CC BY
63
УДК 631.527 : 633.16.004.12
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ОЗИМОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ЮГА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
© 2015 г. А.С. Ерешко, В.Б. Хронюк, А.А. Сильченко, А.В. Фисько
Озимый ячмень, возделываемый на юге России, занимает здесь ежегодно до 400 тыс. гектаров. Высокая урожайность этой культуры не всегда подтверждается его качеством. Наличие отрицательной корреляции между этими признаками требует постоянного поиска доноров с максимальным их проявлением для включения в гибридизацию.
Исследования показали, что уровень проявления вышеуказанных признаков во многом зависел от погодных условий в годы исследований. Так, урожайность коллекционных образцов сильно варьировала по годам: от 300 до 700 г/м2. Наименьшей она была в 2012 году (на фоне суровой зимы и сухого лета), а наибольшей - в 2013 году, когда условия перезимовки были благоприятными.
В среднем за годы исследований наибольшую урожайность имели сорта из Всероссийского НИИ зерновых культур - Тигр и Жигули; Краснодарского НИИСХ - Гордей, Стратег, Самсон, Кондрат, линии
385-1 и 386-2. Ряд из них: сорта Тигр, Гордей, Самсон и линия 386-2 во все годы исследований формировали довольно крупное зерно (43,9-47,9 г), что очень важно для этой культуры.
Особое внимание при изучении исходного материала было уделено определению таких показателей качества, как содержание белка в зерне и его пленчатость. Наибольшее содержание белка с невысокими показателями пленчатости (9-11%) в среднем за годы исследований отмечалось у сортов и линий селекции КНИИСХ (Бастион, Самсон, Л-385-1), ставропольского сорта Андрюша, образцов из Германии, Болгарии и Чехии (Циндерелла, DAI03468, SG-L 97/04/05 соответственно).
К сожалению, выделить образцы, удачно сочетающие вышеуказанные признаки, не представилось возможным. Даже лидеры по отдельным признакам не всегда отличались достаточной зимостойкостью, устойчивостью к полеганию и болезням. Поэтому объединение в одном генотипе наиболее важных хозяйственно-ценных признаков остается первостепенной задачей в селекции озимого ячменя.
Достижения отечественных селекционеров за последние 20-30 лет убедительно свидетельствуют, что с использованием метода межсортовой гибридизации это вполне возможно.
Ключевые слова: сорт, озимый ячмень, коллекция, урожайность, качество.
Winter barley being cultivated in the south of Russia, takes here a year 400 thousand hectares. High productivity of this culture is not always confirmed by its quality. The presence of a negative correlation between these characteristics requires a constant search of donors with their maximum manifestation to be included in the hybridization.
On average for the years of research the greatest yield had varieties of the Russian Research Institute - the Tigris and Zhiguli; Krasnodar Agricultural Research Institute - Gordo, Strategist, Samson, Kondrat, 385-1 and
386-2 lines. Some of them: Tiger varieties, Gordo, Samson and 386-2 line during all the years of research have formed a fairly large grain (43,9-47,9 g), that is very important for this culture.
Special attention in the raw material study has been paid to the definition of quality indicators such as protein content in grain and its filmy. The highest protein content with low rates of filmy (9-11%) on average for the years of research was noted in the varieties and breeding of KSRIAC lines (Bastion, Samson L-385-1), Stavropol varieties (Andrew), samples from Germany, Bulgaria and the Czech Republic (Tsinderella, DAI03468, SG-L 97/04/05, respectively).
Unfortunately, it was not possible to identify patterns, that successfully combines the above features. Even the leaders of individual signs were not always having sufficient winter hardiness, resistance to lodging and diseases. Therefore, the union of the most important agronomic traits in one genotype remains a priority in the winter barley selection.
Achievements of domestic breeders in the past 20-30 years strongly suggest that using of the intervarietal hybridization method it is quite possible.
Key words: sort, winter barley, collection samples, productivity, biopower assessment.
