CC BY
66
УДК 631.16 А.В. Заушинцена, Е.В. Чернова, М.С. Малашкина
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВУРЯДНЫХ И МНОГОРЯДНЫХ СОРТОВ ГОЛОЗЕРНОГО ЯЧМЕНЯ
В лаборатории кафедры ботаники Кемеровского государственного университета изучены элементы продуктивности, содержание белка и лизина в зерне 8 шестирядных и 18 двурядных образцов голозерного ячменя, выделены сорта, перспективные для использования в гибридизации.
Выявлено, что в селекции на продуктивность и высокое качество зерна можно использовать многорядные сорта: Алар-Эрд-Эне (Монголия), Karan 4 (Индия), Olga (Мексика) и двурядные: 1218-524 (Чехия), Namoi и Morrell (Австралия).
Вид культурного ячменя Hordeum vulgare L. подразделен на два подвида: ячмень многорядный (Н. subspecies vulgare) и ячмень двурядный (Н. subspecies distichon (L.) Koern.). Они включают группы пленчатых и голозерных разновидностей. Среди голозерного ячменя выделена группа многорядного голозерного (convarietas coeleste (L.) A. Trof.) и группа двурядного голозерного ячменя (convarietas nudum (L.) A. Trof.) [1].
В последние два десятилетия ученые Сибири активизировали исследования по селекции голозерного ячменя [2-3]. Они создали такие сорта, как Омский голозерный 1, Оскар, Арчекас (двурядные), Омский голозерный 2 (многорядный). Первые два из них успешно прошли государственное испытание и включены в Государственный реестр селекционных достижений к использованию в производстве по 10-11 регионам.
Основой для создания новых сортов служит мировой генофонд, сосредоточенный во ВНИИР им. Н.И. Вавилова в г. Санкт-Петербурге, который включает все разнообразие видов, разновидностей, сортов, сортообразцов.
Цель наших исследований состоит в том, чтобы дать сравнительную оценку двурядных и многорядных сортов по комплексу признаков.
В задачи исследований входили следующие цели:
- изучить элементы продуктивности у сортов голозерного ячменя;
- рассчитать взаимосвязь элементов продуктивности с урожаем зерна с единицы площади;
- определить содержание белка и лизина в зерне;
- выделить сорта, перспективные для использования в гибридизации.
Условия, материал и методы исследований. Изучение коллекции проведено на опытном поле Кемеровского государственного университета в 2005-2006 гг. в соответствии с Методическими указаниями ВИР по изучению мировой коллекции ячменя и овса [4]. Нами изучено 8 шестирядных и 18 двурядных образцов голозерного ячменя различного эколого-географического происхождения. Статистическая обработка результатов исследования проведена с использованием программы «Статистика 5.0» на ПК.
Погодные условия в годы исследований сильно различались по количеству осадков и температурному режиму. В 2005 г. на протяжении всего вегетационного периода температура была выше среднего многолетнего показателя. Отмечен недостаток влаги в мае и июне, когда выпало 22-79% осадков от многолетней нормы, переизбыток которых зафиксирован в июле-августе (на 27-54%). В 2006 г. наблюдалась стабильно высокая температура с недостатком влаги в мае - июне. В июле - августе, наоборот, зафиксировано превышение нормы осадков (154% к среднему многолетнему показателю). Это сильно отразилось на формировании элементов продуктивности у ячменя.
Результаты исследования и их обсуждение. Для селекционера важно знать, за счет каких элементов структуры формируется стабильно высокая урожайность. Это позволит вести целенаправленную работу по выведению сортов ячменя в конкретных природно-климатических условиях. Особенно это актуально для Сибири с неустойчивой погодой. По сведениям из научной литературы, ведущий вклад в урожайность осуществляет количество продуктивных стеблей на 1 м2 [5]. В нашем эксперименте для двурядных сортов этот показатель варьировал в среднем за 2 года от 103 шт/м2 (Condor, Канада) до 627 шт/м2 (Namoi, Австралия), а у многорядных - от 121 шт/м2 (Korona Zaschego, Польша) до 445 шт/м2 (Алар-Эрд-Эне, Монголия). В условиях 2005 г. преимущество имели многорядные ячмени (на 17,1%), а в 2006 г. - двурядные (на 32,8%). Веро-
ятно, это связано как с происхождением сортов, так и с их реакцией на перепады гидротермического режима Сибири.
