Изучение селекционного материала Phalaris arundinacea по основным хозяйственно ценным признакам

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье представлены результаты трехлетнего изучения сортообразцов двукисточника тростникового (Phalaris arundinacea) различного эколого-географического происхождения по основным хозяйственно ценным признакам. Отмечены популяции в качестве исходного материала для создания сорта – СН 31, СН 73 и СН 186, характеризующиеся высокой зимостойкостью, устойчивостью к стрессовым условиям, превышающие стандарт по урожайности сухого вещества на 31,9–46,2 %, семян – на 14,4–19,7 %. Выделенные перспективные образцы по кормовой и семенной продуктивности, высоте растений, облиственности и другим параметрам могут быть использованы как генетические источники признаков в селекционном процессе получения сортов для почвенно-климатических условий Севера.

Полный текст

В соответствии с Доктриной продовольственной безопасности, действующей в Российской Федерации, остро стоит вопрос о решении задач, связанных с приоритетным направлением развития страны в области животноводства и обеспечением населения качественными продуктами питания. В современных реалиях сельскохозяйственная продукция должна обладать высокой конкурентоспособностью, что позволит вытеснить импорт и в дальнейшем обеспечит продовольственную безопасность. Решение этой проблемы возможно на основе укрепления кормовой базы как за счет улучшения естественных кормовых угодий, так и создания высокопродуктивных долголетних искусственных лугов. Кормопроизводство в Республике Коми, составляющее основу развития животноводства, носит неустойчивый характер. В настоящее время посевы многолетних трав занимают в регионе 26,9 тыс. га. Из них первого–третьего года пользования около 30 %, остальные – старовозрастные травосмеси с низкой продуктивностью [1]. Поскольку площади естественных лугов, играющих существенную роль в обеспечении кормами животноводства, большей частью сильно разбросаны и имеют низкую продуктивность, необходимо создание сеянных высокопродуктивных лугов.

Перспективным для возделывания является двукисточник тростниковый, как культура разностороннего использования, способная формировать высокую продуктивность, в отличие от других злаков, на освоенных торфяниках, низкопродуктивных лугах, переувлажненных землях [2]. Для Республики Коми и других северных регионов страны, характеризующихся особыми «северными» почвенно-климатическими условиями, необходимо создание специальных устойчивых и высокопродуктивных сортов для расширения посевов и улучшения кормовой базы отрасли животноводства.

В системе кормопроизводства ведущая роль принадлежит селекции многолетних трав, целью которой является создание высокоурожайных сортов. Основа любого селекционного процесса – это наличие исходного материала с широкой генотипической переменчивостью по основным хозяйственно ценным признакам [3].

Цель данного исследования – изучение популяций двукисточника тростникового различного эколого-географического происхождения и выделение из них наиболее ценных образцов по урожайности зеленой массы и сухого вещества, семян, интенсивности отрастания, облиственности, устойчивости к полеганию и другим признакам.

Материалы и методы

Основным методом исследования является полевой опыт, заложенный на экспериментальном участке Института агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар) – 61о40′ с. ш., 50о49′ в. д. В рамках работы было изучено пять селекционных образцов двукисточника тростникового, представляющих различные эколого-географические группы: СН 31 и СН 115 получены от дикорастущих популяций, отобранных на территории Республики Коми, СН 73 – от местных дикорастущих образцов, СН 62 – популяция из Канады, СН 186 – Карельская популяция. В качестве контрольного образца был выбран районированный и рекомендованный к выращиванию на территории республики сорт Первенец.

Площадь учетной делянки составила 10 м2, с четырехкратной повторностью и рандомизированным размещением вариантов. Почва на опытном участке представлена дерново-подзолистой группой, по механическому составу среднесуглинистого типа, с высокими содержаниями подвижного фосфора, обменного калия и гумуса, достигающим 4 %. Агротехнические приемы соответствуют общепринятым нормам для данной зоны выращивания сельскохозяйственных культур [4].

