CC BY
15
Кузьмина Светлана Петровна, канд. с.-х. наук, доц., Омский ГАУ, [email protected]; Казыдуб Нина Григорьевна, д-р с.-х. наук, проф., Омский ГАУ, [email protected]; Панченко Владимир Андреевич, бакалавр, Омский ГАУ, [email protected].
Kuz'mina Svetlana Petrovna, Cand. Agr. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, [email protected]; Ka-zydub Nina Grigoryevna, Dr. Agr. Sci., Prof., Omsk SAU, [email protected]; Panchenko Vladimir Andreevich, bachelor, Omsk SAU, [email protected].
УДК 633.16:632.42:632.938.1
Л.Я. ПЛОТНИКОВА1, Л.В. МЕШКОВА2, О Б. САБАЕВА2, П.Н. НИКОЛАЕВ2
1 Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск Омский аграрный научный центр, Омск
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ К КАМЕННОЙ ГОЛОВНЕ СОРТОВ И КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ДВУРЯДНОГО ЯЧМЕНЯ В ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Поражение ячменя головневыми болезнями приводит к снижению урожайности и качества зерна. Для уменьшения вредоносности болезней необходимо использовать в производстве устойчивые сорта, адаптированные к условиям регионов РФ. Целью исследований была оценка устойчивости к твердой головне сортов ярового пленчатого двурядного ячменя, созданных в Омском аграрном научном центре (Омский АНЦ), а также набора перспективных образцов из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР, г. Санкт-Петербург). Исследования проводили в полевых условиях в южной лесостепи Западной Сибири в 2016-2019 гг. Перед посевом осуществляли искусственное заспорение семян ячменя телеоспорами возбудителя твердой головни Ustilago hordei (Pers.) Kell. Et Swing по методике ВИР. Отмечены значительные колебания поражения сортов и образцов ячменя, связанные с погодными условиями в критический период заражения (от посева до появления всходов). Для повышения объективности анализа предложено использовать индекс устойчивости (ИУ), рассчитанный на основании полевых оценок по методике CIMMYT, адаптированной для головни. Установлено, что два коммерческих сорта (Омский 95 и Омский 96) потеряли устойчивость к головне к 2016 г., а поражение сортов Омский 90, Сибирский авангард и Саша усилилось в 2019 г. На примере сорта Омский 91 показано, что возможно скачкообразное усиление поражения с восстановлением устойчивости в следующие сезоны. Преодоление устойчивости сортов, вероятно, связано с усилившейся изменчивостью западносибирской популяции U. hordei. Оценка 45 образцов пленчатого двурядного ячменя из коллекции ВИР показала, что более 30% из них были перспективны для селекции на устойчивость ячменя к каменной головне. Иммунитет или практическую устойчивость проявили сорта Lotus (Нидерланды), Взiрець (Украина), Amilet (Чехия), а также российские Задел 3 (Алтайский край) и Зерноградский 770 (Ростовская область). Реакции сортов Ворсинский 2, Таловский, Приазовский 9, Вакула и Симфония колебались от иммунитета до слабой восприимчивости. Эти сорта по урожайности в среднем за три года были на уровне или выше стандарта Омский 95. С учетом тенденции усиления поражения каменной головней необходим дальнейший мониторинг коммерческих сортов ячменя в регионе. Лучшие по устойчивости и урожайности коллекционные образцы двурядного ячменя рекомендуется включить в селекционные программы.
Ключевые слова: Hordeum sativum, Ustilago hordei, устойчивость, сорта, коллекция, Западная Сибирь.
Введение
Ячмень Hordeum sativum Jess. относится к наиболее распространенным зерновым культурам в мире. В связи с особенностями биохимического состава зерно ячменя широко используется в фуражных, а также пищевых целях. Благодаря активному развитию животноводства в РФ производство зерна ячменя приобретает важное значение для сельского хозяйства. Повышение производства зерна и улучшение качества ячменя может быть достигнуто за счет использования устойчивых к болезням сортов. Высокая
экологическая пластичность культуры позволяет вводить ее в различные севообороты, что увеличивает видовое разнообразие и приводит к улучшению фитосанитарной обстановки в агроценозах [1].
Головневые входят в число наиболее вредоносных болезней ячменя, они повсеместно распространены на посевах в европейской и азиатской части РФ [2-4]. Возбудитель каменной головни Ustilago hordei (Pers.) Kell. Et Swing. заражает растения в период прорастания семян за счет спор, присутствующих на семенных оболочках. При интенсивном поражении каменной головней возможно уменьшение количества взошедших растений, продуктивной кустистости, числа зерен в колосе, снижение массы 1000 зерен и ухудшение технологических показателей качества. Одновременно может повышаться восприимчивость сортов к другим грибным болезням - карликовой ржавчине и мучнистой росе [2; 5].
Использование интенсивных технологий, сокращение севооборотов и генетического разнообразия культур стимулирует ускорение эволюционных процессов в популяциях микроорганизмов и появление новых агрессивных форм. Особенности климатических условий и наборы возделываемых сортов определили формирование в европейской и азиатской частях РФ обособленных популяций различных по биологии фи-топатогенных грибов [6; 7]. В связи с этим необходима оценка устойчивости растений к региональным популяциям патогенов.
