Сельское хозяйство/ 5.Растениеводство, селекция,
семеноводство
К. с.-х. н. Бражников П.Н.
К. с.-х. н. Литвинчук
О.В.
Сибирский
научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа – филиал СФНЦА
РАН, Россия
ОЦЕНКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ РЖИ В ТАЁЖНОЙ
ЗОНЕ
Озимая рожь – это ценная продовольственная и
кормовая культура, которая возделывается почти во всех почвенно-климатических
зонах. Нарымский отдел селекции и семеноводства СибНИИСХиТ расположен в таежной
зоне Томской области. Район исследований отличается экстремальными
климатическими и эдафическими условиями. Это позволяет оценивать устойчивость
образцов к изменению условий в широком диапазоне: недостаточному и избыточному
увлажнению, воздействию низких и высоких температур и резким их перепадам, как
в течение вегетационного периода, так и по годам [1, 2, 3, 4].
Сорт является одним из важнейших элементов
инновационного процесса в зерновой отрасли. Приспособленность сорта к местным
условиям характеризует соответствие потенциальных возможностей генотипа
растения факторам гидротермического режима и почвенного питания. Создание
адаптивных сортов остается наиболее доступным средством интенсификации
зернового производства. При этом использование их в производстве выступает
одним из ведущих факторов повышения эффективности и позволяет максимально
использовать генетические ресурсы [5].
Основным фактором, лимитирующим урожайность
озимой ржи в северной таёжной зоне, является зимостойкость, которая обусловлена
степенью развития снежной плесени при очень продолжительном (до 210 дней)
залегании снегового покрова, а также действие низких (до –50°С) температур при
недостатке снега [6; 7]. Степень изменчивости
урожайности характеризует адаптивность сортов к условиям среды. Чем меньше
изменчивость, тем лучше приспособлен сорт к погодным условиям места выращивания
[8].
Условия, материал и методика
исследований
Климат таежной зоны характеризуется коротким
умеренно-теплым летом и холодной продолжительной зимой. Безморозный период
короткий 70-90 дней. Последние заморозки возможны в июне, первые осенние – уже
в августе. Годовое количество осадков составляет около 500 мм, в том числе в
период вегетации – более 300 мм. Сумма биологически активных температур (выше
+10оС) за вегетационный период составляет 1300-1600о.
Почвы опытных участков дерново-подзолистые, кислые с высоким содержанием
подвижного алюминия, супесчаные по гранулометрическому составу. Содержание
гумуса в пахотном горизонте не более 2% [9, 10].
Экстремальные погодные
условия за период исследований позволили оценить изучаемый материал на его
адаптивность к стрессовым факторам среды. Вегетация ржи заканчивалась в III декаде сентября. Снеговой покров установился в
2009 г. – 14 октября, в 2010 г. – 9 ноября, в 2011 – 24 октября, в 2012 – 14
октября, в 2013 – 5 ноября, 22 октября. Агроклиматические условия 2009-2015
годов в зоне исследований характеризовались суровой (до – 56ºС)
продолжительной зимой, снеговым покровом (до 40-80 см), залегающим в течение 154-210
дней. Разрушение снегового покрова произошло 11 мая, 12, 5, 20, 10, 20 апреля,
а вегетация возобновилась 17 мая, 17, 7, 24, 20 апреля, 5 мая
соответственно годам.
Погодные условия в период активной вегетации (май-июль) различались как температурным режимом, так и количеством осадков и их распределением (табл. 1).
