CC BY
7
ИЗВЕСТИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
2020 • № 4 (84)
УДК 633.13
Семенная продуктивность коллекционных образцов ярового овса в аридных условиях Астраханской области
Н.А. Наумова, мл. науч. сотрудник
ФГБНУ «ПАФНЦ РАН»
Цель исследования - изучение сортообразцов ярового овса разного эколого-географического происхождения и выделение образцов с высокой семенной продуктивностью в условиях богарного земледелия Астраханской области для последующего использования в селекционной работе. Полевые исследования проводились в 2017 - 2019 гг. на богарном участке ФГБНУ «ПАФНЦ РАН», предшественником был чистый пар. Объектами исследований служили 17 образцов ярового овса из коллекции ВИР разного эколого-географического происхождения, в том числе 16 интродуцированных сортообразцов. Определены такие важные показатели, характеризующие качество зерна, как уровень изменчивости массы зерна с метёлки и его озернённость, высота растений и продуктивная кустистость, масса 1000 зёрен и урожайность. На основании результатов исследования были выделены образцы с наибольшей семенной продуктивностью: Мирт (Беларусь) - 1,86 т/га, С.1.3326 (США) - 1,92 т/га, Ц^иага (Бразилия) - 2,00 т/га, Ц^огепа (Бразилия) - 2,14 т/га. Эти показатели указывают на то, что данные образцы способны расти, развиваться и давать высокие урожаи в засушливых условиях Астраханской и других областей. В результате они могут быть рекомендованы для использования в селекционных целях с последующим их районированием.
Ключевые слова: яровой овёс, интродуцированные образцы, семенная продуктивность, зерно, метёлка, засушливые условия выращивания.
Изучение вопросов, связанных с биологией формирования и размножения семян, важно для изучения процессов репродукции в природных условиях. Определение семенной продуктивности и степени её реализации позволяет охарактеризовать репродукционные возможности вида, способности его к самовоспроизведению в ценопопуляциях, а при интродукции может служить тестом для оценки степени акклиматизации растений в новых условиях произрастания [1].
Семенная продуктивность зависит от внутренних (в том числе наследственных) и внешних факторов. На неё влияют особенности опыления, оплодотворения, взаимоотношения завязи с вегетативными частями растения, условия внешней среды, агротехника и многое другое. Тем самым можно считать, что семенная продуктивность - один из важнейших показателей адаптации вида в конкретных условиях обитания, так как зависит от целого ряда внешних факторов окружающей среды.
В Астраханской области на светло-каштановых почвах России основными зерновыми культурами являются озимая пшеница, яровой ячмень и яровой овёс. Посевные площади в области на 2017 г. занимают 0,2 тыс. га [2]. Урожай овса во многом зависит от климатических условий данной местности, качества посевного материала и его способности обеспечить дружные жизнеспособные всходы. А значит, для посева необходимо использовать семена, обладающие конститутивной устойчивостью к абиотическим стрессам. Поэтому изучение генофонда ярового овса и его селекционных ценностей для получения высокопродуктивных сортов с высоким качеством зерна является актуальным [3].
Цель исследования - изучение сортообразцов ярового овса разного эколого-географического
происхождения и выделение образцов с высокой семенной продуктивностью в условиях богарного земледелия Астраханской области для последующего использования в селекционной работе.
Материал и методы исследования. Полевые исследования 2017 - 2019 гг. проводились на богарном участке ФГБНУ «ПАФНЦ РАН», предшественник - чистый пар. Объектами исследований служили 17 образцов ярового овса из коллекции ВИР: С.1.3326, С.1.3300 (США); Dookie 10 (Австрия); Ursguara, Urspenca, Ur-storena, Ursbrava, Ursestampa, Ufrgs 106150-3 (Бразилия); Мирт (Беларусь); Ассоль (Краснодарский край); Покров (Свердловская область); Новосибирский 7 (Новосибирская область); Аллюр (Ульяновская область); Виленский (Саха Якутия); Firth (Германия). Стандартом служил районированный в Астраханской области сорт ярового овса Конкур.
