CC BY
17
РАСТЕНИЕВОДСТВО
УДК 631.527:633.13
О создании адаптивных сортов пленчатого овса Сапсан и Аватар
Галина Аркадьевна Баталова, член-корреспондент Россельхозакадемии, профессор, зам. директора,
Фарзутдин Фаткутинович Мухамадьяров, доктор техн. наук, зав. отделом,
Ирина Ивановна Русакова, кандидат с.-х. наук, зав. лабораторией,
Виталий Григорьевич Антонов,* кандидат с.-х. наук, зав. отделом,
Марина Валентиновна Тулякова,** зав. лабораторией,
Людмила Николаевна Шихова,*** доктор биол. наук, зав. кафедрой
ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии, г. Киров, Россия,
*ГНУ Чувашский НИИСХ Россельхозакадемии, пос. Опытный,
Цивильский район,, Чувашская Республика, Россия,
**ГНУ Фаленская селекционная станция НИИСХ Северо-Востока
Россельхозакадемии, п. Фаленки, Кировская область, Россия,
*** ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, г. Киров, Россия
E-mail: g.batalova@mail.ru
Созданы сорта овса пленчатого Сапсан и Аватар, сочетающие высокую урожайность по зерну (до 9,1 т/га) и сухому веществу (до 9,64 т/га) с адаптивностью и стабильностью, высоким качеством зерна (натура 591-593 г/л, пленчатость 24,2-25,3%, сырой протеин 13,18-13,62%, жира до 6,18%, выход ядра 68,2%), толерантные к эдафическому стрессу.
Ключевые слова: овес, сорт, урожайность, продуктивность, адаптивная способность, стабильность
Овес (Avena sativa L.) - одна из наиболее распространенных и важных зерновых культур в мировом земледелии. В дореволюционной России посевы овса составляли 20% от площади зерновых культур. В 1940 г. он занимал 20,2 млн га, к 1990 г. посевные площади овса сократились до 9,1 млн га [1]. В настоящее время под культурой в России занято около 3,5 млн га, которые размещены преимущественно в Западной и Восточной Сибири (около 45%), на Урале и в Волго-Вятском регионе (около 20%).
В Госреестр РФ на 2012 г. было включено 97 сортов овса ярового, из них 86 отечественной селекции. Следует отметить, что посевные площади овса в России, занятые зарубежными сортами, постепенно сокращаются. Так, если в 1991 г. их доля в посевах достигала 40%, то в 2011 г. - только 7% [2]. Все большее значение приобретает региональная селекция, обеспечивающая повышение стабильности сбора зерна по годам. В Центральном и Волго-Вятском регионах страны 75-80% посевных площадей занимают сорта местной селекции,
в Сибири - до 91%. В то же время практически половина допущенных в производство сортов включены в Госреестр более 15 лет назад и только 21 - в 2007-2012 гг.
Стремление увеличить продуктивность посевов привело к созданию высокоурожайных сортов овса средне- и позднеспелых групп, накапливающих большую биологическую массу в благоприятных условиях, но способствовало снижению устойчивости сортов к неблагоприятным воздействиям внешней среды. Одним из факторов формирования стабильно высоких урожаев зерна овса в различных регионах страны является создание скороспелых сортов. Скороспелые сорта могут сформировать стабильный высокий урожай качественного зерна в условиях короткого вегетационного периода северных и северо-восточных территорий с низкой суммой эффективных температур. С другой стороны, они позволяют посевам в Сибири, Средне- и Нижневолжском и других регионах эффективно использовать осенне-зимние запасы влаги, уходить от засухи в критические периоды онтогенеза.
Цель исследований - дать характеристику новых сортов овса пленчатого Сапсан и Аватар по урожайности и качеству продукции, параметрам адаптивной способности и стабильности, толерантности к почвенной кислотности.
Материал и методы. Исследования по селекции пленчатого овса проведены в 1999-2012 гг. в соответствии с методикой [3]. Для создания сортов Сапсан и Аватар использовали включенные в Госреестр по Волго-Вятскому региону сорта овса Улов (Россия) и Фрейя (Швеция) и генетические источники Dolphine (Австралия) и ГЬ 85-2069 (США), отобранные в питомниках исходного материала в 1996-1998 гг. Образцы Улов и Dolphine сочетают скороспелость (период от всходов до выметывания 34-38 суток, до созревания 77-86 суток) и крупнозерность (масса 1000 зерен 38-41 г) с урожайностью на уровне стандартов (600-716 г/м2), Фрейя и ГЬ 85-2069 имеют достоверно высокую урожайность (700-830 г/м2). Для образца ГЬ 852069 характерна нейтральная фотопериодическая чувствительность.
Для оценки параметров адаптивной способности и стабильности генотипов [4, 5] изучали сорта Гунтер, Эклипс, Буцефал, Сапсан, Аватар, 651М3 сорта в параллельном конкурсном сортоиспытании (КСИ) НИИСХ Северо-Востока и Фаленской селекционной станции (Фаленская СС) (20082012 гг.) и экологическом сортоиспытании (ЭСИ) Чувашского НИИСХ (2011-2012 гг.).
