CC BY
30УДК 633.11:631.527
ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ К ПОЛЕГАНИЮ В СВЯЗИ С ВЫСОТОЙ СТЕБЛЯ, УСТОЙЧИВОСТЬЮ К СТРЕССОВЫМ ФАКТОРАМ И
ПРОДУКТИВНОСТЬЮ
А. М. МЕДВЕДЕВ, член-корр. РАН Н. Г. ПОМА, кандидат биологических наук В. В. ОСИПОВ, С. А. ЖИХАРЕВ, кандидаты сельскохозяйственных наук ФГБНУ «МОСКОВСКИЙ НИИСХ «НЕМЧИНОВКА» E-mail: [email protected]
За последнее десятилетие в селекции озимой тритикале достигнуты впечатляющие результаты, потенциальная продуктивность современных сортов, полученных российскими учеными, превысила 12 т/га, а реализованный сбор зерна на полях, например, Немчиновки с использованием сортов Гермес и Нина превзошел 11т/га. В мировой коллекции ВИР, насчитывающей более 4,5 тыс. образцов выявлены генотипы с высокой продуктивностью и экологической устойчивостью к факторам внешней среды, что ставит их в ряд с селекционным материалом, который с успехом может быть использован в селекционной работе.
Проблемами в улучшении тритикале являются: недостаточная устойчивость к полеганию растений, наиболее опасным патогенам; повышение качества зерна и зеленой массы. В связи с отмеченным, особую актуальность представляет поиск образцов, генов, обеспечивающих создание более совершенных, адаптивных генотипов с уровнем урожайности свыше 15 т/га высококачественного зерна.
Ключевые слова, сорт, озимая тритикале, устойчивость, короткостебельность, урожай, качество.
Научная селекция тритикале в сравнении с другими зерновыми культурами имеет небольшую историю, однако ее достижения неоспоримы. Безусловны и проблемы, которые мешают получению в каждом регионе России высоких и устойчивых урожаев зерна и зеленой массы. В их решении поможет селекция с привлечением в гибридизацию разнообразного генетического материала. Изучение большого набора сортообразцов озимой тритикале (около 300 номеров) и выделение генотипов, отличающихся невысоким неполегающим стеблем, выдерживающим в жестких условиях переувлажнения почвы урожай зерна в объеме более 12 т/га, является основной целью экспериментов. Задача исследований состоит в оценке параметров морфологических, биологически значимых количественных признаков, включая высоту растений, устойчивость растений к полеганию, наиболее опасным патогенам, экстремальным абиотическим факторам среды, урожайность и составляющие ее элементы. Исследования направлены и на решение проблемы повышения качества зерна тритикале.
Материал и методика исследований. Изучение генофонда озимой тритикале, а также проведение некоторых селекционных изысканий проводилось в Московском НИИСХ «Немчиновка» и в ВСТИСП (Московская область) в соответствии с методикой ВИР (1974, 1993), Госсортокомиссии (1983), Б. А. Доспехова (1985). Климат района проведения экспериментов умеренно континентальный с продолжительной зимой и достаточно теплым летом. Среднегодовая температура воздуха в сумме составляет 18ОО0С. Почва опытных участков дерново-подзолистая, суглинистая, окультуренная с рh почвенного раствора 5,5-7,0, содержанием гумуса 1,8-2,5 %. В почву за вегетационный период внесено 120 кг NPK в действующем веществе, предшественник черный пар. Образцы высевались на делянках 1-2 кв.м. с чередованием стандартов (тритикале Гермес, озимая пшеница Московская 39) через
20 номеров. Учетная площадь делянок в контрольном питомнике 2-3 м в трехкратной
2
повторности, в КСИ - 35-50 м с трехкратным повторением вариантов.
Результаты и их обсуждение. Исследования (2012-2015 гг.) были направлены на комплексную оценку коллекционных образцов ВИР, а также лучших сортов селекцентров России и ближнего зарубежья, линий, выделенных от скрещивания или полученных в наших опытах другими методами. Особое внимание уделено выявлению относительно короткостебельных образцов с повышенной устойчивостью к полеганию.
Как известно, в обширной мировой коллекции тритикале большинство образцов относится к высокостебельным генотипам (Куркиев, 2008; Ковтуненко и др., 2010). Номера, обладающие относительно коротким стеблем (до 90-95 см), не всегда формируют высокий урожай зерна (Медведев, 1998; Медведев, Медведева, 2007; Соколенко, Комаров и др., 2014).