В условиях Нижнего Дона проведено изучение исходного материала озимого ячмень по урожайности и качеству зерна. Исследования показали, что уровень проявления вышеуказанных признаков во многом зависел от погодных условий в
годы исследований. Установлено, что урожайность коллекционных образцов наименьшей была в 2012 году (на фоне суровой зимы и сухого лета), а наибольшей - в 2013 году, когда условия перезимовки были благоприятными. Также проведена
оценка исходного материала по содержанию белка в зерне и его пленчатости. Выделены наиболее перспективные образцы для использования в программах скрещиваний.
Введение. Ячмень - одна из основных зернофуражных культур России. Возделываясь в яровой и озимой формах, он занимает ежегодно до 10 млн гектаров. Уступая пшенице по зимостойкости, основные посевы озимого ячменя сосредоточены в Южном федеральном округе - 400 тыс. га, из которых свыше 60% приходится на Краснодарский край, 20-25% - на Ставрополье и до 15% на юг Ростовской области. Средняя урожайность в зависимости от условий зоны выращивания сильно варьирует: от 3,2 до 6,0 и более тонн с 1 гектара (А.А. Романенко, 2004; В.М. Шевцов и др., 2010; А С. Ерешко и др., 2014).
Для стабилизации урожаев озимого ячменя необходимо в кратчайший срок создать более пластичные сорта, преодолев отрицательные корреляционные связи между высокой продуктивностью и показателями качества. Поэтому изучению и оценке по вышеуказанным признакам генетически разнообразного
коллекционного материала озимого ячменя в условиях южной зоны Ростовской области и выделению наиболее перспективных сортообразцов для включения в скрещивания в качестве родительских форм придается особое внимание (А.С. Ерешко, 2005).
Результаты и их обсуждение. Анализируя полученные в наших опытах данные, следует отметить, что уровень проявления признаков во многом зависел от погодных условий в годы исследований.
Так, урожайность коллекционных образцов варьировала в широких пределах: от 300 до 700 г/м2 (рисунок 1).
Наименьшей она была в 2012 году, когда изучаемые образцы озимого ячменя после суровых условий зимовки дополнительно подверглись острому дефициту влаги и высоким температурам в период формирования и налива зерна. Средняя урожайность с делянки в этот год составила 398 г/м2, что ниже предыдущего 2011 года (581 г/м2) и последующего 2013 года
(622 г/м2) на 183 г/м2 и 224 г/м2 соответственно. Снижение урожайности в этот год у отдельных сортообразцов, по сравнению с их урожайностью в благоприятном 2013 году, составило 5070%.
При создании новых сортов основным критерием является уровень их урожайности, поэтому в селекционном процессе при изучении исходного материала ее оценке в сочетании с другими признаками уделяется особое внимание (Репко Н.В., 2009; Harlan I.R., 1968; Clarke J., 1981).
В условиях 2011 года максимальную урожайность (601-700 г/м2) сформировали 17 сортов и образцов. В эту группу вошли сорта и линии селекции КНИИСХ (Радикал, Вавилон, Секрет, Романс, Михайло, Павел, Кондрат, Спринтер, 3861, 397-4, 388-2, 385-1, 390-1), ВНИИЗК (Тигр, Жигули), образцы из США (NB 03435, NB 018163), Болгарии (DAI03940), Чехии (SG-L 97/04/05), Германии (Хайлат, Циндерелла).
В 2013 году у 44 сортов и образцов урожайность находилась в пределах 601700 г/м2, это составляет 68% из всей совокупности.
Рисунок 1 - Распределение образцов озимого ячменя по урожайности
В среднем за годы исследований у 6 Нами выделены образцы коллекционного
сортов и образцов урожайность находилась питомника, сформировавшие среднюю
в пределах 501-600 г/м2, у 21 этот важный высокую урожайность за годы
признак варьировал от 601 до 700 г/м2. исследований (таблица 1).
Таблица 1 - Лучшие сорта и линии озимого ячменя по урожайности, 2011-2013 гг.
