CC BY
20
УДК 633.16:631.527
РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ ЯЧМЕНЯ В ПЕНЗЕНСКОМ НИИСХ
Д. О. Долженко, канд. с.-х. наук; И. И. Кривобочек, канд. с.-х. наук; В. И. Бобаченко, аспирант
ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии, т. (84161) 2-14-25, e-mail: ddolzhenko@rambler. ru
В статье представлены результаты 15-летней селекционной работы по культуре ярового ячменя в лаборатории селекции ячменя Пензенского НИИСХ. Дана характеристика новых зернофуражных сортов ячменя Лунь и Вариант. Показаны дальнейшие перспективы селекции ячменя для условий Среднего Поволжья.
Ключевые слова: ячмень яровой, селекция, зернофуражные сорта, сотрудничество.
Ячмень, благодаря его широкой экологической пластичности, морфологическим и биохимическим особенностям зерна, всегда был одной из важнейших для человечества зерновых культур [1, 2]. В Пензенской области эта культура выращивается в основном на кормовые цели, так как полноценное пивоваренное сырьё получить трудно из-за частых засух, приводящих к накоплению белка в зерне до 15...17 % [3]. Площади, занимаемые ячменём в области, в последние годы колеблются от 94 до 115 тыс. га.
Ячмень не является традиционной культурой для Пензенской области: в начале XIX века посевы его составляли около 0,06 % от всех зерновых культур [4]. Широко возделываться в области ячмень начал с 1940 года; его урожайность поначалу составляла 0,7...1,0 т/га, но уже в конце 1960-х гг. лучшие хозяйства области добивались урожайности в 3,5...4,0 т/га. За истекшие 70 лет произошло шесть сортосмен [5, 6], последняя из них (1986 г.) - районирование сорта Одесский 100 на смену Носовскому 9. На рубеже ХХ-ХХ1 вв. набор районированных сортов постепенно расширялся, составив в 2008 г. 10 сортов. Несмотря на широкий ассортимент, в сельском хозяйстве области до сих пор не было сортов, выведенных в местных условиях и способных наиболее полно использовать изменчивые агроклиматические условия региона для формирования урожая зерна высокого качества. Самым распространённым сортом многие годы остаётся Одесский 100, занимающий 25...30 % сортовых посевов, доли сортов Нутанс 553, Нутанс 642, Харьковский 99 и Аннабель значительно меньше.
Для более эффективного использования культуры ячменя необходимы новые сорта, лишённые недостатков существующих: значительных колебаний урожайности по годам, склонности к полеганию, восприимчивости к грибным заболеваниям, повреждаемости скрытостебельными вредителями, низкорослости в сухие годы и т. д. Для решения этой проблемы в 1993 г. в Пензенском НИИСХ была создана лаборатория селекции ячменя. Первоначально перед коллективом лаборатории была поставлена задача создания пивоваренных сортов [7], но впоследствии основные усилия были сосредоточены на селекции зернофуражных сортов.
На первом этапе работы в лаборатории был изучено более 500 образцов ячменя из мировой коллекции [7, 8]. Сорта, которые наиболее полно отвечали целям селекции и оказались более других адаптированы к местным условиям, вовлекались в парные скрещивания. Наиболее успешно в качестве родительских форм использовались сорта Носовский 9, Прерия, Одесский 100, Харьковский 99 (Украина), Целинный 91 (Казахстан), Нутанс 642 (Самарская обл.), Раушан (Московская обл.).
Другим важным направлением исследований в первое десятилетие работы стала разработка теоретической базы для селекции. Были установлены ведущие признаки зерновой продуктивности ячменя в условиях Среднего Поволжья - густота продуктивного стеблестоя, число зёрен в колосе и масса зерна в колосе; определены эффективные критерии отбора высокопродуктивных генотипов на каждом из этапов селекционного процесса [9]. Совместно
с учёными Самарского НИИСХ им. Н. М. Ту-лайкова разработаны принципы экологической селекции ярового ячменя на продуктивность [9, 10].
