«Устойчивость организма к неблагоприятным факторам среды является актуальной проблемой современной физиологии и биологии. Жизнедеятельность любого организма – сложная система морфологических явлений, биохимических ...»

УДК 633.18:631.531.16

Э.Р. Авакян, д-р биол. наук;

К.К. Ольховая, н.с.;

Т.Б. Кумейко, канд. с.-х. наук,

ГНУ ВНИИ риса

[email protected]

РОЛЬ ФИТОГОРМОНОВ В РЕГУЛИРОВАНИИ ПОКОЯ

СЕМЯН РАННЕСПЕЛЫХ СОРТОВ РИСА

В работе приведены литературные и экспериментальные данные по изучению возможности инициации покоя семян раннеспелых сортов риса фитогормонами гибберелловой (ГК), абсцизовой (АБК) кислот и аналогом АБК – салициловой кислотой (СК).

In the article these are given literary and experimental data on investigation of opportunity to initiate of dormancy of early maturing rice varieties with phytohormones of gibberellic acid (GA), abscisic acid (AbA) and AbA analogue - salicylic acid (SA).

Ключевые слова: рис, фитогормоны, пигменты, сахара, пероксидаза, листовые пластины, фазы вегетации.

Keywords: rice, phytohormones, pigments, sugars, peroxidase, leaf plates, vegetation phases.

Устойчивость организма к неблагоприятным факторам среды является актуальной проблемой современной физиологии и биологии. Жизнедеятельность любого организма – сложная система морфологических явлений, биохимических реакций и их саморегуляция [1]. Интеграция большого числа биохимических реакций, осуществляющихся с удивительной согласованностью, обеспечивается прежде всего генным аппаратом [2]. Процессы роста, репродуктивного развития, покоя и всего онтогенеза в целом у растений регулируется на трех уровнях: 1 – гормональном (включающем транспорт, накопление, биосинтез фитогормона и их использование, связанное с торможением биосинтеза, обменом и оттоком в другие ткани); 2 – биохимическом (включающем повышение активности ферментов и ингибирование этой активности, мембранный транспорт и т.д.); 3 – молекулярном (включающем первичное действие регуляторов роста, осуществляющемся связыванием со специфическими рецепторами и влиянием на процессы транскрипции и трансляции) [3]. Учитывая выше упомянутое, на данном этапе в селекционных рисовых программах большой акцент делается на изучение гормонального статуса культуры, с учетом протекания физиологических процессов в растении. При этом принимается во внимание не только концентрация фитогормонов, но и их соотношение, регулирующее донорно-акцепторные отношения в растении, а значит, морфогенез [4]. Таким образом, главной целью селекционной работы является выведение сортов с повышенной продуктивностью, складывающейся из ряда характерных показателей, а именно: физиолого-биохимического статуса растения (риса), обусловленного соотношением гормонов внутри растительного организма.

В материалах VI Международного симпозиума по проблемам регуляторов роста и развития растений выделены основные направления: изучение динамики гормонального статуса растений в онтогенезе в агроэкотехнологиях и совершенствование методов применения фито - гормонов и их синтетических аналогов в целях повышения урожайности посевов, качества и сохранности продукции растениеводства; изучение устойчивых сдвигов гормонального статуса у растений в процессе селекции и эволюции, связанных с решением проблемы комплексной устойчивости сельскохозяйственных растений к вредителям и стрессовым факторам среды. Следует подчеркнуть, что под контролем гормональной системы находятся скорость (интенсивность) и характер протекания морфофизиологических процессов в растении, при этом не только концентрация фитогормонов, но и их соотношение (стимулирующих и ингибирующих) регулируют донорно-акцепторные отношения в растении, а значит, морфогенез [5].

Так, характеристики: устойчивость к болезням и вредителям; устойчивость к полеганию; устойчивость к повышенным/пониженным температурам;

интенсивность восприятия различных мутагенных факторов; состояние покоя различных форм риса и выведение из него и т.д. - неодинаковы у различных форм риса и обусловлены уровнем эндогенных гиббереллинов, специфических для риса. Учитывая наличие пропорциональной связи между количеством гормона и интенсивностью реакции на экзогенное введение его, можно на уровне проростков говорить о продуктивности формы a priori и использовать ее в селекционном процессе.

Исследованиями предыдущих лет показано, что сорта риса, различающиеся периодом вегетации, имеют разный уровень фитогормона ГК, стимулирующего прорастание. У раннеспелых он высокий, поэтому состояние покоя практически отсутствует и это приводит к значительным потерям в период уборки, поскольку при повышенной температуре и влажности происходит прорастание зерновок в метелке риса. У средне- и позднеспелых сортов уровень ГК ниже, состояние покоя наблюдается. Отсутствие покоя или его непродолжительность объясняются не только уровнем ГК, но и незначительным содержанием АБК - ингибитора прорастания, т.е. их соотношением в растительном организме [6].

Таким образом, представляется актуальным выявить взаимосвязи между уровнем ГК и абсцизовой кислоты и состоянием покоя и прорастания у различных селекционных образцов.

«Семена разных сортов и репродукций варьируют по глубине покоя.

Покой свойственен зимним сортам, у быстро созревающих летних и весенних сортов семена не находятся в покое» [7].

Покой растений - такое физиологическое состояние, при котором снижается активность метаболических процессов, которая наступает после полного созревания. Механизмы регуляции состояния покоя обычно рассматриваются в свете действия ГК и АБК на метаболизм растения в целом [8, 9, 10].

ГК способствует увеличению доступности ДНК для транскрипции; инициирует синтез РНК, ответственной за образование -амилазы de novo. - амилаза расщепляет полисахарид - крахмал до моносахаров, необходимых зародышу в период прорастания.

АБК играет важную роль в гормональной системе регуляции жизнедеятельности растений. Она ингибирует ростовые процессы, активируемые другими фитогормонами [11], регулирует переход в состояние покоя, вызывает закрывание устьиц, ингибирует дифференцировку хлоропластов [12, 13].

АБК накапливается в растениях при дефиците воды [14], который может иметь место при засолении [15, 16, 17]. Более того, АБК и др. фитогормоны способны создавать «конъюгированные» формы, в которых фитогормон образует комплексы с другими низкомолекулярными соединениями. Содержание «конъюгированных» форм играет существенную роль в регуляции процессов роста и развития [18].

Большое внимание в настоящее время уделяется изучению и использованию других ингибиторов роста фенольной природы типа СК, кумаровая, коричная, которые, как и АБК, регулируют переход в состояние покоя, играют важную роль в антистрессовых реакциях растительного организма при абиотических и биотических воздействиях [19, 20]. Интерес к этим низкомолекулярным соединениям в последнее время возрос в связи с высокой биологической активностью и успешным использованием их в исследовательской практике [21]. Фенолы (продукты вторичного метаболизма) способны подавлять активность амилазы, пероксидазы и каталазы, коричная и салициловая кислоты подавляют действие -амилазы, фермента, расщепляющего крахмал на моносахара, необходимые для прорастания зародыша.

СК, подавляя активность ферментов, ингибирует прорастание и таким образом регулирует состояние покоя. Кроме того, она принимает участие в реализации системной индуцированной устойчивости растений.

АБК, в отличие от СК, подавляет синтез ферментов (выделено нами. Авт.).

Необходимость изучения роли гормонально-ингибиторных отношений у риса, в частности состояние покоя, обусловлена тем, что раннеспелые сорта риса, уборка которых проводится в начальный осенний период при повышенной температуре и влажности, способны прорастать в метелке, что приводит к значительным потерям. Исследованиями предыдущих лет показано, что раннеспелые сорта имеют повышенный уровень ГК, а значит, активность амилаз, обусловливающих расщепление сахаров – субстрат для прорастания.

Отсюда следует, что у раннеспелых сортов, в отличии от средне- и позднеспелых, отсутствует АБК. Рассматривая эти процессы с точки зрения функционирования ДНК, можно заключить, что различия в прорастании семян, обладающих различной продолжительностью покоя, обусловлены, вероятно, степенью репрессии генома, ведущей к ингибированию и ослаблению метаболизма растения.

По существу прорастание - приведение зародыша в состояние непрерывного роста, который временно был приостановлен в период покоя, и начало осуществления новых генетических программ, т.е. дифференциальная транскрипция генома.

Очевидно, гормоны являются посредниками биохимических событий, совокупность которых определяет весь жизненный цикл роста и развития растений.

Цель исследования – изучение возможности использования СК для регулирования для раннеспелых сортов.

Материалы и методы. Растительный материал для исследования - семена риса раннеспелых селекционных образцов: Серпантин, Фонтан, КПСУ 06-216, КПСУ 06-198, КПСУ 04-118, КПСУ 04-89, КПСУ 04-100, КПСУ 04КПСУ 04-113-114, ВНИИР 10-163, ВНИИР 8157, ВНИИР 8572, Новатор, Изумруд, Лиман.

В вегетационном эксперименте с целью изучения возможности регулирования покоя семян метелки вегетирующих растений раннеспелых сортов обрабатывали раствором салициловой кислоты в концентрации 300 мг/л в фазу молочно-восковой спелости, когда процессы налива и созревания зерна продолжаются, но ингибируется активность ферментов, инициирующих прорастание. По фазам вегетации в листовых пластинах растения риса определяли содержание пигментов, сахаров и активность пероксидазы [21]. В семенах раннеспелых сортов риса, метелки которых экзогенно были обработаны раствором (300 мг/л) и убранных в полную спелость, определяли глубину покоя в динамике (период закладки опытов — 10 дней) по методике ВНИИ риса.

В лабораторном эксперименте определяли влияние СК на глубину покоя семян раннеспелых сортов по энергии прорастания и всхожести. Использовали семена, полученные в вегетационном эксперименте. Семена проращивали в чашках Петри, укладывали по 100 штук на фильтрованную бумагу, и приливали по 10 мл воды и выдерживали затем в термостате в течение 8 суток при +28 °С [22].

По фазам вегетации определяли активность фотосинтеза по содержанию пигментов, сахаров, активность фермента пероксидазы в листовых пластинах растений.

Результаты исследований приведены в таблицах 1,2,3.

Активность фотосинтеза в листовых пластинках растений риса по фазам вегетации отражена в таблице 1.

1. Содержание пигментов в листовых пластинах растений риса по фазам вегетации (мг/г сырого вещества) № Сортообразец Кущение Трубкование Выметывание Серпантин Активность биосинтеза пигментов у всех сортов высокая, хотя у сортов КПСУ 04-126-129, ВНИИР 10-163 и КПСУ 04-113-114 (табл. 1) она выше, но содержание их закономерно снижается к концу вегетационного периода.

Биосинтез растворимых сахаров наиболее активен в первые фазы вегетации и закономерно снижается в фазе трубкования и выметывания, когда происходит отток их в формирующуюся метелку. Следует отметить повышенный синтез сахаров у сортообразцов КПСУ 04-126-129, ВНИИР 10-163, КПСУ 04-113-114, что обусловило и повышенную продуктивность сортообразцов (табл. 2).

2. Содержание растворимых сахаров в листовых пластинках раннеспелых сортов риса по фазам вегетации (мг/г сырого вещества) 3. Активность пероксидазы в листовых пластинках растений риса раннеспелых сортов по фазам вегетации (у.е./мг/с) Активность пероксидазы, характеризующая энергетический потенциал растения, изменяется и неодинакова у сортообразцов, различающихся сроками созревания.

В таблице 4 приведены результаты изучения всхожести семян скороспелых сортов риса.

4. Влияние салициловой кислоты (СК - 300 мг/л) на глубину покоя семян Как видно из таблицы, по всхожести наглядно проявляется тенденция к инициации покоя у раннеспелых сортов.

1. Выявлено, что семена раннеспелых сортов имеют повышенный уровень ГК и практически полное отсутствие АБК по сравнению с сортообразцами средне- и позднеспелыми.

