Отбор биотипов ломкоколосника ситникового по хозяйственно ценным параметрам в питомнике исходного материала

УДК 631.527/633.2

Отбор биотипов ломкоколосника ситникового по хозяйственно ценным параметрам в питомнике исходного материала

Кадоркина В. Ф.

Шевцова М. С., кандидат сельскохозяйственных наук

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт аграрных проблем Хакасии»

655132, Россия, Республика Хакасия, Усть-Абаканский р-н, с. Зелёное, ул. Садовая, д. 5

E-mail: qeenmaria@yandex.ru

В статье представлены результаты изучения биотипов ломкоколосника ситникового, выделенных в питомнике исходного материала по хозяйственно ценным признакам для дальнейшей селекционной работы. При выборе направления селекционной работы с этой культурой исходили из следующих критериев: экономического значения культуры (он долговечен, в условиях Хакасии держится в посевах 10–12 и более лет), пригоден к пастбищному использованию, даёт ранний весенний корм, а осенью остаётся в зелёном состоянии и прекрасно используется как пастбищная трава. Цель исследования — изучение и отбор биотипов ломкоколосника ситникового из питомника исходного материала по хозяйственно ценным признакам для дальнейшей селекционной работы. Источником исходного материала ломкоколосника ситникового (Psathurostachys juncea (Fisch.)) послужила местная популяция из сухостепного агроэкологического района Хакасии. Основным методом селекции стал массовый биотипический отбор. Коллекционный питомник исходного материала заложен на территории Ботанического сада НИИ аграрных проблем Хакасии 15 июня 2015 года в количестве 30 образцов. Сложившиеся погодные условия в разные периоды вегетации 2017–2019 годов были относительно положительными для роста и развития растений. Работа проведена в соответствии с методическими указаниями по селекции кормовых культур и методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. В питомнике проводились учёты и фенологические наблюдения за развитием растений. Фенологические наблюдения в период роста и развития ломкоколосника ситникового в питомнике исходного материала в среднем за 3 года показали, что начало весеннего отрастания образцов отмечалось с конца третей декады апреля – первой декады мая. Высота растений составила 0,76–3,9 см. Период от начала вегетации до созревания семян составил 88–94 дня у К 1, К 2, К 4, К 5, К 9, К 10, К 11, К 12, К 15, К 16, К 24. Наибольшая зелёная масса отмечена: у К 2 — 235 г; К 3 — 243 г, К 6 — 200 г, К 7 — 321 г, К 9 — 235 г, К 12 — 226 г, К 14 — 215 г, К 18 — 241 г, по сухому веществу отмечены эти же образцы (от 66,5 до 106 г). По хозяйственно ценным признакам выделены номера К 1, К 3, К 5, К 12, К 18.

Ключевые слова: ломкоколосник ситниковый, кормовая и семенная продуктивность, биотип.

Важнейшим звеном адаптивного подхода в селекционной работе является разработка принципов и методов фитоценотической селекции, то есть создание конкурентных сортов, способных адаптироваться к местным условиям (Шамсутдинов, 1996). Местная популяция конкретного вида в результате естественного отбора и микроэволюционных процессов образует экотип. Экотипы юга Средней Сибири отличаются повышенным потенциалом устойчивости к сочетанию экстремальных факторов среды и имеют свои специфические ниши в аридной зоне. Среди многообразия внутривидовых категорий, с точки зрения решения селекционных задач, наибольший интерес представляет экотип как комплекс генетических форм, приспособленных к условиям существования по месту происхождения. (Шамсутдинов, 2004; Шамсутдинов и др., 1999).

В условиях Хакасии дополнением к созданным сортам кормовых бобовых и злаковых многолетних трав может стать лугопастбищный засухоустойчивый многолетний злак ломкоколосник ситниковый. При выборе направления селекционной работы с этой культурой исходили из следующих критериев: экономического значения культуры (он долговечен, в условиях Хакасии держится в посевах 10–12 и более лет), пригодности к пастбищному использованию, даёт ранний весенний корм, а осенью остаётся в зелёном состоянии и прекрасно используется как пастбищная трава (Кадоркина, 2018). В НИИАП Хакасии на основе проведённых опытов разработаны рекомендации «Возделывание волоснеца ситникового на корм и семена (Свиренко, 1993).

Цель исследования — изучение и отбор биотипов ломкоколосника ситникового из питомника исходного материала по хозяйственно ценным признакам для дальнейшей селекционной работы.

Исследования проведены в ФГБНУ «НИИАП Хакасии» в рамках федерального задания по теме «Создать новый сорт ломкоколосника ситникового для экстремальных природных условий Хакасии».