Механический состав почвы опытного участка - средний суглинок. Содержание гумуса в слое 0 - 20 см составляет 2 - 3 %. Содержание питательных элементов в почве: легкогидроли-зуемого азота - 24 - 45 мг/кг, подвижного фосфора - 41 - 70 мг/кг, рН 7,0. Опыты закладывались по общепринятой для данной зоны агротехнике. Повторность опыта трёхкратная, учётная площадь делянки каждого сортообразца равна 1 м2, учётная площадь под опытом - 51 м2, разделительные полосы между делянками - 0,3 м. Образцы высевались вручную с нормой высева 350 шт/м2 и глубиной заделки семян 4 - 5 см.
Закладка полевого опыта проводилась в соответствии с методическими указаниями Б.А. Доспехова «Методика полевого опыта» (1985) [4, 5].
Метеорологические наблюдения проводились по данным Черноярской метеостанции [6].
Влажность почвы определяли по ГОСТу 28268 - 89 [7].
Фенологию и высоту растений определяли по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989 г.) [8, 9].
Уборку и учёт урожая проводили по методике Госсортсети (1989) [10].
Результаты исследования. Метеорологические условия исследуемых лет характеризовались как удовлетворительные для роста и развития ярового овса.
Посев проводили в 2017 г. 20 марта, в 2018 г. -10 апреля, в 2019 г. - 26 марта. Когда температура воздуха составляла в среднем +5,9 °С и +13,1 °С, почва на глубине 5 - 10 см прогрелась на +5,1 °С и +4,6 °С, а её влажность на глубине 0 - 10 см составляла 16,9 % влаги. Период посева - всходов составлял 6 - 8 - 13 дней по годам соответственно. Анализируя количество выпавших осадков за период исследования (2017 - 2019 гг.), можно отметить их неравномерное распределение по фазам роста и развития ярового овса. Дожди зачастую были кратковременными и носили ливневый характер (табл. 1).
Основным показателем степени благоприятности сложившихся климатических условий в 2017 - 2019 гг. являлся гидрометрический коэффициент (ГТК). Согласно этому показателю (0,7) период вегетации ярового овса в 2017 г. характеризовался как недостаточно влажный; в 2018 г. (0,3) - острозасушливый; в 2019 г. (0,4) -умеренно сухой (табл. 1) [11].
По анализу метеорологических данных за 2017 - 2019 гг. определено их влияние на основные фазы развития ярового овса. Из 16 изучаемых образцов были выделены 5 как высокопродуктивные, а значит, наиболее устойчивые к абиотическим стрессам условий Астраханской области [10].
Определена продолжительность вегетационного периода изучаемых сортообразцов и выявлено, что сформировался более высокий урожай у тех образцов, которые имели наиболее короткий период вегетации (70 дн.). Они успели
использовать запас весенней почвенной влаги в фазу колошения - созревания, а повышенная температура воздуха в этот период (29,6 - 39,6 °С в среднем по годам) ускорила созревание зерна. Это образцы: С.1.3326, С.1.3300 (США); Dookie 10 (Австрия); Ursguara, Urspenca, Urstorena, Urs-brava, Ursestampa, Ufrgs 106150 - 3 (Бразилия); Мирт (Беларусь). Отмечено, что запаздывание с развитием растений на 7 - 18 дн. снизило урожай овса на 20 - 60 %.
Самый продолжительный вегетационный период был у некоторых образцов овса и составил 90 дн.: Ассоль (Краснодарский край), Покров (Свердловская область), Новосибирский 7 (Новосибирская область), Аллюр (Ульяновская область), Виленский (Саха Якутия), Firth (Германия). В результате сокращения вышеуказанного периода более чем в полтора раза увеличился период всходов - колошения.
Были выделены высокорослые образцы ярового овса: стандартный сорт Конкур - 48 см; Urstorena, Ursbrava (Бразилия) - 61 и 59 см соответственно; Dookie 10 (Австралия) - 57 см. Низкорослым в нашем опыте оказался образец Покров (Свердловская область) - 36 см. У остальных образцов этот показатель варьировал от 55 до 46 см.
