Оценка гетерозиса по основным элементам продуктивности у гибридов вики яровой первого поколения в условиях Приморья

УДК 633.35:631.527(571.63)

Оценка гетерозиса по основным элементам продуктивности у гибридов вики яровой первого поколения в условиях Приморья

Теличко О. Н., кандидат сельскохозяйственных наук

Емельянов А. Н., кандидат сельскохозяйственных наук

ФГБНУ «Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки»

692539, Россия, Приморский край, г. Уссурийск, п. Тимирязевский, ул. Воложенина, д. 30

E-mail: olgatelichcko@yandex.ru

Исследования проводились в лаборатории полевого и лугопастбищного кормопроизводства ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» в 2018–2019 годах. Объект исследований — гибриды вики яровой первого поколения (F₁). Цель — определить степень гетерозиса у гибридов вики яровой первого поколения. Вика посевная является одной из важных кормовых культур для создания зелёного конвейера в условиях Приморского края. Вика посевная (Vicia sativa L.) принадлежит к группе однолетних бобовых растений. Широкая биологическая пластичность, высокие кормовые достоинства зелёной массы и сена обеспечивают возможность разностороннего использования её в хозяйствах. Она с успехом используется для заготовки высокопитательных кормов. В статье представлены результаты исследования эффекта гетерозиса по основным элементам продуктивности у гибридов вики яровой F₁ в условиях Приморского края. В процессе работы были изучены девять гибридных образцов по трём комбинациям: ♀Луговская 85 × ♂(Луговская 85 × Белоцерковская 222), ♀Луговская 85 × ♂ВИР 217, ♀Луговская 85 × ♂Du Puy. Эффект истинного гетерозиса по всем признакам выявлен у гибридных образцов № 2 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217) и № 9 (♀Луговская 85 × ♂Du Puy). Высокий истинный гетерозис (>50%) отмечен у № 2 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217), № 9 (♀Луговская 85 × ♂Du Puy) по количеству бобов на растении и массе семян с растения; у № 1, 5 (♀Луговская 85 × ♂(Луговская 85 × Белоцерковская 222)) — по массе семян с растения.

Ключевые слова: вика яровая, гетерозис, гибрид, первое поколение, количество бобов, высота растений, масса семян с растения, степень доминантности.

Одной из важных и нерешённых проблем в кормлении животных является невысокое качество объёмистых кормов. С улучшением качества корма (за счёт совершенствования видовой и сортовой структуры, технологий заготовки и хранения) имеется возможность снизить на 20–40% расход кормов на производство единицы продукции.

Среди однолетних бобовых культур важная роль в обеспечении полноценности кормов отводится вике яровой. Она считается одной из важнейших кормовых культур. Вика даёт ценную высокобелковую зелёную массу и имеет хорошие технологические свойства, что позволяет заготавливать на зиму различные корма. В 100 кг зелёной массы вики в фазе цветения содержится до 16,5 корм. ед. и 4,5 кг переваримого протеина, в 100 кг сена — соответственно 45,8 корм. ед. и 12,3 кг. При этом урожайность зелёной массы может составлять 30–35 т/га, сена — 5–6 т/га, семян — 1,5–2,0 т/га (Дебелый, Кирдин, Каланчина, Гончаров, 2016; Чебаков, Федоренко, 2005; Емельянова, Неустроев, 2012; Тюрин, Косолапов, 2013; Фёдорова, 2007; Дебелый, Гончаров, Меднов, Вольпе, 2017).

Одним из перспективных направлений в Приморье является селекция вики яровой (Теличко, Мохань, 2018; 2019), так как для возделывания по 12-му региону допущено всего три сорта: Луговская 85, Омичка 3 и ЛОС 5.

Объект исследований — гибриды вики яровой первого поколения (F₁) (рис.).

Цель — определить степень гетерозиса у гибридов вики яровой первого поколения.

Методика исследований. Исследования проводились в лаборатории полевого и лугопастбищного кормопроизводства ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» в 2018–2019 годах.

Сумма активных температур в 2019 году составила 2625^оС, а осадков за апрель-август — 694,7 мм, что на 298,7 мм больше по сравнению со среднемноголетним значением (табл. 1). Период вегетации характеризовался как избыточно влажный (ГТК — 2,72).

1. Метеорологические условия вегетационного периода 2019 года (по данным агрометеостанции «Тимирязевский»)

Почва опытного участка лугово-бурая отбелённая тяжёлого гранулометрического состава. Мощность пахотного горизонта составляла 22–25 см, содержание гумуса — 4,0%, рН_сол — 5,1, содержание подвижного фосфора — 35 мг/кг почвы, обменного калия — 108 мг/кг, азота — 67 мг/кг почвы.

