Перспективный исходный материл для селекции житняка гребневидного в условиях Ставропольского края

УДК 633.289:631.527(470.63)

Перспективный исходный материл для селекции житняка гребневидного в условиях Ставропольского края

Деревянникова М. В.

Чумакова В. В, кандидат сельскохозяйственных наук

Чумаков В. Ф.

ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр»

356241, Россия, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, д. 49

E-mail: sotnikovam6031983@mail.ru

Исследования проводились на экспериментальном поле ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» в 2017–2019 годах. Цель исследований — создать и выделить для селекции новый перспективный исходный материал житняка гребневидного для условий Северо-Кавказского региона. Житняк гребневидный — один из самых востребованных видов многолетних злаковых трав, обеспечивающих высокие хозяйственно ценные показатели травостоя при возделывании в южных регионах, в том числе в условиях засухи, на песчаных, засолённых и эродированных почвах. Селекция житняка гребневидного ведётся в направлении создания форм с высокой зимо-, морозостойкостью, устойчивостью к засухе, засолению почв, с повышенной и стабильной продуктивностью кормовой массы и семян. Изучено 44 коллекционных образца житняка гребневидного различного эколого-географического происхождения. Для использования в селекции выделены 23 генетических источника облиственности, энергии весеннего отрастания, устойчивости к засухе, болезням и вредителям, продуктивности кормовой массы и семян, качества растительного сырья. На основании исследований коллекционного фонда житняка гребневидного в условиях Ставропольского края для дальнейшего использования в качестве исходного материала для селекционной работы выделено пять образцов по интенсивности весеннего отрастания: дикорастущие из Казахстана, сорт Донецкий из Украины и два сортообразца ставропольской селекции; 12 высокоустойчивых образцов к гельминтоспориозу и ржавчине; 8 — с высокой облиственностью и выходом сухого вещества. По продуктивности кормовой массы в среднем за 2 года пользования травостоем перспективными для введения в селекционный процесс признаны дикорастущие из Украины и Казахстана, а также два сортообразца ставропольской селекции. Высокая семенная продуктивность выявлена у дикорастущего образца житняка гребневидного из Челябинской области. Особое внимание заслуживают коллекционные образцы с комплексом хозяйственно ценных признаков: дикорастущие из Челябинской области и Казахстана, ставропольский селекционный сортообразец № 4/2-18.

Ключевые слова: житняк гребневидный, исходный материал, сорт, образец, селекция, признаки и свойства.

Житняк (Agropyrum) — одна их лучших стародавних кормовых злаковых трав, ценность которой определяется способностью давать хорошие урожаи кормовой массы и семян, в том числе в условиях засухи, на малопродуктивных, засолённых и песчаных землях. Из большого разнообразия видов (а их 13) в культуру введены четыре: два ширококолосых (гребневидный и гребенчатый) и два узкоколосых (сибирский и пустынный). Все виды отличаются в основном строением колоса (Константинов, 1933). Житняк гребневидный (Agropyrum pectiniforme Roem. Et Shult.) получил в культуре наибольшее распространение. Это рыхлокустовой злак озимого типа с мощно развитой мочковатой корневой системой. Довольно рано отрастает весной. Растения характеризуются высокой зимостойкостью, устойчивостью к засухе, болезням и вредителям. Житняковое сено наиболее ценно при скашивании в начале колошения: 100 кг содержат 47–52 корм. ед. и до 4,0–5,8 кг перевариваемого протеина (Бухтеева, Малышев, Дзюбенко, Кочегина, 2016).

Селекция житняка гребневидного ведётся в направлении создания форм с высокой зимо-, морозостойкостью, устойчивостью к засухе, засолению почв, с повышенной и стабильной продуктивностью кормовой массы и семян. На сегодня в Госреестре селекционных достижений РФ числится 10 отечественных сортов житняка гребневидного. Из них восемь сортов районированы в различные годы ХХ века, и существует только два современных сорта саратовской и дагестанской селекции, допущенные к использованию по всей территории РФ (Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, 2020).

В Северо-Кавказском регионе наибольшего внимания заслуживает сорт житняка гребневидного Викрав, возделываемый в регионе с 1994 года. Сорт создан селекционером В. В. Кравцовым методом многократного отбора из дикорастущих популяций, характеризуется высокой кустистостью, облиственностью, хорошо растёт на засолённых, мягких песчаных почвах, обладает устойчивостью к засухе, морозам (Кулинцев, Чумакова, Кравцов, 2019). Однако современная организация кормодобывающей отрасли, меняющиеся условия климата, резко увеличившаяся потребность в семенном материале требуют создания новых сортов, отличающихся повышенной и устойчивой продуктивностью, качеством кормовой массы и семян.