В наших экспериментах лишь немногочисленные образцы (5-6 %) формировали относительно короткий стебель и могли претендовать на включение их в селекционный процесс. В таблице 1 показаны результаты испытания коллекционных сортообразцов озимой тритикале в контрольном питомнике. Всего изучено более 40 номеров, приведены 18 контрастных форм по происхождению и показателям продуктивности.
Характерно то, что почти выделенные по короткостебельности (90-95 см) образцы урожайностью уступали высокопродуктивному стандарту Гермес, но превосходили озимую пшеницу Московская 39. Исключение составляет сорт Легион (ДЗНИИСХ), сбор зерна которого составил в среднем за 2 года 74 ц/га (у стандарта Гермес - 70,5, озимой пшеницы Московская 39,0-62,8 ц/га). По элементам, составляющим урожайность (число зерен в колосе, масса 1000 зерен, масса зерна с колоса) также большинство образцов с короткой соломиной уступает стандарту.
В то же время, они превосходят Гермес и другие высокостебельные сорта по устойчивости к полеганию и поражению растений снежной плесенью.
Наиболее высокий урожай в опыте - 87,5 ц/га оказался у сорта селекции ВСТИСП Ефремовская. Высота стебля была 108 см, масса зерна с колоса - 3,7 г, масса 1000 зерен -55,3 г, число зерен в колосе - 52. Полегание растений сорта отмечалось в очень редких случаях (дождь с ураганом). Соломина Ефремовской выглядит упругой, ее диаметр (нижнее междоузлие) оказался более широким (на 20 %), чем у стандарта Гермес.
Следовательно, поиск устойчивых к полеганию генотипов тритикале может осуществляться не только среди сортообразцов с короткой соломиной, но и средне- и высокостебельных форм с определением ее диаметра, упругости, сопротивляемости к горизонтальным нагрузкам.
Определенный интерес представляют результаты изучения образцов, линий тритикале с разной высотой стебля в питомнике конкурсного испытания (КСИ), полученные разными методами, включая внутривидовую гибридизацию и экологический мутагенез, последний широко используется в селекции тритикале на Дону (Грабовец, Крахмаль, 2006).
Лучшие результаты в среднем за два года оказались у среднестебельных сортов. При сборе зерна у стандарта Гермес в объеме 67.9 ц/га на делянках линии 5 (отбор из яр. тр. К-3515 Аргентина) он составил 71,3; линии 7 (сорт Ефремовская) - 75,8 ц/га; линии 9 (отбор из оз.тр. ПКП 116) - 70,5 ц/га. Генотипы с высотой стебля 85- 95 см по урожаю зерна уступали стандарту и лучшим среднестебельным линиям. Как и в опыте с контрольным питомником, преимущество в конкурсном сортоиспытании короткостебельных генотипов над высокостебельными состояло в устойчивости растений к полеганию, бурой ржавчине, наличии более озерненного, продуктивного колоса.
Таблица 1
Результаты изучения озимой т
жтикале по комплексу при знаков в контрольном питомнике
Сортообразцы, номер каталога ВИР, происхождение. Вегетационный период, дни Высота растения см. Устойчивость к снежной плесени балл. Устойчивость к полеганию, балл. Число зёрен в колосе шт Масса 1000 зёрен г. Масса зерна с колоса г. Урожай ц/га
2012 г. 2013 г. Средний за 2 года
Стандарт Гермес, Московский НИИСХ 318 118 5 7 53 50,30 2,8 89,00 52,00 70,50
Стандарт 2 Московская 39, Московский НИИСХ 319 101 7 7 40 45,90 1,7 81,00 44,50 62,8
Немчиновский 56, к-3861, Московский НИИСХ 319 122 7 7 48 49,50 2,8 90,00 55,00 72,50
Докучаевский 13, к-3768, Воронеж.обл. 322 115 7 7 44 59,40 2,6 100,50 62,00 81,25
Цекад 90, к-3906, Новосибирская область 321 115 7 9 60 59,00 3 110,00 56,00 83,00
Легион, к-3860, Ростовская область 321 90 9 9 55 50,00 3,3 91,00 57,00 74,00
АД 3/5, к-566, Украина 320 96 5 7 43 43,40 2,3 60,80 35,00 47,90