Селекции ячменя на устойчивость к головневым болезням уделяется большое внимание в Сибири [8]. С учетом вредоносности головни необходим постоянный мониторинг резистентности коммерческих сортов ячменя для определения перспектив использования их в Западной Сибири. Кроме того, для стабильной защиты ячменя важно выявление новых перспективных источников устойчивости к каменной головне и использование их в селекции. Основным источником нового материала для селекционных программ в РФ является мировая коллекция ФИЦ «Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова» (ВИР) (г. Санкт-Петербург).
Целью исследований была оценка устойчивости к каменной головне сортов ярового пленчатого двурядного ячменя, созданных в Омском АНЦ, а также набора перспективных образцов из коллекции ВИР в Западной Сибири.
Материалы и методы
Материалом для исследований служили сорта ярового пленчатого ячменя Hordeum sativum Jess. (шесть двурядных и один многорядный) селекции ФГБНУ «Омский аграрный научный центр» (Омский АНЦ, ранее - СибНИИСХ, г. Омск), рекомендованных для возделывания в Западной Сибири, а также набор образцов двурядного ячменя из коллекции ВИР (45 шт.). В качестве стандарта для полевых исследований использовали сорт Омский 95, индикатором восприимчивости служил сорт Омский 96, индикатором устойчивости - Омский 99 (многорядный).
Полевые эксперименты проводили в южной лесостепи Западной Сибири (г. Омск) на искусственном инфекционном фоне лаборатории иммунитета Омского АНЦ в 20162019 гг. Для оценки резистентности образцов проводили искусственное заспорение семян по методике ВИР [2]. Перед посевом семена обрабатывали суспензией телеоспор U. hordei (2 г спор/1 л), полученных из пораженных колосьев, собранных на производственных посевах ячменя в Омской области. Для облегчения заражения пленчатых образцов семенные оболочки травмировали с помощью размельчителя тканей РТ-1. Посев проводили сеялкой СПР-2 во второй декаде мая на глубину 10 см, что обеспечивало лучшее развитие проростковой инфекции. Опыты закладывали в 3-кратной повторно-сти при высеве 150 инокулированных семян. Уборку осуществляли вручную, в снопах
подсчитывали число больных и здоровых стеблей. Поражение образцов учитывали по доле пораженных стеблей от их общего числа в снопе (в процентах) [2]. Дополнительно определяли урожайность и высчитывали НСР05.
ч
0! О
О
80 70 60 50 40 30 20 10 0
ШжШ
20
18
О о 16
<33 14
п 12
1- 10
<в
п 8
CD
Г 6
0 Н 4
2
0
л
□ средние многолетние «2016 Ш2017 и 2018 ЕЭ 2019
б
Рис. 1. Погодные условия в период закладки опытов в 2016-2019 гг.: а - сумма осадков; б - температура; I, II, III - декады мая
Погодные условия во время закладки опытов значительно колебались. В 2016 г. в регионе была жесткая засуха в течение мая, а температура в третьей декаде мая повышалась до 17,3°С, в связи с чем почва была сухой и хорошо прогретой. В 2018 г. значительные осадки выпали в первой и третьей декадах месяца, но отмечался недобор тепла. В мае 2017 и 2019 гг. регулярно выпадали умеренные осадки при средней температуре воздуха (рис. 1, а, б).
Результаты исследований и их обсуждение
В Омской области по площади посевов ячмень находится на втором месте после пшеницы, его преимущественно сеют в степи и лесостепи. В основном в регионе выращивают сорта ярового двурядного пленчатого ячменя селекции Омского АНЦ, хорошо адаптированные к климату: Омский 90, Омский 91, Омский 95, Омский 96 и др. [9; 10].
Преодоление устойчивости сортов определяется изменчивостью фитопатогенов и накоплением вирулентных и агрессивных форм в популяциях. Интенсивность изменений грибов в значительной степени определяется их биологией. Известный голландский фитопатолог Р. Парлевлит определил, что наиболее активные изменения происходят в популяциях аэрогенных грибов, существующих на обширных посевах злаковых культур, в частности возбудителей ржавчинных и мучнисторосяных болезней. В результате резистентность пшеницы, овса и других массово возделываемых злаков быстро преодолевается. В то же время изменчивость грибов, заражающих растения через почву (включая возбудителей каменной и черной головни ячменя U. hordei и U. nigra, твердой головни пшеницы Tilletia caries и др.), значительно меньше. В результате устойчивость сортов к головневым болезням сохраняется достаточно долго [11]. Однако изменения технологий растениеводства и спектра сортов стимулируют сдвиги в популяциях головневых грибов [5; 12]. В связи c этим для оценки фитопатологической обстановки и прогноза использования коммерческих сортов необходим мониторинг резистентности к каменной и другим видам головни.