Основной метод селекции ячменя, применяемый сегодня в ПензНИИСХ, - внутривидовая парная и ступенчатая гибридизация в сочетании с индивидуальным отбором из поколений Р2-6. За годы работы лаборатории было создано 625 гибридных популяций, выделено и проработано более 70 тысяч селекционных линий. Ежегодно питомники разных этапов селекции насчитывают 2900...12500 образцов, в т. ч. питомник конкурсного сортоиспытания - 25... 54 сорта.
Понимая, что, начиная селекцию с нуля, трудно добиться сколько-нибудь значимых результатов в короткие сроки, было начато сотрудничество с соседними селекционными учреждениями (обмен гибридным и линейным материалом, испытание линий). Особенно тесная совместная работа налажена с Самарским НИИСХ: часть линий, созданных в Самарском и Пензенском НИИСХ, направляется в экологическое испытание, которое проводится в двух географических точках - в степной зоне, п. Безенчук Самарской области, и в лесостепной зоне, п. Лунино Пензенской области. Всего в период с 1998 по 2008 гг. в Пензенском и Самарском НИИСХ совместно изучено 254 линии ярового ячменя, из которых 36 дошли до этапа конкурсного сортоиспытания.
Благодаря различным формам сотрудничества были получены первые практические результаты - сорта Лунь и Вариант.
Сорт Лунь создан при совместном творческом участии НИИСХ ЦРНЗ, Самарского и Пензенского НИИСХ. Исходная
гибридная популяция создана в 1991 г. в НИИСХ ЦРНЗ методом внутривидовой ступенчатой гибридизации в сочетании с методами биотехнологии с участием сортов Первенец, Зазерский 85, Московский 3, Го-нар, Ка1у. В 1995 г. семена гибрида были переданы для проведения отборов в Самарский НИИСХ, где из поколения Р4 выделено растение, давшее начало линии 37/М-7. В 1997 г. семена линии были разделены для экологического испытания в Лунино и Безенчуке. В 2005 г. новый сорт был передан в Государственное сортоиспытание. Доли участия в создании сорта распределены следующим образом: Пензенский НИИСХ - 55 %, Самарский НИИСХ - 35 %, НИИСХ ЦРНЗ - 10 %. Авторы сорта: Дол-женко Д. О., Кривобочек И. И. (ПензНИИСХ); Шевченко С. Н., Занчевский В. В., Желез-никова В. А. (Самарский НИИСХ), Ерошен-ко Л. М., Смолин В. П. (НИИСХ ЦРНЗ).
Разновидность сорта Лунь - те^сит. Колос рыхлый, ости в два раза длиннее колоса, гладкие по всей длине. Колосковая чешуя с остью длиннее зерновки, жилки цветковых чешуй не зазубрены, брюшная бороздка без опушения, основная щетинка длинноволосистая. Зерно эллиптической формы, крупное (масса 1000 зёрен 45...55 г). Высота растений 75...90 см (на уровне сорта Одесский 100). Устойчивость к полеганию выше средней. Слабо поражается сетчатой пятнистостью. Среднеспелый.
Основанием для передачи сорта Лунь в ГСИ стало его преимущество перед стандартами в ПензНИИСХ (прибавка 0,18... 0,58 т/га, в среднем 0,23 т/га) и Самарском НИИСХ (прибавка 0,20 т/га, по годам 0,05...0,45 т/га) (табл. 1).
К достоинствам сорта Лунь относится также повышенное содержание белка в
Таблица 1
Характеристика нового сорта ярового ячменя Лунь на момент передачи в ГСИ (Пензенский НИИСХ, 2002...2004 гг.)