Докучаевский 8, к-3766, Воронеж.обл. 320 125 5 7 43 54,60 2,5 89,00 62,00 75,50
Ягуар, к-3594, Украина 319 102 7 9 56 54,00 2,4 91,00 55,00 73,00
К-2049, Польша 314 97 9 9 40 42,40 2,5 78,00 60,00 69,00
Каприз, к-3584, Ростовская область 314 112 7 9 44 48,60 2,6 78,00 64,50 71,25
Линия к-2025, Болгария 312 95 7 9 45 42,40 2,3 55,60 45,50 50,55
N-23370/95, к-3583, Ростовская область 314 100 7 9 54 50,00 2,7 80,20 48,00 64,10
Линия из яр. Тр., к-2025, Польша 317 100 9 9 55 49,80 2,7 79,00 54,80 66,90
Линия из оз. Тр.,Кызласова 317 105 7 9 54 50,60 2,7 82,00 56,40 69,20
Краковяк, к - 3844, Польша 322 94 3 9 42 44.40 2,1 68,80 42,60 55,70
Ефремовская, ВСТИСП 319 97 9 9 52 55,30 3,7 110,00 65,00 87,50
Слож. Гибрид, к-3480, Воронеж. бласть 320 95 9 9 46 42,00 2,3 70,20 40,00 55,10
Слож. Гибрид, к-3481, Воронеж.область 320 90 9 9 38 40,40 1,8 60,20 35,60 47,90
НСР 0,05 4,45 3,36
Таблица 2
Результаты конкурсного испытания озимой тритикале, в Московской области в 2012 и 2013 годах
№ п/п Сорт и происхождение Высота растений, (см) Урожай зерна (ц/га) Средне за 2 года Вегета-цион-ный период (дней) Перези -мовка (балл) Устойчивость к полеганию (балл) Число зёрен в колосе (шт.) Масса 1000 зёрен (г) Масса зерна с колоса (г) Поражение растений бурой ржавчиной (балл)
2012 г. 2013 г.
1 Гермес ^1) Московский НИИСХ 118 80,60 55,30 67,9 316 7 7 50 47,90 2,50 5
2 Оз. Пшеница Московская 39 (St2) Московский НИИСХ 101 63,80 34,70 49,2 318 7 9 38 43,20 1,80 5
3 Линия 1 отбор из яр. тр. К-2042 Польша 96 66,80 38,00 52,4 314 7 9 49 42,70 1,90 1
4 Линия 2 отбор из яр. тр. К-2044 Польша 86 69,20 34,90 48,0 315 7 9 53 45,20 2,10 1
5 Линия 3 отбор из Двуручки 6 (ВСТИСП) 97 67,50 48,70 58,1 313 9 9 50 50,70 2,30 3
6 Линия 4 отбор из F3 (Гермес х Авангард) 83 81,20 32,00 56,6 313 9 9 55 47,30 2,10 1
7 Линия 5 отбор из яр. тр. К-3515 (Аргентина) 98 82,00 60,70 71,3 312 9 9 53 51,00 2,70 1
8 Линия 6 отбор из яр. тр. Д-84 (2006) 92 77,20 53,00 65,1 313 7 7 51 51,70 2,30 3
9 Линия 7 отбор из Двуручки 4,35 сорт Ефремовская 105 86,60 65,00 75,8 313 9 9 64 60,00 3,40 1
10 Линия 8 отбор из оз. тр. КП-130 90 82,40 52,40 67,4 312 7 9 55 52,50 2,70 1
11 Линия 9 отбор из оз. тр. КП-125 105 78,80 62,30 70,5 314 7 9 49 48,80 2,60 1
12 Линия 10 отбор из оз. тр. КП-116 94 68,40 46,30 57,2 316 7 9 51 46,50 2,40 3
13 Линия 11 отбор из Д-17 (2006) 85 78,00 49,00 64,0 315 9 9 52 49,30 2,50 3
НСР 0,05 2,4 3,2
Таблица 3
Сортообразцы озимой тритикале, выделившиеся в 2014-2015гг. по короткостебельности, устойчивости
к полеганию и другим признакам, Немичновка, МосНИИСХ
№ п/п Номер по каталогу Название сорта Происхождение Высота растений, см Устойчивость к полеганию Перезимовка, балл Анализ колоса Урожайность г/м2 Поражение снежной плесенью, балл
Число зерен, шт. Масса зерна, г Масса 1000 зерен, г
1 БП Гермес МосНИИСХ 125 5 7 48 3,30 60,5 1160 3
2 812 Московская 39 МосНИИСХ 110 5 7 41 1,9 49,6 825 3
3 Дон ДНИИСХ 85 9 9 54 3,00 56,0 1070 1
4 3860 Легион ДНИИСХ 90 9 9 47 2,99 65,0 1320 1
5 Сколот ДНИИСХ 90 9 9 50 3,17 63,2 1260 1
6 Ацтек ДНИИСХ 91 9 9 51 3,04 60,0 1550 1
7 Дозор КНИИСХ 90 9 7 52 2,95 66,0 1320 3
8 НД 51934 Вор.НИИСХ 105 9 9 46 2,85 62,2 1085 3
9 АМркрЬ/УУОМ/Яех/А1 Польша 100 9 9 53 3,23 61,5 12740 3
10 3584 Каприз ДНИИСХ 127 7 5 51 3,05 61 1125 1
11 Линия 9005/3 Самарский НИИСХ 110 9 9 49 2,48 63,6 1125 1
12 Линия 9018/13 Самарский НИИСХ 105 9 9 38 2,34 61,7 1125 1
13 Донслав ДНИИСХ 95 9 9 47 3,17 66,2 1435 1
14 Алесь Р.Беларусь 110 9 9 45 2,85 58,9 1425 1
15 Идея Р.Беларусь 112 9 9 50 3,09 61,9 1315 1
Таблица 4
Выделенные по комплексу хозяйственно-ценных признаков среднерослые сорта озимой тритикале
Немчиновка, МосНИИСХ, 2015 г.