2. Повышенный уровень фитогормона ГК3 в семенах риса, относящихся к группе раннеспелых сортов, обусловливает повышенную активность гидролитических ферментов и, следовательно, высокое содержание растворимых сахаров.

Последнее объясняет лучшие и более равномерные всходы в период прорастания.

3. Обработка метелок вегетирующих растений риса раннеспелых сортов в фазу молочно-восковой спелости раствором салициловой кислоты ( мг/л) позволяет инициировать состояние покоя (всхожесть семян раннеспелых сортов снижается до 32% в первые 10 дней после уборки).

1. Сергеева, К.А. Физиологические и биохимические основы зимостойкости древесных растений/К.А. Сергеева. – М.: Наука, 1971. – 171 с.

2. Нейфах, С.А. Механизмы интеграции клеточного обмена/С.А. Нейфах. – Л.: Наука, 1967. – 210 с.

3. Кефелев, В.И. Природный ингибитор роста – абсцизовая кислота/В.И.

Кефелев, Э.М. Коф. – М.: Наука, 1989. –133 с.

4. Обручева, Н.В. Информация о 2-м Международном симпозиуме «Покой у растений» (Анжер, Франция, 19-23 июля 1999 г.)/Н.В. Обручева // Физиология растений. – 2000. – Вып. 47. – № 2. – С.335-336.

5. Авакян, Э.Р. Изучение покоя сортов риса, различающихся периодом вегетации/Э.Р. Авакян // Материалы XI междунар. симпозиума «Нетрадиционное растениеводство, этиология, экология и здоровье», 7-14 сентября г.– Алушта. - С. 918.

6. Николаева, М.Г. Справочник по прорастанию покоящихся семян/ М.Г.

Николаева, М.В. Разутова, В.Н. Гладкова -Л.: Наука, 1985. - С. 217.

7. Ладыженская, И.П. Пути реализации физиологического эффекта фитогормонов при регуляции состояния покоя/ И.П. Ладыженская // Физиология и биохимия культурных растений - 1987. -Т. 19.-№ 6.-С. 567-573.

8. Кораблева, И.П. Изменение содержания абсцизовой кислоты в тканях клубней картофеля во время глубокого покоя и при прорастании/ И.П. Кораблева, К.А. Караваева, Л.В. Метлицкий // Физиология растений. – 1980.– Вып. 27, №3. – С. 585-591.

9. Муромцев Г.С, Агнистикова В.А. Гормоны растений – гиббереллины/ Г.С. Муромцев, В.А. Агнистикова.–М.: Наука. 1973.-270 с.

10.Mittoboron B.Y. The chemistry & physiology of abscisic acid // Ann. Ren.

Plant physiol. -1974.-V.25.-P. 259-307.

11.Долтон Д.С. Абсцизовая кислота // Физиология и биохимия прорастания. - М.: Колос. 1982.-С.170-183.

12.Mittoboron B.V. A distinction between the fast 8 slon resnonses to abscisic acid // Austral. F. Plant Physiol.-1980.- V. 7. - № 6. - P. 148-156.

13. Sackson M. Plants, Hosmones involved in root to shot communication // Adv.Bot.Res.-1993.-V. 19.-P. 103-187.

14. Fricke W., Peters N.S. The biophysics of leaf Growth in Salt-stressed Barley // Plant Physiol. - 2002. - V. 129. - P. 374-388.

15. Mansfield T.A., Hetherington A.M., Alkinson J.C. // Ann. Rev. Plant. Mol.

Biol. -1990. -V. 41.-P. 55-75.

16. Mansfield T.A., Mc. Ainsh M.R. Hormones as Regulator of Water Balance // Plant Hormones/Ed. Davis PQ. - Dortrecht: Kluwer, 1995. - P. 598-616.

17. Гэлстон А., Дэвс П., Сэттер Р. Жизнь зеленого растения - М.: Мир, 1983.-549 с.

18.Уоринг Ф., Филипс И. Рост растений и дифференцировка. - М.: Мир, 1984.-512 с.

19.Tamas L.A., Oxbun J.L. et al. Effekt of Fruits on domarcy & ABA concentration in axil-lari of phasedus vulgaris 1 // Plant Physiology. - 1979.- V. 66, №4. P. 615-620.

20. Harborne J.B. Plant Phenolic // Secondary Plant Products; Ed. Bell E.A.

Charnood B.V. -Berlin: Springes - Verlag, 1980.

21. Тюкавкина, Н.А. Биофлавоноиды. (Актовая речь)/ Н.А. Тюкавкина. M.: Из. дом. «Русский врач», 2002.-56 с.

22.Запрометов, М.Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях/М.Н. Запрометов. - М.: Наука, 1993.-272 с.

23.Джен, Р.К. Что такое прорастание/ Р.К. Джен, Р.Д. Амен // Физиология и биохимия покоя и прорастания семян. - М.: Колос, 1982. - 404 с.

24.Плешков, Б.П. Практикум по биохимии растений/Б.П. Плешков. -М.:

Колос. 1976. -С. 215.

25.Сметанин А.П. Методики опытных работ по селекции, семеноводству и контролю за качеством семян риса/ А.П. Сметанин, В.А. Дзюба, А.И. Апрод.

- Краснодар, 1972.

УДК: 633.13: 631.531.

ОЦЕНКА СОРТОВ ОВСА ЗИМУЮЩЕГО ПО

УРОЖАЙНОСТИ И КРУПНОСТИ ЗЕРНА

В статье приведены данные по изучению урожайности и крупности зерна сортов овса зимующего в условиях южно-предгорной зоны СевероЗападного Кавказа.

In the article these are given data on investigation of productivity and grain size of overwintering oats varieties in the conditions of southern foothill zone of North-West Caucasus.

Ключевые слова: овес зимующий, сорт, урожайность, зерно, крупность зерна.

Keywords: overwintering oats, variety, productivity, grain, grain size.

Введение. Овес посевной (Avena sativa L.) – одна из важнейших зерновых культур, посевные площади в мире занимают около 20 млн га [3]. В зерне овса содержится 13-15% белка, 40-50% крахмала, 4-12% жира, повышенное содержание лизина, триптофана, витаминов группы В и минеральных веществ [2].

Использование овса имеет широкое распространение. Отличаясь высоким содержанием питательных веществ, зерно овса традиционно используется в кормлении лошадей, овец, племенных животных и для откорма молодняка.

Практикуются посевы овса как в чистом виде, так и в смеси с бобовыми культурами (горох, вика) для использования на зеленую массу. Высокими кормовыми качествами обладают солома и мякина, которую вводят в рацион домашней птицы для предотвращения некоторых заболеваний [2].

Название «Avena» (овес) происходит от латинского слова «Avere», что означает «быть здоровым». И этому есть доказанное подтверждение – в зерне овса содержатся авенантрамиды – вещества, обладающие антиоксидантными свойствами. Возрастающее использование продукции переработки овса в питании человека связано с хорошей усвояемостью питательных веществ и витаминов, что делает его ценным для детского и диетического питания [3].

Основные площади под посевами овса размещены в областях с умеренным и влажным климатом, где его высевают весной. Опытные и производственные посевы показали, что в условиях южно-предгорной зоны Северо-Западного Кавказа перспективной и более урожайной культурой является овес зимующий, высеваемый осенью. В условиях этой зоны овес зимующий имеет длительный период кущения (осень-весна), дает хорошую зеленую массу, к моменту появления листогрызущих вредителей его лист огрубевает и имеет мощный восковой налет, что препятствует его повреждению, в период налива и созревания зерна уходит от воздушной засухи и поэтому показывает урожайность зерна в 1,5- 2,0 раза выше ярового.

Селекционная работа с овсом зимующим с 1965 г. проводится в ГНУ Адыгейский НИИСХ, который находится у северной границы ареала возможного его возделывания [4]. Целью наших исследований стало изучение зерновой продуктивности сортов овса зимующего, которые включены в Государственный реестр селекционных достижений и допущены к использованию в условиях южно-предгорной зоны Северо-Западного Кавказа.

Материалы и методы. В изучении были сорта овса зимующего созданные в различное время в отделе селекции и первичного семеноводства ГНУ Адыгейский НИИСХ:

Сорт Подгорный (Avena sativa L., var. cinerea Korn) стал первым сортом овса зимующего, районированным в 1988 г. в условиях южнопредгорной зоны Северо-Западного Кавказа, который создан совместно с Киргизским НИИ земледелия. Сорт среднеспелый, вегетационный период – 283–288 дней, отличается высокой зимостойкостью. Сорт отличается устойчивостью к бактериальной пятнистости, корончатой и стеблевой ржавчинам, к пыльной головне.

Мезмай (Avena sativa L. – byzantina C.Koch, grex. var. diffusae Mordv., var. aristata Кr. – alba Mordv.) – сорт среднеспелый, вегетационный период 268–275 дней. Зимостойкость и устойчивость к полеганию выше средней (7– 9 баллов). Сорт устойчив к бактериозу, ржавчинам и пыльной головне. Урожайность зеленой массы – 30 – 40 т/га.

Сорт Мезмай районирован в 1996 г., а с 2003 г. является официальным стандартом в ГСИ.

Гузерипль (Avena sativa L. – byzantina C.Koch, grex. var. diffusae Mordv., var. aristata Кr. – alba Mordv.) – среднеспелый сорт. Вегетационный период – 269–274 дня. Урожайность зеленой массы 40-50 т/га. Сорт сравнительно устойчив к неблагоприятным условиям перезимовки, полеганию (7 баллов), поражению бактериальными и грибными болезнями. Сорт предложен к районированию с 2001 г.

Верный (Avena sativa L., grex. var. diffusae var. aristata) – позднеспелый сорт, вегетационный период – 281-286 дней. Урожайность зеленой массы варьирует в производственных условиях от 35 до 40 т/га.

Сорт отличается устойчивостью к полеганию, вымерзанию и поражению корончатой и стеблевой ржавчинами. Районирован с 2006 года.

Испытания сортов овса зимующего проводили на полях ГНУ Адыгейский НИИСХ, расположенного в южно-предгорной зоне Северо-Западного Кавказа. Климат умеренно-континентальный со сравнительно мягкой и короткой зимой. Коэффициент увлажнения – 0,3–0,4. За год выпадает 700- мм осадков, они преимущественно ливневые в весенне-летний период.

Почвы относятся к слитым черноземам тяжелого механического состава. В пахотном горизонте содержится около 4% гумуса, общего азота – 0,33– 0,27%, фосфора – 0,17–0,11%. Характерной особенностью почв является выщелочность и очень плотное сложение, вследствие чего имеется тенденция к избыточному увлажнению пахотного горизонта в зимне-весенний период, а в засушливый период поверхность почвы сильно растрескивается.

Полевые опыты закладывались согласно методическим указаниям ГСИ (1989) и методике полевого опыта (Доспехов Б.А., 1974) по предшественнику занятой пар, норма высева – 3,5 млн шт., площадь учетной делянки – 10 м2 в 4-х кратной повторности.

Результаты. Оценка урожайности зерна в питомнике КСИ овса зимующего показала, что за годы исследований она у изучаемых сортов варьировала от 29,2 до 82,2 ц/га в зависимости от условий года (табл. 1).

1. Урожайность зерна овса зимующего питомника КСИ ст.

Известно, что урожайность и качество сельскохозяйственной продукции могут претерпевать значительные колебания по годам, которые объясняются рядом факторов, однако одним из наиболее существенных являются погодные условия года.

Несмотря на то, что условия осени и перезимовки первого года изучения благоприятствовали хорошему развитию растений овса зимующего, однако возвратные отрицательные температуры в апреле месяце и нехарактерная холодная погода в первые две декады мая 2009 г. замедлили рост и развитие растений культуры, что привело к снижению урожайности. По изучаемым сортам она составила 37,0-51,6 ц/га.