Большим резервом в повышении продуктивности растений является озерненность колоса. В группе шестирядных сортов она была от 21 до 42 зерен в колосе. В числе лучших в 2005 г. выделены сорта: CJ 11073 (50 зерен в колосе), Nagiz Podhala (49 зерен), Olga (48 зерен). В 2006 г. подтвердил преимущество лишь сорт Olga (35 зерен в колосе). Из-за повышенных температур и недостатка влаги в почве в период закладки генеративных органов озерненность снизилась в среднем по опыту на 12,0-37,2%.
В группе двурядных сортов количество зерен в колосе варьировало от 13 (Namoi, Австралия) до 24 (S-257, Мексика). В число генетических источников по озерненности колоса можно включить: К-23007, К-30286, К-30036, К-28017.
В практике сельскохозяйственного производства большое значение имеет крупность зерна. В зависимости от того, насколько крупным оно сформируется, настолько легко будет отделить его от сорняков при подработке на машинах. Особенно актуально это для многорядных сортов, так как обычно их семена значительно мельче, чем у двурядных. Косвенным показателем крупности может быть масса 1000 зерен. У шестирядных сортов голозерного ячменя в оба года исследований она оказалась ниже, чем у двурядных на 14,0-14,8% и составила 35,2-38,8 г.
Зерновая продуктивность также была различной и сильно зависела от погодных условий. У двурядных сортов она составила в 2005 г. в среднем по опыту 240 г/м2, а в 2006 г. - 197 г/м2; у многорядных ячменей - 325 г/м2 и 165 г/м2 соответственно. При этом следует отметить, что депрессия признака в первом случае составила 17,8%, а во втором - 49,2%. Вместе с тем в условиях 2005 г. продуктивнее были многорядные сорта голозерного ячменя (на 26,1%), а в 2006 г. - двурядные (на 16,2%). В число лучших генетических источников среди двурядных сортов включены: Омский голозерный 1 (433 г/м2), Namoi (383 г/м2), Morrell (368 г/м2), 1218-524 (297 г/м2). На уровне стандартного сорта Омский голозерный 1 был только сорт Namoi (табл. 1).
Таблица 1
Масса зерна с 1 м2 у голозерных сортов ячменя
№ по каталогу ВИР Сорт Масса зерна, г/м2 Депрессия признака в 2006 г., %
2005 г. 2006 г. Среднее
Двурядные сорта
30919 Омский голозерный 1, Омская обл. (ст-т) 446 420 433 5,7
27456 1218-524, Чехия 450 144 297 68,0
30284 Namoi, Австралия 464 302 383 35,0
30286 Morrell, Австралия 500 236 368 52,8
Многорядные сорта
И-541042 Olga, Мексика 388 176 282 54,6
29415 Алар-Эрд-Ене, Монголия 450 376 413 16,4
28958 Karan 4, Индия 532 240 386 54,9
НСР05 52,3 57,4 51,2
Среди многорядных сортов в практической селекции могут быть использованы сорта Алар-Эрд-Эне с зерновой продуктивностью 413 г/м2 и Karan 4 - 386 г/м2, которые были на уровне стандарта. В целом по изучаемой коллекции меньшей депрессией признака отличались сорт сибирского происхождения Омский голозерный 1 (5,7%) и сорт Алар-Эрд-Эне из Монголии (16,4%). Это в определенной степени характеризует их адаптивные свойства.