Показатель Лунь Нутанс 553 - Б1 НСР05
тт-тах средние тт-тах средние
Урожайность зерна, т/га: 2002 - 4,51 - 3,93 0,28
2003 - 3,64 - 3,38 0,32
2004 - 1,97 - 2,14 0,42
средняя - 3,38 - 3,15
Число дней до колошения 46...52 49 45...50 48
Высота растений, см 74...86 80 74...76 75
Длина колоса, см 8...9 9 5...8 6
Число зёрен в колосе 16...18 17 15...16 15
Масса 1000 зёрен, г 45,5...49,9 47,1 44,1...48,4 46,3
Натура, г/л 580...665 615 575...600 575
Содержание белка в зерне, % 12,1...12,9 12,5 10,5...11,4 11,5
Устойчивость к полеганию, балл 4...5 4,7 4...5 4,7
зерне, на 1 % по сравнению со стандартом Нутанс 553, что вместе с прибавкой урожая обеспечивает дополнительный сбор белка до 111 кг/га. Содержание лизина в белке составляет 5,13...5,88 мг%. В ПензНИИСХ при выращивании сорта Лунь в короткоро-тационном севообороте (сидеральный пар - озимая пшеница - ячмень) было получено содержание белка в зерне 12,3...16,4 % (в среднем 14,0 %), жира - 2,5...4,2 % (данные И. Н. Зеленина).
В среднем за три года (2006-2008 гг.) по трём сортоучасткам Пензенской области урожайность зерна сорта Лунь (2,14 т/га) была близка к урожайности стандарта (2,05 т/га). Новый сорт достоверно превосходил стандарт по урожайности в четырёх случаях из девяти (на 0,14...0,96 т/га, или 5...65 %), в трёх случаях оказывался достоверно ниже стандарта (на 0,20...0,62 т/га, или 13...39 %), а в двух - не отличался от стандарта. По Лунинскому и Кузнецкому ГСУ средняя урожайность нового сорта существенно превышала урожайность стандарта - 2,27 и 1,31 т/га против 2,08 и 1,18 т/га соответственно.
Оценка крупяных качеств, проведённая Госсорткомиссией, показала, что Лунь по выравненности зерновой массы и выходу крупы не отличается от стандарта Нутанс 553, а по крупности зерна и оценке вкуса каши превосходит его.
С 2009 г. сорт Лунь включён в Госреестр селекционных достижений по Средне-волжскому региону с пометкой «ценный по качеству».
Направления использования сорта Лунь -зернофуражное и крупяное. Рекомендуе-
мая норма высева в лесостепной зоне - 6 млн. всхожих зёрен на гектар, посев в ранние сроки. Сорт защищён патентом РФ (№ 3827 от 28.12.2007).
Многорядный зернофуражный сорт Вариант передан в ГСИ в 2006 г., подана заявка на патент (№ 45982/9359393 с датой приоритета 21.11.2006). Авторы сорта: Д. О. Долженко, И. И. Кривобочек (ПензНИИСХ), Железникова В. А., Шевченко С. Н. (Самарский НИИСХ), Н. И. Аниськов (Сиб-НИИСХоз).
Родоначальное растение выделено в ПензНИИСХ в 1995 г. из гибридной популяции Р3 Омский 85/Оренбургский 16, предоставленной омским селекционером Н. И. Аниськовым. С 1999 г. сорт испы-тывался в Пензенском и Самарском НИИСХ.
Разновидность сорта - ра!Шыт, колос цилиндрический, рыхлый, жёлтый, длиной 6...9 см; ости жёлтые, больше длины колоса, грубые, зазубренные. Колосковая чешуя узкая, длина с остью равна длине зерновки. Переход цветочной чешуи в ость постепенный. Зерновка продолговатая, основная щетинка длинноволосистая. Формирует 27...45 зёрен в колосе (у дву-рядного стандарта - 16...18), что создаёт основу высокой потенциальной продуктивности. Имеет сравнительно крупное для многорядных ячменей зерно (масса 1000 зёрен 41...46 г).
Сорт среднеспелый, выколашивается на 2...4 суток позже сорта Нутанс 553. Высота растений средняя - выше средней (до 100 см). Устойчивость к полеганию средняя. Средневосприимчив к твёрдой голов-
Таблица2
Характеристика многорядного ячменя сорта Вариант на момент передачи в ГСИ (Пензенский НИИСХ, 2002...2006 гг.)
