CC BY
22
УДК 633.13:631.527 (470.621) ББК 42.112.5-3 (2Рос.Ады) К 89
Кузенко Марина Валентиновна
Кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом селекции и первичного семеноводства Адыгейского научно-исследовательского института сельского хозяйства РАСН, Майкоп, тел. (8772) 568410, е-mail: [email protected]
История и успехи селекции зимующего овса в условиях южно-предгорной зоны Северо-Западного Кавказа
(Рецензирована)
Аннотация. Приведены результаты селекционной работы с культурой зимующего овса в южнопредгорной зоне Северо-Западного Кавказа: направления селекции и успехи в создании сортов.
Ключевые слова: зимующий овес, гибридизация, гибриды, отборы, селекционная работа, урожайность.
Kuzenko Marina Valentinovna
Candidate of Agriculture, Head of the Department of Selection and Primary Forage Seed Farming, Adyghe Research Institute of Agriculture of RASN, Maikop, ph. (8772) 568410, e-mail: [email protected]
History and progress of selection of the wintering oats in southern foothill zone of the Northwest Caucasus
Abstract. The paper presents the results of selection work with the culture of the wintering oats in a southern foothill zone of the Northwest Caucasus: directions of selection and progress in creation of cultivars. Keywords: the wintering oats, hybridization, hybrids, selections, selection work, productivity.
Введение .Известно, что овес посевной (Avena sativa L.) является одной из значимых культур двойного использования. В мировом производстве зерновых он стоит на пятом месте, занимая около 20 млн. га пашни ежегодно [1].
Овес выращивают на зерно, зеленую массу и сено, которое по своим питательным свойствам не уступает луговому [2, 3]. Он обладает алюмотолерантностью и показывает хорошие результаты при возделывании на кислых почвах. В борьбе с корневыми гнилями овес используют в качестве фитосанитарной культуры.
Исторические сведения о культурных овсах начинаются только в I веке. Римские и греческие философы Плиний, Диоскорид, Гален различали два вида овса: овес, возделывавший-ся древними германцами на зерно, из которого изготовлялся хлеб, и овес, высевавшийся в Малой Азии на корм скоту. По современным данным, эти овсы оказались самостоятельными видами: Avena sativa и Avena byzantina. До этого овес упоминался как сорное растение, использовавшееся для медицинских целей [4].
Н.И. Вавилов писал, что происхождение культуры овса связано с выделением ее как специализированного сорняка посевов пшеницы - полбы. Продвигаясь с юга на север, полба определила продвижение овса на север, где устойчивость к более жестким условиям произрастания способствовала выделению его в самостоятельные чистые посевы [4].
По теории Н. И. Вавилова, овес является вторичной культурой, возникшей из сорняка [4]. Первичным центром происхождения овса является Переднеазиатский, где найдены сор-нополевые виды овса полевого, и Средиземноморский (Avena byzantina), и песчаные виды (A. strigose A. brevis).
Род Avena L. насчитывает 26 видов. Генетический фонд этой культуры богат: имеются виды диплоидные, тетраплоидные и гексаплоидные. Все виды овса имеют отличия не только по своей генетической природе, но и резко обособлены географически и экологически [4].
В России овес признан самой древней культурой. На обширной территории Российской Федерации овес возделывается в различных сельскохозяйственных зонах, начиная от лесотундры и до субтропиков; традиционно эту культуру высевают в яровом посеве. [5].
Во многих странах Европы и Азии, где мягкие зимы, издавна практикуют осенние посевы овса. На территории бывшего СССР зимующий овес возделывался в Краснодарском крае, Крыму, Азербайджанской, Узбекской, Таджикской и Молдавской ССР [5].
Зимующие овсы являются «двуручками» или близкими к ним, то есть они относятся к таким формам, которые по своей биологии отличаются от типичных яровых и высеваются с осени. Имеющийся опыт показал, что высеянный осенью овес лучше использует почвенную влагу, быстрее развивается, меньше страдает от весенних засух, уходит от повреждения листогрызу-щих вредителей, при благоприятных условиях перезимовки более продуктивен, чем яровой.