Методика исследований. Источником исходного материала ломкоколосника ситникового (Psathurostachys juncea (Fisch.)) послужила местная популяция из сухостепного агроэкологического района Хакасии. Основным методом селекции стал массовый биотипический отбор.

Работа проведена в соответствии с методическими указаниями по селекции кормовых культур и методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (Новосёлова, 1978; Гончаров, 1993; Гончаров, 1999; Селекция кормовых трав, 1999). Наблюдения за ростом и развитием растений, устойчивостью к патогенам, учёт продуктивности изучаемых номеров проводили по методике селекции кормовых трав в Сибири, статистическую обработку данных — с использованием пакета прикладных программ Snedecor (Сорокин, 2004), методики Б. А. Доспехова (1985) и программы Excel.

Коллекционный питомник исходного материала заложен на территории Ботанического сада НИИ аграрных проблем Хакасии 15 июня 2015 года в количестве 30 образцов семенами, отобранными из местной популяции. Почва каштановая карбонатная легкосуглинистая (Кутькина, 2016). Посев проведён квадратно-гнездовым способом. Площадь опытной делянки — 1 м².

Результаты исследований. В питомнике исходного материала 2015 года посева испытывалось 30 образцов ломкоколосника ситникового, из них четыре выбраковано в 2016 году. Сложившие погодные условия в период вегетации 2017–2019 годов были относительно благоприятными для роста и развития, однако значительно отличались по температурному режиму и осадкам. В 2017 году средняя температура воздуха в течение вегетационного периода составила 14,0°С, что выше нормы на 1,6°С. Осадки выпадали крайне неравномерно: во вторую декаду июля и августа выпало соответственно 138,1 мм и 115,0 мм осадков, что в 2 раза выше нормы (61 и 54 мм). В начальный период развития растений, с апреля по июнь, наблюдался медленный рост, т.к. за этот период ГТК составил 0,2–0,5, а с июля по сентябрь отмечались избыточно влажные условия при ГТК — 1,7–2,3, что выше среднемноголетнего значения на 0,6; 0,4 и 0,3 соответственно годам (Савостьянов, 2007) (рис. 1).

Рис. 1. Гидротермический коэффициент за вегетационные периоды (2017–2019 гг.)

В 2018 году агрометеорологические условия были неблагоприятными. Температура воздуха во все периоды вегетации была выше среднемноголетних значений на 2–5ºС, кроме мая и июня (в пределах нормы). Количество осадков в 2018 году было недостаточным, а ГТК составил 0,3. Эти условия отрицательно сказались на урожайности зелёной массы.

Погодные условия 2019 года характеризовались избыточным увлажнением и повышенной температурой воздуха, которая была на 2–7ºС выше нормы. Осадков за весь период роста культуры выпало 311,5 мм, что на 46,3 мм больше нормы. Крайне дождливыми оказались третьи декады апреля и мая: ГТК составил 2,0 и 1,1, что сказалось на формировании продуктивности зелёной массы. Несмотря на высокую продуктивность зелёной массы полегания посевов не отмечено.

Фенологические наблюдения в период роста и развития ломкоколосника ситникового в питомнике исходного материала в среднем за 3 года показали, что начало весеннего отрастания образцов отмечалось с конца третьей декады апреля до первой декады мая. Высота растений составила 0,76–3,9 см. Выделившие образцы — К 1, К 3, К 5, К 10, К 12, К 13 — имели высоту от 3,0 до 3,9 см (табл. 1).

1. Высота растений в различные периоды вегетации ломколосника ситникового в питомнике исходного материала (2017–2019 гг.)

Период кущения растений проходил в I–II декадах мая, высота растений достигала 13,2–24,3 см. Выход в трубку — в III декаде мая и I декаде июня, наибольшую высоту имели номера К 3, К 5, К 6, К 7, К 8, К 10, К 11, К 12, К 13, К 14, К 15, К 16, К 20, К 22 и К 23 — от 55,3 до 64,3 см. Период колошения пришелся на II декаду июня при высоте растений 92,8–127,2 см.

Среднее число дней от начала вегетации до созревания семян у биотипов К 1, К 2, К 4, К 5, К 9, К 10, К 11, К 12, К 15, К 16, К 24 составило 88–94 дня, у остальных образцов — 100–104 дня. У образца К 12 отмечалась наибольшая равномерность роста в период от весеннего отрастания до колошения.

Результаты учёта кормовой продуктивности проводили в 2018 и 2019 годах в фазу выхода в трубку. Урожайность зелёной массы и сухого вещества в благоприятных условиях увлажнения 2019 года была значительно выше.