I
II
I
III
а
В ходе исследований было оценено поражение каменной головней семи сортов пленчатого ячменя, рекомендованных для возделывания в Омской области в 2000-2015 гг. Все сорта ячменя омской селекции на этапе передачи в Государственную комиссию по сортоиспытанию проявляли практическую устойчивость или слабую восприимчивость к каменной головне. В период наблюдений в среднем наиболее интенсивное поражение сортов наблюдалось в 2017 г., наименьшее (в 4,2 раза ниже) - в 2018 г. (табл. 1). Результаты экспериментов показали, что в максимальной степени поражались сорта Омский 95 (стандарт) и Омский 96, переданные в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 2007 и 2008 гг. соответственно. В 2019 г. существенно усилилось поражение сортов Омский 90, Сибирский авангард и Саша. В то же время многорядный сорт Омский 99 в слабой степени поражался в 2016 и 2017 гг., но в последние годы проявлял иммунитет. Отсутствие поражения свидетельствует о том, что из популяции U. hordei исчезли вирулентные формы. Отмечено скачкообразное повышение поражения сорта Омский 91 (до 25%) в 2017 г., но затем устойчивость восстановилась.
Таблица 1
Поражение каменной головней и индекс устойчивости сортов ярового пленчатого ячменя
селекции Омского АНЦ, 2016-2018 гг.
Сорт Год включения в ГР Поражение, % Индекс устойчивости
2016 2017 2018 2019 2016 2017 2018 2019
Омский 95 - стандарт, 2000 г. 17,7 14,3 4,4 13,6 0,99 0,54 0,80 0,99
Омский 96 - индикатор восприимчивости, 2008 г. 17,8 26,7 5,5 13,8 1,00 1,00 1,00 1,00
Омский 99 - индикатор устойчивости, 2015 г. 2,3 2,4 0 0 0,13 0,09 0,00 0,00
Омский 90, 2000 г. 4,8 1,4 5,1 11,1 0,27 0,05 0,93 0,80
Омский 91, 2004 г. 3,4 25,0 1,8 3,1 0,19 0,94 0,33 0,22
Сибирский авангард, 2010 г. 1,9 2,2 0,6 11,3 0,11 0,07 0,11 0,82
Саша, 2012 г. 0 5,9 1,2 7,4 0,00 0,22 0,22 0,54
Среднее 6,8 11,1 2,7 8,6 0,38 0,42 0,48 0,62
Примечание. ГР - Государственный реестр селекционных достижений РФ.
Климат Западной Сибири нестабилен, в Омской области чередуются засушливые, средние по увлажнению и влажные сезоны (40, 30 и 20% соответственно) [13]. Известно, что критическим периодом для заражения ячменя является период от посева до появления всходов. Возбудитель болезни U. hordei весьма требователен к условиям среды. По данным В.И. Кривченко, оптимальное его развитие происходит при температуре почвы 20°С и влажности не менее 60% [2]. В Омской области в мае 2016 г. выпало минимальное количество осадков (1-2 мм/декаду) при температуре воздуха во второй -третьей декадах 12-17°С, способствующей значительному нагреву почвы. Контрастные условия сложились в мае 2018 г.: выпали значительные осадки (107 мм за месяц) при пониженной температуре воздуха 6-10°С (на 4,5-5,1 °С ниже средней многолетней). В 2017 и 2019 гг. осадки были умеренными и регулярными при температуре воздуха во второй - третьей декадах 13-15°С и 11-13°С соответственно (рис. 1). Сравнивая резуль-
таты поражения сортов за годы с различными условиями в период заражения можно отметить, что температурный режим оказывал на развитие каменной головни большее влияние, чем количество осадков. Не исключено, что в степной и лесостепной зонах Западной Сибири, где часто проявляются весенне-раннелетние засухи, сложилась популяция U. hordei, приспособленная к заражению растений при пониженной влажности почвы.
Представленные данные показывают, что поражение ячменя каменной головней в изменчивом климате Западной Сибири нестабильно, поэтому интерпретация результатов оценок резистентности образцов проблематична. В России для определения устойчивости образцов используют рекомендованную ВИР шкалу, разработанную В.И. Кривченко [2]. В соответствии с ней образцы по поражению распределяются на группы: 0 - поражение отсутствует, высокая устойчивость (иммунитет); 1 - поражение не превышает 5%, практическая устойчивость; 2 - поражение не превышает 20%, слабая восприимчивость; 3 - поражение не превышает 40%, средняя восприимчивость; 4 -поражение более 40%, сильная восприимчивость. Таким образом, для достоверной оценки и распределения растений по всем группам устойчивости необходимо интенсивное проявление болезни (сильная восприимчивость - поражение более 40%), что трудно обеспечить в поле. Кроме того, в методике не предусмотрена возможность учета условий и фона. Например, образцы с оценкой 1-20% могут быть отнесены к устойчивым или слабовосприимчивым, хотя причиной слабого развития головни могут быть условия среды или депрессия популяции патогена.
В связи с этим для правильной интерпретации результатов необходима адаптация методики определения устойчивости ячменя (и других злаков) для регионов с нестабильным климатом. Одним из подходов, в значительной степени учитывающим развитие инфекционного фона и условия среды, является расчет индекса устойчивости (ИУ). ИУ обычно используют для полициклических болезней, в частности ржавчинных. На первом этапе строят кривые развития болезни, затем вычисляют площадь под ними (ПКРБ - площадь под кривой развития болезни). ПКРБ достаточно точно характеризует суммарное развитие патогена на растениях при развитии болезни. ИУ вычисляют как отношение площадей изучаемого образца и восприимчивого сорта (индикатора восприимчивости) [14]. На основании расчета ИУ образцы относят к пяти группам - от иммунной до восприимчивой.
