DEVELOPMENT OF A DROUGHT-RESISTANT CULTIVAR OF SPRING BARLEY FOR THE STEPPE ZONE OF THE MIDDLE VOLGA REGION


Cite item

Full Text

Abstract

The aim of the research is developing an intermediate variety of spring barley with a high heat and xyrophytism, major diseases resistance, heavy yield and standing ability for the Middle Volga region steppe zone. As a result of a breeding program including spring barley with xerophytism ability in the Samara Scientific Research Agriculture Institute the Finist variety was developed for grain fodder use. The new breed is two-rowed refers to the medicum variety and the traditional steppe agroecotype area contained into the study. This is an intermediate variety, the duration of its growing season is 80-87 days. Finist is a medium-grown barley with a height of up to 80 cm in optimal conditions, dropping to 50 cm in a dry year. It shows a tendency to lodging, but over the years of testing, demonstrated standing ability even at a yield level of 5 t/ha. Finist is characterized by a very high xerophytism tolerance. Over the years of testing its pea predecessor (2016-2018), the new cultivar formed a grain yield of 2.16-5.29 t/ha, on average 3.27 t/ha, surpassing the Berkut variety by 0.06-0.24 t/ha (on average 0.18 t/ha or 5.8%). The advantage in the yield of the new cultivar is reliably realized in years with severe xerophytism; during more favorable conditions, the grain yield is formed at the standard level. Finist is characterized by a weight of 1000 grains of 37-46 g, high natural weight (662-703 g/l), and protein content in the grain at the level of standard - 11.2-12.5%. The economic effect of Finist cultivating in comparison with the widely Bercut spread amounted to 1525 rubles/ha, and the profitability level was 156%. The new Finist cultivar is recommended for testing and subsequent cultivation for grain fodder in the steppe zone of the Middle Volga region.