Обработка почвы состояла из зяблевой вспашки, ранневесеннего боронования, культивации с одновременным боронованием и маркировки. Посев проведён 17 апреля вручную. По мере необходимости питомник вручную пропалывали от сорняков.

Фенологические наблюдения, оценки и учёты выполнялись в соответствии с методиками ВИР (Корсаков, Мякушко, 1975; Репьев, 1991). Параметры гетерозиса рассчитывали по Д. С. Омарову (Омаров, 1975). Расчёт степени доминантности признаков гибридов проводили по формуле Брюбейкера (Брюбейкер, 1966).

В качестве родительских форм использовали: ♀Луговская 85 (36371, Россия), ♂ВИР 217 (36345, Россия), ♂Du Puy (33122, Венгрия), ♂Луговская 85 × Белоцерковская 222 (гибрид). В 2018 году были проведены скрещивания по 14 комбинациям, семена получены по трём из них. В 2019 году гибриды F₁ и родительские формы высевали вручную по блочной системе, ширина междурядий — 45 см. Уборка растений вики яровой проводилась в фазе восковой спелости семян.

Результаты исследований. В гибридном питомнике первого поколения изучалось девять образцов трёх комбинаций. Получено по одному растению каждого образца. Период вегетации составил 82–94 суток.

В первом блоке по числу бобов и продуктивности семян с растения выделились гибридные образцы № 1 (♀Луговская 85 × ♂ (Луговская 85 × Белоцерковская 222)) и № 5 (♀Луговская 85 × ♂ (Луговская 85 × Белоцерковская 222)), которые значительно превышали родительские формы по количеству бобов — в 1,3–3,3 раза, по продуктивности семян с растения — на 3,17–9,08 г.

Во втором блоке по данным показателям выделился гибрид № 2 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217). Количество бобов на растении у этого образца было на 40–46 шт. больше по сравнению с родительскими формами, а по продуктивности семян с растения — на 14,27–16,23 г.

В третьем блоке был отмечен образец № 9 (♀Луговская 85 × ♂Du Puy), который превышает родительские формы по высоте на 9,8–19,2 см, по количеству бобов на растении — на 30–35 шт. и по продуктивности семян с растения — на 3,97–7,48 г.

Среди изученных гибридных образцов F₁ наибольшей продуктивностью семян с растения выделяется № 2 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217).

В процессе исследований у данных гибридов были рассчитаны степень доминантности и гетерозис по высоте растений, количеству бобов на растении, массе семян с растения.

Высота растений у вики яровой является важным показателем урожайности. Данные табл. 2 свидетельствуют, что в зависимости от генотипа гибридного образца степень доминантности признака «высота растений» находилась в пределах от –1,4 до 15,5. Наибольшее положительное сверхдоминирование по данному признаку отмечено у образца № 4 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217). Промежуточное наследование было у образцов № 5 и 6 (♀Луговская 85 × ♂(Луговская 85 × Белоцерковская 222)). Высокий гипотетический гетерозис наблюдался у образцов № 1, 4 и 9 (13,0, 12,7 и 15,0 соответственно). По трём показателям высокие значения отмечались у образца № 4.

2. Характеристика наследования высоты гибридами F₁ вики яровой

Признак «количество бобов на растении» является одним из основных элементов структуры урожайности.

В табл. 3 представлен характер наследования по признаку «количество бобов». Образец № 9 (♀Луговская 85 × ♂Du Puy) унаследовал данный признак по типу положительного сверхдоминирования (h_p=13,0). По истинному и гипотетическому гетерозису превосходила все изучаемые образцы гибридная комбинация № 2 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217).

У гибридных комбинаций № 1, 2, 3, 5 и 6 наследование данного признака шло по типу отрицательного сверхдоминирования (h_p= –2,1; –14,3; –1,3; –2,8; –1,2), а истинный гетерозис был равен 29,2; 222,2; 8,3; 50,0; 4,2%.

3. Характеристика наследования количества бобов на растении гибридами F₁ вики яровой

При производстве семенного зерна важным показателем структуры урожая является масса семян с растения.

По типу положительного сверхдоминирования признака «масса семян с растения» выделились образцы № 2, 4, 6 и 9 (h_p=15,6; 2,8; 1,8; 3,3) (табл. 4). Промежуточное наследование отмечено у образца № 3. У остальных образцов отмечалось отрицательное сверхдоминирование.