За исследуемый период максимальная урожайность зерна овса зимующего была получена в 2010 г., который отличался наиболее благоприятными погодными условиями всего вегетационного периода. Урожайность варьировала от 64,0 (Гузерипль) до 82,2 ц/га (Мезмай).

Наиболее стрессовым по метеорологическим условиям для растений овса зимующего был третий год исследований. На урожайность культуры повлияли поздний срок сева и условия зимне-весеннего периода. Урожайность зерна получена на уровне 29,2-50,2 ц/га. Максимальную урожайность 51,6 ц/га показал сорт Гузерипль.

Средняя урожайность за три года исследований составила по сортам:

Мезмай – 52,5, Подгорный – 48,7, Верный - 55,6, Гузерипль – 50,4 ц/га.

Одним из основных признаков, определяющих урожайность сорта, является крупность зерна. По крупности зерна районированные сорта овса зимующего относятся к 5-6 группе по международному классификатору СЭВ [3]. Проведенный сравнительный анализ массы 1000 зерен показал, что, как и урожайность зерна, она варьировала в изучаемый период в зависимости от условий года.

Наибольшая масса 1000 зерен была получена в 2009 г., а наименьшая – в 2011 г. Из изучаемых сортов сорт Подгорный отличается наиболее крупным зерном, его масса 1000 зерен в среднем за три года – 33,9 г, а сорт Верный является наиболее мелкозерным (28,5 г), однако этот сорт отличается повышенным содержанием липидов – 11,2%, что на 3,3% больше по сравнению с другими изучаемыми сортами.

Выводы. Полученные результаты показывают, что урожайность зерна у сортов овса зимующего, допущенных к использованию, варьирует от 29, ц/га до 82,2 ц/га в зависимости от условий года. Позднеспелый сорт Подгорный дает урожайность зерна ниже стандарта Мезмай, однако в отдельные годы формирует наиболее крупное зерно. Последний допущенный к производству сорт Верный сохраняет высокую урожайность, но отличается наименьшей крупностью зерна.

1. Культурная флора. Том II, часть 3. Овес /Н.А Родионова, В.Н. Солдатов, В.Е. Мережко, Н.П. Ярош, В.Д. Кобылянский. - Москва: Колос, 1994.– 367 с.

2. Лоскутов, И.Г. Овес (Avena L.). Распространение, систематика, эволюция и селекция /И.Г. Лоскутов. - СПб: ГНЦ РФ ВИР, 2007.– 336 с.

3. Международный классификатор СЭВ рода Avena L. – Л.: Изд-во ВИР, г. Павловск, 1994. – 42 с.

4. Щепетков, А.А. К итогам работы по селекции зимующего гороха и зимующего овса / А.А. Щепетков, В.П. Щепеткова: сб. науч. тр. (IV) АНИИСХ. – Майкоп, 2001. – С. 219-243.

УДК 633.174:631. ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых

НОВЫЙ СОРТ СОРГО ЗЕРНОВОГО ВЕЛИКАН

В статье представлена характеристика нового, допущенного к использованию, сорта сорго зернового Великан.

In the article it is given characteristics of a new, admitted to use, variety of grain sorghum Velikan.

Ключевые слова: сорго зерновое, сорт, урожайность, сортоиспытание.

Keywords: grain sorghum, variety, productivity, variety testing.

Развитие сельского хозяйства осуществляется в соответствии с законами экономики. Наиболее доступным и экономически эффективным средством интенсификации растениеводства является селекция сельскохозяйственных растений. Усиленное развитие отрасли невозможно без внедрения в производство новых сортов сельскохозяйственных культур. Эти сорта, как правило, имеют высокую урожайность и качество зерна, что способствует экономии средств, а значит снижению себестоимости и повышению рентабельности производства. Кроме того, внедрение в производство новых сортов является наименее затратным и самым экономически эффективным способом увеличения производства растениеводческой продукции. Роль их возрастает в условиях мирового экономического кризиса, когда другие факторы интенсификации растениеводства из-за своей сравнительно высокой стоимости используются ограничено [1].

В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию по Нижневолжскому (8) региону России, с 2012 года включн новый сорт сорго зернового Великан (см. рисунок).

Авторы: Горпиниченко С.И., Лушпина О.А., Ляшов П.И., Беседа Н.А., Клепко Ю.Н., Сарычева Н.И.

Сорт Великан создан в лаборатории селекции и семеноводства сорго зернового ГНУ ВНИИЗК Россельхозакадемии методом индивидуального отбора белозрных форм из гибридной комбинации 042 RT-13 с дальнейшим многократным самоопылением.

Сорт раннеспелый (период от всходов до полной спелости зерна – 95дней), высота растений составляет 130-135 см, устойчив к полеганию, поражению болезнями и повреждению вредителями. Относится к виду хлебного сорго. Метелка длиной 26-30 см пирамидальная, белая, слабо опушенная, прямостоячая, рыхлая, расстояние от раструба верхнего листа до первой веточки метелки – 8-10 см. Зерно – округло-эллиптической формы, сероватобелое, заметно открытое, легко вымолачивается, содержит 71,2-73,4% крахмала, 11,4-12,1% сырого белка и 3,5-4,3 % сырого жира. Масса 1000 зрен – 26-29 г.

Основное направление селекции сорго зернового – создание новых сортов и гибридов с высоким потенциалом урожайности.

Урожайность нового сорта сорго зернового Великан за годы конкурсного испытания (2009-2011 гг.) в среднем составила 5,6 т/га, при этом урожайность стандарта Хазине 28 находилась на уровне 4,4 т/га, а у лучшего районированного сорта пищевого направления Аист – 5,0 т/га (табл. 1).

1. Урожайность зерна сорта сорго зернового Великан в конкурсном сортоиспытании (2009-2011 гг.) Биохимическая оценка по показателям качества зерна новых сортов в последнее время приобретает большое значение. Поэтому, наряду с проблемами создания раннеспелых и высокоурожайных сортов, исследования должны быть направлены на улучшение качества зерна сорго.

Допущенный к использованию сорт сорго зернового Великан, как и лучший сорт пищевого направления Аист, согласно широкому унифицированному классификатору СЭВ и международному классификатору СЭВ возделываемых видов рода Sorghum Moench [2] отличается высоким содержанием крахмала (более 71,2%) и рекомендуется для использования в крахмалопаточной промышленности. В то же время стандартный сорт Хазине 28 в годы конкурсного сортоиспытания нового сорта (2009-2011 гг.) имел среднее содержание крахмала (67,6-67,8%) в 2009 г. и 2011 г., низкое (64,9%) – в г. По содержанию сырого белка новый сорт Великан находился на уровне стандарта, так как все они отнесены к группе со средним содержанием этого показателя (11,2-12,9%) (табл. 2).

2. Биохимическая характеристика сорта сорго зернового Великан в конкурсном сортоиспытании, 2009-2011 гг.

Хазине 28, стандарт Допущенный к использованию сорт сорго зернового Великан в полной мере удовлетворяет требованиям сельскохозяйственного производства по урожайности и качеству зерна. Рекомендуется для широкого возделывания в производстве.

1. Анипенко, Л.Н. Экономическая эффективность использования селекционных достижений в растениеводстве / Л.Н. Анипенко, В.Е. Кириченко.

– Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2006. – 80 с.

2. Якушевский, Е.С. Широкий унифицированный классификатор СЭВ и международный классификатор СЭВ возделываемых видов рода Sorghum Moench / Е.С. Якушевский, С.Г. Варадинов, В.А. Корнейчук, Л. Баняи. – Ленинград: ВИР, 1982. – 34 с.

УДК 633.114: 551.

ВКЛАД ГЕНОТИПИЧЕСКИХ И СРЕДОВЫХ ФАКТОРОВ В

ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ

ПШЕНИЦЫ

Показан вклад генотипа и условий года в количественную выраженность массы 1000 зерен, натурной массы зерна и показателя SDSседиментации в зависимости от гибридной популяции.

It is shown a contribution of genotype and year condition in quantitative value of 1000 grain mass, full-scale grain mass and SDS-sediments in dependence from hybrid population.

Ключевые слова: гибридная популяция, генотип, условия года, показатели качества зерна.

Keywords: hybrid population, genotype, year condition, grain quality indicators.

Введение. В условиях Поволжья вклад фактора «годы» в массу зерна с единицы площади, содержание белка в зерне и клейковины в муке озимой пшеницы в общей сумме вклада всех других факторов составляет 75,1-79,5%, тогда как фактора «генотип» всего лишь 8,5-10,2% [1]. Влияние сорта на величину и изменчивость показателя ИДК-1 оказалось преобладающим (59,2%). Роль генотипа и условий вегетационного периода в формировании качества зерна яровой мягкой пшеницы на популяционном уровне практически не изучена. А между тем соотношение этих факторов позволяет тестировать гибридные популяции по перспективности и оценивать селекционную значимость качественных характеристик. Задачей настоящей работы являлось выявить влияние генотипа и условий года на количественную выраженность и изменчивость массы 1000 зрен, натурной массы зерна и показателя SDS –седиментации.

Материалы и методы. Для исследований привлекали гибриды, отобранные по содержанию клейковины в муке из гибридных популяций яровой мягкой пшеницы, полученных от скрещивания Тулайковской 5, Тулайковской золотистой, Тулайковской 10, Альбидум 42/98, СКЭНТ 3, Фитона 4/2 и Юго-Восточной 4() с селекционной линией СФР195-11-05(). Гибриды выращивались в 2008(F5), 2009(F6) и в 2010(F7) годах, различающихся по климатическим условиям в период вегетации (ГТК = 0,3-1,2). Количество осадков в период формирования качества зерна (июль) составило в сравнении с климатической нормой 212,7% (2008 г.), 63,1% (2009 г.) и 39,0% (2010 г.), а температура воздуха соответственно 103,7%, 112,1% и 128,9%. Повторность полевых опытов трехкратная, расположение гибридов в блоках рендомизированное. Зерно с каждой полевой повторности оценивалось по массе зерен, натурной массе зерна и по показателю SDS-седиментации. Вклад факторов в формирование качества зерна определяли по алгоритму биометрических расчетов [2], а уровень значимости факторов – по результатам двухфакторного дисперсионного анализа.

Результаты. Влияние генотипа на формирование массы 1000 зерен статистически доказывается. Наиболее ощутимый вклад в количественную выраженность данного признака проявился в популяциях, полученных от скрещивания с линией СФР 195-11-05 сортов Тулайковской 10, СКЭНТ 3 и линии Альбидум 42/98 (табл.1).

Высокая дифференциация популяций по фактору 2В может быть использована для тестирования их селекционной ценности по массе 1000 зерен.

Условия внешней среды оказывали влияние на крупность зерна в двух популяциях из семи изученных. По большинству же комбинаций скрещивания их вклад не велик (табл.1).

1. Вклад генотипа (2В) и условий года (2А) в формирование массы, – Значимо соответственно на 5 и 1 %-м уровнях.

Примечание. 2АВ – влияние сочетания факторов «год» и «генотип», 2 – суммарное действие случайных факторов, то же и в табл. 2-3.

Роль организованных факторов (2А,2В) в формировании натурной массы зерна совершенно другая. Основной вклад в величину и изменчивость данного признака вносят условия внешней среды. Что же касается генотипа, то влияние его довольно слабое (табл.2). Кроме того, по данному фактору (2В) различия между популяциями выражены нечтко. Таким образом, можно предполагать, что отбор генотипов в F5 и в F6 по фенотипической выраженности натурной массы зерна может не дать положительных результатов.

2.Вклад генотипа (2В) и условий года (2А) в формирование натурной – Значимо соответственно на 5 и 1 %-м уровнях.

Показатель SDS-седиментации, рекомендованный для массовой оценки селекционного материала, очень сильно зависит от условий года, причм величина и изменчивость его в зависимости от комбинации скрещивания варьирует в широких пределах (табл.3).