Наибольшая продуктивность зелёной массы отмечена у номеров: К 2 — 235 г, К 3 — 243 г, К 6 — 200 г, К 7 — 321 г, К 9 — 235 г, К 12 — 226 г, К 14 — 215 г, К 18 — 241 г; наибольшая продуктивность сухого вещества — у образцов К 2, К 3, К 6, К 7, К 9, К 12, К 14, К 18 (от 66,5 до 106 г) (табл. 2).

2. Кормовая продуктивность ломкоколосника ситникового в питомнике исходного материала 2015 г. посева, г/м² (2018–2019 гг.)

Все образцы ломкоколосника сформировали семена на третий год жизни. По количеству продуктивных стеблей за 3 года выделились К 1, К 3, К 5, К 9, К 12, К 14, К 18, К 20 (66,7–93,0 шт.); по длине колоса — К 1, К 3, К 4, К 5, К 12, К 14, К 18 (13,0–14,8 см); по массе семян с одного растения — К 1, К 3, К 5, К 9, К 12, К 18, К 20 (от 20,6 до 37,6 г) (табл. 3).

3. Семенная продуктивность ломкоколосника ситникового в питомнике исходного материала 2015 г. посева (среднее за 2017–2019 гг.)

Статистические данные по семенной продуктивности выявили значительное варьирование по числу продуктивных стеблей (51,2%) и массе семян с одного растения (55,0%), наименьшее — по длине колоса (6,8%).

Заключение. В питомнике исходного материала период от начала вегетации до созревания семян составил 88–94 дня у биотипов К 1, К 2, К 4, К 5, К 9, К 10, К 11, К 12, К 15, К 16, К 24.

По хозяйственно ценным признакам (числу продуктивных стеблей, длине колоса, массе семян с одного растения) выделены номера К 1, К 3, К 5, К 12, К 18, по продуктивности зелёной и сухой массы — биотипы К 2, К 3, К 6, К 7, К 9, К 12, К 14 и К 18.

По комплексу хозяйственно ценных параметров выделены биотипы К 3, К 12 и К 18.

Литература

1. Гончаров П. Л. Методические основы селекции растений / П. Л. Гончаров, Н. П. Гончаров. — Новосибирск, 1999. — 308 с.
2. Гончаров П. Л. Методические основы селекции растений / П. Л. Гончаров, Н. П. Гончаров. — Новосибирск: Издательство Новосибирского университета, 2004. — 312 с.
3. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследования / Б. А. Доспехов. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.
4. Кадоркина В. Ф. Подбор исходного материала для селекции ломкоколосника ситникового на юге Средней Сибири / В. Ф. Кадоркина // Кормопроизводство. — 2018. — № 9. — С.38–41.
5. Кутькина Н. В. Почвенный покров и свойства основных типов почв территории ботанического сада НИИАП Хакасии / Н. В. Кутькина // Сохранение биологического разнообразия растений в аридной зоне: материалы научной конференции, посвящённой 90-летию со дня рождения Н. И. Лиховид / под ред. Г. Н. Гордеевой, Л. П. Кравцовой, М. А. Мартыновой; ФГБНУ «НИИАП Хакасии», Тувинский НИИСХ, Хакасское рег. отд. РБО. — Абакан, 2016. — С.30–43.
6. Новосёлова А. С. Селекция и семеноводство многолетних трав / А. С. Новосёлова, А. М. Константинова. — М.: Колос, 1978. — 303 с.
7. Свиренко Л. П. Возделывание волоснеца ситникового на корм и семена: рекомендации / Л. П. Свиренко. — Абакан, 1993.
8. Селекция кормовых трав: методические рекомендации. — Новосибирск, 1999. — 81 с.
9. Севостьянов В. К. Решая задачи эффективного и экологически безопасного ведения сельскохозяйственного производства в аридной зоне Алтае-Саянского экорегиона / В. К. Севостьянов. — Абакан: ООО «Фирма «Март», 2007. — С.12–13.
10. Сорокин О. Д. Прикладная статистика на компьютере / О. Д. Сорокин. — Новосибирск, 2004. — 162 с.
11. Шамсутдинов З. Ш. Эколого-эволюционные принципы селекции кормовых растений / З. Ш. Шамсутдинов // Селекция и семеноводство. — 2004. — № 3. — С.2–10.
12. Шамсутдинов З. И. Значение генетической коллекции в интенсификации селекции кормовых культур / З. И. Шамсутдинов, Н. М. Козлов // Селекция и семеноводство. — 1996. — № 3–4. — С.9–14.
13. Экотипическая селекция кормовых культур / З. Ш. Шамсутдинов, Ю М. Писковацкий, Н. Н. Козлов и др. — М., 1999. — 87 с.

ПИТОМНИК ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЛОМКОКОЛОСНИКА СИТНИКОВОГО 2015 ГОДА ПОСЕВА

Selection of Russian wildrye biotypes carrying economically important traits

Kadorkina V. F.