У образцов ярового овса было отмечено широкое варьирование количества продуктивных стеблей - от 48 шт/м2 у сорта Firth (Германия) до 263 шт/м2 у сорта Urstorena (Бразилия). Достаточно большое количество продуктивных стеблей - 226 шт/м2 и 194 шт/м2 имели сорта UrsGuara и Urspenca (Бразилия) соответственно. Продуктивный стеблестой у стандартного сорта составил 43 шт/м2 (табл. 2).
Длина метёлки у сортообразцов ярового овса в опыте варьировала от 9 до 18 см. Известно, что процесс формирования метёлки у овса идёт дольше, чем формирование колоса у пшеницы и ячменя. В то время, когда в верхней части метёлки колоски уже сформированы, в нижней (при благоприятных условиях) всё ещё образуются новые [7]. Наш опыт показывает, что
1. Метеоданные вегетационного периода роста и развития ярового овса, 2017 - 2019 гг.
Показатель Год Среднее за 2017 - 2019 гг.
2017 2018 2019
Среднесуточная температура воздуха, °С 18,6 20,1 17,0 18,6
Отклонение от нормы, °С +0,8 +2,3 +3,2 +2,1
Сумма атмосферных осадков, мм 127,1 66,6 122,8 105,5
Отклонение от нормы, мм +29,1 -31,4 +6,8 +22,4
Относительная влажность воздуха, % 68 46 57 57
Отклонение от нормы, % +14 -8 -2 +8
Испаряемость, мм 482 620 552 551
Отклонение от нормы, мм +32 +170 +102 +101
Сумма активных температур воздуха > 10 °С, °С 1786,3 1954,9 2407,0 2049,4
Гидротермический коэффициент (ГТК) 0,7 0,3 0,4 0,4
лишь один образец отличился интенсивностью развития этого репродуктивного органа и смог сформировать длинную метёлку - это Виленский (Россия, Саха Якутия) - 18 см.
По максимальному количеству зёрен в метёлке выделись образцы С.1.3300 (США) - 33 шт. и Мирт (Беларусь) - 32 шт. Минимальное количество зёрен в метёлке отмечено у образцов Новосибирский 7 (Россия, Новосибирская обл.) - 16 шт., Покров (Россия, Свердловская область) - 17 шт., Конкур-стандарт - 14 шт.
Масса зерна складывалась из озернённости колосков в метёлке и крупности зерна. Наибольший показатель по образцам составили сорта Мирт (Беларусь) - 0,78 г, Ц^иага (Бразилия) - 0,83 г, С.1.3326 (США) - 0,63 г, Ц^огепа (Бразилия) -0,72 г. К группе сортообразцов с наименьшей массой зерна с метёлки были отнесены Ассоль (Россия, Краснодарский край) - 0,20 г и Аллюр (Россия, Ульяновская обл.) - 24 г. У остальных образцов этот показатель варьировал от 0,33 до 0,67 г.
Масса 1000 зёрен коллекционных образцов ярового овса варьировала от 11,19 до 42,62 г. Максимальным этот показатель был у бразильских образцов и^огепа - 42,62 г и Ц^иага -40,61 г, а также у стандарта Конкур - 26,38 г. Низкая масса 1000 зерен наблюдалась у образцов Ассоль (Краснодарский край) и Аллюр (Ульяновская область) - 11,19 г и 12,57 г соответственно.
Урожайность сельскохозяйственных культур является основным фактором, который определяет объём производства продукции растениеводства. Поэтому данному показателю уделяется
большое внимание. Как выяснили по результатам проведённого исследования, величина семенной продуктивности образцов ярового овса зависит от биологических особенностей сорта и факторов внешней среды (табл. 3).
Анализ данных показал, что наиболее урожайными по сравнению с контролем стали образцы ЦгеШгепа (Бразилия) - 2,14 т/га, Ц^иага (Бразилия) - 2,00 т/га, С.1.3326 (США) - 1,92 т/га, Мирт (Беларусь) - 1,86 т/га. сорт Конкур (стандарт) показал урожайность 0,67 т/га. Урожайность остальных образцов варьировала от 0,10 т/га у сорта Покров (Россия, Свердловская область) до 0,39 т/га С.1.3300 (США) при НСР05 = 0,04 т/га (табл. 3).
