DEVELOPMENT OF A DROUGHT-RESISTANT CULTIVAR OF SPRING BARLEY FOR 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

Supplementary files