CC BY
32
УДК 633.12:631.527
Сравнительное изучение урожайности сортов гречихи различного морфотипа
(LSB) на развитие репродуктивной системы и продуктивность растений гречихи // Доклады РАСХН. 2006. № 3. С. 4-6.
10. Фесенко А.Н., Фесенко И.Н., Логачева М.Д., Пенин А.А. Участие гена TEPAL-LIKE BRACT (TLB) в определении границы между брактеями и околоцветником у Fagopyrum esculentum Moench // Генетика. 2005. Т. 41. № 12. С. 1644-1649.
Technological properties of grain of new buckwheat mutants
A.N. Fesenko, i.N. Fesenko
All-Russia Research Institute of Legumes and Groats Crops, Molodezhnaya str., 10, build. 1, set. Streletskiy, Orel district, Orel region, 302502, Russia
Summary. Further advance in the breeding of buckwheat varieties with determinate growth habit may be associated with the improvement of plant architectonic due to application of new mutants. However, it should be taken into account the impact of the mutant genes not only on productivity but also on the technological quality of grain. The materials for this experiment was obtained by two backcrosses of each mutant form on determinate variety Dikul', as well as by the selection from the variety Dikul' for such characteristics as small leaves, large grains and the increasing number of inflorescences per shoot. Studies of technological qualities of grain were carried out by conventional methods. Mutant alleles lsb (limited secondary branching), blb (blocking branching), sim (serial installation of meristems), as well as homeotic mutations atl and tlb, which reduce grain shattering, have a negative impact on the overall groats output and, especially, output of groats without mechanical defects: it must be taken into account during breeding work. Mutation dfc, causing a reduction of the number of flowers per inflorescence, also suitable for breeding of varieties with reduced hull percentage and high groats output together with maintaining the same thousand-kernel weight. The model populations as result of number of inflorescences per stem, grain and leaves size selection of the variety Dikul' differed from the original variety by increased output of groats. Thus, the breeding of determinant varieties with higher number of inflorescences and reduced leaf size it is possible to get not only the yield addition by increasing of the tolerance to canopy, but also the maintenance of good technological properties of the grain.
Keywords: buckwheat, technological properties of grain, plant breeding, mutation.
Author Details: A.N. Fesenko, Dr.Sc. (Biol.), Head of Laboratory (e-mail: [email protected]), I.N. Fesenko, Dr.Sc.(Biol.),, Leading Researcher.
For Citation: Fesenko A.N., Fesenko I.N. Technological properties of grain of new buckwheat mutants // Zemledelie. 2015. No 3. pp. 43-45 (in Russ.).
В.И. МАЗАЛОВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, зам. директора А.Н. ФЕСЕНКО2, доктор биологических наук, зав. лабораторией 1Шатиловская сельскохозяйственная опытная станция, пос. Шатилово, д. 79, Новодеревеньковский район, Орловская обл., 303623, Россия 2ВНИИ зернобобовых и крупяных культур, ул. Молодежная, д. 10, корп. 1, пос. Стрелецкий, Орловский район, Орловская обл., 302502, Россия Е-mail:[email protected]
В полевых условиях изучена урожайность и отзывчивость на предпосевное внесение минеральных удобрений (NPK45) 19 сортов гречихи: 2 сортов традиционного индетерминантного морфотипа, 5 сортов индетерминантного «краснострелецкого» морфотипа (с физиологической детерминацией роста), 3 сортов индетерминант-ного морфотипа с ограниченным боковым ветвлением и 9детерминантных сортов. За эталон был принят первый селекционный сорт гречихи Богатырь. Образцы новых морфотипов отличались уменьшенной в среднем на 10,6-21,8% высотой растений, по сравнению с сортом-эталоном. При этом они формировали такую же или даже большую биомассу. Самой высокой урожайностью отличались сорта ограниченно ветвящегося и детерминантного морфотипов: прибавка к эталону составила 0,20-0,44 и 0,20-0,60 т/га соответственно. Это связано с увеличением как общей продуктивности растений (урожай биомассы повысился на 12,5-0,8%), так и доли зерна в биомассе. В результате предпосевного внесения минеральных удобрений растения сортов всех изученных морфотипов стали выше в 1,04-1,15 раза, урожай биомассы, по сравнению с сортом-эталоном, вырос в 1,03-1,17 раза. Увеличение доли зерна в урожае биомассы при внесении удобрений отмечено только у ограниченно ветвящихся (в 1,01-1,04 раза) и детерминантных сортов (в 1,06-1,16раза). Наиболее отзывчивыми на внесение минеральных удобрений оказались короткостебельные детерминантные сорта Темп и Диалог: прибавка урожайности составила 14-18%, превышение над эталоном Богатырь - 0,65 и 1,04 т/га соответственно.