Превзошли лучшую родительскую форму по массе семян с растения следующие гибридные образцы: № 1 (Г_ист=114,4%), № 5 (Г_ист=51,5%), № 7 (Г_ист=30,0%), № 2 (Г_ист=351,8%), № 4 (Г_ист=43,8%), № 9 (Г_ист=69,52%).

Максимальный эффект гипотетического гетерозиса отмечен у гибридных комбинаций: № 1 (♀Луговская 85 × ♂(Луговская 85 × Белоцерковская 222)), № 2 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217), № 9 (♀Луговская 85 × ♂Du Puy).

4. Характеристика наследования массы семян с растения гибридами F₁ вики яровой

Заключение. В результате проведённой оценки гибридных образцов вики яровой определён тип наследования (h_p) признаков «высота растений», «количество бобов на растении», «масса семян с растения», который изменялся от депрессии до положительного сверхдоминирования в зависимости от комбинации. Наивысший показатель положительного гетерозиса (h_p) отмечен по высоте растения у № 4 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217) — 15,5, по количеству бобов у образца № 9 (♀Луговская 85 × ♂Du Puy) — 13,0, по массе семян с растения у № 2 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217) — 15,6.

Эффект истинного гетерозиса по всем признакам выявлен у гибридных образцов № 2 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217) и № 9 (♀Луговская 85 × ♂Du Puy). Высокий истинный гетерозис (>50%) отмечен у № 2 (♀Луговская 85 × ♂ВИР 217), № 9 (♀Луговская 85 × ♂Du Puy) — по количеству бобов на растении и массе семян с растения; № 1, 5 (♀Луговская 85 × ♂(Луговская 85 × Белоцерковская 222)) — по массе семян с растения.

Литература

1. Брюбейкер Дж. Сельскохозяйственная генетика / Дж. Брюбейкер; пер. с англ. Лобанова М. Е. — Москва: Колос, 1966. — С.41–47 с.
2. Новые сорта яровой вики Московского НИИСХ «Немчиновка» / Г. А. Дебелый, А. В. Гончаров, А. В. Меднов, А. А. Вольпе // Зерновые и крупяные культуры. — 2017. — № 2 (22). — С.84–87.
3. Продуктивность яровой вики в зависимости от нормы высева в чистом и смешанных с овсом посевах / Г. А. Дебелый, В. Ф. Кирдин, А. С. Каланчина, А. В. Гончаров // Земледелие. — 2016. — № 1. — С.32–34.
4. Емельянова А. Г. Вика — перспективная кормовая культура / А. Г. Емельянова, А. Н. Неустроев // Сафроновские чтения: материалы научной конференции, посвящённой 95-летию М. Г. Сафронова (2010–2011 гг.) — Якутск: ЯНИИСХ, 2012. — С.128–131.
5. Корсаков Н. И. Соя: методические указания по селекции и семеноводству / Н. И. Корсаков, Ю. П. Мякушко. — Л.: ВИР, 1975. — С.62–93.
6. Омаров Д. С. К методике учёта и оценки гетерозиса у растений / Д. С. Омаров // Сельскохозяйственная биология. — Москва: Колос, 1975. — С.123–127.
7. Репьев С. И. Селекция вики посевной: методические указания / С. И. Репьев — Л.: ВИР, 1991. — С.8–10.
8. Теличко О. Н. Кормовые достоинства гибридов вики посевной в условиях степной зоны Приморского края / О. Н. Теличко, О. В. Мохань // Аграрная Россия. — 2019. — № 5. — С.7–11.
9. Теличко О. Н. Оценка селекционных образцов F₄ вики яровой по кормовым достоинствам / О. Н. Теличко, О. В. Мохань // Аграрный вестник Приморья. — 2018. — № 2 (10). — С.5–8.
10. Тюрин Ю. С. Зернофуражные сорта вики посевной — дополнительный источник кормового белка / Ю. С. Тюрин, В. М. Косолапов // Кормопроизводство. — 2013. — № 12. — С.23–24.
11. Фёдорова Е. С. Смешанные посевы овса с бобовыми для производства сенажа в упаковке в условиях Якутии / Е. С. Фёдорова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. — 2007. — № 7. — С.41–45.
12. Чебаков Е. Я. Совместный посев суданской травы и вики яровой повышает качество корма / Е. Я. Чебаков, Н. А. Федоренко // Земледелие. — 2005. — № 5. — С.25.

Productivity of F₁ hybrids of spring vetch in Primorsky Krai

Telichko O. N., PhD Agr. Sc.

Emelyanov A. N., PhD Agr. Sc.