№ п/п Номер по каталогу Название сорта Происхождение Высота растений, см Устойчивость к полеганию Перезимовка, балл Анализ колоса Урожайность, г/м2 Поражение снежной плесенью, балл
Число зерен, шт. Масса зерна, г Масса 1000 зерен, г
1 БП Гермес МосНИИСХ 125 5 7 48 3,30 60,5 1160 3
2 Б!2 Московская 39 МосНИИСХ 110 5 7 41 1,9 49,6 825 3
3 Доктрина 110 Вор.НИИСХ 120 7 7 50 3,30 65,5 1260 3
4 Ардалион Ставр.НИИСХ 115 3 5 48 2,96 60,6 1290 5
5 Вокализ ДНИИСХ 110 9 9 52 3,28 65,3 1475 1
6 Корнет ДНИИСХ 110 9 9 45 3,80 61,6 1310 3
7 Адась Р. Беларусь 110 7 7 61 3,78 60,9 1300 5
8 Эра Р. Беларусь 105 9 9 48 2,93 68,1 1540 3
9 СП2, Д57 Тамбов НИИСХ 110 9 9 47 2,67 60,0 1195 3
10 Нина МосНИИСХ 112 9 9 50 3,64 73,5 1210 3
В условиях особой нестабильности, аномальности погодных факторов в 2014-2015 году появилась необходимость анализа параметров метеоданных этого года с обсуждением поведения сортов с разной высотой стебля в полевых условиях (устойчивость к стрессам), с учетом величины элементов продуктивности. Как видно из графиков рис. 1 и рис. 2, составленных на основе наблюдений Немчиновской метеостанции, температурный режим, начиная с сентября 2014 года, характеризуется, в сравнении со среднемноголетними показателями, повышенным приходом тепла и его недостатком в осенние месяцы, что в определенной мере затрудняло формирование корневой системы, кущение растений. В зимний период отмечены аномальные, резкие колебания температуры воздуха с сильными морозами (до -250 С) в декабре, а затем оттепелями в этом же месяце, а также в январе и феврале 2015 года. В целом среднесуточная температура воздуха в период декабрь-апрель оказалась значительно выше среднемноголетней нормы. Оценивая характер выпадения осадков в течении осени, зимы и лета, важно указать на резкое варьирование их величины по периодам, срокам полного отсутствия и острого дефицита в марте и апреле, переувлажнение почвы в мае и июне. Так, в мае 2015 года выпало 188,2 мм осадков при норме 52 мм.
Сверхдостаточные дожди отмечались также в июне и июле, что, конечно, способствовало формированию мощной вегетативной массы растений и, в конечном итоге сверхвысокого сбора зерна.
При средней сохранности растений при перезимовке (по образцам - 30-75 %), усиленном весеннем кущении (5-6 стеблей) лучшие высокостебельные сортообразцы, особенно отечественной селекции, сформировали максимальный урожай, не зафиксированный по объему за все годы наблюдений за посевами озимой тритикале (1967-2015 гг.) (табл. 2).
Сбор зерна свыше 120 ц/га в 2015 г. оказался у сортов Доктрина 110 (126 ц/га) и Ефремовская (138 ц/га). В 2012 и 2013 гг. урожай у этих сортов составлял соответственно 78,0 и 52,0; 110,0 и 65,0 ц/га. Близко к стандарту по сбору зерна в 2015 г. стоят сорта Немчиновский 56, Ягуар и АД Кишиневский. У отмеченных генотипов очень высокими оказались показатели продуктивности колоса, перезимовки растений, что характеризует их как ценный исходный материал для селекционных изысканий.