Сорт, образец Происхождение Урожайность, г/м2 (среднее за годы исследований) ± к
Мастер, ВНИИЗК, Россия 593,3 -
Тигр ВНИИЗК, Россия 619,7 26,4
Жигули ВНИИЗК, Россия 613,3 20,0
Гордей КНИИСХ, Россия 645,3 52,0
Стратег КНИИСХ, Россия 668,7 75,4
Самсон КНИИСХ, Россия 649,3 56,0
Павел КНИИСХ, Россия 607,0 13,7
Кондрат КНИИСХ, Россия 664,3 71,6
Фёдор КНИИСХ, Россия 610,3 17,0
Л-388-2 КНИИСХ, Россия 631,3 38,0
Л-386-2 КНИИСХ, Россия 660,3 67,0
Л-385-1 КНИИСХ, Россия 696,7 103,4
НСР05= ± 8,4 г/м2
У стандартных сортов Мастер и Добрыня 3 урожайность составила 593,3 г/м2 и 524,7 г/м2 соответственно. Превысили оба стандарта сорта и линии селекции Краснодарского НИИСХ
(Гордей, Стратег, Самсон, Павел, Кондрат, Фёдор, 388-2, 385-1, 386-2), ВНИИЗК (Тигр, Жигули).
Привлечение их в скрещивания позволит повысить эффективность в
отборе более продуктивных линий в селекции озимого ячменя.
Поскольку урожайность -комплексный признак, в селекции на продуктивность, кроме определения её средней величины, следует обращать внимание на оценку сортов по простым количественным признакам, слагающим урожай (Ереш-
ко А.С., 2007).
В.Е Писарев (1964) указывал: «Такой анализ даёт возможность селекционеру сознательно подходить к синтетической селекции сортов на урожайность путём подбора в родительские пары таких форм, в которых наиболее резко выражены отдельные элементы урожая, с тем, чтобы скомбинировать их в одном сорте».
В наших исследованиях сразу после уборки у коллекционных образцов озимого ячменя из элементов структуры была определена масса 1000 зёрен. Это показатель, свидетельствующий о количестве сухих веществ в зерне и его крупности. Он колеблется в зависимости от вида, разновидности, сорта, района и условий созревания (Ерешко А.С., 2005; Чепец ЕС., Чепец С.А., 2014; Barbaki S. Transgressions in barley, 1976).
Результаты опытов показали, что масса 1000 зёрен в годы исследований варьировала от 32 до 53 г (рисунок 2).
В условиях 2011 года у большинства сортов этот признак изменялся от 32 до 42 г, и у 18 образцов - от 43 до 53 г. Эта группа была представлена сортами селекции КНИИСХ (Михайло, Хуторок,
Самсон, линия 386-2), ВНИИЗК (Мастер, Тимофей, Тигр), СНИИСХ (Андрюша, Достойный), Одесского СГИ (Абориген, Трудивник, Белогорыч) и сортами из США (Angela, Lomerit, Amarena, Бронскайли).
В 2012 году число образцов, сформировавших более крупное зерно, увеличилось до 25. Стабильные показатели по этому признаку были по-прежнему отмечены у вышеперечисленных образцов, за исключением сортов Андрюша (Россия), Angela, Lomerit и Amarena (США), которые в условиях 2012 года имели несколько меньшую массу 1000 зёрен в сравнении с 2011 годом.
В условиях 2013 года количество сортов и линий, сформировавших крупное зерно, снизилось до 12 штук. Среди образцов, 1000 зерен которых имели массу свыше 42 г, отмечены сорта Самсон, Достойный, Тигр, Трудивник, Державный, Lomerit, линия 388-1 и др.
В среднем за годы исследований наибольшее число изучаемых образцов озимого ячменя (72,0%) сформировали зерно массой 1000 зёрен от 32 до 42 г, и лишь у 28,0% она отмечена в пределах 4353 граммов. Лучшие из них представлены в таблице 2.
Особое внимание при изучении коллекции было уделено определению таких показателей качества зерна, как содержание белка и плёнчатость у выделившихся по комплексу
хозяйственно-ценных признаков образцов озимого ячменя.
Рисунок 2 - Распределение образцов озимого ячменя по массе 1000 зёрен Таблица 2 - Лучшие сорта и образцы озимого ячменя по массе 1000 зёрен, 2011-2013 гг.