Показатель Вариант Нутанс 553 - St НСР05
min-max средние min-max средние
Урожайность зерна, т/га: 2002 - 4,17 - 3,93 0,28
2003 - 3,82 - 3,38 0,32
2004 - 2,03 - 2,14 0,42
2005 - 3,31 - 2,56 0,36
2006 - 3,14 - 3,40 0,38
средняя - 3,29 - 3,08
Выход зерна, % 45...54 50,0 43...52 46,7
Вегетационный период, сут. 82...93 87 78...89 83
Высота растений, см 80...100 90 72...83 78
Продуктивная кустистость 1,1...1,4 1,2 1,3...2,7 2,0
Число зёрен в колосе 27...45 38 16...18 17
Масса 1000 зёрен, г 41,0...45,5 43,1 45,3...48,4 47,7
Содержание белка в зерне, % 11,6...13,5 12,4 11,4...14,8 12,8
Устойчивость к полеганию, балл 3,9...5,0 4,5 4,4...5,0 4,7
Поражение сетчатой пятн., % 2...5 - 8...15 -
не, слабо поражается сетчатой пятнистостью (ежегодно не более 5 %), но есть данные о сильном поражении его в 2000 г. в Безенчуке тёмно-бурой пятнистостью.
Урожайность сорта Вариант в КСИ ПензНИИСХ за годы испытаний была близка к двурядному стандарту - в среднем 3,29 т/га против 3,08 т/га у Нутанс 553, причём в 2003 и 2005 гг. новый сорт превзошёл стандарт на статистически достоверную величину (табл. 2).
За время испытания в лаборатории селекции ячменя отдела селекции Самарского НИИСХ новый сорт также формировал урожай зерна на уровне двурядного стандарта - 1,89 до 3,85 т/га (отклонения от -3,5 до +2,4, в пределах значений НСР05). Кроме того, в условиях засушливого Заволжья новый сорт стабильно проявляет высокий уровень засухоустойчивости по сравнению с другими многорядными сортами, испытывающимися на ГСИ.
В последние годы в питомнике КСИ ис-пытываются два двурядных сорта, которые в течение ряда лет формируют стабильно высокий урожай зерна: 2,54...4,22 т/га, ежегодно достоверно превосходя стандарт на 0,18...0,89 т/га. Данные сорта среднеспелые, слабо поражаются листовыми пятни-стостями. Масса 1000 зёрен 43...44 г, содержание белка в зерне 12,5...14,0 %. Стабильность урожая зерна обеспечивается за счёт устойчивости к полеганию и к засухе во время налива зерна. Предполагается передача одного из этих сортов на ГСИ в 2010 г.
Перспективным направлением мы считаем селекцию голозёрного ячменя. За последние 20 лет в ряде зарубежных селекционных программ по ячменю был смещён акцент с традиционных плёнчатых форм на создание голозёрных сортов различных направлений использования - от кормового до пивоваренного [11-13]. Наличие в зерне ячменя бета-глюкана, фитостеролов и ряда других соединений возродило интерес к ячменю как к сырью для производства диетических продуктов питания [14]. Предпринятые селекционерами усилия успешно реализованы сегодня в десятках коммерческих сортов голозёрного ячменя [11, 12, 15, 16]. Российские селекционеры в этом направлении намного отстали от зарубежных коллег, и лишь в 2004...2008 гг. в Госреестр селекционных достижений РФ внесены три сорта голозёрного ячменя сибирской селекции [17].
Поисковая работа по селекции голозёрного ячменя ведётся в ПензНИИСХ уже 10 лет. В результате изучен исходный материал мировой коллекции, созданы пер-
спективные линии. Урожайность зерна лучших голозерных линий КСИ составила 2,27 - 2,55 т/га, или 98 - 110 % к урожаю стандарта Нутанс 553. Однако в год с засухой в период налива зерна их урожайность была существенно ниже: 1,57...2,29 т/га, или 62...89 % от урожая плёнчатого стандарта. Такая нестабильность урожаев является отрицательной стороной голозёрных форм. Голозёрные линии сравнительно позднеспелы (колошение на 4...5 суток, а дата восковой спелости на 3...5 суток позже стандарта), поражаются твёрдой головнёй, склонны к полеганию. Масса 1000 зёрен относительно низкая (31,4...37,6 г), но натура зерна высокая (до 700 г/л). Из-за целого ряда недостатков голозёрные линии КСИ рассматриваются лишь как этапный материал для дальнейшей работы.