Основным фактором, лимитирующим распространение зимующего овса, является его неустойчивая перезимовка. Его способность переносить неблагоприятные условия зимы немного меньше, чем у других зерновых культур. При посеве весной зимующий овес выметывается и созревает. Однако дружное выметывание его наблюдается лишь при ранних сроках сева; при позднем сроке сева эта фаза растягивается и не завершается, то есть часть растений не образует метелок. Поэтому принято говорить не об озимом, а зимующем овсе, который отличается короткой стадией яровизации, что во многом и определяет его невысокую зимостойкость [5].
Селекционная работа, направленная на повышение зимостойкости, иммунитета и устойчивости к полеганию этой культуры проводится в странах Западной Европы и Северной Америки. В США использование таких сортов зимующего овса, как Fulwin и Wintok, позволило возделывать его в более северных районах. В Австралии зимующий овес является продуктом экспорта и занимает второе место после пшеницы. В основном он возделывается в южных прибрежных штатах (Виктория, Южная Австралия, Новый Южный Уэльс). Широкое распространение здесь имеют сорта Fulghum, Cooba, Avon и другие, которые используются на зерно, зеленый корм и сено [5].
Обладая рядом преимуществ перед яровым, зимующий овес является более целесообразной и экономически выгодной культурой для возделывания на полях южно-предгорной зоны Северо-Западного Кавказа.
Материал и методы исследований. Вавиловым Н.И. была собрана обширная коллекция зимующего овса из различных стран (Средиземноморья, США и т.д.), и в 1923 г. под его руководством в России были начаты научные исследования по селекции этой культуры.
В разные годы селекционная работа с зимующим овсом осуществлялась на Кабардино-Балкарской опытной станции. Здесь был создан сорт «Кабардинец». Как указывает Кере-фов К.Н. [6], исходным материалом для создания этого сорта послужил каталог ВИР № 1824 из США и районированный в 1969 г. В разное время велись работы на Красноводопадской опытной станции (Казахская ССР), а также в Узбекистане, Азербайджане и Молдавии.
Большая работа с зимующими овсами проведена на Майкопской опытной станции ВИР. Здесь изучались вопросы изменчивости сортов овса на фоне различных сроков сева в разных пунктах по высоте над уровнем моря, биологии развития, проведена оценка исходного материла для селекции [7].
Работа по селекции с зимующего овса была начата в 1965 году на Адыгейской областной сельскохозяйственной станции, переименованной в 2001 г. в Адыгейский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. Необходимо отметить, что институт расположен на северной границе зоны оптимального возделывания культуры. Климат места проведения исследований характеризуется как умерено теплый, продолжительность безморозного периода составляет в среднем 290-306 дней. Коэффициент увлажнения 0,3^0,4. Среднегодовое количество осадков 650-1000 мм, большее их количество наблюдается в весенне-летний период. Сумма эффективных температур 3530°С. Среднегодовая температура воздуха составляет +10,5°С. Зима мягкая, без устойчивого промерзания почвы, с частыми оттепелями и положительной температурой воздуха. Средняя температура января минус 3,5°С, июля +(22^24)°С. Переход через +5°С отмечается во второй половине марта-начале апреля [8].
Почвы института относятся к типичным почвам в Адыгее - слитым черноземам глинистого механического состава с содержанием физической глины (фракции 0,01 мм) до 78%, содержание гумуса около 4,0%, общего азота 0,33^0,27%, фосфора 0,17^0,11% [9]. Характерной особенностью почв является выщелочность и очень плотное сложение, вследствие чего имеется тенденция к избыточному увлажнению пахотного горизонта в зимне-весенний период, а в засушливый период поверхность почвы сильно растрескивается [8].