Сорт, образец Происхождение Масса 1000 зёрен, г
Мастер, Б! ВНИИЗК, Россия 47,9
Тигр ВНИИЗК, Россия 44,2
Михайло КНИИСХ, Россия 43,6
Гордей КНИИСХ, Россия 43,9
Самсон КНИИСХ, Россия 44,2
Л-386-2 КНИИСХ, Россия 42,8
Л-388-1 КНИИСХ, Россия 42,3
Абориген СГИ, Украина 43,4
Трудивник СГИ, Украина 44,6
Белогорыч СГИ, Украина 42,8
Андрюша Ставрополь, Россия 42,4
Достойный СНИИСХ, Россия 45,9
Ьотегк США 46,5
Бронскайли США 52,5
Содержание белка в зерне характеризует его питательную ценность. Его определение проводилось в 2012-2013 годах (таблица 3).
Содержание белка в 2012 году варьировало от 12,5 до 16,0%. У стандартных сортов Мастер (ВНИИЗК) и Добрыня 3 (КНИИСХ) его содержание составило 13,7 и 13,9% соответственно.
На одном уровне с ними были сорта КНИИСХ (Радикал, Кондрат, Спринтер, Самсон), ВНИИЗК (Ларец, Полёт), линии из Болгарии (БЛ103940, БЛ103468).
Превысили показатели стандартов сорта селекции ВНИИЗК (Жигули, Тигр), КНИИСХ (линии 388-2, 385-1), образцы из США (LOMERIT, Бронскайли), Германии (Циндерелла), Чехии ^-Ь 97/04/05). Максимальное содержание белка был отмечено в зерне сорта Андрюша (16%).
Количество белка в зерне в условиях 2013 года было несколько ниже, чем в предыдущем и составило 11,2-13,8%. В этот год у обоих стандартов его содержание составило 11,6%. Наибольшим содержанием выделились сорта Секрет,
Бастион, Гордей, Самсон, линия 385-1 Циндерелла (Германия), DAI03940, (КНИИСХ), Ларец (ВНИИЗК), Андрюша DAI03468 (Болгария),
(Ставрополь), Бронскайли (США), БО-Ь 97/04/05 (Чехия).
Таблица 3 - Содержание белка в зерне сортов и образцов озимого ячменя
в 2012-2013 гг., %
Сорт, образец Происхождение 2012 год 2013 год среднее
Мастер, st ВНИИЗК, Россия 13,7 11,6 12,7
Добрыня 3, st КНИИСХ, Россия 13,9 11,6 12,8
Бастион КНИИСХ, Россия 15,5 13,3 14,4
Самсон КНИИСХ, Россия 13,7 12,6 13,2
385-1 КНИИСХ, Россия 15,4 12,8 14,1
Ларец ВНИИЗК, Россия 13,7 12,9 13,3
Жигули ВНИИЗК, Россия 14,9 11,7 13,3
Андрюша СНИИСХ, Россия 16,0 12,8 14,4
Lomerit США 14,2 11,9 13,1
Бронскайли США 14,0 12,2 13,1
Циндерелла Германия 14,6 12,8 13,7
Dai03940 Болгария 13,5 13,1 13,3
Dai03468 Болгария 13,6 13,8 13,7
Sg-l 97/04/05 Чехия 14,3 13,5 13,9
В среднем за два года исследований выделившиеся сорта и образцы озимого ячменя сформировали зерно с содержанием белка от 12,2 до 14,4%, при этом у стандартных сортов Мастер и Добрыня 3 его содержание составило 12,7 и 12,8% соответственно.
Следует подчеркнуть стабильность данного показателя, как в среднем, так и по годам, у сортов Секрет, Гордей селекции КНИИСХ, линий БА103940 и БА103468 из Болгарии. Наиболее высоким содержанием белка отличались сорта Бастион (КНИИСХ), Андрюша (СНИИСХ), линия 385-1 (КНИИСХ), поэтому их рекомендуется использовать в
гибридизации при создании
высокобелковых сортов ячменя.
Плёнчатость ячменя изменяется в пределах от 7,0 до 15,0%, но может быть и большей. Для получения хорошего пива используют ячмень с содержанием пленок не более 10%. Повышенное их количество понижает экстрактивность и вследствие наличия горьких веществ ухудшает качество пива.