Корреляционный анализ по определению зависимости урожайности зерна ярового овса от элементов продуктивности растений и метёлки данной культуры показал, что масса зерна с колоса имеет связь с количеством зёрен в колосе г = 0,78, а масса 1000 зёрен - с массой зерна с колоса г = 0,75.
Анализируя данные корреляционного анализа ярового овса, можно сделать вывод, что на урожайность данной культуры в большей степени повлияло количество продуктивных стеблей г = 0,83, масса зерна с метёлки г = 0,78 и масса 1000 зёрен г = 0,61. В меньшей степени на урожайность влияло количество зёрен с метёлки г = 0,55, что говорит об устойчивых биологических особенностях образцов ярового овса к условиям Астраханской области.
Выводы. На основании проведённого в 2017 - 2019 гг. исследования по изучению 16
2. Структурный анализ сортообразцов ярового овса ФГБНУ «ПАФНЦ РАН»,
в среднем за 2017 - 2019 гг.
Название Происхождение Высота, см Количество продуктивных стеблей, шт/м2 Метёлка Масса 100 зёрен, г
длина, см количество зёрен, шт. масса зерна, г
Конкур - st Россия, Ульяновская область 48 43 10 14 0,34 26,38
Ассоль Россия, Краснодарский край 52 130 10 20 0,20 11,19
Firth Германия 49 48 10 24 0,33 15,43
Новосибирский 7 Россия, Новосибирская область 47 85 10 16 0,29 18,37
Покров Россия, Свердловская область 36 59 10 17 0,28 17,20
Аллюр Россия, Ульяновская область 53 51 9 20 0,24 12,57
С.1.3326 США 52 221 12 30 0,63 27,38
С.1.3300 США 48 71 13 33 0,56 25,98
Dookie 10 Австрия 57 51 11 20 0,47 31,36
Ursguara Бразилия 50 226 11 30 0,83 40,61
Urspenca Бразилия 46 194 10 23 0,67 38,20
Urstorena Бразилия 61 263 13 25 0,72 42,62
Ursbrava Бразилия 59 118 13 30 0,51 36,45
Ursestampa Бразилия 48 83 11 23 0,49 27,83
Ufrgs 106150-3 Бразилия 46 185 10 20 0,43 26,19
Виленский Россия, Саха Якутия 55 57 18 25 0,37 20,68
Мирт Беларусь 48 199 11 32 0,78 35,62
3. Урожайность образцов ярового овса коллекции ВИР, 2017 - 2019 год, т/га
Название Происхождение Урожайность по годам +/- к стандарту
2017 2018 2019 сред. т/га %
Конкур - st Россия, Ульяновская область 0,93 0,20 0,90 0,67 - -
Ассоль Россия, Краснодарский край 0,21 0,16 0,23 0,20 -0,47 -29,8
Firth Германия 0,20 0,12 0,17 0,16 -0,51 -23,8
Новосибирский 7 Россия, Новосибирская область 0,29 0,08 0,18 0,18 -0,49 -26,8
Покров Россия, Свердловская обл. 0,16 0,05 0,11 0,10 -0,57 -14,9
Аллюр Россия, Ульяновская область 0,14 0,09 0,12 0,11 -0,56 -16,4
С.1.3326 США 2,26 1,59 1,93 1,92 +1,25 +286,5
С.1.3300 США 0,50 0,31 0,38 0,39 -0,28 -58,2
Dookie 10 Австрия 0,46 0,28 0,35 0,36 -0,31 -53,7
Ursguara Бразилия 2,15 1,87 1,99 2,00 +1,33 +298,5
Urspenca Бразилия 1,70 1,45 1,67 1,62 +0,95 +241,8
Urstorena Бразилия 2,31 1,69 2,42 2,14 +1,47 +319,4
Ursbrava Бразилия 0,45 0,27 0,39 0,68 +0,01 +10,1
Ursestampa Бразилия 0,47 0,29 0,39 0,70 +0,03 +10,4
Ufrgs 106150-3 Бразилия 0,73 0,56 0,65 0,64 -0,03 -9,6
Виленский Россия, Саха Якутия 0,17 0,08 0,13 0,12 -0,55 -17,9
Мирт Беларусь 1,99 1,73 1,86 1,86 +1,22 +282,0
Средняя урожайность, т/га 0,88 0,63 0,81 0,81
НСР05 0,04 т/га
интродуцированных сортообразцов ярового овса были выделены образцы с наибольшей семенной продуктивностью: Мирт (Беларусь) - 1,86 т/га; С. 1.3326 (США) - 1,92 т/га; Ursguara (Бразилия) -2,00 т/га; Urstorena (Бразилия) - 2,14 т/га. Эти показатели указывают на то, что данные образцы способны расти, развиваться и давать высокие урожаи в засушливых условиях Астраханской области. В результате они могут быть рекомендованы для использования в селекционных целях с последующим их районированием.