В случае головневых болезней оценка доли поражения стеблей отражает интегральное развитие популяции патогена на образце. Поэтому, по нашему мнению, такая оценка может быть использована для определения ИУ. Если принять за сильную восприимчивость поражение 50% стеблей и рассчитать ИУ по критериям шкалы В.И. Кривченко, то получатся интервалы для определения групп устойчивости/восприимчивости образцов к головне:
- 0 - высокая устойчивость (иммунитет);
- 0,01-0,10 - практическая устойчивость;
- 0,11-0,40 - слабая восприимчивость;
- 0,41-0,80 - средняя восприимчивость;
- 0,81-1,00 - сильная восприимчивость.
Рассчитаны ИУ изученного материала, при этом результаты оценки сортов и коллекционных образцов относили к показателям индикатора восприимчивости - сорта Омский 96 (табл. 1). Следует отметить, что средние по годам ИУ сортов различались в 1,6 раза (от 0,38 до 0,62), в то время как оценки поражения колебались в 4,7 раза (от 2,7
до 11,1%). Это указывает на то, что ИУ в меньшей степени зависят от колебаний инфекционного фона и условий среды и лучше отражают степень устойчивости образцов.
С учетом определенных интервалов ИУ изученные сорта были отнесены к разным группам. Сорта Омский 95 и Омский 96 в большинстве сезонов были сильно восприимчивыми. Сорт Омский 90 вошел в группу сильно восприимчивых в 2018-2019 гг., Сибирский авангард - в 2019 г., но в другие годы эти сорта проявляли практическую устойчивость или слабую восприимчивость. Сорт Омский 99 сначала проявлял слабую восприимчивость, затем иммунитет. Выявленные тенденции усиления поражения растений указывают на необходимость дальнейшего мониторинга устойчивости сортов ячменя омской селекции.
Колебания в поражении сортов могут быть частично объяснены флуктуациями в соотношении рас (биотипов) патогена в популяции. Скачкообразное повышение поражения сортов Омский 91 и Омский 96 в 2017 г. и Сибирского авангарда в 2019 г. позволяет предполагать, что в популяции U. hordei появлялись вирулентные биотипы. Возможность резких изменений оценок поражения сортов каменной головней определяется биологией патогена. Для U. hordei характерен ежегодный половой процесс и рекомбинация генов при образовании диплоидного паразитарного мицелия [2]. Новые сочетания генов вирулентности гриба могут привести к преодолению устойчивости растений. В следующем сезоне полезные комбинации генов могут быть утрачены/закреплены, что приведет к восстановлению/утрате устойчивости образцов соответственно.
Ранее на примере популяции U. hordei, существующей в Новосибирской области, было показано, что в 2009-2012 гг. изменились доминирующие расы. Если в 2009-2010 гг. доминировала раса 7, поражавшая два из семи сортов-дифференциаторов (Lion и Trebi), то в 2011 и 2012 гг. появились расы 3 и 2, преодолевшие устойчивость еще двух дифференциаторов (Excelsior и Hannchen) [5]. При заражении набора сортов-дифференциаторов омской популяцией U. hordei в 2016-2019 гг. было зафиксировано поражение сортов Lion, Trebi, Hannchen, что подтверждает присутствие генов вирулентности к ним в регионе. Стабильную устойчивость в период наблюдений проявил только сорт ячменя Himalaya.
Потенциальной причиной усиления поражения коммерческих сортов, сортов-дифференциаторов и коллекционных образцов может быть также завоз спорового материала с непротравленным зерном из других регионов. В целом следует отметить постепенное усиление поражения каменной головней коммерческих сортов ячменя в Омской области.
Для гарантированной защиты ячменя от головневых болезней необходимо расширение генетического разнообразия культуры и вовлечение новых источников устойчивости в селекцию. В связи с этим в 2016-2018 гг. в исследования были включены образцы двурядного ячменя из коллекции ВИР. Основные группы образцов происходили из регионов РФ, Западной Европы (ФРГ, Великобритания, Нидерланды, Финляндия, Чехия, Югославия), Латвии, Украины (рис. 2, а). Среднее поражение образцов коллекции ячменя в 2016, 2017 и 2018 гг. составило 5,04, 5,98 и 1,14% соответственно, т.е. средние оценки поражения коллекции в 2017 и 2018 гг. были в 2 раза ниже, чем коммерческих сортов ячменя, в 2016 г. - сходны (табл. 1).
По результатам оценок коллекции были рассчитаны ИУ, и образцы распределили в группы. В 2016 и 2017 гг. с относительно благоприятными условиями для заражения 40% коллекции проявляли иммунитет или практическую устойчивость, а в неблагоприятном 2018 г. их доля возросла до 58% (рис. 2, б). Для определения принципов поиска
полезных источников важно проанализировать соотношение устойчивых и восприимчивых образцов в группах из разных регионов мира. По данным авторов, наибольшая доля резистентных (иммунных и практически устойчивых) или слабо восприимчивых к каменной головне образцов была в западноевропейской (86%) и российской (69%) группах, меньшая - в украинской и латвийской (около 40%) (рис. 2, в).