Целью наших исследований было создание и подбор нового исходного материала для селекции культуры житняка гребневидного в условиях Ставропольского края.

Методика исследований. Исследования проводились на экспериментальном поле ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» в 2017–2019 годах.

Почвенный покров опытного поля довольно однороден и представлен типичными мицелярно-карбонатными малогумусовыми суглинистыми чернозёмами (4–6% гумуса). По климатическим условиям район проведения опытов относится к зоне неустойчивого увлажнения (ГТК = 0,9–1,1).

Годы постановки опытов характеризовались умеренно мягкими бесснежными зимами с продолжительностью безморозного периода 180–195 дней. Летний период отличался высокой температурой воздуха и малым количеством осадков (с дефицитом до 70–80%), что позволило дать оценку изученного материала и выделить перспективные засухоустойчивые образцы.

В качестве объектов исследования был использован 31 образец житняка гребневидного мировой коллекции ВНИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова, из них 22 — дикорастущих из различных регионов РФ и зарубежья, а также 13 селекционных сортообразцов, в том числе сорт Викрав, использованный в опыте в качестве стандарта.

Экспериментальную работу проводили в соответствии с методическими указаниями по проведению полевых опытов (Доспехов, 1985), методикой селекции многолетних трав (Методические указания по селекции и первичному семеноводству многолетних трав, 1983). Зоотехнический анализ кормовой массы проводили по общепринятым методам определения качества кормов в химико-технологической лаборатории агрохимцентра «Ставропольский».

Результаты исследований. Рост и развитие растений находились в прямой зависимости от года жизни и погодных условий.

Низкая перезимовка была отмечена у дикорастущих образцов из Ставропольского края (делянка № 22), коллекции Богдана (Саратовская обл.) (делянка № 4) и Челябинской области (делянка № 23).

Одним из важнейших свойств при оценке коллекционных образцов является энергия отрастания травостоя весной. Ежегодным интенсивным весенним отрастанием характеризовались дикорастущие образцы из Казахстана (делянки № 37, 39), сорт Донецкий из Украины (делянка № 10) и сортообразцы ставропольской селекции (делянки № 40, 45). В условиях летней засухи в годы исследований все изученные образцы житняка гребневидного имели очень слабое послеукосное отрастание и укосной спелости не достигли. При этом хорошая отава образовалась на делянках № 20 (дикорастущий из Украины), № 13 (сорт Батыр из Казахстана), № 18 (дикорастущий из Венгрии) и № 30 (дикорастущий из Донецка).

Оценка поражаемости коллекционных образцов житняка гребневидного болезнями позволила выявить 12 высокоустойчивых образцов к гельминтоспориозу и 5 — к листовой ржавчине. Высокая степень поражения отмечена у образцов Hyczest (США) (делянка № 12) и дикорастущего из Казахстана (делянка № 31).

Практически все изученные образцы житняка гребневидного характеризовались высокой устойчивостью к полеганию в фазу укосной спелости, за исключением дикорастущего образца из Украины (делянка № 32) на третьем году жизни травостоя и сорта Ephraim из США (делянка № 17) на втором году жизни травостоя.

Основным хозяйственно ценным признаком у многолетних злаковых трав является продуктивность кормовой массы и семян. В год посева в сложившихся погодных условиях ни один сортообразец не достиг укосной спелости и не завязал семена. На втором году жизни растений по продуктивности кормовой массы было выделено 13 перспективных образцов, дающих от 0,78 до 1,58 кг/м² зелёной и от 0,20 до 0,61 кг/м² сухой массы. На третий год жизни травостоя урожайность лучших образцов достигла 1,49 кг/м² зелёной и 0,60 кг/м² сухой массы (табл. 1). Следует отметить, что выход сена во все годы исследований был довольно высокий (от 32 до 48%) за счёт облиственности, которая достигала 56% у дикорастущего образца из Челябинской области (делянка № 23) на втором и 63,8% — у сортообразца №3/2-18 (делянка № 42) ставропольской селекции на третьем году жизни травостоя.

Семенная продуктивность колебалась от 0,010 до 0,110 кг/м² на втором и от 0,020 до 0,086 кг/м² — на третьем году жизни травостоя. По данному показателю выделены образцы: дикорастущий из Челябинской области (делянка № 31), из Казахстана (делянка № 39) и селекционные сортообразцы № 2/2-18, № 4/2-18, № 6/2-18 ставропольской селекции (делянки № 41, 43, 45), представленные в табл. 2.

