CC BY
67
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11211 УДК: 633.19:631.527
Селекция тритикале на зеленый корм на дону
А. и. ГрАБовЕц, доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент ран, главный научный сотрудник (e-mail: [email protected]) А. в. кроХМАль, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Федеральный Ростовский аграрный научный центр, ул. Институтская, 1, пос. Рассвет, Аксайский р-н, Ростовская обл., 346735, Российская Федерация
Резюме. В статье представлены результаты селекционной работы с кормовыми тритикале в Федеральном Ростовском аграрном научном центре за 2012-2018гг. Объем исследований ежегодно - 5.6 тысяч генотипов. В контрольном питомнике изучали до 300 константных линий (2.3 повторения), в конкурсных испытаниях - по 20.25 сортов в каждом(в трехкратной повторности). Селекционный питомник закладывали необмолоченными колосьями специальной сажалкой (10 тыс. образцов). Наряду с традиционными отборами из гетерогенных образцов коллекции ВИРа и других источников, отдаленных в эколого-географическом отношении, в условиях нарастания засух превалирующее значение имело привлечение в скрещивания местного материала с коадаптированными ассоциациями генов. Это позволило методом ступенчатой гибридизации (при давлении лимитирующих факторов и отборов) целенаправленно усиливать выраженность хозяйственно ценных признаков и повышать адаптивность и продуктивность новых генотипов. На этой основе в Федеральном Ростовском аграрном научном центре созданы сорта тритикале кормового направления разныхсроков наступления технологической спелости зеленой массы (Аллегро, Аграф, Торнадо, в последние годы Арго, Стюард и др.) с высокой продуктивностью (70.90 т/га). В Госреестре РФ они допущены для возделывания в разныхзонахстраны. Сорт Стюард передан на Государственное сортоиспытание. В конкурсном сортоиспытании он в среднем за2015-2017гг. по паровому предшественникуобеспечил сбор зеленой массы на уровне 82,9 т/га, превысив сорт Аграф на 5,8 т/га, по предшественникузернобобовые превышение составило 8,6 т/га. Сбор сухого вещества у нового сорта был равен 38,0 т/га и 25,6 т/га соответственно. Ключевые слова: кормовая тритикале, селекция, сорт, зеленая масса, ценность кормовая.
Для цитирования: Грабовец А. И., Крохмаль А. В. Селекция тритикале на зеленый корм на Дону // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 12. С. 40-42. DOI: 10.24411/0235-2451-201811211.
Тритикале используют для заготовки сена, сенажа, зерносенажа, скармливают скоту в виде зеленой массы. Набор кормовых сортов, который предлагает Госреестр селекционных достижений, невелик. В 2018 г. из 81 сортов озимой тритикале, всего 7 кормового назначения [1].
Таким образом, существующий сортимент кормовых сортов трити кале не может полностью удовлетворить запросы производства. Поэтому задача создания новых генотипов, сочетающих высокую продуктивность и кормовую ценность зелёной массы с высокой адаптивностью к факторам внешней среды весьма актуальна.
Цель работы - обобщить методологию селекционной работы с тритикале на зеленый корм в Федеральном Ростовском аграрном научном центре и охарактеризовать новые гибриды, созданные с ее использованием.
Условия, материалы и методы. В 1980-1990 гг. в Федеральном Ростовском аграрном научном центре (бывший ДЗНИИСХ) были разработаны основные параметры сорта озимого тритикале для кормовых целей [2]. Они ежегодно уточняются и модель меняется по годам в унисон с флуктуацией погодных и других факторов среды (табл. 1). Создание сортов Аллегро, Аграф, Торнадо подтвердило их объективность [3].
Основными свойствами нового сорта помимо потенциальной продуктивности 80.. .100 т/га должна быть высокая доля листьев в структуре зеленой массы, повышенное содержание каротина, протеина, больший период использования зелёной массы по времени и др.
В этой публикации приведены результаты исследований по состоянию на 2012-2018 гг.