□ РФ
16
16
□ Западная Европа
0 Латвия
□ Беларусь ■ Украина н США
100%
m 80% CQ О J
го 60%
Ю О
к 40%
Ц
о
Ct
20%
0%
2016 2017 2018 Годы
б
■ 5
□ 4 П3
□ 2 □ 1
16 14
м 12
£ 10
n
<0 о
о. 8
ю
° 6 о
5 4
s
т 2
в Q.
т
I
¿■-J-.
n
ü\
ra ra i с о а ¡= rn ra ш со
3
т s rn ira c;
ra i s ra а
a >
□ 4, 5
И1, 2, 3
Рис. 2. Распределение образцов ячменя коллекции ВИР: а - по происхождению; б - по группам устойчивости в соответствии с ИУ (в целом по коллекции); в - количество устойчивых/восприимчивых образцов в группах разного происхождения; 1 - высокоустойчивые (иммунные); 2 - практически устойчивые; 3 - слабовосприимчивые; 4 - средневосприимчивые; 5 - сильно восприимчивые
1
7
5
а
в
В ходе исследований ряд образцов ячменя различного происхождения (Наран, Водр, MALVA, Privis) показали сильную восприимчивость к болезни (поражение до 18-25%). Результаты оценки 16 лучших по устойчивости к каменной головне и урожайности образцов приведены в табл. 2. С точки зрения защиты ячменя от болезни наибольший интерес представляют сорта, продемонстрировавшие иммунитет или практическую устойчивость к головне. В 2016-2018 гг., в соответствии с ИУ, к ним были отнесены зарубежные сорта Lotus (Нидерланды), Взiрець (Украина), Amilet (Чехия), а также российские Задел 3 (Алтайский край) и Зерноградский 770 (Ростовская обл.). Все эти сорта, за исключением Взiреця, уступали стандарту по урожайности. Сорт Взiрець проявил стабильную урожайность как в засушливом 2016 г., так и в более влажных
2017 и 2018 гг., а по средней урожайности превысил стандарт Омский 96. Это делает сорт Взiрець перспективным для использования в качестве родительской формы в скрещиваниях. У ряда сортов (Ворсинский 2, Таловский, Приазовский 9, Вакула, Симфония) ИУ колебался в пределах 0-0,24, т.е. образцы в разные годы проявляли иммунитет, практическую устойчивость или слабую восприимчивость. Данные сорта показали среднюю урожайность на уровне или выше стандарта (более 5,10-5,37 т/га).
Таблица 2
Результаты оценки поражения каменной головней и урожайности лучших образцов ячменя
коллекции ВИР, 2016-2018 гг.
Образец Происхождение Поражение, % Индекс устойчивости Урожайность, т/га
2016 2017 2018 2016 2017 2018 2016 2017 2018 Средняя
Омский 95 -стандарт Омская обл. 17,2 14,6 4,4 0,97 0,55 0,80 3,46 6,72 5,22 5,13
Омский 96 - индикатор восприимчивости То же 17,8 26,7 5,5 1,00 1,00 1,00 2,30 4,69 5,59 5,22
Ворсинский 2 Алтайский край 0 5 0 0 0,19 0 3,52 6,58 6,66 5,58
Задел 3 То же 0 0 0 0 0 0 3,73 3,83 4,23 3,93
Таловский Воронежская обл. 3,4 3,6 1,3 0,19 0,13 0,24 3,53 6,57 5,41 5,17
Зерноградский 770 Ростовская обл. 0 2,2 0 0 0,08 0 3,56 5,86 4,66 4,69
Приазовский 9 То же 0 4,8 0 0 0,18 0 3,66 5,10 6,63 5,12
Ясный « 2,5 1 0,6 0,14 0,04 0,11 3,14 5,32 4,56 4,33
Калита « - 6,7 0 - 0,25 0 4,03 4,87 4,26 4,39
Вакула Ставропольский край - 2,8 1,0 - 0,10 0,18 4,12 5,58 5,63 5,10
Lotus Нидерланды 0 0 0 0 0 0 2,72 3,39 4,96 3,68
Collia Великобритания - 0 1 0 0 0,18 3,04 5,51 4,26 4,26
Amilet Чехия 0 0 0,5 0 0 0,09 3,03 4,65 5,43 4,36
NSGL 1 Югославия 2,6 - 0,6 0,15 - 0,11 2,23 2,51 7,86 4,20
Klinta Латвия 2,9 0 0,5 0,16 0,00 0,09 3,43 2,03 7,93 4,46
IRBEIPR То же 2,9 2,2 0 0,16 0,08 0 3,76 3,52 6,33 4,54
Симфония Украина 0 6,5 1,0 0 0,24 0,18 4,46 3,68 7,96 5,37
Вз1рець То же 0 - 0 0 - 0 5,03 5,63 6,74 5,78
НСР05 - - - - - - 0,34 0,42 0,44 -
В целом в изученной коллекции более 30% образцов показали перспективность для селекции ячменя на резистентность к каменной головне в Западной Сибири.
Заключение
Таким образом, в 2016-2019 гг. был проведен мониторинг устойчивости сортов ярового пленчатого двурядного ячменя селекции Омского АНЦ и образцов коллекции ВИР к каменной головне в лесостепной зоне Западной Сибири.