Far East Federal Research Center of Agricultural Biotechnology n. a. A. K. Chayka

692539, Russia, the Primorsky Territory, Ussuriysk, poselok Timiryazevskiy (village), Volozhenina str., 30

E-mail: olgatelichcko@yandex.ru

The research was carried out at the laboratory of Field and Grassland Forage Production of the Far East Federal Research Center of Agricultural Biotechnology n. a. A. K. Chayka in 2018–2019. The objects of study — F₁ hybrids of spring vetch. The aim — testing the performance of F₁ hybrids of spring vetch. Vetch (Vicia sativa L.) is one of the most valuable forage crops in Primorsky Krai when providing livestock with green fodder. It belongs to the group of annual legumes. High adaptability as well as nutritional value of green mass and hay enable its use for various purposes. Vetch is effectively used to produce highly nutritious feed. The article presents the data on the performance of its F₁ hybrids. Three combinations of nine hybrids were tested. Genotypes No. 2 (♀“Lugovskaya 85” × ♂“VIR 217”) and No. 9 (♀“Lugovskaya 85”× ♂Du Puy) exceeded the most their parental lines in all the traits tested. Hybrids No. 2 (♀“Lugovskaya 85” × ♂“VIR 217”) and No. 9 (♀“Lugovskaya 85” × ♂Du Puy) showed increases of more than 50% in bean number and seed mass per plant, hybrids No.1 and No. 5 (♀“Lugovskaya 85” × ♂(“Lugovskaya 85” × “Belotserkovskaya 222”)) — only in seed mass per plant.

Keywords: spring vetch, heterosis, hybrid, F₁, bean number, plant height seed mass per plant, degree of dominance.

References

1. Bryubeyker Dzh. Selskokhozyaystvennaya genetika / Dzh. Bryubeyker; per. s angl. Lobanova M. E. — Moscow: Kolos, 1966. — P.41–47.

2. Novye sorta yarovoy viki Moskovskogo NIISKh “Nemchinovka” / G. A. Debelyy, A. V. Goncharov, A. V. Mednov, A. A. Volpe // Zernovye i krupyanye kultury. — 2017. — No. 2 (22). — P.84–87.

3. Produktivnost yarovoy viki v zavisimosti ot normy vyseva v chistom i smeshannykh s ovsom posevakh / G. A. Debelyy, V. F. Kirdin, A. S. Kalanchina, A. V. Goncharov // Zemledelie. — 2016. — No. 1. — P.32–34.

4. Emelyanova A. G. Vika — perspektivnaya kormovaya kultura / A. G. Emelyanova, A. N. Neustroev // Safronovskie chteniya: materialy nauchnoy konferentsii, posvyashchennoy 95-letiyu M. G. Safronova (2010–2011 gg.) — Yakutsk: YaNIISKh, 2012. — P.128–131.

5. Korsakov N. I. Soya: metodicheskie ukazaniya po selektsii i semenovodstvu / N. I. Korsakov, Yu. P. Myakushko. — Leningrad: VIR, 1975. — P.62–93.

6. Omarov D. S. K metodike ucheta i otsenki geterozisa u rasteniy / D. S. Omarov // Selskokhozyaystvennaya biologiya. — Moscow: Kolos, 1975. — P.123–127.

7. Repev S. I. Selektsiya viki posevnoy: metodicheskie ukazaniya / S. I. Repev — Leningrad: VIR, 1991. — P.8–10.

8. Telichko O. N. Kormovye dostoinstva gibridov viki posevnoy v usloviyakh stepnoy zony Primorskogo kraya / O. N. Telichko, O. V. Mokhan // Agrarnaya Rossiya. — 2019. — No. 5. — P.7–11.

9. Telichko O. N. Otsenka selektsionnykh obraztsov F₄ viki yarovoy po kormovym dostoinstvam / O. N. Telichko, O. V. Mokhan // Agrarnyy vestnik Primorya. — 2018. — No. 2 (10). — P.5–8.

10. Tyurin Yu. S. Zernofurazhnye sorta viki posevnoy — dopolnitelnyy istochnik kormovogo belka / Yu. S. Tyurin, V. M. Kosolapov // Kormoproizvodstvo. — 2013. — No. 12. — P.23–24.

11. Fedorova E. S. Smeshannye posevy ovsa s bobovymi dlya proizvodstva senazha v upakovke v usloviyakh Yakutii / E. S. Fedorova // Sibirskiy vestnik selskokhozyaystvennoy nauki. — 2007. — No. 7. — P.41–45.

12. Chebakov E. Ya. Sovmestnyy posev sudanskoy travy i viki yarovoy povyshaet kachestvo korma / E. Ya. Chebakov, N. A. Fedorenko // Zemledelie. — 2005. — No. 5. — P.25.