Shevtsova M. S., PhD Agr. Sc.

Research Institute for Agricultural Issues of Khakassia

655132, Russia, the Republic of Khakassia, Ust-Abakanskiy rayon, selo Zelenoe (village), Sadovaya str., 5

E-mail: qeenmaria@yandex.ru

Economical value, grazing potential, early growth and long growing period determined the importance of Russian wildrye for plant breeders. The aim of the research — to test and select genotypes of Russian wildrye (Psathurostachys juncea (Fisch.)) with desirable traits for further breeding programs. Plant material was collected from the dry steppe of Khakassia. The collection nursery comprised 30 genotypes. The main breeding method was mass selection. Weather conditions in 2017–2019 were relatively favorable for plant development. For 3 years plant growth started in late April – early May. Height of Russian wildrye varied within 0.76–3.9 cm. Growing period of K 1, K 2, K 4, K 5, K 9, K 10, K 11, K 12, K 15, K 16 and K 24 genotypes amounted to 88–94 days. The following genotypes produced the highest green mass yield: K 2 — 235 g; K 3 — 243 g, K 6 — 200 g, K 7 — 321 g, K 9 — 235 g, K 12 — 226 g, K 14 — 215 g, K 18 — 241 g. Their dry mass productivity reached 66.5–106 g. K 1, K 3, K 5, K 12 and K 18 were selected for further experiments.

Keywords: Russian wildrye, forage, seed productivity, biotype.

References

1. Goncharov P. L. Metodicheskie osnovy selektsii rasteniy / P. L. Goncharov, N. P. Goncharov. — Novosibirsk, 1999. — 308 p.

2. Goncharov P. L. Metodicheskie osnovy selektsii rasteniy / P. L. Goncharov, N. P. Goncharov. — Novosibirsk: Izdatelstvo Novosibirskogo universiteta, 2004. — 312 p.

3. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniya / B. A. Dospekhov. — 5^th izd., pererab. i dop. — Moscow: Agropromizdat, 1985. — 351 p.

4. Kadorkina V. F. Podbor iskhodnogo materiala dlya selektsii lomkokolosnika sitnikovogo na yuge Sredney Sibiri / V. F. Kadorkina // Kormoproizvodstvo. — 2018. — No. 9. — P.38–41.

5. Kutkina N. V. Pochvennyy pokrov i svoystva osnovnykh tipov pochv territorii botanicheskogo sada NIIAP Khakasii / N. V. Kutkina // Sokhranenie biologicheskogo raznoobraziya rasteniy v aridnoy zone: materialy nauchnoy konferentsii, posvyashchennoy 90-letiyu so dnya rozhdeniya N. I. Likhovid / pod red. G. N. Gordeevoy, L. P. Kravtsovoy, M. A. Martynovoy; FGBNU “NIIAP Khakasii”, Tuvinskiy NIISKh, Khakasskoe reg. otd. RBO. — Abakan, 2016. — P.30–43.

6. Novoselova A. S. Selektsiya i semenovodstvo mnogoletnikh trav / A. S. Novoselova, A. M. Konstantinova. — Moscow: Kolos, 1978. — 303 p.

7. Svirenko L. P. Vozdelyvanie volosnetsa sitnikovogo na korm i semena: rekomendatsii / L. P. Svirenko. — Abakan, 1993.

8. Selektsiya kormovykh trav: metodicheskie rekomendatsii. — Novosibirsk, 1999. — 81 p.

9. Sevostyanov V. K. Reshaya zadachi effektivnogo i ekologicheski bezopasnogo vedeniya selskokhozyaystvennogo proizvodstva v aridnoy zone Altae-Sayanskogo ekoregiona / V. K. Sevostyanov. — Abakan: OOO “Firma “Mart”, 2007. — P.12–13.

10. Sorokin O. D. Prikladnaya statistika na kompyutere / O. D. Sorokin. — Novosibirsk, 2004. — 162 p.

11. Shamsutdinov Z. Sh. Ekologo-evolyutsionnye printsipy selektsii kormovykh rasteniy / Z. Sh. Shamsutdinov // Selektsiya i semenovodstvo. — 2004. — No. 3. — P.2–10.

12. Shamsutdinov Z. I. Znachenie geneticheskoy kollektsii v intensifikatsii selektsii kormovykh kultur / Z. I. Shamsutdinov, N. M. Kozlov // Selektsiya i semenovodstvo. — 1996. — No. 3–4. — P.9–14.

13. Ekotipicheskaya selektsiya kormovykh kultur / Z. Sh. Shamsutdinov, Yu M. Piskovatskiy, N. N. Kozlov et al. — Moscow, 1999. — 87 p.