Полевые учеты, наблюдения и оценку хозяйственно ценных признаков двукисточника тростникового проводили в соответствии с методическими рекомендациями [5]. Статистическую и математическую обработки результатов, полученных в ходе исследования, осуществляли на персональном компьютере с использованием пакета анализа данных в программе Microsoft Office Excel 2007 согласно установленной методике [6].

В процессе научно-исследовательской работы были зафиксированы различия в погодных условиях, наблюдавшихся в течение вегетационного периода растений, по сравнению со средними многолетними показателями осадков и температуры воздуха. Это позволило комплексно оценить и сопоставить параметры роста, развития кормовой и семенной продуктивности двукисточника тростникового в условиях неблагоприятной внешней среды.

Результаты и их обсуждение

Начало весеннего отрастания образцов двукисточника тростникового отмечено в первой декаде мая. На 20-й день отрастания в фазу кущения селекционные номера по высоте побегов не различались между собой, а из-за сложившихся погодных условий в мае различались по годам исследований. Так, в первый год опыта высота побегов составила 37–40 см, во второй – от 59 до 61 см, на третий год – 26–30 см.

По наступлению фаз развития селекционные номера отличались незначительно. Канадская (СН 62) и Карельская (СН 186) популяции отставали в среднем на три-четыре дня. Периоды «отрастание – колошение» составлял 41–49 дней при сумме положительных температур 495–540 °С; «колошение – цветение» – 10–16 дней при 232–140 °С; «цветение – созревание семян» – 17–22 дня при 320–424 °С. Перезимовка всех образцов прошла хорошо, зимостойкость оценена в 5 баллов. В годы пользования все изучаемые образцы и стандартный сорт Первенец высоко оценены по интенсивности отрастания весной и после укосов.

В фазу полного колошения проведен учет по урожайности зеленой массы, сухого вещества. В табл. 1 приведена структура урожая сорта стандарта Первенец и изучаемых селекционных номеров двукисточника тростникового.

 

Таблица 1. Структура урожая образцов двукисточника тростникового

Table 1. Yield structure of Phalaris arundinacea samples

Сорт,

селекционный

номер

Урожайность, т/га

Облиственность, %

Зеленая масса

Сухое вещество

Среднее

±к st

% к st

Среднее

±к st

% к st

c. Первенец, st

22,1

0

100,0

6,0

0

100,0

30,0

СН 31

29,1

7,0

131,0

8,5

2,5

142,0

26,0

СН 62

21,2

-0,9

96,1

5,8

-0,1

97,5

24,4

СН 73

27,3

5,2

123,5

7,9

1,9

131,9

29,2

СН 115

21,9

-0,2

99,0

6,2

0,2

103,4

31,6

СН 186

31,4

9,3

142,0

8,7

2,8

146,2

32,2

НСР05

2,1

-

-

1,3

-

-

-

Примечание. Здесь и в табл. 2: «–» – для данных показателей НСР не рассчитывали.

Note. Here and in Table 2: ‘‘-’’ no data.

 

В среднем за годы изучения урожайность зеленой массы и сухого вещества у двух номеров СН 62 (Канада) и СН 115 (Республика Коми) находилась на уровне сорта Первенец (22,1 и 6,0 т/га) и составила 21,2–21,9 и 5,8–6,2 т/га. По данным признакам следует отметить выделившиеся образцы СН 31 (дикорастущая популяция Республики Коми), СН 73 (отбор из дикорастущих образцов Республики Коми) и СН 186 (карельская популяция). Самая высокая урожайность зеленой массы получена у СН 186 (42,0 % к стандарту); сухого вещества – у СН 31 и СН 186 (соответственно 42,0–46,2 % к стандарту) (рис. 1).

 

Рисунок 1. Урожайность сухого вещества, т/га.

 

За время изучения облиственность по номерам варьировала от 24,4 до 32,2 %. По данному показателю селекционные номера СН 31 и СН 62 уступали стандарту от 4,0 до 5,4 %, остальные номера были с ним практически равноценны.