За 15 лет селекционной работы с культурой ярового ячменя в Пензенском НИИСХ создан обширный селекционный материал. Включён в Госреестр селекционных достижений РФ сорт Лунь зернофуражного назначения, сорт Вариант проходит государственное испытание. Основная задача предстоящего периода работы -проработка накопленного в предшествующие годы материала, оценка и отбор перспективных форм, размножение новых сортов для передачи в ГСИ. Первоочередной задачей следует считать дальнейшее развитие сотрудничества с селекционерами Поволжья и сопредельных регионов с перспективой создания совместной программы экологической селекции, что позволит создавать сорта ячменя с широкой адаптацией.
Литература
1. Бахтеев, Ф. Х. Ячмень / Ф. Х. Бахте-ев. - М.-Л., 1955. - 188 с.
2. Глуховцев, В. В. Яровой ячмень в Среднем Поволжье (селекция, агротехника, сорта) / В. В. Глуховцев. - Самара, 2001. -151 с.
3. Кривобочек, И. И. Рекомендации по выращиванию пивоваренного ячменя в Пензенской области / И. И. Кривобочек, А. П. Макаров. - Пенза, 2001. - 24 с.
4. 1909 годъ въ сельскохозяйственном отношенш. - Выпуск V. - С.-Петербургъ, 1910. - ^+335 с.
5. Канайкин, В. Р. Изменчивость хозяйственных и биологических признаков ячменя в процессе сортосмены в условиях Среднего Поволжья: дис. ... канд. с.-х. наук: 534 / В. Р. Канайкин. - М., 1972. - 17 с.
6. Чирков, А. И. Пути совершенствования семеноводства зерновых культур в колхо-
зах и совхозах области / А. И. Чирков. -Пенза, 1988. - 31 с.
7. Кривобочек, И. И. Проблемы селекции пивоваренного ячменя в Пензенской области / И. И. Кривобочек, Г. В. Шабурова // Вопросы интенсификации с.-х. производства в исследованиях ПензНИИСХ. - Пенза, 1999. - С.165-171.
8. Рындин, С. Н. Оценка исходного материала в селекции ячменя и влияние приёмов выращивания на урожай и качество зерна в лесостепи Среднего Поволжья: дис. ... канд. с.-х. наук: 06.01.05 / Рындин Сергей Николаевич. - Пенза, 2002.
9. Долженко, Д. О. Совершенствование селекционного процесса ярового ячменя на продуктивность в Среднем Поволжье: дис. ... канд. с.-х. наук: 06.01.05 / Долженко Дмитрий Олегович. - Пенза, 2004. - 163 с.
10. Шевченко, С. Н. Оптимальная продолжительность экологического сортоиспытания ячменя в Среднем Поволжье / С. Н. Шевченко, И. И. Кривобочек, Д. О. Дол-женко // Сел. и сем-во с.-х. культур: сб. матер. VIII Всероссийской научно-практической конференции - Пенза, 2004. - С. 55-57.
11. Therrien, M. C. Six-row Barley Breeding Program-2000 / Therrien M. C. // Barley Newsletter. - 2000. - V. 44.
12. ICARDA Annual Report 2002. - Intern. Center for Agricultural Research in the Dry Areas, Aleppo, Syria, 2003. - 136 p.
13. Genetic Diversity in Barley (Hordeum vulgare L. ssp. vulgare) Landraces from Uttaranchal Himalaya of India / Manjunatha, T., Bisht, I., Bhat, K., Singh, B. // Gen. Res. and Crop Evolution. - 2007. - Vol. 54, № 1. -P. 55-65.
14. Newman, C. W. Genetic diversity of barley for developing health-promoting foods / C. W. Newman, D. R. Clark, R. K. Newman // Cereals for human health and preventive nutrition. - Brno; Prague, 1998. - P. 133-139.
15. Box, A. Progress of the SA Hulless Barley Improvement Program / Amanda Box // Barley Newsletter. - V.43. - 1999.
16. Vyzkumny ustav potravinarsky Praha: Annual Report 2006. - Praha, 2007. - 92 с.
17. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Сорта растений (Официальное издание). - М., 2009.