Селекцию вели методом педигри и балк-методом. Основным направлением создания исходного материала была внутривидовая гибридизация. Привлекали несколько методов. Широко применяемое в селекции пшеницы использование отдаленных в эколого-географическом отношении генотипов [4] при создании кормовых тритикале на Дону мало приемлемо из-за неприспособленности их к засушливым условиям степи, недостаточной надземной массы, зимостойкости и др. Поэтому в регионе использовали в основном местные генотипы с коадаптирован-ными комплексами генов с целью дальнейшего усиления выраженности в новом генотипе нужных признаков. Для ступенчатой гибридизации в качестве промежуточной формы также привлекали инорайонный материал. Каждый год объемы исследований были примерно одинаковыми и их вели по одной схеме. Новое в селекционной технологии - закладка селекционного питомника необмолоченными колосьями (до 10 тыс. генотипов) [5]. Большой объём генотипов позволяет уже в начале селекционного процесса успешно отбирать перспективные линии для дальнейшей работы. В контрольном питомнике изучали до 300 константных линий (2.3-х кратная повторность),
Таблица 1. основные параметры модели сорта озимой тритикале на зеленую массу для условий дона
Райони- Модель-
Показатель рованный ный
сорт сорт
Потенциал урожайности зеле-
ной массы, т/га 65...70 80...100
Урожайность семян, т/га 3,0...6,5 4,0...4,5
Урожайность сухого вещества, т/га 13...14 16...18
Доля в зеленой массе, %:
листьев 18...20 24...28
стеблей 80...82 72...76
Содержание каротина в зеле-
ной массе, мг/кг 60...80 100...120
Содержание в сухом веществе, %:
белка 8...11 11...14
сырого жира 4,0...4,4 4,5...4,9
кальция 0,22 0,22
сахаров 20,8 21,6
БЭВ 45 46...47
сырой клетчатки 35,0 34...34,5
золы 7,3 7,0
Продолжительность вегетаци-
онного периода, дней 246 240...260
Число дней использования зе-
леной массы 10...13 12...15
Устойчивость к полеганию, балл 6 8...9
Высота растений, см 130...150 140...180
Продуктивная кустистость, сте-
блей/ растение 4...4,5 4...4,7
Число зерен в колосе, шт. 50 50...52
Масса 1000 зерен, г 30...37 30...36,6
Температура, которую выдер-
живают растения, °С:
на глубине залегания узла
кущения -17 -20
при майских заморозках -8 -11
в конкурсных испытаниях (КСИ 1-3) - по 20...25 сортов (трехкратная повторность).
Исследования выполняли в четырехпольном севообороте (пар - озимые -зернобобовые - яровые зерновые), селекционные питомники размещали по предшественникам черный пар и зернобобовые. Почва - чернозём южный среднемощный карбонатный. Содержание гумуса в пахотном слое составляет 3,6 %, подвижных форм азота (N-N03 + N-NH4) - 12 мг/кг, Р2О5 - 19 мг/кг, Кр - 320 мг/кг. Величина рН в гумусовом горизонте - 7,0.7,8.
Метеорологические условия в годы исследований (2012-2018 гг.) значительно различались. Наиболее благоприятными для роста и развития кормовой тритикале были 2016 и 2017 гг., 2015 г. оказался самым засушливым, остальные - средними по количеству осадков.
Сравнение новых генотипов во всех селекционных питомниках вели со стандартном Аграф. Урожайность зеленой массы учитывали в фазе бутонизации. Полный зоотехнический анализ зеленого корма выполняли в Ростовской областной агрохимлаборатории по общепринятым методикам. Различия между семьями, линиями и сортами определяли по критерию Фишера, значениям Хи-квадрата при малом массиве данных.
Результаты и обсуждение. Для иллюстрации динамики поиска способов и технологий селекции кормовых форм приведем данные первых этапов селекции. Уже в 1979 г. из неконстантного октоплоидного сортообразца ВИРа к-46043 отобрали гексаплоидную линию, ставшую сортом Донской 1. Аналогичные исследования были выполнены с образцом из ВИРа к-44846 (из Сан-Марино). Новую линию назвали Донской 288. Эти сорта районировали в РСФСР и Украинской ССР (1986 и 1989 гг.). На тот период они имели довольно высокий потенциал продуктивности, использовались в конвейере, созревая в разное время, но были остистыми [6]. При небольшом перестое массы ости часто ранили ротовую полость животных при поедании. Причем этот признак был сцеплен с облиственностью. Проблема была решена благодаря использованию больших объёмов селекционного материала, определенных безостых доноров и трансгрессивной изменчивости признаков [6] .