Первым селекционером на станции, занимающимся зимующим овсом, был кандидат сельскохозяйственных наук А. А. Щепетков.
Результаты и их обсуждение. Селекционная работа была начата с изучения исходного материала. Исходным материалом для работы с культурой послужила мировая коллекция овса, а также другой материал, полученный из различных учреждений бывшего СССР [8]. По настоящее время в коллекционном питомнике института прошли изучение более 3000 образцов мировой коллекции овса из различных стран.
На первоначальных этапах работы было выявлено, что из-за слабой морозостойкости в местных условиях подавляющее большинство иностранных образцов непригодны и необходимы более зимостойкие образцы. Ранее созданный на Северном Кавказе сорт Кабардинец имел ряд недостатков - полегал, имел мелкое зерно, отличался сравнительно невысокой зерновой продуктивностью. И поэтому перед селекционерами были поставлены следующие задачи: поиск форм зимующего овса с устойчивостью к вымерзанию, полеганию, вымоканию и поражению болезнями; поиск форм, превосходящих стандарт по уровню урожайности зерна и зеленой массы.
Гибридизация была начата в 1967 г. Применялась межвидовая гибридизация (скрещивался овес посевной с овсом византийским, с овсюгом южным), беккроссы.
Первоочередной задачей было повышение зимостойкости культуры. С этой целью в скрещивания были привлечены дикие зимующие формы южного и обыкновенного овсюга, так как дикие виды несут в себе ценные гены, контролирующие такие признаки, как повышение продуктивности метелки, урожайности зеленой массы, их высокое качество, крупно-зерность, устойчивость к болезням, и передача культурным формам этих признаков представляет значительный интерес для практической селекции. В скрещивания были привлечены экологически отдаленные формы [10].
Отбор высокоморозостойких форм проводился на естественном фоне в полевых условиях, так как институт расположен у северной границы зоны оптимального возделывания культуры. В дальнейшем при промораживании в морозильных камерах было выделено 5 образцов, которые были включены в каталог ВИР как высокозимостойкие.
Одним из острых вопросов являлась проблема устойчивости к болезням. В итоге насыщающих скрещиваний получен материал, который был проверен на инфекционном фоне, проведена оценка химического состава зерна овса полученных гибридных форм и исходного материала.
Итак, была проведена большая и скрупулезная работа по изучению и созданию оригинального исходного материала для получения новых сортов овса зимующего.
В 1967 г. был заложен впервые контрольный питомник по овсу зимующему, а в 1969 г. - конкурсное сортоиспытание из лучших номеров контрольного питомника.
Значимым этапом в работе с культурой зимующего овса стало совещание в Фаленках в 1975 г., на котором было принято решение провести экологическое сортоиспытание в различных регионах СССР. И уже в 1976 г. новые созданные в институте образцы зимующего овса были направлены в Киргизский НИИ земледелия, в 1978 г. - на Красноводопадскую госселекстанцию (Казахская ССР), в 1982 г. - в Узбекский НИИ зерна.
Совместная работа с перечисленными НИУ не замедлила сказаться положительным образом. Уже в 1981 г. совместно с Киргизским НИИ земледелия был передан на испытание сорт Подгорный, в 1982 г. передан в ГСИ совместно с Красноводопадской ГСС на испытание сорт Эверест, в 1984 г. совместно с Узбекским НИИ зерна передан на испытание сорт Дустлик.
Проведенная большая работа по экологическому сортоиспытанию зимующего овса дала значимые результаты. Так, уже в 1988 году совместно с Киргизским НИИ земледелия был районирован первый сорт зимующего овса Подгорный.
Сорт Подгорный (Avena sativa L., var.cinerea Korn). Среднеспелый, низкорослый (90 см), устойчив к полеганию, зимостоек. Метелка двухсторонняя, компактная с приподнимающимися веточками, средней длины (до 15 см). Зерновка остистая, светло-серая с темными жилками. Масса 1000 зерен 28-31 г, пленчатость 28-31%.