Литература
1. Алабушев А.В. Адаптивный потенциал сортов зерновых культур // Зернобобовые и крупяные культуры. 2013. № 2 (6). С. 47.
2. Министерство сельского хозяйства и рыбной промышленности Астраханской области [Электронный ресурс]. URL: https:// msh.astrobl.ru.
3. Генкель П.А. Физиологические устойчивости и селекция растений // Сельскохозяйственная биология. 1966. Т. 1. № 1. С. 86 - 93.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 336 с.
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. Изд. перераб. и доп. М.: Колос, 1979. 416 с.
6. Кельчевская Л.С. Методы обработки наблюдений в агроклиматологии. Л.: Гидрометиоиздат, 1971. 215 с.
7. Денисов П.В. Озернённость колоса (метёлки) как важнейший элемент структуры урожая // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1974. Т. 51. Вып. 2. С. 171 - 188.
8. Методика государственного сортоиспытания с.-х. культур. М.: Колос, 1985. 239 с.
9. ГОСТ 28268 - 89 Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений.
10. Земельные и агроклиматические ресурсы аридных территорий России / В.П. Зволинский, И.С. Зонн, И.А. Трофимов [и др.]. М.: Изд-во ПАИМС, 1998.
11. Баталов Ф.З. Сельскохозяйственная продуктивность климата для яровых зерновых культур. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 111 с.
Наумова Нина Алексеевна, младший научный сотрудник
ФГБНУ «Прикаспийский аграрный федеральный научный центр Российской академии наук» Россия, 416251, Астраханская область, Черноярский р-н, с. Солёное Займище, кв. Северный, 8 E-mail: [email protected]
Seed productivity of collection samples of spring oats in arid conditions of the Astrakhan region
Naumova Nina Alekseevna, Junior Researcher
Caspian Agrarian Federal Scientific Center of the Russian Academy of Sciences 8, Severnyy quarter, Salty Loan S., Chernoyarsk district, Astrakhan region, 416251, Russia E-mail: [email protected]
The aim of the study was to study spring oat variety samples of different ecological and geographical origin and to isolate samples with high seed productivity in the conditions of rainfed farming in the Astrakhan region for subsequent use in breeding work. Field studies were conducted in 2017 - 2019 in the rainfed area, the predecessor was pure steam. The objects of research were 17 samples of spring oats from the VIR collection of different
ecological and geographical origin, including 16 introduced variety samples. Such important indicators characterizing the quality of grain as the level of variability of the mass of grain from the panicle and its greenery, plant height and productive bushiness, weight of 1000 grains and productivity are determined. Based on the results of the study, the samples with the highest seed productivity were identified: Myrtle (Belarus) - 1.86 t/ha, C.1.3326 (USA) - 1.92 t/ha, Ursguara (Brazil) - 2.00 t/ha, Urstorena (Brazil) - 2.14 t/ha. These indicators indicate that these samples are able to grow, develop and produce high yields in the arid conditions of the Astrakhan and other areas. As a result, they can be recommended for use in breeding purposes with their subsequent regionalization.