В новых генотипах облиственность перед колошением достигала 27 % (сорт Арго), а у новой линии 4091/12, выделенной из комбинации (Башкирский / Конвейер // Ст 353/74), была равна 29 %. Хотя количество и масса листьев сильно зависят не только от сорта, но и от погоды, плодородия почвы, продолжительности вегетационного периода в конкретный год [6].
В среднем за 21 год потенциал продуктивности кормовых тритикале удалось увеличить в два раза. Если разделить прибавку за это время (46 т), то за каждый год селекции потенциал лучших ее форм увеличивался на 2,2 т массы. Высота соломины также увеличилась со 140...150 см у сортов Донской 1, Донской 288 до 180...210 см у современных генотипов. Естественно, селекционный процесс был
длительным. Сорт Аллегро выделен через 6 лет селекции после Донского 288 (потенциал продуктивности вырос на 7,3 т /га), сорт Аграф - через 9 лет после Аллегро (10,5 т/га к Аллегро) [3], сорт Арго - через 10 лет после Аграфа (6 т/га к Аграфу). Таким образом, при ступенчатой гибридизации всплески роста продуктивности кормовой тритикале с учетом требований к качеству массы носили скачкообразный характер и происходили в отдельные годы, когда, видимо, формировались определенные комплексы генов с высокой степенью коадаптации к среде.
Процесс создания сорта Торнадо несколько обособлен от изложенной технологии селекции. Он был выделен после отборов в F2, F4, F7 и F9 из популяции Снегиревский / Башкирский. При использовании родителей инорайонной селекции понадобилось 9 лет на коадаптацию аллелей генов к степной среде обитания [3].
Еще одна проблема селекции кормовой тритикале -небольшой генофонд, который медленно пополняется. Мировая коллекция ВИР (2017 г.) в коллекционном питомнике ФРАНЦ представлена только 48 сортообразцами кормового назначения. Такая проблема решается путем ежегодного привлечения зерновых форм, отличающихся огромным разнообразием генотипов. Обычно это 10. 15 комбинаций скрещиваний (3758/14 Торнадо / Валентин 90; 3896/15 №452 / Арго и др.). Сейчас этот процесс находится в начальной стадии (дошел до контрольного питомника). На сегодня в нем у изученных линий (50 шт.) произошло снижение соломины в среднем на 40...50 см, а, следовательно, и урожая зеленой массы. Кроме того, утрачены поздние сроки наступления технологической спелости, над которыми долго работали. В то же время удалось создать новые формы с хорошей облиственностью, питательными качествами массы и др. Таблица 2. Характеристика ряда новых перспективных линий кормового тритикале (КСИ, среднее за 2012-2014 гг.)
Сорт Урожайность, т/га Высота растения, см Доля листьев, % Устойчивость к полеганию, балл
зелёной массы сухого вещества семян
Аграф 78,6 31,6 4,74 187 20 4,6
Арго 80,5 38,6 5,34 178 20 8,0
3905/09 84,0 35,3 4,11 186 20 7,0
4004/12 83,7 34,1 4,32 185 22 4,0
4087/14 83,2 28,9 5,06 175 20 6,0
НСР05 2,8 1,3 0,72 15 1,5 1,5
Выделенные в конкурсных испытаниях в течении 2012-2014 гг. новые сорта достоверно превышали стандарт Аграф по урожайности зеленой массы и сухого вещества (табл. 2). При значительной высоте соломины (до 187 см) большинство из них были устойчивы к полеганию.
По результатам исследований в конкурсных испытаниях в последующие годы (2015-2017 гг.) подтвердилась высокая продуктивность как изучавшихся ранее сортов, так и новых генотипов (табл. 3). Они достоверно превышали стандарт по сбору зелёного корма и сухого вещества. По
Таблица 3. Урожайность зелёной массы, сухого вещества и семян у перспективных форм тритикале (КСИ среднее за 2015-2017 гг.)