3.Влияние генотипа (2В) и условий года (2А) на количественную выраженность показателя SDS-седиментации, % – Значимо соответственно на 5 и 1 %-м уровнях.

Влияние же генотипа в большинстве изученных популяций довольно слабое. Уровень седиментационного осадка зависит и от выровненности опытного участка, что доказывается значимостью блоков в трх популяциях из семи, подвергнутых изучению (табл.3).

Выводы. Масса 1000 семян – генотипически обусловленный признак.

В 5 популяциях из 7 влияние генотипа преобладает. Перспективными популяциями являются Альбидум 42/98 х СФР195-11-05 и Тулайковская 10 х СФР195-11-05. Натурная масса зерна зависит в основном от условий внешней среды. Отборы в популяциях по этому признаку должны быть жсткими, но и в этом случае они могут оправдываться не всегда. Величина и изменчивость показателя SDS-седиментации зависит от условий вегетационного периода и выравненности опытного участка, поэтому отбор ценных по качеству селекционных форм необходимо проводить при высокой его интенсивности (i5 – i10). Зерно для седиментационной оценки, при этом отбирается от двух нечтных полевых повторностей.

1.Бебякин, В.М. Адаптивность сортов озимой пшеницы в условиях Поволжья и вклад генотипа в формирование качества зерна / В.М. Бебякин, А.И. Прянишников, А.И. Сергеева // Сельскохозяйственная биология. – 2005.

- №1. – С.35-38.

2. Плохинский, Н.А. Биометрия/ Н.А. Плохинский.–Новосибирск, 1961-364 с.

УДК 633.15:631.

СЕЛЕКЦИОННАЯ ЦЕННОСТЬ НОВЫХ

САМООПЫЛЁННЫХ ЛИНИЙ КУКУРУЗЫ ПО ОСНОВНЫМ

ХОЗЯЙСТВЕННО –

ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ

В приведнной статье представлен процесс создания и оценки нового исходного материала с использованием раннеспелых и позднеспелых линий кукурузы.

In the given article it is represented a process of selection and evaluation of new initial material while using early maturing and late maturing maize lines.

Ключевые слова: кукуруза, самоопылнные линии, тесткроссы, гибридные комбинации, комбинационная способность.

Keywords: maize, self-pollinated lines, test crosses, hybrid combinations, combinative ability.

В теории и практике селекции растений одним из главных вопросов является учение об исходном материале. Его основатель Н.И. Вавилов неоднократно указывал, что «…успех селекционной работы определяется в значительной мере правильным использованием исходного материала» [1].

Со времени появления работ Дж. Шелла основным исходным материалом для создания высокогетерозисных гибридов кукурузы стали самоопылнные линии [2].

В селекционной практике существует много методов повышения генетического разнообразия вовлекаемого в селекционный процесс исходного материала. Одним из таких примов является использование раннеспелых линий кукурузы, полученных из позднеспелых синтетических популяций методами отбора на раннее цветение в качестве доноров раннеспелости[3].

Наиболее перспективным направлением по вовлечению в селекцию раннеспелых гибридов позднеспелых форм кукурузы являются целенаправленные скрещивания раннеспелых линий с элитными среднепоздними и позднеспелыми линиями с последующим отбором в данных гибридных комбинациях нового раннеспелого материала [4].

Материалы и методы. Для создания нового исходного материала нами были использованы пять среднеспелых и среднепоздних зубовидных элитных линий кукурузы из генетической коллекции института: Кр 627, Кр 620, Кр 651, Кр 524 и Кр 615. Все перечисленные линии относились к гетерозисной группе Iodent.

Донорами раннеспелости в тесткросных скрещиваниях с выше перечисленными линиями взяты две линии кукурузы Кр 810 и Кр 812, полученные из позднеспелых популяций RSSSCPR и RDAI после 14 и 16 циклов отбора на раннее цветение.

Получение более раннеспелого исходного материала проводили однократным беккроссом на позднеспелого родителя. Для совмещения сроков цветения применили посев раннеспелых линий в три срока. Разрыв в сроках цветения используемого материала составлял 12-16 дней.

В течение пяти лет на данном линейном материале проводили отбор по хозяйственным признакам, в процессе которого для дальнейшей селекционной проработки отобрано 27 линий кукурузы. Для оценки общей и специфической комбинационной способности новые линии кукурузы скрещивались с тремя линиями кукурузы двух гетерозисных групп: Стив Сток Синтетик (SSS) (Кр 752, Кр 804) и Ланкастер (Кр 685). При выборе тестера исходили из того, что он позволял с достаточной точностью получить большой объем информации, т.е. он ранжировал линии по их комбинационной способности.

При оценке продуктивности экспериментальных гибридов кукурузы в качестве стандарта был использован гибрид с соответствующей длиной вегетационного периода Краснодарский 194 МВ (ФАО 190).

На линиях и гибридах проводили подсчет числа листьев, измеряли высоту растения и прикрепления початка. Учет полегших растений, влажности зерна проводили на момент уборки урожая.

Опыты по изучению линий и новых гибридов кукурузы проводили по методикам ВИР [5], Госкомиссии по сортоиспытанию и охране селекционных достижений [6] с учетом общепринятой для зоны технологии.

Испытание тесткроссов проводили в трехкратной повторности. Площадь делянки – 9,8. Густота стояния – 60 тыс. растений на 1 га. Посевы контрольного питомника проводили селекционной сеялкой, селекционных питомников ручными сажалками в оптимальные сроки, уборку проводили селекционным комбайном или вручную.

Полученные опытные данные были подвергнуты математической обработке по Б.А. Доспехову (1985) и с помощью компьютерных программ Statistica, Excel [7].

Тесткроссный анализ проводили по В.К. Савченко [8], что позволило получить большой объем информации: эффекты ОКС для каждого гибрида и тестера, константы СКС и вариансы констант СКС для каждой линии и тестера, вариансы общей и специфической комбинационной способности в целом по опыту.

Результаты. С учетом высокой эффективности отбора на ранее цветение, для сокращения вегетационного периода, прежде чем начать самоопыление, мы проводили размножение в гибридах F1 и F2 наиболее рано цветущих растений. Таким образом, в исходном материале значительно увеличилась концентрация раннеспелых рекомбинантов.

За 3 года исследований было изучено по основным хозяйственно - ценным признакам 27 самоопылнных линий кукурузы. Изучая морфологические признаки, мы провели распределение самоопылнных линий по уровню проявления каждого признака в отдельности (рис. 1).

На основании теоретического распределения можно сказать, что среднее значение по признаку «высота растения» (рис. 1.1) для всей анализируемой выборочной совокупности линий находится в интервале 150,5 – 177,3 см, так как среднее значение по этому признаку равно 164,2, а стандартное отклонение равно 13,75 см. Однако большинство линий, судя по графику, находятся в интервалах среднего 160 – 180 см., что составляет 59%.

Среднее значение по признаку «высота прикрепления початка» (рис.

1.2), на 95% - м уровне вероятности находится в интервале 42,5 – 57,7 см.

Большинство линий (59%) находится в интервале среднего значения 45 – 55 см.

Анализ распределения линий по признаку «количество листьев» (рис.

1.3) показал, что среднее значение на 95% - м уровне вероятности находится в интервале 14,8 – 16,4 шт. Большинство линий (67%), судя по графику, находятся в интервале среднего значения.

Признак «период от всходов до цветения» (рис. 1.4) имел среднее значение от 64,7 до 67,1 дн. Как видно из рисунка, самоопылнные линии по этому признаку распределились неравномерно. Большинство линий (52%) находились в интервале 65 – 67 дн, что соответствует среднему значению.

Рис.1. Теоретическое распределение новых самоопылнных линий по Анализ урожайности зерна тесткроссов в среднем за три года изучения позволил выявить лучшие гибридные комбинации с участием новых линий и тестеров.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были неодинаковы. В 2009 году характер распределения осадков был неравномерным. За вегетационный период кукурузы их сумма отмечена ниже среднемноголетней нормы на 49,6 мм и составила 170,4 мм. Средняя урожайность по опыту составила 3,92 тонны с 1 га.

В первой половине вегетации 2010 года были сравнительно благоприятные погодные условия для выращивания кукурузы, но экстремально высокие среднесуточные температуры конца июля и в течение всего августа отрицательно сказались на формировании и наливе зерна. Урожайность в среднем по опыту была 4,69 тонны с 1 га.

В 2011 году вегетационный период роста и развития кукурузы был экстремально засушливым и жарким, особенно высокие температуры и недостаток влаги отмечены в критический период роста и развития. Сумма активных температур достигла 2780 C, эффективных –1550 0C, среднесуточная –22, C, при количестве выпавших осадков за период вегетации в 182 мм. Средняя урожайность по опыту составила 2,85 тонны с 1 га.

На основании трех лет наблюдений можно сделать вывод, что температурный режим за все года был выше, а увлажнение ниже нормы, что оказало отрицательное влияние на рост и развитие растений, а следовательно, на уровень продуктивности изучаемых гибридов кукурузы.

В среднем за годы исследований урожайность 11 лучших тесткроссов с участием новых линий достоверно превысила стандарт по урожаю зерна (табл. 1). В опыте она варьировала от 4,30 до 5,02 тонны с 1 га, при урожайности гибридов в среднем по опыту 38,1 и стандарта 37,2 центнера с 1 га соответственно.

1. Характеристика лучших гибридов кукурузы, Завершающим этапом в селекционной работе по созданию самоопыленных линий является оценка их комбинационной способности.

Высокие оценки эффектов ОКС в 2009 году (табл.2) имели линии 8103327/9-2-1-1-1 (+5,3), 8103327/12-1-1 (+4,63), 8103320/15-2-1-1 (+8,15), 810751/7-2-1-1-1-5 (+8,69) при НСР05 = 4,5. Линии 810751/1-3-1-1-1-5 (+2,49), BS3524/RSSSCPR3615/2-2-1-2 (+4,01) BS3524/RSSSCPR3615/2-2-1-4- имеют среднюю ОКС. Линии BS33615751/4-1-2-1 (-0,81) и (+4,41) BS3524/RSSSCPR3615/2-1-1-1 (-0,81) имеют существенно низкую ОКС.

В 2010 году существенно высокие эффекты ОКС имели линии 8103320/15-2-1-1 (+4,71), 810751/1-3-1-1-1-5 (+8,17), 810751/7-2-1-1-1- (+7,25), BS33615751/7-2-1-1-1 (+3,94) BS3524/RSSSCPR3615/2-2-1- (+8,9) при НСР05 = 3,2.

2011 год характеризовался более низкими эффектами ОКС по сравнению с предыдущими годами, но, несмотря на это, высокую ОКС имели линии 8103327/9-2-1-1-1 (+2,65), 8103327/12-1-1 (+3,08), 810751/1-3-1-1-1- (+4,02) и BS3524/RSSSCPR3615/2-2-1-4-1 (+2,9).

2. Эффекты ОКС лучших линий кукурузы по годам изучения Название линии Название линии Анализ ОКС самоопыленных линий кукурузы показал, что по годам исследований этот признак очень сильно варьировал, ввиду неоднородности погодных условий.

Условия возделывания гибридов кукурузы по годам изучения также существенным образом сказались на величине СКС линий. Результаты анализа СКС самоопыленных линий кукурузы представлены на рисунках 2,3 и 4.

Рис.2. Эффекты СКС лучших новых линий кукурузы по признаку «урожайность зерна» с тестером Кр 752, Краснодар, 2009-2011 гг.

В 2009 – 2010 годах в комбинациях с участием линий Кр 8103327/9-2и Кр 810751/7-2-1-1-1-5 с тестером Кр 752 (рис.2) выявлены довольно высокие значения СКС. В 2011 году значения СКС в этих комбинициях были на уровне НСР.