В годы исследований отмечено интенсивное кущение растений двукисточника тростникового (рис. 2).

 

Рисунок 2. Число побегов селекционных номеров двукисточника тростникового, шт./м2.

 

В первый год пользования наибольшее число побегов на 1 м2 сформировали СН 73 (отбор из дикорастущих образцов Республики Коми) и СН 186 (карельская популяция), которые имели на 36–112 побегов больше стандарта, существенно меньше имел СН 31–344 шт./м2, уступая стандарту 68 побегов.

На второй год пользования отмечено интенсивное кущение у СН 31 (дикорастущая популяция Республики Коми), количество побегов на единицу площади увеличилось в 2,1 раза, у остальных номеров – в 1,2–1,8. Следует отметить, что густота травостоя – это основа высокой продуктивности урожая и долголетия.

Однако на третий год пользования отмечено некоторое снижение интенсивности побегообразования. Более изреженными оказались номера СН 31 и СН 186, которые в предыдущем году имели максимальное количество побегов, сформировав их меньше на 210–161 шт. соответственно.

По густоте травостоя на уровне прошлых лет исследований оказался селекционный номер СН 62 (канадская популяция). Практически равноценную густоту травостоя с сортом Первенец имели номера СН 73 и СН 115.

В фазу колошения проведен морфологический анализ изучаемых номеров двукисточника тростникового. Высота генеративных побегов в первый год пользования составила по образцам 116–137 см, сорт стандарт Первенец – 131 см. Наиболее низкие побеги отмечены у образца Канадской популяции, уступив стандарту 15 см. По числу междоузлий и листьев селекционные номера не различались, толщина сформированных стеблей изучаемых образцов составила от 3,0 до 4,5 мм. По цвету междоузлий, особенно в верхней части стебля, номера характеризовались как однотипные, со слабой коричневой окраской. Более широкими листьями отличились образцы СН 186 и СН 115 (соответственно 25×1,1 и 26×1,3 см), у стандарта – 23×1,1 см.

Двукисточник тростниковый, как злак озимого типа развития, в год посева не формирует генеративные побеги, более того, на второй год жизни наблюдается слабая репродуктивная способность. Полного развития достигает на третий–четвертый годы жизни.

В наших исследованиях в первый год пользования изучаемые номера сформировали низкую урожайность семян – от 0,23 до 0,46 ц/га, стандарт – 0,38 ц/га (табл. 2).

 

Таблица 2. Урожайность семян образцов двукисточника тростникового

Table 2. Seed yield of Phalaris arundinacea samples

Сорт,

селекционный номер

Урожайность семян, ц/га

Высота,

см

2009 г.

2010 г.

2011 г.

среднее

±к st

% к st

c. Первенец, st

0,38

1,9

1,7

1,32

0

100,0

135,0

СН 31

0,46

1,7

1,7

1,28

-0,04

96,9

140,2

СН 62

0,23

1,7

2,1

1,34

0,02

100,0

137,9

СН 73

0,34

2,0

2,4

1,58

0,26

119,7

146,4

СН 115

0,26

1,6

2,1

1,32

0

100,0

139,4

СН 186

0,44

2,1

2,0

1,51

0,19

114,4

136,2

НСР05

0,08

0,1

0,2

0,1

-

-

1,5

 

Проведя биометрический анализ исследуемых номеров, следует отметить образцы из Республики Коми, выделившиеся по количеству полноценных, выполненных семян соцветия – 58–86 шт., у Карельской популяции и сорта Первенец данный показатель составил 71 шт., что составило 54,4–68,2 %. По весу 1 тыс. семян более крупные сформировали селекционные номера коми популяции – от 1,1 до 1,3 г, тогда как максимальный вес семян 1,4 г получен у образца из Карелии (СН 186).