Ключевые слова: гречиха, сорта, урожайность, удобрение.
Дляцитирования: Мазалов В.И., Фесенко А.Н. Сравнительное изучение урожайности сортов гречихи различного морфотипа// Земледелие. 2015. № 3. С. 45-47.
Одна из причин невысокой урожайности гречихи - слабая отзывчивость на использование приемов интенсивного земледелия. В частности, при
внесении относительно небольших доз удобрений наблюдается израстание побегов, которое может провоцировать полегание посева и снижение урожая [1]. Проблему ограничения ростовых потенций индетерминант-ных сортов гречихи решали путем создания сортов «краснострелецкого» (с физиологической детерминацией роста) и ограниченно ветвящегося морфотипов [2]. Другим направлением стали детерминантные сорта, у которых развитие апикальных меристем блокируется после формирования 35 соцветий [3]. На сегодняшний день сорта гречихи с ограниченным ростом занимают более 90% площадей сортовых посевов этой культуры в РФ [4].
Задачей нашего опыта стало сравнительное изучение урожайности сортов гречихи разных поколений селекции и различных морфотипов, а также их отзывчивости на внесение принятых в производстве доз минеральных удобрений.
Исследования проводили в 20122013 гг. в севообороте Шатиловской сельскохозяйственной опытной станции (г Орел). Изучали районированные сорта следующих морфотипов:
традиционный индетерминантный -Богатырь, Шатиловская 5 (селекции Шатиловской СХОС);
индетерминантный «красностре-лецкий» - Инзерская, Башкирская красностебельная, Землячка (Башкирский НИИСХ), Батыр, Никольская (Татарский НИИСХ);
индетерминантный ограниченно ветвящийся - Баллада, Есень, Молва (ВНИИ зернобобовых и крупяных культур);
детерминантный - Сумчанка, Де-метра, Дождик, Дикуль, Девятка, Темп (ВНИИ зернобобовых и крупяных культур), Диалог, Дружина (ВНИИ зернобобовых и крупяных культур и Шатиловская СХОС)
детерминантный зеленоцветковый -Дизайн (ВНИИ зернобобовых и крупяных культур).
Исследования проводили по методи- е ке конкурсного сортоиспытания: посев л рядовой, норма высева 3 млн всхожих ед семян/га, площадь делянки 10 м2.
В фазе уборочной спелости с каждой и делянки опыта с пробных площадок об- № щей площадью 2 м2 отбирали растения 3 для определения урожая биомассы и убо- м рочного индекса. Для сравнения реакции 1 сортов навнесение удобрений использо- 5
вали индекс развития (ИР) - соотношение развития признака на удобренном и неудобренном (контроль) фоне.
Учет урожая - поделяночный, сплошной, уборка комбайном Sampo-130. Полученные экспериментальные данные обрабатывали общепринятыми статистическими методами [5].
За эталон принят первый селекционный сорт гречихи Богатырь как лучший представитель традиционного среднерусского морфотипа [1]. Его до сих пор возделывают в нашей стране.
Метеоусловия в годы проведения исследований не способствовали из-растанию: средняя высота растений независимо от сорта была относительно небольшой, что не позволило изучить их устойчивость к полеганию. Тем не менее выявлены существенные различия между сортами разных морфотипов.
Сорта традиционного морфотипа (Богатырь и Шатиловская 5) на неудобренном фоне имели достоверно схожую высоту растений и, как следствие, сформировали практически одинаковый урожай биомассы (табл. 1).
Сорта «краснострелецкого» морфо-типа сформировали наиболее низкорослый ценоз со средней высотой 75,9 см (см. табл. 1). По урожаю биомассы они не отличались от эталона.
Сорта детерминантного морфотипа условно можно разделить на две группы: созданные в 70-90-е годы прошлого века (Сумчанка, Деметра, Дождик и более новый Девятка), отличающиеся относительно высоким ростом, и «второго поколения», выведенные с использованием отбора на более компактный «ксе-роморфный» габитус (Дикуль, Диалог Дружина и скороспелый сорт Темп) [6].
Все детерминантные сорта, кроме Девятки, отличались достоверно меньшей высотой растений, чем у сорта Богатырь. При этом образцы «второго поколения» характеризовались более коротким стеблем (в среднем на 5,5 см), чем сорта «первого поколения». Все детерминантные образцы, за исключением скороспелого сорта Темп, сформировали повышенный урожай биомассы, что можно объяснить улучшенным развитием ветвей.