Результаты исследований показали значительные колебания поражения растений, связанные как с погодными условиями в критический для заражения период (от посева до появления всходов), так и с взаимодействием с патогеном.
С учетом колебаний оценок ячменя в контрастных погодных условиях предложено для определения устойчивости/восприимчивости к болезни брать в расчет индекс устойчивости образцов, определенный по модифицированной методике.
Сорта Омский 95 и Омский 96 проявили сильную восприимчивость. В 2019 г. выявлено усиление поражения сортов Омский 90, Сибирский авангард и Саша, а сорт Ом-
ский 99 (многорядный) сохранил иммунитет. На примере сорта Омский 91 показано скачкообразное усиление поражения в 2017 г., но восстановление устойчивости в следующие годы. Отмеченные колебания в резистентности, вероятно, связаны с изменчивостью западносибирской популяции U. hordei.
Исследования набора образцов пленчатого двурядного ячменя из коллекции ВИР показали, что более 30% из них (преимущественно западноевропейского и российского происхождения) перспективны для селекции на устойчивость к каменной головне в Западной Сибири. Иммунитет или практическую устойчивость проявили сорта Lotus (Нидерланды), Взiрець (Украина), Amilet (Чехия), российские Задел 3 (Алтайский край) и Зерноградский 770 (Ростовская область). Сорт Взiрець показал стабильную урожайность и превзошел стандарт Омский 96. Оценки поражения сортов Ворсинский 2, Та-ловский, Приазовский 9, Вакула, Симфония колебались от иммунитета до слабой восприимчивости. Эти сорта по средним за три года данным показали урожайность на уровне или выше стандарта Омский 95.
С учетом тенденции усиления поражения каменной головней коммерческих сортов ячменя необходим дальнейший их мониторинг в регионе. Выделившиеся по устойчивости к болезни и урожайности образцы из коллекции ВИР рекомендуется включить в селекционные программы для создания сортов, адаптированных к условиям Западной Сибири.
1 2 2 2 L.Ya. Plotnikova , L. V. Meshkova , O.B. Sabaeva , P.N. Nikolaev
1Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk
2
2Omsk Agrarian Scientific Center, Omsk
Resistance of two-row barley varieties and collection samples to covered smut
in Western Siberia
The infection of barley by smut diseases leads to a decrease in the yield and quality of grain. To reduce the harmfulness of such diseases, it is necessary to use resistant varieties adapted to the conditions of Russian regions. The aim of the research was to evaluate the resistance to covered smut of spring filmy two-row barley varieties created at the Omsk Agrarian Scientific Center (Omsk ASC, Omsk), as well as a set of promising samples from the Collection of the N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR, St. Petersburg, Russia). Research was carried out on the field in the southern forest-steppe of Western Siberia in 20162019. Before sowing, artificial inoculation of barley seeds with teleospores of the covered smut fungus Ustilago hordei (Pers.) Kell. et Swing was carried out following the VIR method. There were significant fluctuations in the damage of barley varieties and samples associated with weather conditions during the critical period for the infection (from sowing to emergence). To improve the objectivity of the analysis, it is proposed to use the Resistance Index (RI) calculated on the basis of field evaluation using the CIMMYT method adapted for smut. It was established that two commercial varieties (Omskyi 95 and Omskyi 96) lost their resistance up to 2016, and the infection of the varieties Omskyi 90, Sibirskiy Avangard and Sasha increased in 2019. Based on the example of the variety Omskyi 91, it was demonstrated that an abrupt reinforcement of the infection with the restoration of resistance in the following seasons is possible. The overriding of varietal resistance is probably due to the increasing variability of the West Siberian population of U. hordei. The evaluation of 45 samples of filmy two-row barley from the VIR Collection showed that more than 30% of them were promising for plant breeding for resistance to covered smut. The varieties Lotus (Netherlands), Vzirets (Ukraine), Amilet (Czech Republic), as well as the Russian varieties Zadel 3 (Altai Region) and Zernogradskyi 770 (Rostov Region) showed immunity or practical resistance. The reactions of the varieties Vorsinskiy 2, Talovskiy, Priazovskiy 9, Vakula, and Simfoniya ranged from immunity to low susceptibility. These varieties as for their average yield production over three years were at or above the control variety Omskiy 95. Further monitoring of commercial barley varieties is necessary taking into account the increasing trend of smut diseases in the Region. The best collection samples of two-row barley are recommended for breeding programs for resistance to covered smut.
Keywords: Hordeum sativum, Ustilago hordei, resistance, varieties, collection, Western Siberia.
Список литературы
1. Санин С.С. Проблемы фитосанитарии России на современном этапе / С.С. Санин // Защита и карантин растений. - 2016. - № 4. - С. 3-6.
2. Кривченко В.И. Головневые болезни зерновых культур / В.И. Кривченко, А.П. Хохлова // Устойчивость генетических ресурсов зерновых культур к вредным организмам : метод. пособие. -М., 2008. - С. 86-105.
3. Жичкина Л.Н. Полевая устойчивость ярового ячменя к головневым болезням / Л.Н. Жичкина // Научное обеспечение инновационного развития агропромышленного комплекса регионов РФ : матер. Междунар. научн.-практ. конф., 2018. -С. 509-512.