Расчет коэффициентов корреляции между элементами продуктивности и общей зерновой продуктивностью у голозерных сортов ячменя показал, что в наиболее благоприятных по гидротермическому режиму условиях 2005 г. основной вклад в урожайность у скороспелых двурядных сортов голозерного ячменя имела масса зерна с 1 растения (r=0,78±0,13), затем - число семян в колосе (r=0,69±0,12) и масса 1000 зерен
(г=0,64±0,11) (табл. 2). У среднеспелых двурядных сортов главное значение имело количество продуктивных стеблей на 1 м2 (г=0,97±0,18), затем масса 1000 зерен (г=0,56±0,07) и масса зерна с 1-го растения (г=0,48±0,03). У многорядных форм голозерного ячменя ведущее значение имеет количество продуктивных стеблей на 1 м2 (г=0,53±0,06).
В условиях 2006 г. в первых двух группах ведущее значение имело количество продуктивных стеблей на 1 м2 (г=0,95-0,97), а у многорядных форм масса 1000 семян (г=0,75±0,13). Это связано с тем, что достаточное увлажнение почвы в третьей декаде мая благоприятно отразилось на кущении двурядных голозерных форм. У многорядных форм высокий показатель массы 1000 семян связан с высоким увлажнением в период их формирования. Второе место по вкладу в урожайность у скороспелых сортов ячменя занимает масса зерна с 1-го растения (г=0,63±0,11), у среднеспелых двурядных сортов - масса 1000 зерен (г=0,87±0,14), а у многорядных форм - количество продуктивных стеблей на 1 м2 (г=0,61 ±0,11).
Таблица 2
Взаимосвязь количественных признаков с урожайностью голозерных сортов ячменя
Корреляционный признак Год Коэффициент корреляции
Скороспелые двурядные Среднеспелые двурядные Многорядные
Количество продуктивных стеблей на 1 м2 2005 0,38±0,03 0,97±0,18 0,53±0,06
2006 0,97±0,18 0,95±0,18 0,61 ±0,07
Число семян в колосе, шт. 2005 0,69±0,12 0,62±0,11 0,26±0,03
2006 0,07±0,01 0,14±0,02 0,59±0,06
Масса зерна с 1-го растения, шт. 2005 0,78±0,13 0,48±0,04 0,14±0,02
2006 0,63±0,11 0,44±0,04 0,58±0,06
Масса 1000 семян, г 2005 0,64±0,11 0,56±0,06 0,3±0,03
2006 0,07±0,01 0,87±0,15 0,75±0,13
В связи с тем, что семена голозерных сортов ячменя предполагается использовать как на фуражные, так и на пищевые цели, очень важное значение придается содержанию белка и незаменимых аминокислот, отвечающих за питательные свойства сырья.
Анализ зерна по содержанию белка в нем показал, что этот показатель в оба года был в пределах 13,2-18,0%. Стандартный сорт Омский голозерный 1 имел устойчивые показатели 13,8-14,6% (табл. 3). Ниже его из числа высокопродуктивных был сорт Алар-Эрд-Эне.
Таблица 3
Содержание белка и лизина в зерне голозерных сортов ячменя
№ по каталогу ВИР Сорт / происхождение Белок в зерне, % Лизин, мг/кг
2005 г. 2006 г. 2005 г. 2006 г.
Дв урядные сорта
30919 Омский голозерный 1, Омская обл. 13,8 14,6 431 471
27456 1218-524, Чехия 16,8 17,9 590 607
30284 Namoi, Австралия 16,0 15,8 502 571
30286 Morrell, Австралия 14,7 14,2 470 482
Многорядные сорта
И-541042 Olga, Мексика 15,9 16,3 556 560
29415 Алар-Эрд-Ене, Монголия 13,4 13,2 440 420
28958 Karan 4, Индия 17,8 17,8 580 607
Все остальные имели существенное преимущество на 2,2-4,0% в 2005 г. и на 1,2-3,3% в 2006 г. Аналогичная закономерность прослеживается по содержанию лизина. У стандарта и Алар-Эрд-Эне оно было в пределах 431-471 мг/100 г зерна, у остальных на 9,3-36,8% выше в 2005 г. и на 2,3-28,9% в 2006 г. Все они могут быть использованы в программах селекции на повышение качества зерна.