Результаты и их обсуждение. Сорт Сапсан (линия 137М6) выделен из гибридной популяции Б4 (Фрейя х Улов) х Улов) в 2002 г. (рис.). В селекционных питомниках (СП), питомниках предварительного (ПСИ) и конкурсного сортоиспытания были проведе-
Таблица 1
Кормовая продуктивность новых сортов овса
ны полевые и лабораторные браковки по вы-равненности стеблестоя и крупности зерна. 1999 г. - $ Фрейя х в Улов 2000-2001 гг. - Б! -
2002 г. - $ Б3 (Фрейя х Улов) х в Улов
2003-2005 гг. - Б! - Б3
2006 г. - выделена линия 137М6
2007-2008 гг. - СП
2009 г. - ПСИ
2010-2012 гг. - КСИ - 2011-2012 гг. - ЭСИ
Рис. Схема создания сорта Сапсан
За годы КСИ овес Сапсан превысил по урожайности исходный сорт Улов на 1,14 т/га, стандарт Аргамак на 1,41 т/га на опытном поле НИИСХ Северо-Востока (2010-2012 гг.) при средней урожайности 6,47 т/га, Фаленской селекционной станции (2012 г.) - стандарт Аргамак на 1,74 т/га, Улов на 1,47 т/га, при урожайности 5,47 т/га. Максимальная урожайность (9,1 т/га) была получена в предварительном сортоиспытании 2009 г.
Сапсан имел высокий сбор сухого вещества - 9,21 т/га при 8,18 т/га у стандарта Аргамак (табл. 1), превысил стандарт по содержанию в сухом веществе белка (91,91 г/кг) на 13,93 г/кг и жира (17,70 г/кг) на 4,14 г/кг. Содержание клетчатки составило 142,72 г/кг, или на 22,14 г/кг ниже показателя стандарта.
Новый сорт сочетает высокие натуру (593 г/л) и массу 1000 зерен (38,5 г) с низкой пленчатостью зерна (24,2%). Зерно характеризуется повышенным содержанием белка (13,62%), жира (4,02%) и крахмала (40,73%). Выход крупы составляет 68,2%, или на 0,8% больше показателя стандарта Аргамак. Растения сорта имеют высокопродуктивные (1,67 г), хорошо озерненные (42 шт.), крупные (19,0 см) метелки. Выход зерна из снопового образца у овса Сапсан составил 48,1%.
Сорт Сбор сухого вещества, т/га Среднее Отклонение от
2011 г. 2012 г. стандарта
Сапсан 8,82 9,64 9,21 +1,03
Аватар 8,02 9,20 8,61 +0,43
Аргамак ст. 7,43 8,92 8,18 -
НСР05 0,44 0,23
Овес Сапсан относится к группе сортов, толерантных к эдафическому стрессу, обусловленному низкой рН и ионной токсичностью алюминия. В условиях стресса (рН 3,93; Al3+ 12,6 мг-экв. /100 г почвы) сорт
сформировал продуктивность метелки (масса зерна с метелки) на 30,2% выше показателя стандарта - сорта Аргамак, превышение по числу зерен в метелке составило 13,3%, по массе 1000 зерен - 33,4% (табл. 2).
Таблица 2
Результаты оценки овса сорта Сапсан на естественно-кислых дерново-подзолистых почвах, 2011-2012 гг.
Показатель Сорт Процент к стандарту
Сапсан Аргамак Аргамак
Масса зерна с метелки, г 1,13 0,86 130,2
Число зерен в метелке, шт. 34 30 113,3
Масса 1000 зерен, г 39,1 29,3 133,4
Высота растения, см 75,1 70,2 106,2
Длина метелки, см 13,8 12,6 109,5
Площадь листьев, см2 50,5 45,3 111,5
Высокую зерновую и кормовую продуктивность имеет и среднеранний сорт Аватар. Овес Аватар создан методом внутривидовой гибридизации (1999 г.) с последующим индивидуальным отбором (2002 г.) из гибридной популяции F3 (Dolphinе х ГЬ 85-2069). За годы КСИ на опытном поле Фа-ленской селекционной станции (2006-2012 гг.) новый сорт превысил стандарт Аргамак по урожайности на 0,22 т/га при среднем показателе 6,12 т/га, в НИИСХ Северо-Востока (2008-2012 гг.) на 0,44 т/га, при урожайности 6,14 т/га. Максимальный уровень развития признака - 8,34 т/га получен в КСИ 2009 г.
Высокую продуктивность сорта обеспечивает более высокий стеблестой, чем у стандарта Аргамак. Средняя высота растения овса Аватар составила 94,9 см, максимальный уровень развития признака (102,3 см). Сорт имеет более крупную (в среднем 16,5 см), хорошо озерненную метелку (40 зерен). Масса зерна с метелки составила 1,41 г. Наряду с этим, Аватар практически устойчив к пыльной головне (поражение на искусственном инфекционном фоне до 5,1%), гель-минтоспориозным пятнистостям листьев.
