CC BY
21
Прядун Юрий Петрович, врио директора
ФГБНУ «Челябинский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»
Россия, 456404, Челябинская область, Чебаркульский район, пос. Тимирязевский, ул. Чайковского, 14
E-mail: [email protected]
Modeling of intense idiotypes of spring barley varieties for the Ural region
Pryadun Yuri Petrovich, acting director
Chelyabinsk Scientific Research Institute of Agriculture
14, Tchaikovsky St., pos. Timiryazevsky, Chebarkul district, Chelyabinsk region, 456404, Russia
E-mail: [email protected]
The article presents the development of an idiotype model of spring barley varieties in the sharply continental climate of the northern and southern forest-steppe zone of the Southern Urals. Due to the changing requirements for varieties and the level of development of agricultural production, the process of creating varieties requires continuous adjustment. Based on the study of a variety of collection and breeding material of zoned varieties, economic, morphological and physiological characteristics of spring barley in different zones of the Chelyabinsk region, varietal modeling parameters are determined. Relationships between yield and structural elements of model varieties of double-row and multi-row spring barley Chelyabinsky 99, Omsky 95 are established in comparison with the new variety Nurgush, Yaik, when sowing according to various predecessors and growing conditions. Full implementation of high productivity of the variety is possible subject to the parameters of the modeling of the variety. The method of correlation analysis revealed interactions between quantitative traits, which allows to accelerate the selection efficiency and establish restrictions for the models of promising candidates for new varieties. A strong correlation was established between productivity and plant height, productive bushiness, and the number of spikelets in the ear. An average and strong correlation of the Yaik spring barley variety with productivity when sowing according to the grain predecessor was noted. The developed models of idiotypes of varieties will allow us to realize the optimal ratio of economically useful traits of new varieties of spring barley in relation to the Chelyabinsk region, as well as to other areas with similar bioclimatic resources.
Key words: variety, spring barley, model, idiotype, productivity, relationship.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-84-4-57-63
-♦-
УДК 633.16(321):631.524
Новый сорт ярового ячменя Чебенёк для сухих степей Южного Урала
Н.И. Тишков1, канд. с.-х. наук; Т.А. Тимошенкова1, канд. с.-х. наук;
Д.Н. Тишков2, канд. биол. наук
1 ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
2 Министерство сельского хозяйства, торговли, пищевой и перерабатывающей
промышленности Оренбургской области
В статье представлен новый сорт ярового ячменя Чебенёк (селекционный номер - Нутанс 273/10). В селекционной работе использовался классический метод ступенчатой гибридизации с последующим направленным индивидуальным отбором. Новый сорт был получен в результате отбора из гибридной популяции F4, полученной от скрещивания Медикум 131/95 х Нутанс 123/95. Показано, что сорт Чебенёк обладает высоким адаптивным потенциалом в сложных природно-климатических условиях Оренбургской области, превышает основной стандартный сорт Натали по зерновой продуктивности в любые годы. Дано описание хозяйственно-ценных признаков нового сорта. В среднем за 3 года конкурсного испытания (2015 -2017 гг) сорт Чебенёк превысил по урожаю зерна стандарт Натали на 0,23 т с 1 га. В 2017 г. сорт был передан на государственное испытание, в 2019 г успешно завершил испытание и с 2020 г. внесён в Государственный реестр селекционных достижений по Уральскому региону.
Ключевые слова: ячмень, исходный материал, гибридизация, селекция, урожай, степная зона.
Зона сухих степей на Южном Урале сосредоточена главным образом на территории Оренбургской области, где ячмень, являясь одной из наиболее урожайных зерновых культур [1], занимает ежегодно до 500 тыс. га посевных
площадей, или более 20 % от всего зернового клина области.
Одним из важнейших резервов увеличения производства зерна ячменя является дальнейшее усиление селекционной и семеноводческой
ИЗВЕСТИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
2020 • № 4 (84)
работы, выведение и внедрение в производство новых высокоурожайных сортов [2]. В условиях сухих степей внедрение нового сорта позволяет увеличить урожайность зерна на 10 - 20 % без дополнительных затрат [3].