Таблица 1. Метеорологические условия вегетационного периода 2010-2015 гг.
|
Месяц |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
Среднее многолетнее |
|
Температура, °С |
|||||||
|
5,4 |
9,2 |
8,7 |
5,1 |
7,7 |
11,1 |
7,6 |
|
|
Июнь
|
14,3 |
19,5 |
21,5 |
13,6 |
15,2 |
18,7 |
15,1 |
|
Июль
|
16,1 |
14,6 |
20,7 |
19,3 |
18,1 |
18,8 |
18,5 |
|
Август
|
15,3 |
13,7 |
14,4 |
16,2 |
15,3 |
14,5 |
14,9 |
|
Сентябрь
|
7,8 |
9,8 |
11,0 |
7,7 |
6,2 |
7,5 |
8,0 |
|
Сумма
|
1803,8 |
2042 |
2301 |
1896,4 |
1916 |
2123 |
1964 |
|
Осадки, мм |
|||||||
|
59,3 |
35,4 |
44,2 |
127 |
44 |
83,0 |
48 |
|
|
Июнь
|
77,1 |
26,4 |
14,2 |
84,8 |
50 |
52,4 |
62 |
|
Июль
|
85,6 |
76,4 |
2,7 |
2,5 |
12 |
46,0 |
63 |
|
Август
|
76,9 |
59,4 |
67,8 |
140 |
60 |
137 |
74 |
|
Сентябрь
|
56,7 |
7,5 |
63,9 |
53 |
46 |
85 |
51 |
|
Сумма
|
355,6 |
205 |
193 |
407,3 |
212 |
402 |
298 |
Недостаток
тепла и влаги 2010 года в период активной вегетации сдерживали рост и развитие
растений. Цветение озимой ржи началось 3 июля, что значительно позднее
средних многолетних дат.
Высокая температура и недостаточное
количество осадков в мае-июне 2011 и 2012 годов способствовали быстрому
прохождению фенофаз. Цветение ржи началось в очень ранние сроки с 6 июня (на
1,5-2 недели раньше средних многолетних дат).
Низкая температура и избыток влаги в мае-июне
2013, 2014 года сдерживали развитие озимой ржи. Цветение началось
с 3 июля (на 3 недели позже средних многолетних дат).
Достаточное количество тепла и влаги в мае июне
2015 года позволили ржи интенсивно развиваться. Прохождение фенофаз отмечено на
уровне средних многолетних дат.
И эдафический стресс, и агроклиматические
условия в нашей зоне являются лимитирующими факторами в получении высоких
урожаев озимой ржи, что позволяет наиболее полно оценить исходный материал по
основным селектируемым признакам, и выделить адаптивные сортообразцы для
дальнейшего использования в селекционной работе.
Материалом для исследований послужили
сортообразцы озимой ржи отечественной (31) и зарубежной (9) селекции из
коллекции ВИР. В качестве стандарта был взят районированный сорт Петровна,
который высевали через 10 номеров. Посев ручной, площадь делянки 1 м2,
расстояние между растениями 4 см, между рядами 15 см.
Фенологические наблюдения и учеты проводили
согласно общепринятым методикам [11; 12]. В лабораторных условиях растения
анализировали по элементам структуры урожая. Экспериментальный материал
обработан статистически по Б.А. Доспехову [13] с помощью пакета прикладных
программ Snedekor [14].
Результаты и обсуждение
Самым
высокозимостойким в условиях района исследований является стандартный сорт Петровна.
В течение 6 лет испытания немного уступали ему по зимостойкости сорта Иммунная
6, Малыш 72-2, Метелица, Снежана, Нарымчанка (4,0-4,5 баллов). Очень низкую
зимостойкость (1-2 балла) показали образцы: Ленинградский карлик, Волжанка 2, И
125/79, Гетера 3.
Практически
не поражаются снежной плесенью Иммунная 6, Малыш 72-2, Эсцепан 415, Нарымчанка
и Петровна. Такие сорта как Фаленская 4, Волхова, Валдай, Снежана, Lukas
подтверждают свою толерантность к стрессам и формируют достаточно хороший
урожай, несмотря на поражение снежной плесенью.
Для создания сортов устойчивых к полеганию,
необходимо иметь короткостебельные формы. Коллекционный материал был
представлен разными по высоте растений формами. Самыми низкорослыми были коллекционные образцы И-125/79, СКП, Гибридная
8, Ленинградский карлик, Ор. гибрид (85-115 см). Более высокорослые (120-135см)
– Саним, Волжанка, Петровна, Нарымчанка и другие. А такие сорта как Заречанская
3, Куспан 145/24, Ильмень достигали в высоту 140-170 см и были склонны к
полеганию.