4. Ашмарина Л.Ф. Распространение болезней на зернофуражных культурах в агроценозах Западной Сибири и меры борьбы с ними / Л.Ф. Ашмарина // Актуальные проблемы сельского хозяйства горных территорий, 2019. - С. 11-15.
5. Бехтольд Н.П. Вредоносность возбудителя твердой головни ярового ячменя / Н.П. Бехтольд, Е.А. Орлова // Перспективы решения аграрных проблем в условиях Западной Сибири в работах молодых ученых. - Барнаул, 2016. - С. 9-16.
6. Мешкова Л.В. Мониторинг популяций возбудителей головневых заболеваний овса в Омской области / Л.В. Мешкова, О.В. Пяткова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2015. - № 11(157). - С. 13-18.
7. Тенденция преодоления генов устойчивости к бурой ржавчине, интрогрессированных от Aegilops speltoides Tausch в мягкую пшеницы, в Западной Сибири / Л.Я. Плотникова, Л.В. Мешкова, Е.И. Гультяева, О.П. Митрофанова, И.Ф. Ла-почкина // Вавиловский журнал селекции и генетики. - 2018. - № 5. - С. 550-567.
8. Теличкина Н.П. Устойчивость ярового ячменя к головневым заболеваниям в лесостепи При-обья / Н.П. Теличкина, Е.А. Орлова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2011. -№ 9-10(222). - С. 33-36.
9. Аниськов Н.И. Яровой ячмень в Западной Сибири (селекция, семеноводство, сорта) : монография / Н.И. Аниськов, П.В. Поползухин. - Омск : Вариант-Омск, 2010. - 388 с.
10. Оценка адаптивных свойств сортов ярового ячменя по урожайности в условиях Омского Прииртышья / П.Н. Николаев, П.В. Поползухин, Н.И. Аниськов, О.А. Юсова, И.В. Сафонова // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. -2018. - Т. 179. - № 2. - С. 96-105.
11. Parlevliet J.E. What is durable resistance, a general outline / J.E. Parlevliet // In : Durability of Disease Resistance. Th. Jacobs & J.E. Parlevliet (Eds.), Kluwer Academic Publishers, The Netherlands : 1993. - P. 23-39.
References
1. Sanin S.S. Problemy fitosanitarii Rossii na sovremennom etape / S.S. Sanin // Zashhita I karantin rastenij. - 2016. - № 4. - S. 3-6.
2. Krivchenko V.I. Golovnevye bolezni zer-novyh kul'tur / V.I. Krivchenko, A.P. Hohlova // Us-tojchivost' geneticheskix resursov zernovyh kul'tur k vrednym organizmam : metod. posobie. - M., 2008. -S. 86-105.
3. Zhichkina L.N. Polevaya ustojchivost' yaro-vogo yachmenya k golovnevym boleznyam / L.N. Zhichkina // Nauchnoe obespechenie innovacion-nogo razvitiya agropromyshlennogo kompleksa regio-nov RF : mater. mezhdunar. nauchn.-prakt. konf., 2018. - S. 509-512.
4. Ashmarina L.F. Rasprostranenie boleznej na zernofurazhnyh kul'turax v agrocenozah Zapadnoj Sibirii mery bor'by s nimi / L.F. Ashmarina // Ak-tual'nye problemy sel'skogo hozyajstva gornyh territory, 2019. - S. 11-15.
5. Behtol'd N.P. Vredonosnost' vozbuditelya tverdoj golovni yarovogo yachmenya / N.P. Behtol'd, E.A. Orlova // Perspektivy resheniya agrarnyh problem v usloviyah Zapadnoj Sibiri v rabotah molodyh uchenyh. - Barnaul, 2016. - S. 9-16.
6. Meshkova L.V. Monitoring populyacij voz-buditelej golovnyovyh zabolevanij ovsa v Omskoj oblasti / L.V. Meshkova, O.V. Pyatkova // Vestnik Altajskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2015. - № 11(157). - S. 13-18.
7. Tendenciya preodoleniya genov ustojchivosti k buroj rzhavchine, introgressirovannyh ot Aegilops speltoides Tausch v myagkuyu pshenicy, v Zapadnoj Sibiri / L.Ya. Plotnikova, L.V. Meshkova, E.I. Gul'tyaeva, O.P. Mitrofanova, I.F. Lapochkina // Vavilovskij zhurnal selekcii I genetiki. - 2018. - № 5. -S. 550-567.
8. Telichkina N.P. Ustojchivost' yarovogo yachmenya k golovnevym zabolevaniyam v lesostepi Priob'ya / N.P. Telichkina, E.A. Orlova // Sibirskij vestnik sel'skohozyajstvennoj nauki. - 2011. - № 9-10(222). - S. 33-36.
9. Anis 'kov N.I. Yarovojy yachmen' v Zapadnoj Sibiri (selekciya, semenovodstvo, sorta) : monografiya / N.I. Anis'kov, P.V. Popolzuhin. - Omsk : VariantOmsk, 2010. - 388 s.