Потенциальная урожайность зерна 3,5-4,0 т/га, зеленой массы 30-35 т/га. Устойчив к бактериальной пятнистости, корончатой и стеблевой ржавчинам, к пыльной головне.
Сорт Мезмай (Avena sativa L.-byzantina C.Koch. grex. var. diffusae Mordv., var. aristata Kr.-alba Mordv.). Среднеспелый, низкорослый с высотой растений 96-105 см. Листовая пластинка густо опушенная, окраска темно-зеленая. Метелка раскидистая, двухсторонняя со слабопоникающими веточ-
ками, длиной 24,5 см. Зерновка белая, с мелкими жилками, нижняя цветковая чешуя преимущественно с остью. Масса 1000 зерен 28^31 г, пленчатость 25^28%.
Зимостойкость и устойчивость к полеганию выше средней. Сорт устойчив к бактериозу, корончатой и стеблевой ржавчинам, пыльной головне.
Потенциал зерновой продуктивности высокий, 4,0-4,5 т/га, зеленой массы 40-60 т/га.
Допущен к использованию с 1996 г., а с 2003 года является стандартом в системе Государственного сортоиспытания.
Сорт Гузерипль (Avena sativa L.-byzantina C.Koch. grex. var. diffusae Mordv., var. aristata Kr.-alba Mordv.). Среднеспелый сорт, среднерослый (115 см). Метелка полуодносторонняя до 20 см длиной, расположение веточек горизонтальное, колоски поникающие. Зерновка средняя, светлая, с палевым пятном в верхней части нижней цветковой чешуи, несущей ость. Масса 1000 зерен 32-37 г, пленчатость 22-24%.
Характеризуется высоким урожаем зеленой массы 40-50 т/га и зерна 3,5-4,5 т/га.
Сорт среднеустойчив к неблагоприятным условиям осенне-зимнего периода, полеганию, поражению основными болезнями. Рекомендован к использованию в Северо-Кавказском регионе РФ с 2001 г.
Сорт Верный (Avena sativa L. grex. var. diffusae. var. aristata). Позднеспелый, среднерослый (120 см). Метелка раскидистая, двухсторонняя, длиной до 30 см, расположение колосков пониклое. Зерновка средняя, окраска белая или светло-кремовая. Масса 1000 зерен 29-32 г, пленчатость 23-24%.
Один из самых высокоурожайных сортов. Урожайность зерна в производственных условиях варьирует от 4,5 до 6,0 т/га, зеленой массы от 45 до 70 т/га.
Отличается высоким содержанием в зерне липидов - 11,3%, устойчивостью к полеганию, поражению корончатой и стеблевой ржавчинами. С 2006 г. допущен к использованию.
Сорт Оштен (создан методом гибридизации и последующего многократного индивидуального отбора из гибридной популяции Высокобелковый 7537 (США) х 220-Н-2/1973 (0633 Темозерный 7994 х Неполегающий 9885) х Bicknell, Аргентин, разновидность Avena sativa L., var.aurea). Среденеспелый, среднерослый (110-115 см). Метелка двухсторонняя, раскидистая, остистая, длинной 22-25 см. Зерновка светло-желтого цвета, средней длины. Масса 1000 зерен 29-32 г, пленчатость высокая 30-35%.
Зернового направления использования. По продуктивности не уступает стандартному сорту Мезмай. При оптимальном сроке сева и норме высева показывает урожайность выше стандарта (4,55,5 т/га). По содержанию протеина превосходит стандарт на 2-3%.
Среднеустойчив к корончатой и стеблевой ржавчинам, умеренно восприимчив к бактериальной пятнистости и пыльной головне. Зимоморозостойкость и устойчивость к полеганию высокая. Включен в Госреестр и допущен к использованию с 2014 г.
Сорт АГУ-75 (Назван в честь юбилея Адыгейского государственного университета. Выведен методом гибридизации и последующего индивидуального отбора из гибридной популяции 2000/1 -Н: каталог ВИР № 12074 (Bonaerenze 201) х. Мезмай. Разновидность Avena sativa - byzantine). Среднеспелый, среднерослый (115 см). Метелка раскидистая, длиною от 27,1 до 30,2 см, расположение колосков поникло. Зерновка мелкая, округло-удлиненная, окраска палево-серая. Цветковая чешуя имеет коленчато-изогнутую, закрученную ость черного цвета, переходящую в светлую. Масса 1000 зерен 27,3-32,2 г. Пленчатость 21-23%.
Имеет высокий потенциал продуктивности. За годы испытания в КСИ сорт показал урожайность зерна свыше 6,35 т/га, зеленой массы 40-60 т/га.
На уровне стандартного сорта поражается корончатой и стеблевой ржавчинами, проявляет устойчивость к септориозу и бактериальной пятнистости.
Передан на испытание в 2015 г., и в настоящее время сорт АГУ-75 находится под временной защитой Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений.
В институте также был создан сорт овса ярового Утес. Сорт среднеспелый, устойчив к полеганию, дающий урожай зерна выше стандарта на 30%, зеленой массы на 15%, принят к районированию по бывшей Чечено-Ингушской республике в 1991 г.
К сожалению, в связи с распадом СССР судьба сортов ярового овса Эверест и Дуст-лик не известна.
В институте наряду с селекционной работой проведена работа по изучению агротехники. Были установлены оптимальная норма высева семян, сроки сева и лучший предшественник для каждого из районированных сортов. Разработана модель идиотипа овса зимующего.
Ценным является еще и то, что зимующий овес возможно использовать в качестве ран-невесеннего зеленого корма как в чистом виде, так и в смеси с зимующим горохом. Такие смеси высокопитательны и урожайны. При правильном подборе сортов, различающихся по
вегетационному периоду, имеется возможность удлинить период использования зеленой массы зимующего овса от 12 до 21 дня.
Был проведен анализ овса зимующего на содержание кремния и селена, общеизвестно, что эти элементы необходимы в питании человека для повышения иммунитета. Установлено, что зерно имеет относительно высокое их содержание.
Выводы. За время проводимой селекционной работы по селекции зимующего овса в ФГБНУ Адыгейский НИИСХ созданы сорта как двойного использования (зерно и зеленую массу), так и зернового направления - Оштен.
Высокий уровень урожайности зерна и зеленой массы делают возможным с развитием животноводства широкое его использование в местных условиях. В настоящее время зимующий овес возделывается на малых площадях и занимает в республике менее 1% озимого клина. Однако имеющийся производственный опыт дает перспективность использования культуры. Так, в Красногвардейском районе Адыгеи в СПК «Родина» в 2012 г. при возделывании сорта зимующего овса Мезмай на площади 57,0 га была получена урожайность на уровне 5,4 т/га.
Несмотря на значительные успехи в создании новых сортов зимующего овса, многие вопросы остаются открытыми. В частности, первоочередной задачей является повышение зимостойкости. Кроме этого, необходимо решить проблему устойчивости к полеганию и основным болезням, а также продолжить работу по созданию новых сортов с высокой урожайность и качеством зерна и зеленой массы.
В настоящее время оригинальные семена допущенных к использованию в производстве сортов зимующего овса производит отдел селекции и первичного семеноводства ФГБНУ Адыгейский НИИСХ. Патентообладателем всех созданных сортов является институт и поэтому для выращивания семян зимующего овса необходимо заключить лицензионный договор с правообладателем.
Примечания:
1. Лоскутов И.Г. Овес (Avena L.), распространение, систематика, эволюция и селекционная ценность. СПб.: ГНЦ РФ ВИР, 2007. 336 с.
2. Васько В.Т. Технология возделывания культур в странах мира на рубеже XXI века. СПб.: Профикс, 2007. 448 с.