Определение сопряженности (корреляции) признаков триадного модуля "продуктивность метелки = количество зерен в метелке + масса зерна с метелки" в КСИ показало, что результирующий признак -«продуктивность метелки» формируется у
изученных сортов овса преимущественно за счет большей озерненности как в условиях стресса - почвенная кислотность (г = 0,92), так и в благоприятных условиях (г = 0,84). Влияние массы 1000 зерен определяется средней степени коэффициентами корреляции (0,42 и 0,46 соответственно). Положительные зависимости средней и слабой степени получены при оценке вклада «ростовых» показателей (высота растения, длина метелки, площадь флагового и подфлагового листьев, площадь листьев с растения) в формирование продуктивности метелки.
Изучение сортов в различных эколого-географических точках в ряду лет позволяет выделить адаптивные генотипы. Оптимальным считается сорт, который, имея высокую общую адаптивную способность, дает наибольший урожай в благоприятных условиях и обеспечивает его максимальную стабильность [6]. С другой стороны существует мнение, что сорт со средней, но стабильной урожайностью представляет большую экономическую ценность [7]. Лучшим сортом, который обеспечивает получение высокой стабильной урожайности в соответствии с показателем СЦГ; (табл. 3), среди изученных генотипов является Сапсан. Данная оценка соответствует показателю коэффициента регрессии (Ь,), характеризующего пластичность генотипа. Предложено считать опти-
мальным сорт с высокими средними значениями признака и Ъ близким к единице [4]. Сорт Сапсан обладает также наибольшим эффектом ОАС; (0,51), следовательно, привлечение его в селекционный процесс в качестве источника хозяйственно ценных при-
знаков позволит получить новые сорта овса с максимальной урожайностью и высокой средовой устойчивостью (стабильностью). Коэффициент корреляции между продуктивностью и стабильностью для 6 исследованных сортов был высоким (г = 0,75).
Таблица 3
Параметры адаптивной способности и стабильности сортов овса
Сорт b, Я ОАС, v(G*E)gl aCAC, Sgi, % СЦГ, Хср., т/га
Гунтер 0,75 0,04 -0,42 0,16 1,18 22,5 2,86 4,81
Эклипс 0,89 0,29 -0,47 0,26 1,83 28,5 2,33 4,76
651h03 1,04 0,05 0,07 0,04 2,24 28,2 2,62 5,30
Сапсан 1,05 0,17 0,51 0,15 2,39 26,9 2,96 5,74
Аватар 1,12 0,03 0,22 0,06 2,59 29,5 2,56 5,45
Буцефал 1,14 0,14 0,07 0,15 2,77 31,4 2,31 5,30
Примечание: Ъi - пластичность, S2i - стабильность, ОАСi - общая адаптивная способность, - ва-
рианса взаимодействия генотип х среда, о2СЛС, - варианса специфической адаптивной способности, - относительная стабильность генотипа, СЦГ{ - селекционная ценность генотипа, Хс„ - средняя урожайность
Исходя из коэффициента Ъi наибольшей отзывчивостью на изменение условий возделывания (среду) характеризуются сорта Аватар (1,12) и Буцефал (1,14), последний находится с 2010 г на государственном испытании.
Заключение. Созданы новые адаптивные сорта овса пленчатого Сапсан и Аватар, сочетающие высокую урожайность с адаптивностью и стабильностью, высоким качеством зерна и сухого вещества, толерантные к эдафическому стрессу, обусловленному низкой рН и ионной токсичностью алюминия (рН 3,93; А13+ 12,6 мг-экв./100 г почвы).
Список литературы 1. Баталова Г.А. Состояние и перспективы селекции и возделывания зернофуражных культур в России // Зерновое хозяйство России. 2011. № 3(15). С. 11-14.
2. Шмаль В.В. ФГУ «Государственная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений» // Новое сельское хозяйство. 2012. №6. С. 66.
3. Методика государственного сортоиспытания с.-х. культур. М., 1985. Вып. 1. 270 с.
4. Пакудин В.З., Лопатина Л.М. Оценка экологической пластичности и стабильности сортов сельскохозяйственных культур // Сельскохозяйственная биология. 1984. № 4. С. 109-113.
5. Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Метод оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды. Сообщение I. Обоснование метода // Генетика. 1985. № 9. С. 1481-1490.
6. Finlay K.W., Wilkinson G.N. The analysis of adaptation in plant breeding programme // Austral. J. Agric. Res. 1963. V. 14. N 6. P. 747.
7. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М.: Наука, 1983. 279 с.
About creation of adaptive varieties of conventional oats -Sapsan and Avatar
Batalova G., Mukhamadjarov F., Rusakova I., Antonov V., Tuljakova M., Shikhova L.
Conventional oats Sapsan and Avatar, which combine high productivity of grain (up to 9,1 t/ha) and dry matter (up to 9,64 t/ha) with adaptability and stability, high quality of grain (grain-unit is 591-593 g/l, huskiness is 24,2-25,3%, crude protein content is 13,18-13,62%, fat content up to 6,18%, and kernel yield is 68,2%), and tolerance to edaphic stress are created.
Key words: variety, oats, productivity, efficiency, adaptive ability, stability