10. Ocenka adaptivnyh svojstv sortov yarovogo yachmenya po urozhajnosti v usloviyah Omskogo Priirtysh'ya / P.N. Nikolaev, P.V. Popolzuhin, N.I. Anis'kov, O.A. Yusova, I.V. Safonova // Trudy po prikladnoj botanike, genetike i selekcii. - 2018. -T. 179. - № 2. - S. 96-105.
11. Parlevliet J.E. What is durable resistance, a general outline / J.E. Parlevliet // In : Durability of Disease Resistance. Th. Jacobs & J.E. Parlevliet (Eds.), Kluwer Academic Publishers : The Netherlands, 1993. - P. 23-39.
12. Zaushintsena A.V. Technology of barley breeding for resistance to smut fungi / A.V. Zaushintsena, S.V. Svirkova // Science Evolution. - 2017. -Vol. 2. - № 2. - Р. 22-32.
13. Оценка селекционных образцов ячменя на устойчивость к головневым заболеваниям / П.Н. Николаев, Л.В. Мешкова, О.А. Юсова [и др.] // Современное экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты рационального природопользования : IV Междунар. на-учн.-практ. конф. - ФГБНУ «Прикаспийский аграрный федеральный научный центр Российской академии наук». с. Соленое Займище. - 2019. -С. 491-497.
14. Койшыбаев М. Скрининг пшеницы на устойчивость к основным болезням : метод. указания / М. Койшыбаев, В.П. Шаманин, А.И. Моргунов. - Анкара, 2014 - 59 с.
Плотникова Людмила Яковлевна, д-р биол. наук, проф., Омский ГАУ, [email protected]; Мешкова Людмила Викторовна, канд. биол. наук, ст. н. с., Омский АНЦ, [email protected]; Сабаева Ольга Борисовна, Омский АНЦ, [email protected]; Николаев Петр Николаевич, канд. с-х. наук, Омский АНЦ, [email protected].
12. Zaushintsena A.V. Technology of barley breeding for resistance to smut fungi / A.V. Zaushintsena, S.V. Svirkova // Science Evolution. - 2017. -Vol. 2. - № 2. - P. 22-32.
13. Ocenka selekcionnyh obrazczov yachmenya na ustojchivost' k golovnyovym zabolevaniyam / P.N. Nikolaev, L.V. Meshkova, O.A. Yusova [i dr.] // Sovremennoe ekologicheskoe sostoyanie prirodnoj sredy i nauchno-prakticheskie aspekty racional'nogo prirodopol'zovaniya : IV Mezhdunar. nauchn.-prakt. konf. - FGBNU "Prikaspijskij agrarnyj federal'nyj nauchnyj centr Rossijskoj akademii nauk". s. Solenoe Zajmishhe. - 2019. - S. 491-497.
14. Kojshybaev M. Skrining pshenicy na ustojchivost' k osnovnym boleznyam : metod. ukazaniya / M. Kojshybaev, V.P. Shamanin, A.I. Morgunov. -Ankara, 2014. - 59 s.
Plotnikova Lyudmila Yakovlevna, Dr. Biol. Sci., Prof.., Omsk SAU, [email protected]; Meshkova Lyudmila Viktorovna, Cand. Biol. Sci., Ass. Prof., Omsk ASC, [email protected]; Sabaeva Olga Borisovna, Omsk ASC; Nikolaev Petr Nikolaevich, Cand. Agr. Sci., Omsk ASC, [email protected].
УДК 531.582:631.8
НА. РЕНДОВ, ЕВ. НЕКРАСОВА, С И. МОЗЫЛЕВА, А.А. ЛУТЧЕНКОВ
Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООБОРОТА С ЧИСТЫМ ХИМИЧЕСКИМ ПАРОМ
Приведены данные исследований за 2016-2019 гг. по влиянию удобрений и гербицида на засоренность посевов, коэффициент водопотребления и урожайность зерна яровой мягкой пшеницы в полевом зернопаровом четырехпольном севообороте (пар - пшеница - пшеница - пшеница). Опыты были заложены на лугово-черноземной почве южной лесостепи Омской области. В чистом пару дважды проведена обработка гербицидом сплошного действия (Глифор, ВР - 4 л/га). На посевах последующих трех культур после пара использовали два фона удобренности - ежегодно без удобрений и внесение при посеве первой культуры после пара аммофоса ОТ^^), второй и третьей культуры аммиачной селитры (^0). Гербицид «Пума Плюс», КЭ (1,4 л/га) использовали на всех фонах удобренности либо на первой, либо на второй культуре после пара. Посевы третьей культуры не обрабатывались гербицидом. Пшеницу сорта ОмГАУ 90 высевали с нормой 4,5 млн всхожих зерен на гектар дисковой сеялкой. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы при посеве первой и второй пшеницы после пара были на удовлетворительном уровне - 124-128 мм, а на третьей - на хорошем (более 130 мм). К уборке урожая запасы влаги снижались до плохого (2018) и очень плохого уровня (2017, 2019). По мере удаления от парового предшественника расход воды на 1 т зерна возрастал с 460-556 т до 1404-1634 т. Более экономное ее расходование отмечено на фоне применения удобрений. На первой или второй культуре применение гербицида после
© Рендов Н.А., Некрасова Е.В., Мозылева С.И., Лутченков А. А., 2020