Рис.3. Эффекты СКС лучших новых линий кукурузы по признаку «урожайность зерна» с тестером Кр 804, Краснодар, 2009-2011 гг.

Гибридные комбинации с участием тестера Кр 804 и линий 8103320/15-2BS3524/RSSSCPR3615/2-2-1-2 (рис.3) имели высокие эффекты СКС, не смотря на очень сильное варьирование погодных условий по годам исследований. Эти гибриды являются высокогетерозисными.

Рис.4. Эффекты СКС лучших новых линий кукурузы по признаку «урожайность зерна» с тестером Кр 685, Краснодар, 2009-2011 гг.

Из рисунка 4, видно, что с тестером Кр 685 высокие эффекты СКС во все годы исследований имели линии BS33615751/7-2-1-1-1, BS3524/RSSSCPR3615/2-1-1-1 и BS3524/RSSSCPR3615/2-2-1-4-1. У остальных же линий вариация по данному признаку очень колебалась по годам.

1. Наши исследования в очередной раз подтверждают целесообразность использования гибридных форм, в генотип которых введены факторы, обусловливающие раннеспелость и позднеспелость, что позволяет создавать новый исходный материал, наследующий скороспелость от раннеспелого, а продуктивность и устойчивость к неблагоприятным условиям среды – от позднеспелого родителя.

2. С использованием 2 раннеспелых и 5 среднеспелых и позднеспелых линий кукурузы нами создано 27 новых раннеспелых линии кукурузы, которые в последующем вовлекли в топкроссные скрещивания. Нами был получен 81 гибрид, 11 из них достоверно превысили стандарт Краснодарский на 5,8 – 13,0 центнеров зерна с 1га.

3. В процессе трхлетних испытаний выявлена общая и специфическая комбинационная способность линий по урожаю зерна.

1. Вавилов, Н.И. Избранные сочинения. Генетика и селекция / Н.И.

Вавилов. – М.: Колос, 1966. – 559 с.

2. Мангельсдорф, П. Гибридная кукуруза / П. Мангельсдорф // Гибридная кукуруза. – М.: И. Л.,1955. – С. 3-27.

3. Супрунов, А.И. Периодический отбор в популяциях кукурузы / А.И. Супрунов, М.А. Чуприна.– Краснодар: ООО «Эдви», 2010. – 160 с.

4. Замковой, Г.А. Селекционная ценность самоопылнных линий кукурузы по основным хозяйственным признакам / Г.А. Замковой, А.И Супрунов [Текст] // Кукуруза и сорго. – 2011. – №4 – С. 27-30.

5. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. – М., 1989. – 194 с.

6. Методические указания по изучению коллекционных образцов кукурузы, сорго и крупяных культур. – Л., 1968. – 76 с.

Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А.Доспехов. – М.: Агропромиздат, 1985.

8. Савченко, В.К. Метод оценки комбинационной способности генетически разнокачественных наборов родительских форм/ В.К. Савченко // Методики генетико-селекционного и генетического экспериментов. - Минск, 1973. – С. 48-77.

УДК 633.11 (324):551. В.В. Глуховцев, академик Россельхозакадемии, профессор;

ГНУ Поволжский НИИСС им. П.Н. Константинова РАСХН

КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ БЕЛКА ЗЕРНА ЯРОВОГО

ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

В статье рассмотрены особенности количественного и качественного состава белка зерна ярового ячменя различного направления использования (пивоваренного, кормового, крупяного), изменчивость его аминокислотного фона в зависимости от сортовых и погодных особенностей.

In the article these are considered features of qualitative and quantitative composition of spring barley protein of different spheres of application (brewing, fodder, cereals), variability of its amino acid background depending upon variety and weather features.

Ключевые слова: пивоваренный ячмень, содержание белка, аминокислотный состав белка, лизин, валин, триптофан, метионин, треонин.

Keywords: brewing barley, protein content, amino acid protein content, lysine, valine, tryptophan, methionine, threonine.

По занимаемым площадям ячменю принадлежит четвртое место в мире (после пшеницы, кукурузы и риса), а в Российской Федерации это вторая культура по площади возделывания, что говорит о е большом народнохозяйственном значении.

По мнению философа древности Плиния (23 – 79 гг. н.э.), «ячмень – самый наджный из всех злаков; его убирают раньше, чем ржавчина нападает на пшеницу; умные хозяева сеют пшеницу только для стола, а для кошелька ячмень» [1].

Возделывание ячменя в России осуществляется практически во всех регионах. Основной сбор ячменя приходится на Центральный – 36,4 % и Приволжский – 24,0 % федеральные округа (рис. 1). Среднегодовое валовое производство ячменя за период 1971-2009 гг. составило 210,4 млн т. Значительный объм сбора ячменя отмечался в 1976–1980 гг. (27,3 млн т). За последние одиннадцать лет (2000–2010гг.) валовой сбор ячменя был в среднем на уровне 15,6–18,0 млн т и лишь в 2008 году превысил 20 млн т (рис. 2).

Рис. 1. Доля федеральных округов Российской Федерации в сборе ярового Одна пятая часть от внутреннего сбора ячменя направляется на экспорт. В структуре экспорта основная доля приходится на фуражный ячмень.

Рис. 2. Валовой сбор ярового ячменя (средний показатель), млн т [2] Так, например экспорт ячменя в 2009 г. в сравнении с 2008 г. вырос в раза. Основной страной назначения российского экспорта ячменя была Саудовская Аравия (58,8%). Географическое месторасположение данного государства позволяет дальнейшую перепродажу российского ячменя в страны дальнего зарубежья. На втором месте в закупках отечественного ячменя – Иран (9,9%). На страны СНГ приходится менее 1 % закупок российского ячменя.

Импорт ячменя незначителен по объму в сравнении с экспортом. В Россию в основном ввозится ячмень, произведнный в Казахстане (90%), на втором месте Швеция (8%) [3].

Широкое использование ячменя объясняется его ценными биологическими свойствами: высокой потенциальной продуктивностью, раннеспелостью, засухоустойчивостью, технологическими достоинствами зерна.

Критериями кормовой и технологической ценности зерна ярового ячменя является ряд биохимических показателей, одну из лидирующих позиций в нм занимает белок. Количество и качество белка зависит как от генетических факторов, так и от условий внешней среды в период вегетации сельскохозяйственных культур.

Влияние генотипа и условий внешней среды на величину и состав белка зерна злаков изучалось многими исследователями [4,5, 6, 7, 8, 9 и др.]. Но до настоящего времени как в науке, так и на практике существуют не всегда верные трактовки по этому вопросу.

К примеру, можно привести совершенно не обоснованный подход к оценке пивоваренных качеств ячменя в нашей стране по количеству белка в зерне, ограничивая его содержание 12 %-м показателем (ГОСТ 5060-67). По этой причине из зон заготовки пивоваренного сырья были исключены обширные регионы (Поволжье, Алтай, Сибирь и другие), выращивающие эту культуру на больших площадях.

Такая оценка пивоваренных ячменей была полностью опровергнута ещ в конце XVIII – начале XIX века русскими и немецкими учными (А. Т.

Болотовым (1733); В. Е. Тищенко (1894); A. Cluss (1909); H. Lancaster (1926)), которые доказали, что русские высокобелковые ячмени могут давать пиво отличного качества.

До первой мировой войны высокобелковые русские ячмени в значительном количестве закупались Германией как кормовые по низким ценам (половина от стоимости своих сортов ячменя) и успешно использовались в пивоварении. И только принятые государственные меры – увеличение налоговых пошлин и подкрашивание зерна ячменя эозином – изменили сложившиеся пути использования немецкими пивоварами русских ячменей.

Оценив достоинства русских ячменей, позволяющих получать пиво с отличными вкусовыми качествами, известный австрийский потомственный пивовар Альфред фон Вакано построил в 1881 г. в Самаре Жигулвский пивзавод, продукция которого под маркой «Жигулвское» приобрела мировую известность.

В 20-х годах прошлого столетия с созданием институтов Бродильной промышленности в Германии и Англии была полностью отвергнута односторонность оценки пивоваренных качеств ярового ячменя по количественному содержанию белка в зерне. Было установлено, что встречаются высокобелковые русские ячмени, которые дают хорошее пиво и низкобелковые ячмени, дающие плохое пиво из-за пониженной ферментативности и повышенного содержания антоцианогенов, вызывающих муть в пиве и низкое пенообразование.

С развитием биохимической науки учными разных стран было установлено, что качество пива определяется не столько количеством белка в зерне, сколько продуктами распада его в процессе пивоварения [4, 10, 11, 14].

Белок в зерне ячменя должен учитываться при выборе оптимального режима в технологическом процессе пивоварения в выявлении экстрактивности солода и определении стоимости отходного производства – дробины. По количеству белка в зерне ячменя нельзя давать объективную оценку его пивоваренных качеств.

Особенности качественного состава белка зерна ярового ячменя, варьирование его аминокислотного состава в зависимости от сортовых особенностей и агроэкологических факторов региона пока ещ недостаточно изучены.

Поэтому из совокупности приоритетных направлений своих научных исследований авторы статьи определили как одну из перспективных и актуальных целей изучение особенностей аминокислотного состава зерна различных по направлению использования сортов ярового ячменя в зависимости от агроэкологических условий Среднего Поволжья.

Материалы и методы. Работа проводилась в 2006–2009 гг. на опытных полях Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова (Поволжский НИИСС).

Полевые опыты закладывались в четырхкратной повторности на делянках конкурсного сортоиспытания, площадью 35 кв.м.

Объектом исследования стали сорта ярового ячменя: пивоваренного направления использования - Волгарь, Поволжский 65 (Поволжский НИИСС); кормового – Скиф (Поволжский НИИСС), Донецкий 8 (Украина) и иностранные сорта крупяного использования - Vodka (Франция), Dolly (Канада).

Биохимические анализы проведены в агрохимической лаборатории Поволжского НИИСС. Метеоданные получены с метеорологического поста Самарской ГСХА (Самарская обл., пгт. Усть-Кинельский).

Статистическую обработку опытных данных проводили с использованием пакета прикладных программ Microsoft Office Excel 2007, методологических разработок Поволжского НИИСС на основе научных исследований в агрономии [12, 13].

Результаты. Для оценки биологической ценности белка зерна целесообразнее определять аминокислотный состав суммарного белка зерна, а не отдельных белковых фракций. Поэтому в ходе наших исследований аминокислотный состав был изучен в суммарном белке зерна у ряда сортов ярового ячменя различного происхождения и типа использования.

Известно, что для конечной стадии созревания зерна, формирования завершнной картины его аминокислотного состава большое значение имеют погодные условия в период вегетации. Для Среднего Поволжья как правило период вегетации ярового ячменя начинается со второй-третьей декады мая и заканчивается в третьей декаде июля. Исходя из этого, нами проанализирован аминокислотный состав белка зерна ярового ячменя изучаемых сортов в зависимости от сложившегося температурного режима и количества осадков в период вегетации культуры за годы исследований – 2006–2009.

Анализ резко контрастных агроэкологических условий (температуры воздуха и количества осадков) по фазам вегетации ярового ячменя позволил выявить некоторые особенности формирования аминокислотного состава белка зерна в указанном выше блоке сортов различного происхождения и использования. Наиболее засушливыми условиями характеризовались 2006 и 2009 годы, где среднесуточная температура воздуха в июне месяце (когда идт интенсивное формирование белка в зелных листьях) была 21,8–22,40С и превышали многолетний показатель на 3,1– 3,70С. В 2007 и 2008 годах температурный показатель за этот период был ниже многолетнего (18,70С) на 0,7–0,80С при высокой обеспеченности осадками (75,6 и 82,1 мм соответственно; для сравнения норма – 39,0 мм). Погодные условия 2007 и 2008 годов были более благоприятными для развития культуры ярового ячменя и формирования урожая зерна по сравнению с 2006 и 2009 годами (рис. 3).