Full Text

Яровой ячмень - важная зернофуражная и продовольственная культура. Его посевы в Российской Федерации за период 2015-2019 гг. составили 7,49-8,34 млн га, что составляет 15,7-17,9% от всех площадей, занятых зерновыми и зернобобовыми культурами, в Приволжском федеральном округе - 2,81-3,19 млн га, 21,5-24,8% соответственно. В Самарской области яровой ячмень ежегодно высевают на площади 290,4-318,5 тыс. га, что составляет 26,1-28,7% от зернового клина [1]. Селекцию ячменя в Самарской области традиционно проводят в Поволжском НИИСС - филиале СамНЦ РАН, а с середины 1990-х годов - и в Самарском НИИСХ - филиале СамНЦ РАН. Несмотря на недолгую историю селекционной работы с культурой ярового ячменя в Самарском НИИСХ селекционеры добились существенных результатов. На 2020 год в Госреестр селекционных достижений включено 6 сортов, созданных в Самарском НИИСХ [2], в том числе сорта Ястреб, Орлан и Беркут, эффективность которых доказана исследованиями как на территории Самарской области [3, 4], так и в других регионах [5, 6, 7]. В настоящее время сорта селекции Самарского НИИСХ занимают около 50% сортовых посевов ячменя в Самарской области. Тем не менее, по-прежнему существует необходимость повышения стабильности урожаев культуры селекционным путём, обусловленная, в первую очередь, возрастающей нестабильностью метеоусловий в засушливом климате степной зоны Поволжья, что требует сочетания во вновь создаваемых сортах ячменя высокого потенциала урожайности с засухоустойчивостью и жаростойкостью [8]. Цель исследований - создание среднеспелого сорта ярового ячменя с высоким уровнем жаро- и засухоустойчивости, высокой зерновой продуктивностью, устойчивостью к полеганию и основным болезням для степной зоны Среднего Поволжья. Задачи исследований - подобрать родительские формы для скрещиваний, создать гибридные популяции, провести отбор и оценку перспективных линий, передать лучший сорт на государственное сортоиспытание, оценить его экономическую эффективность. Материал и методы исследований. Исследования проводили в 2003-2018 гг. на чернозёмах южной степной зоны Самарской области в специализированном селекционном севообороте Самарского НИИСХ - филиала СамНЦ РАН. Объект исследований - гибридные популяции и селекционные линии ячменя. Из селекционных методов использовали внутривидовую гибридизацию, метод пересева, индивидуальный отбор. Питомник конкурсного сортоиспытания закладывали по методике государственного сортоиспытания в четырёхкратной повторности («Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур: зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры» (1989)). Предшественник - горох, агротехника зональная. Стандартом служил лучший сорт собственной селекции Беркут. Полевые и лабораторные учёты и оценки проводили в соответствии с общепринятыми методиками («Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур: зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры» (1989), «Методические указания ВИР по изучению мировой коллекции ячменя и овса» (1987), «Методы оценки и формирование качества зерна» (Н. С. Беркутова, 1991)). Результаты исследований. На предыдущем этапе исследований была создана селекционная линия степного агроэкотипа Медикум 63 (Одесский 100/Прерия//Престиж), которая характеризовалась высоким потенциалом урожайности и комплексом адаптивных свойств, но была склонна к полеганию. В 2003 году она была использована в качестве материнской формы в скрещивании с высокозасухоустойчивым и более устойчивым к полеганию сортом Безенчукский 2 (Перелом/Медикум 135). В 2011 году из гибридной популяции поколения F5 был отобран ряд индивидуальных линий, прошедших в 2012-2015 годах скрининг в питомниках ранних этапов селекции. Три линии проходили комплексное изучение в питомнике конкурсного сортоиспытания, из них по итогам трёх лет, с 2016 г. по 2018 г., выделилась линия под селекционным номером Медикум 921/16. Погодные условия в годы конкурсного сортоиспытания ячменя были различными. 2017 год характеризовался достаточным увлажнением: осадков за вегетацию ячменя выпало 191 мм (при среднемноголетнем значении 146 мм), при этом около 60% пришлось на первую половину вегетации, которая, к тому же, отличалась пониженными температурами воздуха; ГТК составил 1,3. 2016 год и 2018 год были засушливыми: осадков выпало 88 и 92 мм соответственно, ГТК - 0,49 и 0,50. При этом, если в 2016 году распределение осадков было относительно равномерным, то в 2018 году осадков до наступления фазы молочной спелости зерна было немного, 75% их пришлось на вторую половину налива. Из болезней следует отметить сильное развитие тёмно-бурой пятнистости в 2016 году. По итогам испытаний сорт Медикум 921/16 был признан перспективным и передан на Государственное сортоиспытание в 2018 году под названием Финист (номер заявки 8153778, дата приоритета 16.11.2018). Авторы сорта - А. А. Бишарев, Т. В. Дворцова, Д. О. Долженко, М. А. Дюльдина, В. А. Железникова, И. А. Калякулина, С. Н. Шевченко. Сорт Финист относится к таксону Hordeum vulgare L., subsp. distichon (L.) Koern., var. medicum Koern. Форма куста - промежуточная. Высота растений средняя. Стебель средней толщины, полый. Опушение влагалищ нижних листьев отсутствует. Ушки листа без антоциановой окраски. Восковой налёт на влагалище флагового листа и на колосе средний. Колос цилиндрический, длиной 6-7 см (без остей), рыхлый (8-12 члеников на 4 см колосового стержня), при созревании от полупрямостоячего до горизонтального, соломенно-жёлтой окраски. Первый членик колосового стержня от среднего до длинного, со слабым изгибом. Стерильный колосок от параллельного до слегка отклонённого. Ости эластичные, гладкие, длинные, параллельны