Образец Предшественник пар Предшественник зернобобовые
сбор, т/га доля листьев, % урожайность, т/га доля листьев, %
зелёной массы сухого вещества семян зелёной массы сухого вещества семян
Аграф ф.) 77,1 25,3 4,63 22,7 53,3 19,5 3,63 23,0
Торнадо 80,9 31,7 4,5 24,0 48,4 18,4 3,89 24,0
Арго 77,8 28,3 4,68 24,7 54,3 20,7 4,33 25,0
3905/09 83,6 31,8 4,28 26,7 55,5 22,4 3,47 22,0
4046/14 82,9 38,0 4,52 25,0 61,9 25,6 3,63 23,0
НСР05 2,1 1,6 0,18 2.1 1,9 0,7 0,23 2.3
Таблица 4. Кормовая ценность зелёной массы озимой тритикале (2016-2017 гг.)
Показатель Сорт Хи-квадрат
Аграф Торнадо Арго I 3905/09
Содержание в абсолютно сухом веществе, %:
«сырого» протеина 9,8 9,3 10,7 8,7 0,5
«сырой» клетчатки 27,1 27,3 25,3 26,9 1,4
золы 6,7 6,8 6,3 5,9 0,8
Содержание в 1 кг корма:
фосфора, г 3,2 3,5 3,2 3,0 0,3
переваримого протеина, г 58 55 66 50 16
обменная энергия, МДж 8,3 8,3 8,6 8,3 0,25
кормовых единиц, кг 0,60 0,60 0,65 0,60 0,11
Сбор с 1 га:
переваримого протеина, т 4,68 4,28 5,31 4,29 0,9
кормовых единиц, тыс. корм. ед. 48,4 46,7 52,3 51,4 1,1
предшественнику чистый пар наибольшую прибавку урожая зелёной массы обеспечил образец 3905/09 (Торнадо / Конвейер // Ставропольский 357/74), сухого вещества -4046/14 (Торнадо / Ставропольский 23/75), по непаровому предшественнику образец4046/14, который под названием Стюард передан на Государственное испытание.
Самый высокий сбор зелёной массы у всех сортов КСИ отмечали в 2016 г. (в среднем по 65 сортам 103...114 т/ га по пару), наименьший в 2015 г. - 47,8...57,1 т/га. В засушливом 2015 г. доля листьев в структуре зеленой массы была на 6...10 % выше, чем во влажном 2016 г. К сожалению, в среднем по КСИ наметился тренд на ухудшение питательной ценности массы по мере её роста. Однако эта проблема решаема путем использования трансгрессивной изменчивости признаков.
При создании кормовых сортов, наряду с продуктивностью, основополагающее значение имеет питательная ценность корма. Это заключительный этап селекции. По содержанию переваримого протеина, обменной энергии и кормовых единиц в 1 кг корма, а также сбору протеина с 1 га на сегодняшний день лидирует новый сорт Арго. По сбору кормовых единиц выделились генотипы Арго и 3905/09 (табл. 4). Корм из зеленой массы сорта Арго отнесён к 1 категории.
Кроме высокой продуктивности новые сорта не поражаются болезнями и, как следствие, не требуют применения средств защиты, что особенно важно при заготовке экологически безопасных кормов. Морозо-зимостойкость новых сортов (2015-2017 гг.), которая изучается непрерывно в процессе селекции в камере низких температур, составляла при -18 °С на глубине залегания узла кущения 74.86 % , устойчивость к засухе - высокая.
Сорт Арго (лютесценс) успешно прошёл испытания на сортоучастках в разных зонах РФ и внесён в Госреестр селекционных достижений, допущенных в РФ к использованию в производстве на 2018 г. по Центральному, Волго-Вятскому, Центрально-Черноземному, СевероКавказскому и Нижневолжскому регионам.