Рис. 3. Среднемесячная температура воздуха и количество осадков в период В результате проведнных исследований выявлено, что в засушливые годы (2006, 2009) у всех изучаемых сортов ярового ячменя в зерне отмечалось повышенное содержание белка. В более благоприятные по погодным условиям годы (2007, 2008) этот показатель был значительно ниже (рис. 4).

Рис. 4. Содержание белка зерна ярового ячменя, 2006–2009 гг.

Анализ качественного состава белка подтверждает аналогичную тенденцию. Так, наибольшее содержание лизина, треонина, валина, триптофана в группах сортов различного направления использования отмечается в засушливые годы, а в относительно благоприятные по погодным условиям годы их содержание снижается. У метионина такой закономерности не отмечалось. Более стабильный показатель изменения метионина по годам (2,4 – 2, г/кг) у отечественных сортов ячменя дат основания полагать о меньшей степени влияния контрастных погодных условий вегетации на его формирование (рис. 5).

При изучении корреляционных связей изучаемых биохимических показателей качества зерна отмечалось, что между содержанием лизина, треонина, валина и количеством белка зерна изучаемых сортов ярового ячменя существует прямая положительная зависимость: Волгарь, Поволжский 65– (r = 0,87–0,99), Скиф, Донецкий 8– (r = 0,85– 0,99), Dolly, Vodka –(r = 0,92–0,99).

В отношении метионина, триптофана такой закономерности не отмечалось: Волгарь, Поволжский 65 –(r = 0,02–0,15), Скиф, Донецкий 8– (r = -0, – 0,02), Dolly, Vodka– (r = -0,16–0,03).

Анализ корреляционных связей между содержанием белка, аминокислот и погодно-климатическими условиями вегетационного периода за период исследований показал, что количественный уровень белка, лизина, треонина и валина в значительной степени зависит от температуры воздуха в июне месяце: Волгарь, Поволжский 65– (r = 0,83– 0,98), Скиф, Донецкий 8– (r = 0,71– 0,99), Dolly, Vodka– (r = 0,89–0,99).

Рис. 5. Содержание аминокислот белка зерна ярового ячменя, 2006–2009 гг.

Отмечено, что на увеличение содержания метионина и триптофана у изучаемых сортов - Волгарь, Поволжский 65– (r = 0,91–0,92), Скиф, Донецкий 8– (r = 0,75–0,95), Dolly, Vodka –(r = 0,72–0,91) значительное влияние оказывает температурный режим июля месяца.

Изучение количественного и качественного состава белка зерна различных сортов ярового ячменя позволило выявить ряд особенностей их формирования в резко контрастных погодных условиях.

В засушливые годы (2006, 2009) отмечалось повышение содержания белка у всех изучаемых сортов различного направления использования на 2, – 2,4 % по сравнению с более благоприятными по погодным условиям вегетации годами (2007, 2008).

Установлена прямая положительная зависимость между количеством белка и содержанием лизина, треонина и валина по всем изучаемым сортам (r = 0,85–0,99) за годы изучения (2006 – 2009 гг.).

Выявлено, что количество белка и незаменимых аминокислот – лизина, треонина и валина в значительной степени зависит от среднесуточной температуры воздуха в июне месяце, когда отмечается наиболее интенсивный период их формирования (r = 0,71 – 0,99). На увеличение содержания метионина и триптофана определяющее влияние в период вегетации ячменя оказывает температурный режим июля месяца (r = 0,72 – 0,95).

Наибольшая стабильность аминокислотного состава отмечалась по метионину. За все опытные годы его содержание в зерне ячменя по всем отечественным сортам различного типа использования было в пределах 2,4 – 2, г/кг.

Проведнные исследования по изучению белка зерна ярового ячменя, его аминокислотного состава у различных по происхождению и использованию сортов показали их технологическую универсальность и высокую пластичность. Так, ячмени пивоваренного направления использования Волгарь и Поволжский 65 могут успешно применяться как на пивоваренные, так и на кормовые, крупяные цели. По данным технологической лаборатории ВИР общий выход крупы у них составил 63 – 64 %, номерной – 99 – 100 %. Вкусовые качества крупы отличные и превышают по этому признаку все зарубежные сорта. Они отличаются высокими показателями по лизину и ряду других незаменимых аминокислот, что положительно сказывается на получении пива высокого качества даже при повышенном содержании белка.

1. Шеуджен, А.Х. Происхождение, распространение и история возделывания культурных растений Северного Кавказа/ А.Х. Шеуджен, Е.М. Харитонов, Т.Н. Бондарева.– Майкоп: Адыгея, 2001.

2. По данным Министерства сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации. – www.mcx.ru.

3. По данным Российского статистического ежегодника, 2010.

4. Иванов, Н.Н. Биохимическая характеристика ячменей СССР / Н.Н. Иванов.

– М:, 1935.

5. Тищенко, В.Е. О сортах русского пивоваренного ячменя / В.Е. Тищенко. – 1894.

6. Лясковский, Н.Е. О химическом составе пшеничного зерна / Н.Е. Лясковский. – М., 1865.

7. Регель, Р.Э. Протеин в зерне русского ячменя /Р.Э. Регель. М:, – 1909.

8. Коданев, И.М. Повышение качества зерна / И.М. Коданев. – М.: Колос, 1976.

9. Созинов, А.А. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции / А.А. Созинов. - М.: Наука, 1985. - С. 51-70.

10. Сичкарь, В.И. Улучшение зерновых и бобовых культур по содержанию и качеству белка методом экспериментального мутагенеза/В.И.чкарь// Генетика.– 1976. – XII, № 2.– С. 145–153.

11. Глуховцев, В.В. Влияние погодных условий на количество белка в зерне ярового ячменя в Среднем Поволжье / В.В. Глуховцев, Н.В. Дровальева // Современные методы адаптивной селекции зерновых и кормовых культур:

сб. науч. тр. / Поволжский НИИСС. – Самара, 2003. – С. 31-35.

12. Глуховцев, В.В., Кириченко, В.Г., Зудилин, С.Н. Практикум по основам научных исследований в агрономии. – М.: Колос, 2006.

13. Глуховцев, В.В. Основы научных исследований в агрономии: курс лекций / В.В. Глуховцев, С.Н. Зудилин, В.Г. Кириченко. – Самара: РИЦ СГСХА, 2008.

14. Windisch, W. Empirie und Wissenschaft im Braugewerbe. Wochenschrift fr Brauer. 1927.

УДК 633.358: 631.

ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЙ СОРТ ГОРОХА ПАМЯТИ

ХАНГИЛЬДИНА

В статье изложена технология создания нового сорта гороха Памяти Хангильдина. Сорт является высокопродуктивным, засухоустойчивым, раннеспелым, имеет устойчивый к полеганию полукарликовый тип стебля с усатым типом листа, семена обладают признаком неосыпаемости.

In the article it is considered a technique of creating of a new peas variety in Memory of Khangildin. The variety is highly productive, resistant to drought, early maturing, it has a resistant to lodging semi-dwarf type of stem with mustached leaf type, seeds have a feature of nonshattering.

Ключевые слова: горох, селекция, линия, устойчивость к полеганию, устойчивость к осыпанию семян, сортоиспытание.

Keywords: peas, selection, line, resistance to lodging, resistance to seed shattering, variety testing.

Введение. Горох – основная зернобобовая культура в Башкортостане.

Он обладает высокими пищевыми и кормовыми достоинствами. Зерно гороха должно стать главным источником растительного белка в производстве комбикормов. В расчете на одну кормовую единицу горох содержит более 150 г переваримого белка, тогда как ячмень, овес – всего 70 и 83 г при зоотехнической норме 110-120 г [2, 4, 5, 8, 9].

Однако производство зерна этой культуры не удовлетворяет потребности народного хозяйства. Сравнительно низкие урожаи зерна гороха в республике связаны с несовершенством технологий возделывания, отсутствием комплекса уборочных машин. Выращиваемые сорта в производстве еще недостаточно устойчивы к неблагоприятным условиям возделывания, болезням и вредителям, нуждаются в улучшении по целому ряду признаков и свойств.

Склонность гороха к полеганию и осыпанию семян приводит к большим потерям выращиваемого урожая при уборке. Поэтому в селекции гороха в последнее время широко используются неосыпающиеся, детерминантные, усатые формы [1, 3, 6, 7].

Цель наших исследований – создание высокопродуктивного сорта гороха, устойчивого к полеганию, ценного по вкусовым и кулинарным качествам зерна, адаптивного к местным условиям.

Материалы и методы. Селекцию гороха вели в соответствии с методическими указаниями ВНИИР им. Н.И. Вавилова, ВНИИЗБК, Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. В качестве стандартов использовали сорта Мультик, Аксайский усатый 55. Содержание белка в зерне определяли по методу Къельдаля на оборудовании нового поколения фирмы Metrohm (Швейцария). Математическую обработку данных велись общепринятыми методами (Доспехов Б.А., 1985).

Климат Башкортостана – континентальный, с холодной продолжительной зимой, жарким и сухим летом. Продолжительность безморозного периода – 115-125 дней. Последние заморозки возможны в первой декаде июня, первые осенние – в конце августа. Среднегодовое количество осадков составляет около 400 мм с колебаниями от 210 до 580 мм, а за период май – август – от 190 до 195 мм. Сумма активных температур (выше 10С)– от до 2500С.

Агрометеорологические условия за период селекционной работы с новым сортом были по большей части контрастными, что позволило оценить его на устойчивость к неблагоприятным факторам среды.

Результаты. Линия 28757 передана в Государственное сортоиспытание в 2008 году как сорт Памяти Хангильдина. Новый сорт выведен методом многократного индивидуального отбора из гибридной популяции Чишминский 95 Усач. Материнский компонент характеризуется раннеспелостью и урожайностью, неосыпающимися семенами, а отцовский компонент имеет усатый тип листа. С 1996 по 1999 годы гибриды F1 – F4 изучались в полевых условиях в гибридном питомнике. В 1999 году по данным структурного анализа, из 7 гибридных растений отобрали 1 растение с усатым типом листа для последующей работы (Л-28757). Длина растения была 48 см, количество продуктивных узлов – 2, бобов на растении – 3,0, количество семян – 12,0, семена неосыпающиеся.

С 2005 по 2009 годы линия 28757 получила полную оценку в конкурсном сортоиспытании. При изучении в конкурсном сортоиспытании линия 28757 превысила стандартный сорт Мультик по урожайности в среднем за 2005-2009 гг. на 6,7 ц/га (табл. 1).

Сорт Памяти Хангильдина (Л-28757) – раннеспелый, вегетационный период – 60-69 дней. Разновидность zirrosum, подразновидность ecaducum.

Стебель простой, длиной 50-65 см, зеленый. Тип листа усатый, листочки отсутствуют. Прилистники крупные полусердцевидные, зеленые. Соцветие – двухцветковая кисть. Цветки крупные, среднекрупные, венчик белый. Бобы прямые или слабоизогнутые, с тупой верхушкой, светло-желтые, 3-5семенные, пергаментный слой имеется. Масса 1000 семян – 229-280 г. Семена неосыпающиеся, округлые, желто-розовые, гладкие (см. рисунок). Семядоли желтые. Содержание белка в зерне – 20,0-23,3%. Зерно имеет хорошие товарные и вкусовые качества. Устойчивость к полеганию, осыпанию, засухе – высокая.

полная спелость», дн.

Бобы и семена гороха сорта Памяти Хангильдина Испытание на сортоучастках подтвердило его высокую урожайность, выравненность по созреванию, высокое качество зерна и пригодность сорта для возделывания почти во всех почвенно-климатических зонах Башкортостана.