колосу. Колосковая чешуя узкая, ≤ 1 мм; её длина с остью равна длине зерновки. Переход цветочной чешуи в ость постепенный. Нервация цветочных чешуй хорошо выражена, не окрашена, без зазубренности. Зерно крупное, продолговато-округлой формы. Основная щетинка зерновки длинноволосистая, брюшная бороздка без опушения, лодикулы охватывающие. Сорт Финист в среднем за три года испытаний сформировал урожайность зерна 3,27 т/га, превзойдя стандартный сорт Беркут на 0,18 т/га (или 5,8%) (табл. 1). При этом в первые два года прибавки урожайности зерна были несущественными. Однако в острозасушливом 2018 году прибавка в 0,24 т/га (или 12,5%) при урожайности стандарта 1,92 т/га оказалась статистически достоверной. В этом же году на дополнительном агрофоне (предшественник - овёс) новый сорт сформировал урожайность зерна 2,15 т/га, достоверно превысив стандарт Беркут на 0,28 т/га (или 15%). Таким образом, сорт Финист подтвердил высокий уровень засухоустойчивости и жаростойкости, добиться которого было основной селекционной задачей. Таблица 1 Урожайность и качество зерна ячменя сорта Финист в конкурсном сортоиспытании Показатель Финист Беркут (стандарт) 2016 2017 2018 среднее 2016 2017 2018 среднее Урожайность зерна, т/га 2,36 5,29 2,16 3,27 2,30 5,04 1,92 3,09 НСР05, т/га 0,26 0,42 0,23 - - - - - Натура зерна, г/л 678 703 662 681 695 701 664 687 Масса 1000 зерен, г 42,8 46,4 37,2 42,1 44,4 50,4 37,0 43,9 Содержание белка в зерне, % 11,2 12,5 11,6 11,8 11,2 12,9 10,9 11,7 Выравненность зерна, % 81 86 93 86,7 79 83 88 83,3 Анализ элементов структуры зерновой продуктивности показал, что прибавка урожайности у нового сорта Финист в засушливых условиях достигается за счёт увеличения продуктивного кущения, показателей Кхоз растения и колоса. Натура зерна у нового сорта высокая, 662-703 г/л, масса 1000 зёрен средняя - 37,2-46,4 г. Сорт также отличается повышенной на 2-5% выравненностью зерна. Содержание сырого протеина в зерне 11,2-12,5% (в среднем 11,8%, на уровне стандарта). Сорт Финист среднерослый, высота растений достигает 75-80 см в благоприятный год, снижается до 50 см в сильную засуху (табл. 2). Устойчивость к полеганию на уровне стандарта и выше (7-8 баллов по девятибалльной шкале). Как сорт степного агроэкотипа, имеющий довольно тонкую соломину, сорт Финист склонен к полеганию, однако за годы испытаний значительного полегания не отмечалось даже при уровне урожайности 5 т/га. Таблица 2 Биологические признаки и свойства сорта ячменя Финист, 2016-2018 гг. Показатель Финист Беркут (стандарт) min-max среднее min-max среднее Вегетационный период, дней 80-87 84,3 79-88 84,0 Период «всходы - колошение», дней 36-44 40,0 35-41 39,7 Период «колошение - восковая спелость», дней 42-47 44,3 42-47 44,3 Высота растений, см 48-75 58 50-76 59 Продуктивная кустистость 1,6-2,4 1,9 1,5-2,2 1,8 Густота продуктивного стеблестоя, шт./м2 260-520 362 272-458 372 Число зерен в колосе, шт. 12,5-14,9 13,4 11,1-13,5 13,4 Кхоз растения (выход зерна), % 46-54 49,7 42-51 47,5 Кхоз колоса, % 81-84 81,8 69-91 76,7 Устойчивость к полеганию, балл* 7,7-8,0 7,9 7,3-8,0 7,7 Засухоустойчивость, балл* 9 9 7 7 Поражение болезнями, % тёмно-бурой пятнистостью 0-60 - 0-60 - мучнистой росой на естественном фоне 0-10 - 0-10 - мучнистой росой при искусственном заражении в 2018 г. 60 - 80 - Примечание: * - по девятибалльной шкале. Сорт Финист относится к средней группе по срокам наступления колошения и созревания, с уклонением в сторону среднеранних сортов: все фазы развития он проходит одновременно со стандартом Беркут, продолжительность периода вегетации составляет 80-87 дней. Жаро- и засухоустойчивость сорта Финист высокие (9 баллов), выше, чем у сорта Беркут (7 баллов), что подтверждается и лучшими показателями налива зерна (оценка зерна 7 и 6 баллов соответственно). Сорта селекции Самарского НИИСХ отличаются устойчивостью к грибным заболеваниям, что для сорта-стандарта Беркут отмечалось и в исследованиях, проведённых в ФАНЦ Северо-Востока [9]. Новый сорт среднеустойчив к поражению тёмно-бурой пятнистостью. Максимальная степень поражения отмечена в 2016 году - 60%, что соответствует уровню поражения сортов Прерия и Беркут, в 2018 году поражение составило 10% (Прерия - 40%, Беркут - 10%). Поражение мучнистой росой за годы конкурсного сортоиспытания отмечалось только в 2017 году (10%, на уровне сортов Беркут и Прерия). При искусственном заражении мучнистой росой степень поражения растений нового сорта составила 60% (Беркут - 80%, Прерия - 90%). Поражения головнёвыми болезнями за годы изучения не наблюдали. Новый сорт рекомендуется для использования на зернофураж в степной зоне Среднего Поволжья. Экономический эффект от использования сорта Финист обусловлен прибавкой урожайности в среднем 0,18 т/га к стандарту, что при стоимости фуражного зерна 10000 руб./т даёт продукции дополнительно на 1800 руб./га. Экономическая эффективность, с учётом возросших на 2,2% производственных затрат, составила 1525 руб./га. При этом себестоимость единицы продукции снизилась на 3,4%, а рентабельность производства увеличилась на 8,8%, по сравнению с возделыванием наиболее распространённого сорта Беркут, и составила 156%. Заключение. В результате проведённых исследований создан и передан на ГСИ новый сорт ячменя Финист с урожайностью в среднем на 0,18 т/га (5,8%) выше стандарта Беркут, с содержанием в зерне белка 11,2-12,5%. Сорт отличается очень высокой засухоустойчивостью. Предназначен для испытания и последующего возделывания в степной зоне Среднего Поволжья. Экономический эффект от возделывания сорта Финист по отношению к стандарту составил 1525 руб./га, уровень рентабельности - 156%.
×