Современное производство постоянно нуждается в новых сортах ячменя, адаптированных к конкретным условиям той или иной зоны, сочетающих повышенный потенциал урожайности, высокое качество зерна с устойчивостью к полеганию, отличающихся оптимальной технологичностью возделывания и переработки.
В Оренбургской области, где засухи различной интенсивности проявляются ежегодно, большое значение имеет засухоустойчивость сорта. Острота этой проблемы особенно усилилась в последние годы в связи с чётко наметившейся тенденцией повышения среднегодовой температуры и возросшей контрастностью проявления погодных факторов в период роста и развития растений. Поэтому основной задачей в селекции ячменя в местных условиях остаётся дальнейшее повышение засухоустойчивости и жаростойкости новых сортов, их пластичности и хозяйственной ценности [4].
Цель исследования заключается в создании принципиально новых стрессоустойчивых сортов, соответствующих уровню биоклиматического потенциала конкретного района возделывания и отвечающих современным требованиям производства.
В работе ставились следующие задачи: изучить агробиологические признаки сортообразцов из мировой коллекции ячменя ВИР; подобрать родительские формы для гибридизации; провести скрещивания; отобрать из гибридных популяций перспективный материал, включить его в интенсивную селекционную проработку по всей селекционной схеме; завершить этот процесс созданием серии новых перспективных сортообразцов ячменя и передать лучшие из них на ГСИ.
Материал и методы исследования. Селекционная работа по ячменю в Оренбургском НИИСХ проводилась в соответствии с программой и методикой исследований, утверждённых учёным советом. Изучаемый материал состоял из коллекционных номеров и гибридов от скрещиваний за последние 30 лет. Работа велась по полной схеме в количестве 16 - 19 тыс. номеров ежегодно.
Опыты размещались в селекционном севообороте на базе бывшего ОПХ «Урожайное» в центральной зоне Оренбургской области.
Почвы опытного участка - чернозём обыкновенный малогумусный, среднемощный глинистый и тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 4,2 - 6,0 %. Для почв характерна низкая и средняя обеспеченность подвижным фосфором и повышенная - калием. Агротехнические условия
проведения опытов соответствовали агротехнике, принятой в центральной зоне области.
Погодные условия в годы создания сорта ячменя Чебенёк (2002 - 2016 гг.) отличались исключительной контрастностью. Гидротермический коэффициент (ГТК) в вегетационный период ячменя колебался по годам от 0,03 до 1,12 ед., что характерно и для других зон области. Таким образом, контрастный гидротермический режим в годы формирования нового сорта послужил хорошим фоном для более полной и объективной оценки его возможностей. Конкурсные испытания сорта проводили в 2015 - 2017 гг.
Основным методом работы являлся классический метод ступенчатой гибридизации с последующим направленным индивидуальным отбором, в основу которого были положены три главных условия:
1. Непрерывное и целенаправленное насыщение селекционного и гибридного материала ко-адаптированными блоками генов, определяющими уровень адаптации, путём последовательных скрещиваний с привлечением новейших сортов ячменя из мировой коллекции ВИР.
2. Активное формирование селекционного материала, разнообразного по биологическим свойствам и хозяйственным признакам.
3. Постоянный, целенаправленный, жёсткий отбор по всей схеме селекционного процесса [5].
Стандартными сортами служили районированные сорта - Донецкий 8, Оренбургский 11, с 2009 г. - сорт Натали. Способы посева и уборки в питомниках практически не менялись.
В селекционном питомнике 1-го года изучения посев производился сеялкой СКС-6-10 с площадью питания 5^20 см. Делянки - однорядковые без повторений.
В селекционном питомнике исходного материала 2-го года изучения (контрольного), проводилось конкурсное испытание. При посеве применяли сеялку ССФК-7. При производственном испытании применяли сеялку СН-16, норма высева составляла 4,5 млн всх. зёрен на 1 га. Размещение делянок - систематическое.
Фенологические наблюдения и оценки в период вегетации проводились в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [6] и методическими указаниями ВИР по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса [7, 8].