На сортоучастках республики в среднем за 2009-2011 гг. урожайность семян гороха сорта Памяти Хангильдина был 1,38 т/га, выше стандартного сорта Аксайский усатый 55 на 0,17 т/га. Самый высокий урожай семян – более 2,5 т/га – была получена в 2011 году на Кармаскалинском сортоучастке.

На Кармаскалинском, Калтасинском, Буздякском сортоучастках Республики Башкортостан в среднем за 2009-2011 гг. урожайность гороха этого сорта равнялся соответственно 1,95; 1,12; 1,30 т/га, выше стандартного сорта Аксайский усатый 55 на 0,29; 0,27; 0,25 т/га (табл. 2).

Средняя длина вегетационного периода на Дюртюлинском, Буздякском, Калтасинском, Давлекановском сортоучастках составляет 58-65 дней.

Крайние колебания – от 58 до 79 дней. Созревает на 3-5 дней раньше (рано) сорта Аксайский усатый 55. Устойчивость к гороховой плодожорке и тле выше средней. Устойчивость к аскохитозу, ржавчине и другим болезням средняя. Устойчивость к засухе высокая. Устойчив к полеганию и осыпанию семян. С 2012 года сорт гороха Памяти Хангильдина внесен в Государственный реестр селекционных достижений РФ и допущен к использованию в Уральском регионе.

2.Результаты испытания гороха сорта Памяти Хангильдина на сортоучастках Республики Башкортостан за 2009-2011 гг.

Сортоучатки Калтасинский Аксайский усатый Агротехника возделывания гороха сорта Памяти Хангильдина.

Ускоренный темп первоначального развития растений обусловливает повышенные требования этого сорта к условиям произрастания. Лучшими предшественниками являются озимая рожь, яровая пшеница.

Система обработки почвы в зависимости от почвенной разности, степени засоренности полей, климатических условий и других факторов может осуществляться по классической системе путем вспашки с оборотом пласта и по почвозащитной, базирующейся на обработке без оборота пласта с сохранением стерни. Минеральные удобрения (фосфор в дозе 40-60 кг P2O5 на 1 га, калийные – в соответствии с показателями почвенных картограмм) вносятся осенью под зябь, а лучше – весной после предпосевной культивации локально-ленточным способом непосредственно перед посевом. При посеве в рядки с семенами вносится гранулированный суперфосфат из расчета 18-20 кг P2O на 1 га.

Горох – культура раннего срока посева. Поздние сроки снижают урожайность. Норма высева – 1,2-1,3 млн. всхожих семян на гектар. На семеноводческих посевах ее следует уменьшить на 8-10%. Глубина заделки семян см. Только в годы с засушливой весной, когда к моменту сева верхний слой почвы сильно иссушается, глубина заделки может составлять 8-10 см.

Из агротехнических мер борьбы с сорняками в системе ухода за растениями следует широко использовать боронование до всходов и боронование по всходам в фазе 3-5 листьев.

Дальнейшую эффективную защиту обеспечивает применение гербицидов. При сильной засоренности однолетними двудольными и злаковыми сорняками посевы гороха в фазе 3-6 листьев необходимо обработать гербицидами: Гезагардом в дозе 2,5-3,0 л/га, Пульсаром 0,8 л/га. При отсутствии злаковых сорняков посевы следует обработать Базаграном – 3 л/га, Агритоксом – 1–1,5 л/га, Линтоплантом – 1,2 л/га. Против однолетних и многолетних злаковых сорняков – Фюзилад Супер 1,2 л/га, Фурекс – 0,9 л/га.

Для защиты всходов от клубеньковых долгоносиков проводят краевую обработку полей децисом (к.э. с нормой расхода 0,2 л/га). При увеличении численности долгоносиков до 15-30 особей на 1 м применяют сплошное опрыскивание. В фазу бутонизации – цветения посевы защищают от комплекса вредителей (гороховая тля, трипсы, гороховая плодожорка, гороховая зерновка). Для обработки применяют Каратэ к.э. (50 г/л), 0,1 л/га; Фастак к.э.

(100 г/л), 0,1 л/га; Кинмикс к.э. (50 г/л), 0,1 л/га; Децис к.э. (25 г/л) в норме 0,2 л/га. При наличии в 1 кг зерна свыше 10 жуков необходимо обработать горох одним из следующих препаратов: Фастак, к.э. – 12 г/м, Фостоксин, Магтоксин, таблетки – 9 г/м.

Уборка, в зависимости от высоты травостоя, производится раздельным способом или прямым комбайнированием. Скашивание в валки производят при пожелтении 70-75% бобов. Подсыхает горох быстро, и обмолачивать его следует за 1-2 дня комбайнами однобарабанной модификации.

Первичное семеноводство ведется по общепринятой схеме индивидуально-семейственного отбора.

Новый высокотехнологичный сорт Памяти Хангильдина характеризуется высокой продуктивностью, выравненностью морфологических и биологических признаков. Отличается интенсивным ростом, дружным цветением и хорошим плодообразованием. Сорт усатый (полубезлисточковый), обладает признаком неосыпаемости, характеризуется высокой устойчивостью к полеганию. Сорт дружносозревающий, пригоден для механизированной уборки.

По урожайности в условиях Республики Башкортостан он превосходит стандартный сорт Аксайский усатый 55 на 0,16-0,29 т/га.

1. Брежнева, В.И. Селекция гороха на Кубани/В.И. Брежнева.– Краснодар, 2006. - 202 с.

2. Давлетов, Ф.А. Селекция неосыпающихся сортов гороха в условиях Южного Урала/Ф.А.Давлетов. – Уфа: Гилем, 2008. – 236 с.

3. Давлетов Ф.А. Оценка селекционной ценности новых линий гороха посевного/Ф.А. Давлетов, А.Р. Ашиев // Развитие научного наследия Н.И.

Вавилова в современных селекционных исследованиях: материалы Всерос.

науч.-практ. конф., посвящ. 125-летию со дня рождения Н.И. Вавилова. – Казань: Центр инновационных технологий, 2012. – 208 с.

4. Зотиков, В.И. Характеристика сортов зернобобовых и крупяных культур селекции ВНИИЗБК по качеству зерна/В.И. Зотиков // Достижения науки и техники АПК. – 2010. – № 11. – С. 17-20.

5. Макашева, Р.Х. Зерновые бобовые культуры. Горох/Р.Х. Макашева // Культурная флора СССР. – Л., 1979. – Т. 4.4.1. – С. 322.

6. Фадеева, А.Н. Варис – высокая устойчивость к полеганию и болезням/ А.Н. Фадеева // Нивы Татарстана. – 2009. - № 1. – С. 24-25.

7. Фадеева, А.Н. Селекционно-генетические основы повышения устойчивости гороха к осыпанию семян/ А.Н. Фадеева // Вестник РАСХН. – 2011. С. 36-37.

8. Хангильдин, В.Х. Селекция гороха в Башкирском НИИЗиС и ее результаты/ В.Х. Хангильдин // 80 лет Баш.НИИЗиС.: Научные статьи и исторические очерки. – Уфа, 1994. – С. 38-48.

9. Шурхаева, К.Д. Оценка генофонда гороха и перспективы селекционного использования в условиях Среднего Поволжья: Автореф. дис. … канд.

с.-х. наук. – Казань, 2011. – 22 с.

УДК 633.11:632.112/581.43/

КОРНЕВАЯ СИСТЕМА РАСТЕНИЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В

УСЛОВИЯХ ПРОВОКАЦИОННОГО ФОНА «ЗАСУШНИК»

В статье рассмотрено влияние почвенной засухи на развитие корневой системы образцов озимой мягкой пшеницы степного экотипа.

In the article it is considered influence of soil drought upon root system development of mild winter wheat of steppe ecotype.

Ключевые слова: озимая пшеница, корневая система, водный стресс, фазы органогенеза.

Keywords: winter wheat, root system, water stress, phases of organogenesis Введение. От физиологического состояния корневой системы зависит степень обеспеченности растений водой и элементами минерального питания [2]. Отрицательное действие водного стресса усиливается при высоком уровне питания [3].

В естественных условиях произрастания углубление в почву корневой системы пшеницы на протяжении вегетативного периода происходит почти линейно и зависит от водного режима почвы [4]. Неблагоприятные воздействия на растения могут существенно изменить обмен веществ в корнях.

Тепловые повреждения надземных органов пшеницы, находящихся в условиях оптимального водоснабжения, приводили к значительным нарушениям водообмена корневой системы и снижению ее восстановительной способности [1].

Большинство сортов озимой пшеницы подвергается кратковременному полуденному водному стрессу в жаркую солнечную погоду, даже если они произрастают во влажной почве. Однако, в полевых условиях водный стресс развивается очень медленно и зависит в значительной степени от мощности и продуктивности корневой системы. Острый недостаток влаги в фазах кущения и восковой спелости зерна не приносит такого вреда, как засуха в фазах цветения и колошения. В этой связи особую актуальность приобретают исследования касающиеся выявления сортовых различий роста и развития корневой системы пшеницы в оптимальных стрессовых условиях в отдельные периоды онтогенеза.

Материалы и методы. Исследования проводили в 2009-2011 гг. на провокационном фоне «засушник» ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко. В качестве исходного материала использовали образцы озимой мягкой пшеницы селекции ВНИИЗК. Степень сопротивления растений обезвоживанию после начала воздействия стрессового фактора оценивали по изменению сырой и сухой массы, объему корней, количеству корешков, длине главного корня.

Результаты. Выяснение особенностей накопления массы возможно при определении интенсивности ростовых процессов и уровня метаболизма органов, способности растений синтезировать органические вещества в неблагоприятных условиях выращивания.

Анализ растений, находящихся в оптимальных по водообеспеченности условиях, показал, что их органы по степени увеличения массы можно расположить в следующем порядке: листья нижнего яруса – корни – листья верхнего яруса – стебли. С небольшими колебаниями эта тенденция сохранялась на протяжении всего периода исследований. К фазе восковой спелости зерна в оптимальных по водообеспеченности условиях максимальная масса корней зафиксирована у сортов озимой мягкой пшеницы: Танаис (5,8г), Аскет (5,2г), Спартак (4,9 г), Дон 107 (4,7 г), Ростовчанка 7 (4,9 г), Марафон (4, г). (табл. 1) 1. Изменение сухой массы корней озимой пшеницы при различной влагообеспеченности (2009-2011 г.) Ростовчанка Ростовчанка Снижение количества доступной влаги в почве сказалось на росте корневой системы, хотя и в меньшей степени по сравнению с надземными органами. В начале стрессового воздействия рост массы корней продолжается. Снижение массы корней и сортовая специфичная реакция корневой системы пшеницы на действие стрессовых факторов четко видна при нарастающей засухе в фазу молочной спелости зерна. Резкое снижение массы корней в эту фазу по сравнению с фазой цветения отмечено у образцов Дон (на 4,5г), 629/05 (на 4,7 г) и Ростовчанка 5 (на 5,4 г). В засушливых условиях коревая система этих сортов оказалась ослабленной и не смогла обеспечить высокую потребность надземных органов во влаге в сравнении с более устойчивыми сортами Спартак и Аскет.

У данных сортов отмечено минимальное снижение массы корней при развитии растений от фазы цветения до молочной спелости. У сорта Спартак масса корней снизилась на 1,6 г, а у сорта Аскет – на 0,1 г.

Среди 16 изучаемых генотипов пшеницы более высокие показатели по величине сухой массы корней в фазу восковой спелости зерна отмечены у сортов Изюминка (3,8 г), Аскет (3,5 г), Дон 107 (3,8 г), Ростовчанка 7 (3,3 г), марафон (4,2 г) и Танаис (3,8 г).

Засуха в фазах выхода в трубку и колошения резко снижает общее количество корней пшеницы, их рост, восстановительную способность после прекращения действия стресса и урожайность. Доказано, что корневая система играет особую роль в процессе адаптации к засухе у степных сообществ.