About the authors

D. O. Dolzhenko

Samara Scientific Research Institute of Agriculture - Branch of Samara Research Center of Russian Academy of Sciences

Email: ddolzhenko75@yandex.ru
Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher Samara region, Bezenchuk

I. A. Kaliakulina

Samara Scientific Research Institute of Agriculture - Branch of Samara Research Center of Russian Academy of Sciences

Email: samniish@mail.ru
Researcher Samara region, Bezenchuk

A. A. Bisharev

Samara Scientific Research Institute of Agriculture - Branch of Samara Research Center of Russian Academy of Sciences

Email: samniish@mail.ru
Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher Samara region, Bezenchuk

T. V. Dvortcova

Samara Scientific Research Institute of Agriculture - Branch of Samara Research Center of Russian Academy of Sciences

Email: samniish@mail.ru
junior researcher Samara region, Bezenchuk

References

  1. Сельское хозяйство [Электронный ресурс] // Федеральная служба государственной статистики [сайт]. - Режим доступа: https://rosstat.gov.ru/folder/11186 (дата обращения 03.09.2020).
  2. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1. Сорта растений. - М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2020. - 680 с.
  3. Бишарев, А. А. Селекция ярового ячменя в Самарском НИИСХ / А. А. Бишарев, С. Н. Шевченко, Е. В. Мадякин [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской Академии Наук. - 2017. - Т. 19, 2-4. - С. 616-619.
  4. Горянин, О. И. Испытание сортов ярового ячменя для современных технологий возделывания в Среднем Заволжье / О. И. Горянин // Научное обеспечение инновационного развития сельского хозяйства в условиях часто повторяющихся засух : материалы Международной науч.-практ. конф. - Оренбург, 2017. - С. 260-266.
  5. Кошеляев, В. В. Сортовой потенциал яровой мягкой пшеницы и ячменя в условиях Пензенской области / В. В. Кошеляев, И. П. Кошеляева, С. М. Кудин // Нива Поволжья. - 2012. - № 1. - С. 17-21.
  6. Леонтьев, И. П. Государственное испытание сортов ячменя, овса и опыт внедрения новых сортов в сельскохозяйственное производство Республики Башкортостан / И. П. Леонтьев // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. - 2013. - Т. 171. - С. 281-283.
  7. Ловкевич, А. В. Влияние различных фонов минерального питания на продуктивность ярового ячменя в условиях Саратовского Левобережья / А. В. Ловкевич, А. Г. Субботин // Молодежь и инновации : материалы XV Всероссийской науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. - Чебоксары : Чувашский ГАУ, 2019. - С. 81-84.
  8. Ильин, А. В. Селекция ярового ячменя на устойчивость к засухе и повышение продуктивности / А. В. Ильин // Аграрный вестник Юго-Востока. - 2014. - № 1-2. - С. 40-42.
  9. Шешегова, Т. К. Источники ценных признаков ячменя (Hordeum vulgare L.) и их использование в ФАНЦ Северо-Востока / Т. К. Шешегова, И. Н. Щенникова // Вестник Алтайского ГАУ. - 2019. - № 3. - C. 25-31.

Copyright (c) 2020 Dolzhenko D.O., Kaliakulina I.A., Bisharev A.A., Dvortcova T.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies