64
5,18
6,40*
0,48
2,20
1,94
2,90*
3,94*
2,38
1,64
2,70*
0,27
4,40
3,66
4,80
4,91
4,54
4,49
4,48
2,42
1,85
2,76
3,09
2,27
2,69
2,33
* - прибавки достоверны к контролю при Р > 0,95.
Результаты и обсуждение. Экстремальные погодные условия осенне-зимнего периода2008-2009 г., способствовавшие сильному развитию снежной плесени, привели к значительному недобору урожая. Средняя величина этого показателя на обычном почвенном фоне составила всего 2,70 т/га. Существенное превышение над стандартом отмечено у образцов Рушник (2,82 т/га), Ниоба (2,96 т/га) и Леда (3,16 т/га), Кировская 89, Рада и Кипрез сформировали урожай на уровне сорта Фаленская 4 (табл. 1).
В условиях эдафического стресса средний сбор зерна изучаемых сортов снизился на 25 % и составил 2,04 т/га. Следует отметить, что в неблагоприятных условиях перези-
Рисунок. Влияние эдафического стресса на урожайность сортов озимой ржи, 2009-2011 гг.: □ - нейтральный фон; О - эдафический стресс.
Таблица 2. Степень депрессии показателей продуктивности на фоне эда-
фического стресса (2009-2011 гг.
Фон К обычному фону, %
Показатель обычный эдафический стресс
Урожайность, т/га 5,77 2,53 43,8
Отрастание после поражения снежной плесенью, % 53 35 66,0
Устойчивость к полеганию, балл 7,0 7,6 108,6
Поражение септориозом, % 4,3 10,7 248,8
Высота стебля, см 134 129 96,3
Длина колоса, см 12,0 11,3 94,2
Число колосков, шт. 36,6 33,3 91,0
Озерненность, % S5 82 96,5
Продуктивная кустистость, шт. 4,4 2,8 63,6
мовки сорта по-разному реагировали на почвенный стресс. Так, у стандарта Фаленская 4 и перспективного образца Ки-през урожайность практически не снизилась, у сорта Рада отмечена незначительная депрессия на уровне 17 %. Недобор урожая остальных образцов составил 29,8.45,9 %.
Более благоприятные условия складывались в 2010 и 2011 гг.
В 2010 г. урожайность изучаемых сортов на нейтральном почвенном фоне составляла от 4,08 (Ниоба) до 5,60 т/га (Ки-през). У стандарта Фаленская 4 величина этого показателя была равна 5,20 т/га. Достоверное ее снижение отмечено у сортов Ниоба и Кировская 89, урожайность остальных находилась на уровне высокоадаптивного стандарта.
В жестких условиях провокационного фона уменьшение сбора зерна изучаемых сортов варьировало от 34,3 (Ниоба) до 48,2 (Кировская 89) %. Существенную прибавку по отношению к стандарту сформировали сорта Кипрез (3,40 т/га), Рушник (3,40 т/га) и Рада (3,24 т/га). Урожайность сортов Ниоба и Леда находилась на уровне Фаленской 4.
В 2011 г. гидротермические условия способствовали формированию на нейтральном почвенном фоне средней урожайности сортов в опыте 5,77 т/га с варьированием от 4,66 (Кировская 89) до 6,64 (Рада) т/га, при урожайности стандарта - 5,67 т/га. Достоверное превосходство над Фаленской 4 отмечено у сортов Рада (6,64 т/га), Ниоба (6,40 т/га) и Рушник (6,23 т/га).
В условиях эдафического стресса сбор зерна всех сортов снизился практически в 2 раза. При средней уро-
жайности в опыте 2,53 т/га, у стандарта она составила 2,20 т/га. Наибольшая величина этого показателя отмечена у сортов Рада (3,94 т/га), Рушник (2,90 т/га) и Ниоба (2,70 т/га). Уровень депрессии, по сравнению с нейтральным почвенным фоном, составил от 40,7 (Рада) до 68,3 (Кипрез) %.