3. Культурная флора. Т. 2, ч. 3: Овес / Н.А. Родионова, В.Н. Солдатов, В.Е. Мережко [и др.]. М.: Колос, 1994. 367 с.
4. Теоретические основы селекции растений. Т. II: Частичная селекция зерновых и кормовых культур. М.; Л.: Гос. изд-во совхозной и колхозной лит-ры, 1935. 711 с.
5. Злотникова М.Д., Родионова Н.А. Зимующий овес и перспективы его использования // Труды по прикладной ботанике и генетике. 1978. Т. 63, вып. 31. С. 166-169.
6. Керефов К. Н. Выведение и возделывание зимующего овса в Кабардино-Балкарской АССР. Нальчик: Кабардино-Балкарское кн. изд-во, 1955. 112 с.
7. Щепетков А.А. Итоги оценки исходного материала по зимующему овсу в условиях Адыгеи // Труды Адыгейской государственной сельскохозяйственной станции. 1969. Вып. 1. С. 42-55.
8. Кузенко М.В., Гудкова Г.Н. Успехи селекции зимующего овса в южно-предгорной зоне СевероЗападного Кавказа // Инновационные технологии для АПК юга России: материалы Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 55-летию образования Адыгейского НИИСХ (с междунар. участием), 21-23 сентября 2016 г. Майкоп: Магарин О.Г., 2016. С. 142-147.
9. Каун В.В. Влияние глубоких обработок и органических удобрений на некоторые водно-физические свойства слитого чернозема и урожай зерна кукурузы // Сборник научных работ АОСХОС. 1971. Вып. 2. С. 8-12.
10. Щепетков А. А., Щепеткова В. П. К итогам работы по селекции зимующего гороха и зимующего овса // Сборник научных трудов АНИИСХ. 2001. Вып. 4. С. 219-243.
References:
1. Loskutov I.G. Oats (Avena L.), distribution, systematics, evolution and breeding value. SPb.: GNTs RF VIR, 2007. 336 pp.
2. Vasko V.T. Technology of cultivation of crops in the countries of the world at the turn of the 21st century. SPb.: Profix, 2007. 448 pp.
3. Cultural flora. Vol. 2, Pt. 3: Oats / N.A. Rodionova, V.N. Soldatov, V.E. Merezhko [et al.]. M.: Kolos, 1994. 367 pp.
4. Theoretical bases of plant breeding. Vol. 2: Partial selection of grain and forage crops. M.; L.: State Publishing House of the State Farm and Collective Farm Literature, 1935. 711 pp.
5. Zlotnikova M.D., Rodionova N.A. Wintering oats and the prospects for its use // Works on Applied Botany and Genetics. 1978. Vol. 63, No. 31. P. 166-169.
6. Kerefov K.N. Breeding and cultivation of wintering oats in Kabardino-Balkarian ASSR. Nalchik: Kabardino-Balkarian Publishing House, 1955. 112 pp.
7. Shchepetkov A.A. The results of the evaluation of the source material for wintering oats in the conditions of Adygheya // Proceedings of the Adyghe State Agricultural Station. 1969. Iss. 1. P. 42-55.
8. Kuzenko M.V., Gudkova G.N. Successes of selection of wintering oats in the south-foothill zone of the NorthWestern Caucasus // Innovative technologies for the agro-industrial complex of the south of Russian: proceedings of Russia scient. and pract. conf., dedicated to the 55th anniversary of the formation of the Adyghe NIISKh (with international participation), September 21-23, 2016. Maikop: Magarin O.G., 2016. P. 142-147.
9. Kaun V.V. Influence of deep processing and organic fertilizers on some water-physical properties of the fused chernozem and the harvest of corn grain // Collection of Proceedings of AOSKhOS. 1971. Iss. 2. P. 8-12.
10. Shchepetkov A.A., Shchepetkova V.P. On the results of work on the selection of wintering peas and wintering oats // Collection of proceedings of ANIISKh. 2001. Iss. 4. P. 219-243.