Еще более ценный сортимент выделен из состава современных короткостебельных образцов и линий отечественных селекцентров (табл. 3). Лучшими показателями сбора зерна (свыше 1050 г с 1 м2) характеризуются сорта Легион, Сколот, Ацтек, Дозор, ряд линий с укороченным стеблем Тамбовского, Воронежского, Самарского НИИ сельского хозяйства. Наиболее продуктивным (1550 г/м2) оказался сорт Ацтек селекции Донского ЗНИИСХ.
В таблице 4 демонстрируются результаты изучения среднерослых сортов селекцентров России с достаточно высокой устойчивостью к полеганию, поражению растений снежной
о
плесенью и сбором зерна 1200-1540 г с 1 м : Вокализ, Корнет (ДЗНИИСХ), Ардалион (Ставропольский НИИСХ), Нина (МосНИИСХ), СП2Д57 (Тамбовский НИИСХ), Адась и Эра (Р. Беларусь). Их можно отнести к перспективным генотипам, которые можно предложить селекцентрам для использования в создании более совершенных сортов.
га
х >
(Ч
О ш
га 11 а л
> о
I-
га а ш с
ш
30 20 10 0 -10 -20
£ ^ ^ Л? ^ ^ ^ ^ ^
^ ^ * ^ -г *
"■среднемесячная ■ Среднемес.многолет.
Рис. 1. Температурный режим вегетационного периода 2014-2015 гг. (С)
200
s 180
i> 160
140
о 120
* 100
ч Л! 80
u 60
40
И 20
tj 0
ш т s с; о
2С
////// -V ' f f/
<f £ * ?
сумма месячная
многолетняя
Рис. 2. Количество осадков за вегетационный период 2014-2015 гг., мм
Заключение. Анализ многолетних данных по изучению в Московской области большого набора сортообразцов озимой тритикале из 15 стран мира, а также лучших сортов и линий селекцентров России, позволяет сделать вывод, что отдельные из них по комплексу наиболее важных признаков могут быть рекомендованы для применения в селекционной практике.
Литература
1. Грабовец А.И., Крохмаль А.В. Особенности селекции тритикале на Дону в условиях меняющегося климата. В сб. Тритикале. Генетика, селекция, агротехника, использование зерна и кормов. - Ростов-на-Дону: ДЗНИИСХ, -2014. - С.37-43.
2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 331с.
3. Медведев А.М., Медведева Л.М. Селекционно-генетический потенциал зерновых культур и его использование в современных условиях. - Московское отделение ВИР им. Н.И. Вавилова - Москва, 2007. - 483 с.
4. Медведев А.М., Комаров Н.М., Соколенко Н.И. Основные проблемы селекции тритикале и возможные пути их решения. // Тритикале России. Ростов-на-Дону. 2000. - С.41-45
5. Мережко А.Ф. Вировская коллекция тритикале и ее значение для Российской селекции. // Тритикале России. Ростов-на-Дону.2000. - С.29-34.
6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 2. Зерновые, крупяные, кукуруза и кормовые культуры - М., 1989. - 194 с.
7. Пома Н.Г., Сергеев А.В. Проблемы селекции тритикале в Центральном регионе России. - Сборник трудов НИИСХ ЦРНЗ, 2008. - С.58-62.
THE STABILITY OF WINTER TRITICALE AGAINST LODGING IN CONNECTION WITH STEM HEIGHT, RESISTANCE TO STRESS FACTORS AND PRODUCTIVITY A. M. Medvedev, N. G. Poma, V. V. Osipov, S. A. Zhiharev
FGBNU «THE MOSCOW RESEARCH INSTITUTE OF AGRICULTURE «NEMCHINOVKA» Abstract: Over the last decade in breeding winter triticale impressive results were achieved, the potential productivity of modern varieties, obtained by Russian scientists, exceeded 12 t/ha, and implemented the grain harvest in the fields, for example, Nemchinovka using Hermes varieties and Nina surpassed 11 t/ha. The VIR world collection of more than 4500 samples identified genotypes with high productivity and environmental sustainability to environmental factors, which puts them in a row with selective material that can be successfully used in breeding. The problems in improving triticale are: lack of lodging resistance of plants, the most dangerous pathogens; improving the quality of grain and green mass. In this regard, it noted, of particular relevance is the search for samples of genes, ensuring the creation of more advanced, adaptive genotypes with the level of productivity of 15 tonnes/ha of high-quality grain.
Keywords: variety, winter triticale, stability, shortness of stem, yield, quality.