1. Влияние удобрений на биомассу сортов гречихи различного морфотипа (среднее за 2012-2013 гг.)
Сорт Высота растений , см Урожай биомассы, т/га
контроль NPK45 45 ИР контроль NPK.5 45 ИР
Богатырь (эталон) 97 101 1,04 4,8 4,9 1,01
Шатиловская 5 100 104 1,04 4,8 5,1 1,06
Среднее для сортов
традиционного морфотипа 98,5 102,5 1,04 4,8 5,0 1,03
Баллада 83* 88* 1,07 4,7 5,1 1,07
Молва 91 94 1,04 5,9* 6,0* 1,01
Есень 86* 96 1,12 5,5* 5,8* 1,05
Среднее для ограниченно
ветвящихся сортов 86,7 92,9 1,07 5,4 5,6 1,05
Инзерская 68* 85* 1,26 4,6 5,5 1,20
Башкирская красностебельная 77* 81* 1,06 4,6 5,4 1,18
Землячка 74* 95 1,28 4,7 5,2 1,11
Батыр 83* 92 1,11 4,7 6,3* 1,35
Никольская 78* 83* 1,07 5,4 5,5 1,02
Среднее для сортов «красно-
стрелецкого» морфотипа 75,9 87,3 1,15 4,8 5,6 1,17
Сумчанка 79* 90 1,14 5,7* 5,9* 1,03
Деметра 83* 91 1,10 6,3* 6,6* 1,06
Дождик 83* 91 1,10 5,0 6,0* 1,20
Девятка 88 94 1,07 6,0* 6,6* 1,10
Среднее для детерминантных
сортов первого поколения 83,2 91,6 1,10 5,8 6,3 1,10
Дикуль 80* 82* 1,05 5,6* 6,5* 1,16
Диалог 76* 80* 1,03 5,6* 6,0* 1,08
Темп 75* 77* 1,03 4,6 5,1 1,10
Дружина 82* 88* 1,07 6,2* 6,4* 1,03
Среднее для детерминантных
сортов второго поколения 78,3 81,8 1,04 5,5 6,0 1,09
Дизайн 86* 90 1,05 6,2* 7,1* 1,15
НСР05 10,5 11,2 - 0,65 0,87 -
* Отличие от сорта-эталона статистически достоверно (Р<0,05).
■л о
СЧ О
Ф ^
Ф
4
ф
^
5
Ф
СО
Сорта ограниченно ветвящегося морфотипа Баллада и Есень отличались от эталона достоверно меньшей высотой. Полученные результаты свидетельствуют о том, что отбор растений с редуцированной зоной ветвления ветвей первого порядка снижает автоконкуренцию в ценозе. При этом ограниченно ветвящиеся сорта выделялись повышенной биологической продуктивностью.
Зеленоцветковый сорт Дизайн по высоте растений и урожаю биомассы был близок к детерминантным сортам «первого поколения». Он реагировал на внесение удобрений усилением роста и на удобренном фоне сформировал наибольший в опыте урожай биомассы, что привело к полеганию посева и ухудшению налива зерна.
Внесение удобрений способствовало росту всех изученных сортов. В наи-
меньшей степени на улучшение питания отреагировали сорта традиционного морфотипа: высота растений и урожай биомассы у них увеличились практически в одной и той же степени (ИР = 1,03-1,04). Несколько лучше отзывались образцы ограниченно ветвящегося морфотипа (средний ИР = 1,05-1,07).
Наибольший эффект от внесения удобрений проявился на сортах «краснострелецкого» морфотипа (см. табл.
1). Интенсивность их роста не всегда сопровождалась адекватным повышением урожая биомассы и наоборот. Так, наибольшее удлинение побегов при внесении удобрений наблюдалось у сорта Землячка (ИР = 1,28), однако урожай биомассы увеличился в значительно меньшей степени (ИР = 1,11). В то же время сорт Батыр не отличался усиленным ростом, а прибавка биологического урожая была наивысшей (ИР = 1,35).
Реакция на внесение удобрений детерминантных сортов «первого» и «второго» поколения была в целом близкой, хотя у вторых прослеживается тенденция к меньшему израстанию на повышенном агрофоне. Особенно это характерно для сортов Диалог и Темп.
Условия проведения опытов не способствовали формированию высоких урожаев. Тем не менее, выявлены достоверные различия в продуктивности сортов различных морфотипов. На неудобренном фоне наименьшей урожайностью отличались образцы «крас-нострелецкого» морфотипа: только сорт Батыр недостоверно превысил эталон по величине этого показателя (табл.