На второй год пользования число выполненных семян в соцветии увеличилось у всех образцов в два и более раза, у сортообразца СН 115 – в 1,3. Лучшие показатели по параметру семенной продуктивности имели соцветия СН 31, СН 73 (коми популяция) и СН 186 (карельская популяция). Получен высокий урожай семян – от 1,6 до 2,1 ц/га. Повышение урожайности семян связано с увеличением числа репродуктивных побегов на единицу площади в 1,5–2,0 раза по сравнению с предыдущим годом.

На третий год пользования наблюдали увеличение семян в соцветии. Семена сформировались мелкие, весом 0,8–0,9 г (1 тыс. семян), а урожайность оказалась выше – 2,0–2,4 ц/га. По данному признаку все образцы превзошли стандарт, кроме СН 31, который имел равноценный сбор семян со стандартом Первенец – 1,7 ц/га. Увеличение урожайности семян обусловлено большим числом репродуктивных побегов в травостое и благоприятными погодными условиями.

В результате трехлетних исследований наибольший процент недозревших семян из-за неравномерного созревания сформировал сорт Первенец, а по всхожести семян все селекционные номера были одинаковыми (от 81 до 86 %).

По урожайности семян выделены изучаемые номера СН 73 (коми популяция) и СН 186 (карельская популяция), которые превысили стандарт в среднем за три года на 14,4–19,7 %. Остальные селекционные номера были на уровне стандарта, что свидетельствует об улучшении данного признака у изучаемых номеров по сравнению с исходным дикорастущим материалом. Высота растений при семенном использовании колебалась от 135,0 до 146,4 см.

Заключение

Таким образом, из пяти изученных сортообразцов двукисточника тростникового по параметрам кормовой и семенной продуктивности отобраны три – СН 31, СН 73 и СН 186, полученные из местной и Карельской популяций, с высокой зимостойкостью и устойчивостью к стрессовым условиям Республики Коми. Номера превзошли сорт стандарт Первенец по урожайности семян и сухого вещества на 14,4–19,7 и 31,9–46,2 % соответственно и могут быть рекомендованы в качестве исходного материала при проведении дальнейшей селекционной работы или получении сорта, адаптированного к почвенно-климатическим условиям Севера. Были проведены отборы ценных образцов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

×

Об авторах

Татьяна Всеволодовна Косолапова

Институт агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kosolapova.niish@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6550-2296

младший научный сотрудник отдела сельскохозяйственной геномики

Россия, г. Сыктывкар

Алексей Геннадьевич Тулинов

Институт агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

Email: toolalgen@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7184-6113

кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник отдела сельскохозяйственной геномики

Россия, г. Сыктывкар

Список литературы

  1. Косолапова, Т. В. Хозяйственно-биологическая и адаптивная оценка перспективных образцов двукисточника тростникового в условиях Севера / Т. В. Косолапова, А. Г. Тулинов // Аграрный вестник Верхневолжья. – 2020. – № 4 (33). – С. 11–16.
  2. Моторин, А. С. Влияние состава травосмесей и минеральных удобрений на урожайность многолетних трав на торфяных почвах / А. С. Моторин // Вестник КрасГАУ. – 2022. – № 10 (187). – С. 65–71.
  3. Найдович, В. А. Селекция и семеноводство многолетних трав: прошлое и современное состояние / В. А. Найдович, Т. Н. Попова, П. А. Кузнецов [и др.] // Аграрный научный журнал. – 2021. – № 12. – С. 41–44.
  4. Косолапов, В. М. Справочник по кормопроизводству / В. М. Косолапов, И. А. Трофимов. – Москва : Россельхозакадемия, 2014. – 717 с.
  5. Косолапов, В. М. Методические указания по селекции многолетних злаковых трав / В. М. Косолапов, С. И. Костенко, С. В. Пилипко [и др.]. – Москва : РГАУ-МСХА, 2012. – 52 с.
  6. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. – Москва : Агропромиздат, 1985. – 351 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Урожайность сухого вещества, т/га.

Скачать (13KB)
3. Рисунок 2. Число побегов селекционных номеров двукисточника тростникового, шт./м2.


© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».