Масса зерна с колоса является интегральным
показателем продуктивности колоса и зависит от наследственных особенностей
сорта и факторов внешней среды. По этому показателю за годы испытаний
выделились Волхова 2, Валдай, Гетера 3, Снежана и др. (табл. 2).
Таблица
2. Сортообразцы озимой ржи, выделившиеся по массе зерна с колоса
|
Сорт |
Масса зерна с колоса, г |
||||||
|
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
средняя за 6 лет |
|
|
Петровна, ст. |
2,51 |
1,40 |
2,28 |
1,85 |
1,58 |
2,17 |
1,96 |
|
Волхова
2 |
2,22 |
1,30 |
1,82 |
3,68 |
1,64 |
2,18 |
2,14 |
|
Валдай |
2,41 |
1,30 |
2,05 |
2,21 |
2,44 |
2,13 |
2,09 |
|
Гетера
3 |
2,39 |
1,30 |
2,06 |
1,62 |
2,38 |
2,48 |
2,04 |
|
Снежана
|
2,68 |
1,35 |
2,55 |
1,75 |
1,57 |
2,54 |
2,00 |
|
Отелло
2 |
1,70 |
1,20 |
1,69 |
1,46+ |
2,22 |
3,06 |
1,89 |
|
Нарымчанка |
1,82 |
1,28 |
2,37 |
1,55 |
1,57 |
2,17 |
1,78 |
|
Средние
|
2,09 |
1,16 |
1,83 |
1,83 |
1,64 |
2,15 |
1,78 |
На
массу 1000 зерен также влияли условия внешней среды. Некоторые коллекционные образцы, такие как Отелло 2, Волхова 2,
Валдай, Нарымчанка смогли сформировать достаточно полновесное зерно при
любых погодных условиях (табл. 3).
Таблица
3. Сортообразцы озимой ржи, выделившиеся по массе 1000 зерен
|
Сорт |
Масса 1000 зерен, г |
||||||
|
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
средняя за 6 лет |
|
|
Петровна, ст. |
38,6 |
39,2 |
38,0 |
33,4 |
34,3 |
43,0 |
37,75 |
|
Отелло
2 |
34,5 |
37,5 |
31,2 |
43,3 |
42,5 |
46,0 |
39,13 |
|
Волхова
2 |
41,9 |
35,1 |
36,6 |
45,5 |
31,9 |
44,2 |
39,2 |
|
Валдай
|
39,1 |
30,0 |
40,3 |
37,6 |
45,8 |
43,5 |
39,38 |
|
Нарымчанка |
35,0 |
37,5 |
37,4 |
34,2 |
34,9 |
43,2 |
37,03 |
|
Восход
1 |
46,3 |
26,3 |
35,0 |
33,5 |
36,4 |
40,7 |
36,37 |
|
Гибридная
8 |
40,4 |
36,8 |
32,8 |
27,0 |
37,7 |
44,8 |
36,58 |
|
Средние
|
36,2 |
32,1 |
33,6 |
31,9 |
35,2 |
39,8 |
34,73 |
Урожайность сорта является главным показателем его
селекционной ценности. Превосходство некоторых сортов коллекции над стандартом
в экстремальных условиях севера Томской области в течение шести лет
исследований повышает их ценность для использования в селекции не только как
источников устойчивости к болезням, но и стабильной продуктивности (табл. 4).