Уборка основных питомников осуществлялась селекционными комбайнами Сампо-500 и Сампо-130. В селекционном питомнике 1-го года изучения гибриды на отбор убирались вручную. Урожайные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа [9].
Результаты исследования. В 2017 г. на государственное испытание был передан новый сорт ярового ячменя Чебенёк (селекционный
номер - Нутанс 273/10). Сорт создан в Оренбургском НИИСХ - структурном подразделении ФГБНУ «ФНЦ БСТ РАН», методом индивидуального отбора из гибридной популяции , полученной от скрещивания Медикум 131/95 х Нутанс 123/95, где Медикум 131/95 - селекционный номер из комбинации Л-49/81-7 х Целинный 5, а Нутанс 123/95 - Оренбургский 15 х Нутанс 217. Авторы сорта: Н.И. Тишков, Д.Н. Тишков, Т.А. Тимошенкова, А.Ф. Тишкова. Этапы выведения сорта ярового ячменя Чебенёк показаны в таблице 1.
По таблице 1 видно, что на создание сорта Чебенёк потребовалось 16 лет, срок немалый. С чем это связано? Причина проста, и кроется она в значительных различиях родительских форм по генотипу, из-за чего исходная гибридная популяция получилась очень пёстрой, и отбор селекционной элиты пришлось начать позднее обычного - в ^4. Кроме того, была проведена дополнительная работа по выравниванию сорта по морфологическим и биологическим признакам, что позволило улучшить структурные показатели сорта и вывести их на уровень современных требований.
Новый сорт ярового ячменя Чебенёк относится к степной агроэкологической группе раннеспелых сортов разновидности нутанс. Сорт среднерослый, формирует полупрямостоячий куст, выколашивается рано. Колос двурядный, жёлтый, цилиндрический, рыхлый, средней длины. Первый сегмент стержня колоса короткий. Изгиб первого сегмента стержня колоса слабый. Стерильные колоски расположены параллельно. Ости длинные, слабо расходящиеся, со слабой антоциановой окраской кончиков, мелко зазубрен-
ные по всей длине. Ушки серповидной формы, со средней антоциановой окраской. Колосковая чешуя узкая, ланцетовидная, гладкая. Цветковая чешуя слабо морщинистая, с чётко выраженной нервацией. Зазубренность внутренних боковых нервов отсутствует.
Зерно жёлтое, крупное, эллиптической формы. Опушение основной щетинки зерна длинное. Опушение брюшной бороздки зерна отсутствует. Масса 1000 зёрен равна 42 - 46 г. Натура зерна составляет 654 - 692 г/л.
К морфологическим особенностям сорта ячменя Чебенёк, которые позволяют отличить его от других сортов, можно отнести: характер зазубренности остей - зазубренность не грубая, мелкая, ближе к основанию - редкая; размер и расположение стерильных колосков - колоски средние, заострённые, почти параллельные.
Новый сорт отличается также высоким уровнем онтогенетической приспособленности к контрастным абиотическим и биологическим факторам в местных условиях. Поэтому адаптационная способность сорта Чебенёк очень высокая, что позволяет ему превосходить по зерновой продуктивности стандарты в любые годы (табл. 2).
По таблице 2 видно, что сорт Чебенёк существенно превышал по продуктивности лучший стандартный сорт Натали во все годы изучения. В среднем за три года конкурсного испытания урожай зерна у нового сорта составил 3,25 т с 1 га, что выше стандарта на 0,23 т с 1 га, или на 7,6 %.
В производственном испытании 2016 - 2017 гг. новый сорт также показал своё преимущество над стандартным сортом Натали (табл. 3).
1. Схема создания нового сорта ячменя Чебенёк (Медикум 131/95 х Нутанс 123/95)
Год Питомник Номер Примечание
поколения делянки
2002 гибридизации Комбинация № 9 Скрещивание
2003 гибридный Fl 1048 Пересев-оценка
2004 -//- 1731 -//-
2005 1712 -//-
2006 -//- 1777 Отбор селекционной элиты
2007 селекционный 1-го года Грядка № 17 Отбор - 39 линий
2008 селекционный 2-го года 2209 Изучение, оценка
2009 контрольный 745 -//-
2010 КСИ1 1-го года 273
2011 -//- 190
2012 ^10 101
2013 ^11 57
2014 ^12 12 Массовый, выравнивающий, улучшающий отбор
2015 Flз 12 Изучение, оценка
2016 Fl4 12 Изучение, оценка
2017 производственное испытание Fl5 ППР Передача на ГСИ
Примечание: 1 КСИ - конкурсное сортоиспытание.
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 • № 4 (84)
Хозяйственно-биологические характеристики ярового сорта ячменя Чебенёк представлены в таблице 4.
Анализ данных, приведённых в таблице 4, показывает, что в результате селекционной работы у сорта ячменя Чебенёк удалось увеличить показатели целого ряда признаков, сочетание которых обеспечивает ему формирование повышенной зерновой продуктивности. Новый сорт по сравнению со стандартом формирует большее количество продуктивных стеблей на 1 м2. Он отличается высокой выживаемостью растений, хорошо кустится, обладает развитыми элементами колоса.
Новый сорт достаточно устойчив к наиболее распространённым болезням и вредителям, засухе, более устойчив к поражению твёрдой головнёй.
Таким образом, положительная оценка нового сорта ячменя Чебенёк, полученная в стационарном испытании, дала обоснованное основание передать его в 2017 г. на государственное испытание по Уральскому региону, которое он успешно завершил в 2019 г. Изучение нового сорта на сортоучастках в различных регионах подтвердило
его высокие потенциальные возможности в формировании зерновой продуктивности и адаптации к различным почвенно-климатическим условиям. Практически на всех сортоучастках и ежегодно сорт Чебенёк формировал более высокий урожай зерна, чем стандарты. Прибавки в урожае зерна у нового сорта колебались в среднем по зонам от 0,02 до 0,33 т с 1 га.
По результатам государственного испытания сорт ярового ячменя Чебенёк внесён в Государственный реестр селекционных достижений по Уральскому региону с 2020 г. и вошёл в число лучших сортов ярового ячменя для засушливых зон Российской Федерации.
Выводы. Селекция ярового ячменя в зоне сухих степей с контрастными природно-климатическими условиями требует много усилий и времени. Но, как показывает практика, и в этих непростых условиях она может быть успешной и эффективной. Это видно на примере создания сорта ячменя Чебенёк.
Новый сорт ярового ячменя Чебенёк (селекционный номер - Нутанс 273/10) за годы изучения в селекционных питомниках и испытаниях (2009 - 2017 гг.) ни разу не уступил стандарту
2. Урожайность нового сорта ячменя Чебенёк в конкурсном испытании 2015 - 2017 гг.
Сорт Урожайность по годам, т с 1 га Отклонение от стандарта
2015 2016 2017 средняя за 3 года т с 1 га %
Чебенёк 2,21 2,53 5,02 3,25 +0,23 7,6
Натали, ст. 1,99 2,31 4,77 3,02 - -
НСР 05 т с 1 га 0,15 0,18 0,20
3. Урожайность нового сорта ячменя Чебенёк в производственном испытании (2016 -2017 гг.)
Сорт Урожайность по годам, т с 1 га Отклонение от стандарта
2016 2017 средняя т с 1 га %
I повтор. II повтор. I повтор. II повтор.
Чебенёк 2,25 2,35 4,96 4,76 3,58 + 0,28 8,5
Натали, ст. 1,96 2,12 4,64 4,50 3,30 - -
4. Хозяйственно-биологическая характеристика нового сорта ячменя Чебенёк по данным конкурсного испытания (2015 - 2017 гг.)
Признак Чебенёк Натали (ст.)
Длина вегетационного периода (всходы - колошение), дн. 69 68
Сохранность растений к уборке, % 98,6 97,8
Число продуктивных стеблей на 1 м2, шт. 751 732
Продуктивная кустистость, ед. 1,5 1,4
Высота растений, см 64,5 64,9
Натура зерна, г/л 672 658
Масса 1000 зёрен, г 44,6 44,0
Число зёрен в колосе, шт. 16,7 16,0
Масса зерна с 1 колоса, г 0,64 0,58
Содержание белка в зерне, % 11,5 13,5
Поражение твёрдой головнёй, % 0,001 0,005
Степень засухоустойчивости, балл 5,0 5,0
Устойчивость к полеганию, балл 4,7 4,7
АгрОнОМИЯ
по зерновой продуктивности. Успешно прошёл государственное испытание (2018 - 2019 гг.) и был включён в Государственный реестр селекционных достижений по Уральскому региону с 2020 г.
Литература
1. Ковешников Е.Д., Крючков А.Г. Сортовые ресурсы - оренбургским земледельцам // Наука и хлеб. Оренбург, 1999. Вып. 6. С. 4 - 16.
2. Крючков А.Г. Проблемы селекции и изучения сортовых ресурсов на Южном Урале // Наука и хлеб. Оренбург, 1999. Вып. 6. С. 20 - 27.
3. Крючков А.Г. Ареалы возделывания зерновых культур // Основные принципы и методология агроклиматического районирования зерновых культур. М.: Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2006. С. 365 - 396.
4. Тишков Н.И., Тишков Д.Н. Селекция ярового ячменя в Оренбуржье // Научное обеспечение инновационного развития сельского хозяйства в условиях часто повторяющихся засух: матер. междунар. науч-практич. конфер., посвящ. 80-летию Оренбургского НИИСХ. Оренбург, 2017. С. 57 - 66.
5. Тишков Н.И., Тишков Д.Н. Основные направления создания сортов зерновых культур, адаптированных к условиям Оренбургской области. // Инновационные процессы в растениеводстве и роль службы с.-х. консультирования в их развитии: матер. регион. науч.-практич. конф. Оренбург, 2003. С. 103 - 115.
6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1985. Вып. 1. 216 с.
7. Методические указания по изучению мировой коллекции ячменя и овса. Л.: ВИР, 1981. 27 с.
8. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса. СПб.: ВИР, 2012. 63 с.
9. Доспехов Б.А. Методика опытного дела. М.: Колос, 1979. 416 с.
Тишков Николай Иванович, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией Тимошенкова Татьяна Александровна, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»
Россия, 460051, г. Оренбург, пр-т Гагарина, 27/1
E-mail: [email protected]; [email protected]
Тишков Дмитрий Николаевич, кандидат биологических наук
Министерство сельского хозяйства, торговли, пищевой и перерабатывающей промышленности Оренбургской области
Россия, 460046, г. Оренбург, ул. 9 Января, 64 E-mail: [email protected]
Adaptability of the new Chebenyok variety of spring barley for cultivation in the dry steppes of Southern Urals
Tishkov Nikolay Ivanovich, Candidate of Agricultum, head of the laboratory
Timoshenkova Tatyana Aleksandrovna, Candidate of Agricultum, Leading Researcher
Federal Scientific Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of
Sciences
27/1, Gagarina Ave., Orenburg, 460051, Russia E-mail: [email protected]; [email protected] Tishkov Dmitry Nikolaevich, Candidate of Biologу
Ministry of Agriculture, Trade, Food and Processing Industry of the Orenburg Region 64, January 9 St., Orenburg, 460046, Russia, E-mail: [email protected]
The article presents a new variety of spring barley Chebenyok (selection number - Nutans 273/10). In the breeding work, the classical method of stepwise hybridization was used, followed by directed individual selection. The new variety was obtained as a result of selection from the hybrid F4 population obtained from the crossing of Medicum 131/95 x Nutans 123/95. It was shown that the variety Chebenyok has a high adaptive potential in the difficult climatic conditions of the Orenburg region, exceeds the main standard variety Natalie in grain productivity in any years. A description of the economically valuable traits of the new variety is given. On average, over 3 years of competitive testing (2015 -2017), the Chebenek variety exceeded the Natali standard in grain yield by 0.23 tons per 1 ha. In 2017, the variety was transferred to the state test, in 2019 it successfully completed the test and since 2020 it has been included in the State Register of Breeding Achievements in the Ural Region. Key words: barley, source material, hybridization, selection, crop, steppe zone.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-84-4-63-67
-♦-