В среднем по сортам за годы изучения урожайность на фоне эдафической нагрузки снижалась на33,2.48,5 % (см. рисунок). К наиболее алюмо- и кислотовыносливым можно отнести сорта Рада (2,09.3,94 т/га) и Рушник (1,98.3,40 т/га), урожайность которых за весь период изучения достоверно превышала или находилась на уровне алюмото-лерантного стандарта Фаленская 4 (2,20.2,76 т/га).
Депрессия по элементам продуктивности (длина колоса, число колосков в колосе, озерненность) была незначительной (3,5.. .9,0 %) и не оказывала существенного влияния на урожайность. Снижение ее проиходило, главным образом, из-за уменьшения регенерационной способности после поражения растений снежной плесенью (на 33 %) и продуктивной кустистости (на 36,4 %). К тому же в условиях эдафического стресса растения в несколько раз сильнее поражались септориозом (табл. 2), что негативно сказывалось на формировании колоса и зерна.
Выводы. Таким образом эдафический стресс (кислая реакция почвенного раствора и повышенное содержание подвижных ионов алюминия) провоцирует снижение урожайности сортов озимой ржи в среднем на 43,8 %.
Недобор урожая в основном происходит из-за уменьшения регенерационной способности растений (в среднем на 34,0 %) и снижения продуктивной кустистости (на 36,4 %).
Наибольшую устойчивость в условиях эдафической нагрузки, наряду со стандартом Фаленская 4, проявили сорта Рушник и Рада, которые можно рекомендовать не только для возделывания на кислых почвах, но и для использования в селекции озимой ржи в качестве источников устойчивости к этому негативному фактору.
Литература.
1. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика. В трех томах. - М.: Изд-во Агрорус, 2008, Том 1.
2. Сысуев В.А., Кедрова Л.И. и др. Озимая рожь. Возделывание, использование на пищевые, кормовые и технические цели. Проблемы и решения. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. - 127с.
3. Стихин М.Ф., Денисов П.В. Озимая рожь и пшеница в Нечерноземной полосе. Изд. 2-е, перераб и доп. - Л., «Колос», 1997. - 320 с.
4. Кедрова Л.И. Озимая рожь в Северо-Восточном регионе России. - Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000 г. - 158 с.
5. Жученко А.А. Рожь - стратегическая культура в обеспечении продовольственной безопасности России в условиях глобального и локального изменения погодно-климатических условий. - Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2009. - 52 с.
6. Ремер Т. Зерновые хлеба умеренной зоны//Растениеводство. - М., 1958,
7. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М., 1972. - Вып. 2. - Ч. 2. - С. 9.
ADAPTIVE POTENTIAL OF WINTER RYE UNDER CONDITIONS OF SOIL STRESS IN NORTH-EAST
OF NON-CHERNOZEM ZONE OF RUSSIA L.I. Kedrova, E.I. Utkina, E.A. Shlyakhtina, S.V. Konovalova
Summary. Prevalence of soils with acid reaction and raised content of mobile aluminum ions in Northeast region of Russian Federation has defined the purpose of the given researches - to reveal varieties, suitable for cultivation under conditions of edaphic stress and for their use in selection of a winter rye, as sources of resistance to soil stress. Studying of seven zoned and perspective varieties of a winter rye on two soil backgrounds: unique natural rigid provocative (pH - 3.78...3.76; Al - 25.5 ... 26.7 mg/100 of soil) and neutral (pH - 6.5; traces of mobile aluminum) is lead. Various conditions of pass the winter, grain’s formations and filling for the period of researches have allowed to reveal scope of a variation of studied parameters on various soil backgrounds. The shortage of a crop basically occurs due to reduction of regenerating ability of plants on the average by 34.0% and downturn productive tillering by 36.4%. The analysis of three-year data has allowed to reveal, that productivity on a background of edaphic loadings has decreased considerably on the average on varieties for years of studying - by33.2.48.5%. It is possible to count varieties Rada (2.09.3.94t/ha) and Rushnik (1.98.3.40t/ha) as most aluminum- and acid-resistant because they significantly exceeded on productivity or were at a level of aluminum-resistant standard Falenskaya 4 (2.20.2.76 t/ha) for all period of studding.
Key words: winter rye, productivity, acidity, aluminum, resistance.