Таблица
4. Сортообразцы озимой ржи, выделившиеся по урожайности
|
Сорт |
Урожайность зерна, г/м2 |
||||||
|
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
средняя за 6 лет |
|
|
Петровна, ст. |
246,6 |
154,4 |
239,1 |
312,1 |
324,1 |
562,5 |
306,5 |
|
Нарымчанка |
159,2 |
169,1 |
235,4 |
186,3 |
585,4 |
723,3 |
336,5 |
|
Lukas |
199,4 |
175,8 |
181,7 |
142,0 |
218,0 |
764,4 |
263,3 |
|
Волхова
2 |
171,2 |
150,9 |
189,9 |
29*0,3 |
340,8 |
414,4 |
259,6 |
|
Валдай |
187,4 |
110,4 |
116,3 |
221,5 |
184,5 |
704,4 |
254,1 |
|
Фаленская
4 |
216,4 |
132,1 |
168,4 |
172,9 |
128,8 |
696,6 |
252,5 |
|
Снежана |
167,2 |
134,9 |
223,5 |
155,3 |
146,3 |
424,4 |
208,6 |
|
Средние
|
153,7 |
142,5 |
175,1 |
169,3 |
198,5 |
431,1 |
209,6 |
Выводы
1. В результате изучения
коллекции ВИР в условиях северной таёжной зоны Томской области выделены сорта:
Ø
по зимостойкости – Иммунная 6, Малыш 72-2,
Метелица, Снежана, Нарымчанка.
Ø
по устойчивости к
снежной плесени – Иммунная 6, Малыш 72-2, Эсцепан 415, Нарымчанка.
Ø
толерантными к снежной
плесени оказались Фаленская 4, Снежана, Волхова 2, Валдай, Lukas.
2.
По комплексу
хозяйственно ценных признаков (продуктивности, зимостойкости, устойчивости к
полеганию и болезням) можно использовать в селекционной работе такие коллекционные образцы как Нарымчанка,
Волхова 2, Сарумрос 5, Отелло 2, Малыш 72-2, Иммунная 6.
Литература:
1. Бражников П.Н., Сайнакова А.Б. Приёмы повышения урожайности озимой ржи в экстремальных условиях севера Томской области // Достижения науки и техники АПК. – 2011, №7. – С. 34-37
2.
Бражников П.Н. Исходный материал для селекции озимой ржи в
условиях севера Томской области // Достижения науки и техники АПК. –
2012. – № 5. – С. 5-7.
3.
Комарова Г.Н. Сорокина А.В.
Изучение исходного материала овса в таёжной зоне Западной Сибири // Труды по
прикладной ботанике, генетике и селекции. – СПб.: ВИР. – Т.171. – 2013. –
С. 218-223.
4.
Кобылянский В.Д. Рожь. Генетические основы селекции. – М.: Колос,
1982. – 271с.
5.
Жученко А. А. Обеспечение продовольственной
безопасности России в XXI веке на
основе адаптивной стратегии устойчивого развития АПК (теория и практика). –
Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2009. – С. 55-56.
6.
Сайнакова
А. Б. Распространение снежной плесени на посевах озимой ржи // Труды по прикладной
ботанике, генетике и селекции. – СПб.: ВИР, 2013. – Т. 171. – С. 288-291.
7. Литвинчук О. В., Уразова Л. Д. Зимостойкость тимофеевки луговой в условиях таежной зоны Томской области // Научная жизнь – 2014. – № 5. – С.80-84.
8.
Посевные качества семян озимой
пшеницы и ржи в Тюменской области // Современные проблемы науки и образования.
– 2015. № 2-1; URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=20362 (дата обращения: 19.02.2016).
9.
Вервайн О. Д., Анкудович Ю.Н.
Длительное применение средств химизации на холодных дерново-подзолистых почвах:
рекомендации / Россельхозакадемия. Сибирское отделение. СибНИИСХиТ – Томск,
2009. – 10 с.
10.
Бражников П.Н. Влияние
агроклиматических условий на перезимовку и урожайность озимой ржи в условиях
северной таёжной зоны // Мат. междунар. научно-практ. конференции «Селекция
сельскохозяйственных культур на устойчивость к экстремальным факторам среды в
аридных зонах Сибири». – Новосибирск, 2012. – С. 16-20.
11.
Методические указания по
изучению мировой коллекции ржи – Л., 1981. – 20 с.
12.
Методика
Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. – М., 1985. –
Вып.1. – 269 с.
13.
Доспехов
Б.А. Методика полевого опыта – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
14.
Сорокин
О.Д. Прикладная статистика на компьютере. – Новосибирск, 2007. – 207 с.