В наших исследованиях величина этого признака у коллекционных образцов озимого ячменя определялась
складывающимися погодными условиями и варьировала от 7,1 до 12,4% в 2011 году; от 7,5 до 12,9% в 2012 году и от 9,9 до 11,9% в 2013 году.
Так, в условиях 2011 года пленчатость зерна у сорта Гордей (7,1%) была значительно ниже стандарта Мастер (8,2%), при 10,6% у Добрыни 3. Превзошли его по этому показателю сорта NB 018163 (США), DAI03468 (Болгария), SG-L 97/04/05 (Чехия).
В 2012 году содержание пленок в зерне у стандартов Мастер и Добрыня 3 составило 11,2 и 11,5% соответственно. Превысили оба стандарта сорта Ларец, Жигули (ВНИИЗК), линии 385-1, 386-2 (КНИИСХ), Абориген (ОСГИ, Украина), Циндерелла (Германия).
В 2013 году на уровне стандартного сорта Мастер (10,2%) по пленчатости зерна были сорт Кондрат, линии 385-1, 386-2 (КНИИСХ), Тигр, Ларец, Жигули (ВНИИЗК), Абориген, Белогорыч (СГИ, Украина), Андрюша (СНИИСХ), образец
NB018163 (США). На уровне стандартного сорта Добрыня 3 (11,1%) отмечены сорта Стратег, Самсон, линия 388-2 (КНИИСХ), Трудивник (СГИ, Украина), Бронскайли, Lomerit (США), Циндерелла (Германия).
В среднем за годы исследований величина плёнчатости изменялась от 9,3 до 12,0%. Низкую, по сравнению со стандартами, плёнчатость зерна имели сорта Стратег (9,3%), Секрет (9,5%), Радикал (9,8%) (КНИИСХ) и Трудивник (9,7%) (ОСГИ, Украина).
Стабильность данного показателя, как в среднем, так и по годам, была отмечена у сортов Бастион, Самсон (КНИИСХ), NB 018163 (США), DAI03940, DAI03468 (Болгария), SG-L 97/04/05 (Чехия).
Заключение. Таким образом, трёхлетнее изучение коллекционного материала озимого ячменя показало, что выделить из него готовые сорта или формы с комплексом необходимых для условий возделывания в данной зоне признаков и свойств довольно трудно. Необходимые хозяйственно-ценные признаки, которые желательно объединить в одном генотипе, встречаются в разных сортах, и синтез этих признаков возможен с использованием различных методов селекции. Одним из таких методов может быть внутривидовая межсортовая гибридизация.
Литература
1. Ерешко, А С. Озимый ячмень: сорт, удобрение, урожай / АС. Ерешко, В.Б. Хронюк, Р.Г. Бершанский, С.В. Татаркин: монография: Зерноград: ФГБОУ ВПО АЧГАА, 2014. - 180 с.
2. Ерешко, А.С. Ячмень: от селекции к производству / А.С. Ерешко. - Ростов-на-Дону: ООО «Терра», 2005. - 184 с.
3. Репко, Н.В. Селекция озимого ячменя на зимостойкость и продуктивность / Н.В. Репко. - Краснодар: КубГАУ, 2009. -146 с.
4. Романенко, А.А. Перспективы производства продовольственного зерна в Краснодарском крае / А.А. Романенко // Научное обеспечение производства зерна
России: материалы науч.-практ. конф. -Москва, 2004. - С. 52-63.
5. Чепец, Е.С. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от норм высева / Е.С. Чепец, С.А. Чепец // Сельское, лесное и водное хозяйство. -2014. - № 7 (34). - С. 32-35.
6. Чепец, Е.С. Сроки и способы уборки - важный элемент технологии озимого ячменя / Е.С. Чепец, С.А. Чепец // Вестник Донского государственного аграрного университета. - 2014. - № 1 (11). - С. 52-57.
7. Шевцов, В.М. Ячмень на Кубани: монография / В.М.Шевцов, Н.Г Малюга., А.И. Радионов. - Краснодар: КубГАУ, 2010. - 98 с.
8. Barbaki, S. Transgressions in barley // Genetica Polonica. - 1976. - Vol. 17, № 1. - P. 41-65.
9. Clarke, J. Effect of delayed harvest on shatterirg losses in oats, barley and wheat // Canad. Plant. Sc., 1981, 1, 1: 25-28.