Key words: spring oats, introduced samples, seed productivity, grain, panicle, arid growing conditions.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-84-4-68-72
-♦-
УДК 631.527:633.358
Сравнительное изучение хозяйственно-биологических признаков у сортов гороха, созданных в Республике Башкортостан за последние 30 лет*
Ф.А. Давлетов1, д-р с.-х. наук; К.П. Гайнуллина1, 2, канд. биол. наук;
Ф.Ф. Магафурова1, канд. с.-х. наук
1 Башкирский НИИСХ УФИЦ РАН
2 Институт биохимии и генетики УФИЦ РАН
Мировой дефицит белка считается одной из главных проблем сельскохозяйственного производства. Ценным источником растительного белка служат зернобобовые культуры. Среди них широкое распространение получил горох. Зерно гороха содержит до 33 % протеина и все незаменимые аминокислоты. Создание новых пластичных высокоурожайных сортов гороха является актуальной задачей селекции на современном этапе. В Республике Башкортостан в результате продолжительной целенаправленной селекционной работы в течение 80 лет урожайность гороха в увеличилась в 2 раза. Проведён анализ изменения морфобиологических и хозяйственно-ценных признаков у гороха под влиянием селекции на высокую семенную продуктивность. Материалом для исследования послужили сорта листочкового морфотипа Чишминский 80, Чишминский 95, Чишминский 229 и усатого морфотипа Памяти Хангильдина, Юлдаш, Памяти Попова. Было установлено, что за последние 30 лет у сортов Чишминский 95 и Чишминский 229 увеличилось число бобов на растении на 5,6 и 16,7 %, число семян с растения - на 11,1 и 13,6 % соответственно. У сортов Юлдаш и Памяти Попова возросло число семян в бобе на 5,6 и 25,0 % соответственно. У сорта Памяти Попова число семян с растения увеличилось на 26,4 %. Лучшие по показателям продуктивности сорта Чишмин-ский 229 и Памяти Попова отличаются также засухоустойчивостью и быстрыми темпами роста. В целом в результате селекции гороха в Башкортостане за последние десятилетия удалось повысить урожайность сортов, их технологичность и адаптивность к условиям среды.
Ключевые слова: горох, сорт, усатый морфотип, число семян с растения, урожайность.
Проблема растительного белка многие годы остаётся одной из основных в аграрной науке. Решение её возможно путём создания новых высокоурожайных, адаптивных к местным условиям сортов высокобелковых культур. Известно, что зернобобовые культуры - ценный источник растительного белка, который используется как на пищевые, так и на кормовые цели.
Горох (Pisum sativum L.) - наиболее распространённая зернобобовая культура в России и Республике Башкортостан. Ценность гороха обусловлена прежде всего высоким содержанием в его семенах белка - в 1,5 - 2,0 раза больше, чем у злаковых культур [1, 2]. В расчёте на 1 кормовую единицу горох содержит 170 г переваримого белка, тогда как кукуруза - 59 г, ячмень - 70 г, овёс - 83 г, пшеница - 100 г при зоотехнической норме 120 г. В зелёной массе
гороха на 1 кормовую единицу приходится 175 г переваримого протеина, т.е. почти в 1,5 раза больше оптимальной нормы [3].
Горох можно использовать не только в основных, но и в промежуточных посевах для получения дополнительных урожаев. Велика роль гороха и в повышении плодородия почвы. Отличаясь повышенной азотфиксацией, новые сорта гороха оставляют после себя в почве до 70 % биологического азота. Корневые и пожнивные остатки, богатые азотом, быстро разлагаются в почве, стимулируют биологическую активность почвенной микрофлоры, способствуя повышению урожайности зерна выращиваемых после него культур [4].
Горох в Республике Башкортостан является традиционной культурой и возделывается с давних времён. В посевах крестьянских хозяйств бывшей Уфимской губернии он появился ещё в
* Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России АААА-А19-119021190011-0.