Выводы
1. В условиях Сибири двурядные и многорядные сорта ячменя существенно (на 17,8-49,2%) снизили зерновую продуктивность в условиях неустойчивого гидротермического режима.
2. Ведущее значение для формирования зерновой продуктивности у многорядных сортов голозерного ячменя в 2005 г. имело количество продуктивных стеблей на 1 м2 (r=0,61±0,07), в 2006 г. - масса 1000 семян (r=0,75±0,13). У двурядных сортов в оба года исследований важнейшее значение имеет количество продуктивных стеблей на 1 м2 (r=0,73±0,16; r=0,95±0,18).
3. В селекции на продуктивность и высокое качество зерна из числа двурядных сортов: 1218-524 (Чехия), Namoi и Morrell (Австралия); из числа многорядных сортов можно использовать: Алар-Эрд-Эне (Монголия), Karan 4 (Индия), Olga (Мексика).
Литература
1. Кобылянский, В.Д. Культурная флора СССР: моногр. / В.Д. Кобылянский, М.В. Лукьянова. - Л.: Агро-промиздат, 1990. - 420 с.
2. Заушинцена, А.В. Ячмень в Кемеровской области / А.В. Заушинцена, Л.Н. Сазонова // Современные методы организации сельскохозяйственного производства в зоне рискованного земледелия: программа науч.-практ. конф. - Новокузнецк, 1993. - С. 8-10.
3. Сазонова, Л.Н. Изучение коллекции голозерного ячменя в условиях Кемеровской области / Л.Н. Сазонова // Адаптивный подход в земледелии, селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур в Сибири: мат-лы науч. конф. - Новосибирск: СибНИИРС, 1996. - С. 85-87.
4. Методические указания по изучению мировой коллекции ячменя и овса. - Л.: ВИР, 1981. - 30 с.
5. Сурин, Н.А. Селекция ячменя в Сибири: моногр. / Н.А. Сурин, Н.Е. Ляхова. - Новосибирск, 1993. - 292 с.
----------♦'------------
УДК 633.286 А.В. Заушинцена, Ю.В. Борисова
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ОГРАНИЧИВАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ ГОЛОЗЕРНОГО ОВСА
Создание голозерных сортов овса - одно из перспективных направлений селекции в мире. Вместе с тем существует ряд причин, ограничивающих успешную селекцию голозерного овса и широкое внедрение сортов в производство. Некоторыми из причин являются сильное опушение зерновки, выщепление пленчатых зерен, плохая вы-молачиваемость зерна, а также длина зерновки, так как в селекции лучше использовать сорта с одинаковыми по размеру округлыми короткими зернами 8-9 мм. Авторами изучена коллекция голозерного овса из 24 сортообразцов разного экологогеографического происхождения. Не все образцы голозерного овса обладают вышеперечисленными качествами. Только у 15 сортов они проявляются в той или иной степени. У зерновок остальных 9 сортов наблюдаются несоответствия по предъявляемым требованиям. Как правило, это высокий уровень опушенности семени. Кроме того, сильно опушенные зерновки обычно имеют вытянутую форму и длину зерновки 10-11 мм.
Создание голозерных сортов овса - одно из перспективных направлений селекции в мире [6-7]. Это обусловлено развитием современных ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания культуры и переработки сырья на пищевые цели. Ввиду отсутствия пленок на семени можно значительно сократить количество энергии на их переработку для получения муки, крупы и других продуктов. Наряду с этим сорта пленчатых видов овса имеют более высокую зерновую и общую продуктивность, чем сорта голозерных видов [1-2].