10. Harlan, I.R. On the origin of barley // Agricultur. Handbook, № 338. -Washington, 1968. - P. 47.
References
1. Ereshko A.S., Hronjuk V.B., Bershanskij R.G., Tatarkin S.V. Ozimyj jachmen': sort, udobrenie, urozhaj [Winter barley: varieties, fertilizers, crop] / A.S. Ereshko: мonografija, Zernograd: FGBOU VPO AChGAA, 2014, 180 p.
2. Ereshko A.S. Jachmen': ot selekcii k proizvodstvu [Barley from selection to producing] / Rostov-na-Donu: OOO «Terra», 2005, 184 p.
3. Repko N.V. Selekcija ozimogo jachmenja na zimostojkost' i produktivnost' [Selection of winter barley to winter hardiness and productivity], Krasnodar: KubGAU, 2009, 146 p.
4. Romanenko A.A. Perspektivy proizvodstva prodovol'stvennogo zerna v Kras-nodarskom krae [Prospects for food grain production in the Krasnodar territory] / Nauchnoe obespechenie proizvodstva zerna Rossii: мaterialy nauch.-prakt. ^nf., Moskva, 2004, pp. 52-63.
5. Chepec E.S., Chepec S.A. Urozhajnost' i kachestvo zerna ozimoj pshenicy v zavisimostiot norm vyseva [Productivity and quality of winter wheat depending on seeding rates], Sel'skoe, lesnoe i vodnoe hozjajstvo, 2014, No 7 (34), pp. 3235.
6. Chepec E.S., Chepec S.A. Sroki i sposoby uborki - vazhnyjj element tehnologii ozimogo jachmenja [Terms and methods of cleaning are the important elements of the winter barley technology], Vestnik Donskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2014, No 1 (11), pp. 52-57.
7. Shevcov V.M., Maljuga N.G, Radionov A.I. Jachmen' na Kubani: Monografija [The barley at Kuban], Krasnodar: KubGAU, 2010, 98 p.
8. Barbaki S. Transgressions in barley, Genetica Polonica, 1976, Vol. 17, No 1, pp. 41-65.
9. Clarke J. Effect of delayed harvest on shatterirg losses in oats, barley and wheat. Canad. Plant. Sc., 1981, pp 25-28.
10. Harlan I.R. On the origin of barley, Agricultur. Handbook, No 338, Washington, 1968, p. 47.
Сведения об авторах
Ерешко Александр Сергеевич - доктор с.-х. наук, профессор кафедры агрономии и биотехнологии, Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО ДГАУ в г. Зернограде (Ростовская область, Россия). Тел.: 8(863-59) 41-5-02.
Хронюк Василий Борисович - канд. с.-х. наук, доцент, заведующий кафедрой агрономии и биотехнологии, Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО ДГАУ в г. Зернограде (Ростовская область, Россия). E-mail: [email protected].
Сильченко Анастасия Александровна - аспирантка, Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО ДГАУ в г. Зернограде (Ростовская область, Россия).
Фисько Алексей Владимирович - аспирант, Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО ДГАУ в г. Зернограде (Ростовская область, Россия).
Information about the authors
Ereshko Aleksandеr Sergeevich - Doctor of Agricultural Sciences, professor of Agronomy and biotechnology department, Azov-Black Sea Engineering Institute FSBEI HPE "Don State Agrarian University" in Zernograd (Rostov region, Russia). Phone: 8 (863-59) 41-5-02.
Hronyuk Vasily Borisovich - Candidate of Agricultural Sciences, associate professor, Head of the Agronomy and biotechnology department, Azov-Black Sea Engineering Institute FSBEI HPE "Don State Agrarian University" in Zernograd (Rostov region, Russia). E-mail: [email protected]
Silchenko Anastasya Aleksandrovna - post-graduate student, Azov-Black Sea Engineering Institute FSBEI HPE "Don State Agrarian University" in Zernograd (Rostov region, Russia).
Fisko Aleksey Vladimirovich - post-graduate student, Azov-Black Sea Engineering Institute FSBEI HPE "Don State Agrarian University" in Zernograd (Rostov region, Russia).