Выводы. В Федеральном Ростовском аграрном научном центре созданы сорта тритикале кормового направления разных сроков наступления технологической спелости массы (Аллегро, Аграф, Торнадо, Арго и др.), которые сочетают высокую продуктивность (70...90 т/га) с экологической пластичностью. Они предложены для возделывания в разных зонах РФ. При их возделывании отсутствует необходимость в использовании пестицидов, что открывает возможности для заготовки экологически безопасных кормов с высокой питательной ценностью. В государственное испытание передан новый сорт Стюард. В конкурсном сортоиспытании в среднем за 2015-2017 гг. по паровому предшественнику он обеспечил сбор зеленой массы на уровне 82,9 т/га, превысив сорт Аграф на 5,8 т/ га, по предшественнику зернобобовые превосходство составило 8,6 т/га. Сбор сухого вещества у нового сорта был равен 38,0 т/га и 25,6 т/га соответственно.
Литература.
1. Государственный реестр селекционныхдостижений, допущенных к использованию. Сорта растений. М: Министерство сельского хозяйства РФ, 2017. 220 с.
2. Грабовец А. И., Чекунова Н. А. Некоторые итоги селекции кормовьх триткале на Дону// Сб. Тритикале России. РАСХН, ДЗНИИСХ. Ростов-на-Дону: изд-во Юг, 2000. С. 57-60.
3. Глуховец Т. В. Селекция озимого кормового тритикале на Дону// Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 4. С. 27-30.
4. Мережко А. Ф. Проблема доноров в селекции растений. С-Пб: ВИР, 1994. 128 с.
5. Грабовец А. И., Крохмаль А. В., Зверев С. В. Высококаротиноидные тритикале - селекция и использование // Российская сельскохозяйственная наука. 2018. № 4. С. 9-13.
6. Грабовец А. И., Крохмаль А. В. Итоги селекции и роль озимой тритикале при производстве зерна и кормов//Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2009. № 1. С. 7-10.
Triticale Breeding for Green Feed on the Don
A. I. Grabovets, A. V. Krokhmal'
Federal Rostov Agrarian Scientific Center, ul. Institutskaya, 1, pos. Rassvet, Aksaiskii r-n, Rostovskaya obl., 346735, Russian Federation Abstract. The paper presents the results of breeding work with fodder triticale in the Federal Rostov Agrarian Scientific Center for 2012-2018. The volume of the research was 5,000-6,000 genotypes annually. In the control nursery, up to 300 constant lines were studied (2-3 replications), in competitive trials, it was 20-25 varieties in each one (3 replications). The breeding nursery was laid with unthreshed ears by a special seeder (10,000 samples). Along with traditional selections from heterogeneous samples of the VIR collection and other sources that are ecological ly-geographically distant, in the conditions of growing droughts, the involvement of local material with co-adapted gene associations in crossing was of overwhelming importance. This allowed us to purposefully enhance the intensity of economically valuable traits and increase the adaptability and productivity of developed new genotypes using the stepwise hybridization method (under the pressure of limiting factors and selections). On this basis, in the Federal Rostov Agrarian Scientific Center, triticale varieties of fodder directions were developed with different terms of the onset of technological maturity of green mass (Allegro, Agraf, Tornado, in recent years: Argo, Styuard, etc.) in combination with high productivity (70-90 t/ha). They are admitted for cultivation in different zones of the Russian Federation. Styuard variety was transferred on the State variety test. In competitive variety test, the productivity of its green mass was at the level of 82.9 t/ha after fallow on average for 2015-2017. The excess over Agraf variety was 5.8 t/ha. After legumes, the excess was 8.6 t/ha. The harvest of dry matter of the new variety was 38.0 t/ha and 25.6 t/ha, respectively, for these forecrops. Keywords: fodder triticale; breeding; variety; greenmass; fodder value.
Author Details: A. I. Grabovets, D. Sc. (Agr.), corresponding member of the RAS, chief research fellow (e-mail: [email protected]); A. V. Krokhmal', Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow.
For citation: Grabovets A. I., Krokhmal' A. V Triticale Breeding for Green Feed on the Don. DostizheniyanaukiitekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 12. Pp. 40-42 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235- 2451-2018-11211.