2). Следует отметить, что эти сорта не имеют адаптивных преимуществ в условиях Центрально-Черноземного региона перед сортами других морфотипов, в том числе традиционного, что подтверждают и результаты нашего исследования.
Сорта ограниченно ветвящегося морфотипа оказались 1,15-1,32 раза более продуктивными, чем Богатырь, а сорта детерминантного морфотипа, как «первого», так и «второго» поколения селекции, превзошли по урожайности эталон в среднем в 1,3 раза (см. табл. 2).
Рост урожайности современных сортов гречихи в значительной мере связан с изменением распределения ассимилятов в растении: для большинства из них характерно увеличение доли зерна в урожае биомассы (Кхоз), по сравнению с эталоном (см. табл. 2). Детерминантные сорта «первого» поколения достоверно не отличались от Богатыря. Однако более коротко-стебельные детерминантные образцы «второго» поколения превосходили его, причем в трех случаях достоверно.
Внесение минеральных удобрений по-разному сказалось на ходе продукционного процесса изученных сортов. У представителей традиционного и «краснострелецкого» морфотипов усилились
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований/ М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
6. Детерминантные сорта гречихи нового поколения / А.Н. Фесенко, Г.Е. Мар-тыненко, Н.В. Фесенко, В.И. Мазалов // Земледелие. 2012. № 5. С. 38-39.
2. Влияние удобрений на урожайность сортов гречихи различного морфотипа (среднее за 2012-2013 гг.)
К , % хоз' Урожайность зерна, т/га
контроль NPK 45 ИР контроль NPK 45 ИР
Богатырь (эталон) 26,1 25,6 0,98 1,41 1,34 0,95
Шатиловская 5 26,3 25,4 0,97 1,54 1,64 1,06
Среднее для сортов тра-
диционного морфотипа 26,2 25,5 0,97 1,47 1,49 1,01
Баллада 28,6* 28,9* 1,01 1,77* 1,69 0,95
Молва 26,8 28,0* 1,04 1,85* 1,89* 1,02
Есень 29,0* 29,9* 1,03 1,61 1,84* 1,14
Среднее для ограничен-
но ветвящихся сортов 28,1 29,0 1,03 1,75 1,81 1,04
Инзерская 28,0 23,7 0,85 1,38 1,48 1,07
Башкирская красносте-
бельная 25,8 23,1 0,89 1,11 1,19 1,07
Землячка 28,6* 27,8 0,97 1,32 1,42 1,08
Батыр 31,8* 31,0* 0,98 1,56 1,52 0,98
Никольская 24,7 24,3 0,98 1,35 1,43 1,06
Среднее для сортов
«краснострелецкого»
морфотипа 27,8 26,0 0,93 1,35 1,41 1,05
Сумчанка 25,5 25,0 0,98 1,61 1,76* 1,09
Деметра 26,6 24,9 0,93 1,82* 1,86* 1,03
Дождик 27,6 27,7 1,00 1,97* 2,03* 1,03
Девятка 25,4 23,1 0,91 1,95* 1,96* 1,01
Среднее для детерми-
нантных сортов первого
поколения 26,3 25,2 0,96 1,84 1,90 1,04
Дикуль 28,0 27,6 0,98 1,87* 2,01* 1,08
Диалог 29,7* 34,5* 1,16 2,01* 2,38* 1,18
Темп 31,1* 34,8* 1,12 1,74* 1,99* 1,14
Дружина 28,4 30,2* 1,06 1,83* 1,97* 1,08
Среднее для детерми-
нантных сортов второго
поколения 29,3 31,8 1,08 1,86 2,08 1,12
Дизайн 26,7 25,3 0,94 1,66 1,50 0,90
НСР05 2,45 2,29 - 0,304 0,411 -
* Отличие от сорта-эталона статистически достоверно (Р<0,05).
ростовые процессы и уменьшился отток ассимилятов в семена, что способствовало росту урожая биомассы. Аналогичным образом реагировали на внесение удобрений и детерминантные сорта «первого» поколения.
Детерминантные сорта «второго» поколения Диалог, Дружина и Темп характеризовались улучшенным распределением ассимилятов на высоком агрофоне, что сопровождалось ростом урожая как биомассы, так и зерна (в 1,06-1,16 раза). Следует отметить, что скороспелый сорт Темп, отличаясь высоким уборочным индексом, достоверно превзошел по урожайности не только эталон, но и близкие к нему по продолжительности вегетационного периода сорта «краснострелецкого» морфотипа.
Таким образом, прогресс в селекции гречихи связан, прежде всего, с ограничением ростовых потенций растений. Уменьшение их средней высоты характерно для сортов всех изученных морфотипов и сопровождается, по-видимому, улучшением освещенности. Урожай биомассы большинства сортов повысился, по сравнению с первым селекционным сортом гречихи Богатырь, особенно на удобренном фоне.
Кроме того, у ряда представителей ограниченно ветвящегося и «красно-стрелецкого» морфотипов, а также
детерминантных сортов «второго» поколения отмечено достоверное повышение уборочного индекса. Это свидетельствует об увеличении не только биологической продуктивности, но и оттока ассимилятов на формирование семян.
В среднем ограниченно ветвящиеся сорта превзошли по урожайности сорт Богатырь в 1,24 раза, детерминатные сорта «первого» поколения - в 1,31 раза, детерминантные сорта «второго» поколения - в 1,32 раза. На удобренном фоне превышение было более заметным - в 1,35, 1,42 и 1,56 раза соответственно.
Литература.
1. Фесенко Н.В. Селекция и семеноводство гречихи. М.: Колос, 1983. 191 с.
2. Особенности динамики цветения растений мутантных морфотипов гречихи / А.Н. Фесенко, О.В. Бирюкова, И.Н. Фесенко, О.А. Шипулин, М.А. Фесенко // Вестник ОрелГАУ, 2011. № 3. С. 9-13.
3. Теоретические основы селекции растений. Т.5 Гречиха / Н.В. Фесенко, Н.Н. Фесенко, О.И. Романова, Г.Н. Суворова, Е.С. Алексеева. СПб.: ВИР, 2006. 196 с.
4. Зотиков В.И., Сидоренко В.С., На-умкина Т.С. Инновационные технологии в производстве зернобобовых и крупяных культур: сб. «Новые сорта сельскохозяйственных культур - составная часть инновационных технологий в растениеводстве». Орел: ВНИИЗБК, 2011. С. 21-28.
Comparison studies of productivity of buckwheat varieties of various morphotype
V.i. Mazalov1, A.N. Fesenko2
1Shatilovskaya Agricultural Experimental Station, set. Shatilovo, 79, Novoderevenkovskiy district, Orel region, 303623, Russia 2All-Russia Research Institute of Legumes and Groat Crops, Molodezhnaya str., 10, build. 1, set. Streletskiy, Orel district, Orel region, 302502, Russia
Summary. Productivity and responsiveness pre-seeding fertilizer (NPK45) application for 19 buckwheat varieties were researched by field trial. There were 2 varieties of traditional, indeterminate morphotype, 5 varieties of indeterminate «krasnostreletskiy» morphotype (with physiological growth determination), 3 indeterminate varieties with limited secondary branching and 9 varieties with determinate growth habit. The first buckwheat selection variety Bogatyr' was used as a standard when the varieties comparing. The varieties with the new morphotypes characterized by reduced plant height( 10.6-21.8%, in average) in comparison to standard varieties. At the same time they accumulate the same or even higher biomass. Varieties with limited secondary branching together with varieties with determinate growth habit had the highest yield: exceedance of standard variety was 0.20-0.44 and 0.20-0.60 t/ha respectively. Growth of yield of such varieties was associated with increase of the both an overall plant productivity (biomass yield was up by 12.5-20.8% compared to the standard varieties), and harvest index. Fertilization before sowing led to an increase of plant height of all studied varieties and morphotypes (by 1.041.15 times). Biomass yield also increased by 1.03-1.17 times. Harvest index was increased following fertilization only in varieties with limited secondary branching (by 1.01-1.04 times) and varieties with determinate growth Druzhina, Temp, Dialog (by 1.06-1.16 times). Short-stem determinate varieties Temp and Dialog were the most responsive to the mineral fertilizers: yield increase was 14-18%, and the excesses over the standard variety Bogatyr' were 0.65 and 1.04 t/ha respectively.
Keywords: buckwheat, varieties, produc- 3 tivity, fertilizer. ^
Author Details: V.I. Mazalov, Cand. s Sc.(Agr.), Deputy Director, A.N. Fesen- g ko, D.Sc.(Biol.), Head of Laboratory (e- ® mail:[email protected]).
For citation: Mazalov V.I., Fesenko A.N. ® Comparison studies of productivity of buckwheat varieties of various morphotype. Zemle- 2
delie. 2015. No 3. pp. 45-47(in Russ.). o
■ 5