При водном стрессе к фазе восковой спелости зерна минимальное снижение длины главного корня растений (в сравнении с оптимальными условиями) отмечено у образцов 379/05 и 364/05 (на 0,3 см или на 2%) (табл. 2) У образцов 511/05 и 629/05 превышение длины главного корня опыта над контролем составило 8 и 3% соответственно. Максимальное снижение размеров главного корня отмечено у сорта Изюминка (на 4,3 см или на 34%).

2.Изменениме длины главного корня озимой пшеницы при различной влагообеспеченности Ростовчанка 9, Ростовчанка 13,0 13, Сорт Аскет и образец 393/05, начиная с фазы колошения, формировали большее число корешков в условиях жесткой засухи, чем при оптимальном увлажнении (табл. 3).

Число корешков при водном стрессе у образцов Аскет, Ермак, 393/05 и 629/05 превысило их количество в оптимальных условиях развития (фаза восковой спелости) на 10; 5; 29 и 36% соответственно. У сортов Ростовчанка 7, Дон 107, Дон 93 и образца 379/05 количество корешков в эту фазу в оптимальных и стрессовых условиях было идентичным. Число корешков растений остальных генотипов снижалось в условиях стресса на 6-29%.

С увеличением длительности действия засухи процессы развития корневой системы несколько стабилизируются, что обусловлено адаптацией растений к водному стрессу. Приспособленность корневой системы некоторых образцов пшеницы к этому фактору наблюдается на примере изменения объема корней растений. У образцов Дон 93, 511/03, 629/05 и Ростовчанка 7 до фазы выхода в трубку в результате действия стресса объем корней уменьшился в опыте (засушливые условия) в сравнении с контролем (оптимальные условия). В дальнейшем у этих образцов происходило полное восстановление объема корней до уровня контроля (табл. 4) Под действием почвенной засухи с IV по VII фазы органогенеза наблюдалось снижение скорости роста корневой системы. В более поздние фазы развития растения пшеницы адаптировались к водному стрессу, в связи с чем постепенно восстанавливались функции корневой системы и увеличивался ее объем.

У сортов Аскет и Танаис к фазе восковой спелости зерна объем корней в опыте превышал объем корней в контроле на 1-1,5 см3, что говорит о высокой адаптивной способности корневой системы этих сортов к водному стрессу.

3. Влияние условий влагообеспеченности на число корешков озимой пшеницы Ростовчанка Ростовчанка 4. Изменение объема корней озимой пшеницы при различной влагообеспеченности № Образец Ростовчанка 6, Ростовчанка 5, Выводы. Сортовые различия в уровне накопления сухой массы и степени развития корневой системы пшеницы в условиях водного стресса свидетельствуют, по-видимому, о разных скоростях генетической регуляции физиологических процессов, происходящих в растительном организме. Устойчивые к недостатку влаги в почве сорта пшеницы (Аскет, Спартак, Танаис, Ростовчанка 7) характеризуются в целом большей стабильностью таких параметров, как длина и количество корешков корня, сухая масса и объем корня, а также легче переносят глубокое обезвоживание и быстрее восстанавливают водонасыщение тканей.

1. Васильчук, Н.С. Корневая система проса и ее связь с биологическими особенностями и продуктивностью сортов/Автореф. дис... канд. биол.

наук.–Саратов, 1975.–22с.

2. Рубин, С.С. некоторые вопросы биологии корневой системы озимой пшеницы/ С.С. Рубин, В.А. Ильченко//Сельскохозяйственная биология. – 1966. – Т. 1. – №2. – С. 42–45.

3. Станков, Н.З. Корневая система полевых культур/ Н.З. Станков. – М.: Колос, 1964. – 464с.

4. Чижов, Б.А. Особенности развития и распределения корневых систем культурных растений в темно-каштановой почве/В.А. Чижов//Труды инта засухи 1(2).–1931.– С.5–94.

УДК 633.18:631.8/559/

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА

ФОРМИРОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ

УРОЖАЙНОСТЬ СОРТОВ РИСА

Рассмотрены особенности формирования признаков сортов риса, определяющих урожайность под влиянием доз минеральных удобрений. Показаны индексы отзывчивости сортов на удобрения и доли влияния (вклада) различных типов дисперсии при формировании урожайности.

These are considered peculiarities of formation of rice features, determining its productivity under influence of fertilizers’ doses. These are shown indexes of varieties’ responsiveness on fertilizers and contribution shares of different types of dispersion when forming productivity.

Ключевые слова: сорт, рис, признак, отзывчивость, урожайность, минеральные удобрения, доли влияния.

Keywords: variety, rice, feature, responsiveness, productivity, fertilizers, shares of influence.

Потребности земледелия, растениеводства и селекции настоятельно требуют комплексного решения проблем, обусловленных задачами увеличения продукционной способности агрофитоценоза как в количественном, так и в качественном отношениях в условиях постоянно возрастающих абиотических стресс-факторов и все больших антропогенных нагрузок [1].

Физиологи, генетики, биохимики и агрохимики используют в опытах, главным образом, только удобрения [2]. Знание всех сторон многофакторного действия на растения минеральных удобрений приобретает особую значимость в связи с необходимостью охраны биосферы, повышения коэффициента использования удобрений. Здесь фактор сорта играет существенную роль [3].

Различные сорта, в силу генетически зависимых особенностей функционирования ферментативных систем, неодинаково относятся к формам и дозам минеральных удобрений, прямо или косвенно влияющим на процессы поглощения и ассимиляции отдельных элементов [4]. Традиционно взаимоотношения в системе «почва-растение» следует признать, что пока их мощный генетический и адаптивный потенциал используется человеком слабо. Лишь в последние 30 лет в научном мире начала серьезно обсуждаться идея о создании новых сортов, адаптированных к различному плодородию почвы, способных более эффективно поглощать и утилизировать элементы минерального питания [3,5,6,7].

Работами ученых [2,4,6,7] показаны результаты исследований по отзывчивости сортов и гибридов риса на минеральные удобрения. Однако селекция новых сортов риса сдерживается недостаточной изученностью физиологических механизмов их отзывчивости на минеральные удобрения. Сортовые особенности по отзывчивости на удобрения связаны с различной интенсивностью поглощения элементов питания из почвы, что приводит к разному формированию величины количественных признаков, определяющих урожайность.

На повышенном и высоком фонах минерального питания урожайность сортов не связана с выносом азота надземной массой риса и определяется интенсивностью использования поглощенного растениями элементов на формирование урожая. Значение индексов отзывчивости сортов к минеральным удобрениям мы обозначим символом «R», что означает response– перевод с английского языка – отзывчивость [4].

В связи с этим мы поставили следующие задачи:

- показать значения количественных признаков, сформированных при использовании различных доз минеральных удобрений;

- определить отзывчивость сортов риса на дозы минеральных удобрений и дать им интерпретацию;

- выявить доли вкладов различных типов варьирования при формировании урожайности сортов.

Материалы и методы. Исследования проводились в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт риса Россельхозакадемии. Климатические условия г. Краснодара обладают огромным потенциалом возможностей, благоприятно влияющих на рост и развитие растений среднеспелых сортов риса.

Среднегодовая температура воздуха составляет 10,8 °С. Весна – ранняя. Проходит постепенное повышение температуры. В начале мая температура поднимается до 15 0С. Безморозный период составляет 193 дня. Лето теплое с высокими температурами (до 38-400С) и умеренным увлажнением. Сумма осадков за год составляет около 700 мм.

Почвы экспериментального участка ГНУ ВНИИ риса относятся к луговочерноземным, слабосолонцеватым разновидностям. В пахотном слое почвы содержится: гумуса – 2,93-3,40 %; водорастворимых солей – 0,15-0,18%; общего азота – 0,21-0,34 %; фосфора – 0,19-0,22 %; калия – 1,9-2,1%. Глубина гумусового горизонта составляет около 100 см. Реакция почвенного раствора – нейтральная или слабощелочная. Обеспеченность растений риса подвижными формами элементов питания – средняя.

В качестве исходного материала для научных исследований были взяты 5 сортов риса с периодом вегетации 115-118 дней. Для определения отзывчивости сортов риса на минеральные удобрения были приняты две дозы: низкая – N24P12K12 г д.в. на 100г почвы и высокая – N48 P24 K24 г д.в. на 100 г почвы. В каждый сосуд (объем 10 литров или 8 кг почвы) вносили удобрения по принятой схеме. Почву для набивки сосудов брали с рисового поля (рис по рису 2-й год).

Перед посевом в каждый сосуд были внесены минеральные удобрения:

фосфорное и калийное внесены в полной дозе; азотное – 50% нормы туков внесли перед посевом, остальную дозу применили в подкормку в фазу кущения.

В каждый сосуд было высеяно по 20 семян. Повторность опыта – трехкратная: 1 сосуд – одно повторение. Всходы получили при периодическом орошении через 11 дней после посева. В фазу кущения провели расстановку растений. В каждом сосуде оставлено по 10 растений, что соответствовало штук на 1 м2 (площадь сосуда – 531 см2). Технология выращивания сортов риса соответствовала вегетационным опытам.

В фазу полной спелости семян все растения были убраны с корнями, отмыты от остатков почвы, высушены до воздушно-сухого состояния. Затем провели биометрический анализ по полной схеме признаков. Отзывчивость сортов на минеральные удобрения определяли путем деления значения, полученного у сорта на высоком фоне, на его величину на низком. Результаты исследований были обработаны различными методами биометрической статистики по программе STATPAK [8].

Результаты. Число продуктивных стеблей на низком фоне удобрений варьировало от 522 (сорт Факел) до 696 штук/м2 (Лиман). На высоком фоне оно варьировало от 552 (Факел) до 816 штук/м2 (Лиман). Индексы отзывчивости сортов при формировании числа продуктивных стеблей на 1 м2 варьировали от 1,02 (Атлант) до 1,17 (Лиман). Здесь проявляется слабая отзывчивость сортов на дозы минеральных удобрений (табл.1).

1. Отзывчивость сортов риса на дозы минеральных удобрений при формировании признаков, определяющих урожайность *) н - N24P12K12 - низкий фон; в - N48 P24 K24– высокий фон;

**) R – responsive – отзывчивость.

Число зерен с главной метелки – это один из основных количественных признаков, который входит в структуру урожайности сорта. На низком фоне минеральных удобрений число зерен с главной метелки варьирует от 69,6 (Лиман) до 99,7 штук (Факел). Районированный сорт Лиман на низком фоне сформировал в среднем по 69,6 зерен на метелке. Это слабая отзывчивость сорта на низкое плодородие почвы. Сорт Факел на низком фоне сформировал 99,7 зерен.

Это на 30,1 зерен больше стандарта.

На высоком фоне минеральных удобрений количество зерен с метелки варьировало от 89,5 (Лиман) до 121,2 штук (Факел). Это на 31,7 зерен больше стандарта.

Индексы отзывчивости сортов на дозы минеральных удобрений при формировании числа зерен с главной метелки варьируют от 1,02 (Янтарь) до 1, (Лиман). Все сорта при формировании числа зерен с метелки проявляет слабую отзывчивость на минеральные удобрения.

Масса зерна с главной метелки и число продуктивных стеблей на 1 м2 могут показать урожайность зерна с единицы площади. На низком фоне масса зерна с метелки варьирует от 2 г (Атлант и Лиман) до 2,7г (Янтарь). Сорт Янтарь статистически достоверно на 0,7г превышает стандарт. На высоком фоне масса зерна с главной метелки варьирует от 2,3г (Лиман) до 2,9г (Факел). Сорт Факел достоверно превышает стандарт на 0,6г.

Индексы отзывчивости сортов риса на дозы минеральных удобрений при формировании массы зерна с главной метелки варьируют от 1,04 (Янтарь) до 1,20 (Атлант). Все изученные сорта проявили слабую отзывчивость на дозы минеральных удобрений при формировании массы зерна с метелки.