1. Урожайность кормовой массы перспективных образцов житняка гребневидного (посев 2017 г.)

2. Урожайность семян выделившихся образцов житняка гребневидного в коллекционном питомнике, кг/м² (посев 2017 г.)

Заключение. На основании исследований коллекционного фонда житняка гребневидного в условиях Ставропольского края для дальнейшего использования в качестве исходного материала для селекционной работы выделено пять образцов по интенсивности весеннего отрастания: дикорастущие из Казахстана, сорт Донецкий из Украины и два сортообразца ставропольской селекции; 12 высокоустойчивых образцов к гельминтоспориозу и ржавчине; 8 — с высокой облиственностью и выходом сухого вещества. По продуктивности кормовой массы в среднем за 2 года пользования травостоем перспективными для введения в селекционный процесс признаны дикорастущие из Украины и Казахстана, а также два сортообразца ставропольской селекции. Высокая семенная продуктивность выявлена у дикорастущего образца житняка гребневидного из Челябинской области. Особое внимание заслуживают коллекционные образцы с комплексом хозяйственно ценных признаков: дикорастущие из Челябинской области и Казахстана, ставропольский селекционный сортообразец № 4/2-18.

Литература

1. Константинов П. Житняк и его культура на засушливом юго-востоке Европейской части СССР / П. Константинов. — 2-е изд. — М.-Самара, 1933. — 105 с.
2. Генетические ресурсы житняка Agropyron Gaertn. / А. В. Бухтеева, Л. Л. Малышев, Н. И. Дзюбенко, А. А. Кочегина; под редакцией к.б.н. Т. Н. Смекаловой // Федеральный исследовательский центр «Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова». — СПб: ВИР, 2016. — 268 с.
3. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. — Москва, 2020. — С.82
4. Сорта сельскохозяйственных культур селекции ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ»: каталог / В. В. Кулинцев, В. В. Чумакова, В. В. Кравцов и др. — Ставрополь, 2019. — С.81.
5. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — 5-е изд., перераб. и доп. — Агропромиздат, 1985. — 351 с.
6. Методические указания по селекции и первичному семеноводству многолетних трав. — М.: Россельхозакадемия, 1983. — 112 с.

Promising parental genotypes of crested wheat grass in the Stavropol region

Derevyannikova M. V.

Chumakova V. V, PhD Agr. Sc.

Chumakov V. F.

Northern Caucasus Federal Agrarian Research Center

356241, Russia, the Stavropol region, Mikhaylovsk, Nikonova str., 49

E-mail: sotnikovam6031983@mail.ru

The field trial took place at the Northern Caucasus Federal Agrarian Research Center in 2017–2019. It aimed at selection of new promising genotypes of crested wheat grass to be grown in the North Caucasus region. Crested wheat grass is one of the most valuable perennial gramineous showing high performance in the southern regions with sandy, saline, and eroded soils under dry conditions. Breeding programs for crested wheat grass focus on high-productive genotypes resistant to winter conditions, drought, and soil salinization. Twenty three genotypes of different origin were selected that showed high leaf coverage, productivity, and green mass quality as well as intensive growth in spring, resistance to drought and biotic stress. Wild genotypes from Kazakhstan, “Donetskiy” variety from Ukraine and 2 samples from the Stavropol region grew fast in spring. Twelve genotypes had high tolerance to yellow leaf blotch and rust, eight genotypes provided high yield of leaf mass and dry matter. Wild genotypes from Kazakhstan and Ukraine and two Stavropol varieties produced the highest yields of forage mass for 2 years. Wild crested wheat grass of the Chelyabinsk region had high seed productivity. The most potential parents were the specimen No. 4/2-18 of the Stavropol region and wild genotypes from the Chelyabinsk region and Kazakhstan.

Keywords: crested wheat grass, parent, variety, genotype, breeding, trait, characteristics.

References

1. Konstantinov P. Zhitnyak i ego kultura na zasushlivom yugo-vostoke Evropeyskoy chasti SSSR / P. Konstantinov. — 2^nd Ed. — Moscow-Samara, 1933. — 105 p.

2. Geneticheskie resursy zhitnyaka Agropyron Gaertn. / A. V. Bukhteeva, L. L. Malyshev, N. I. Dzyubenko, A. A. Kochegina; pod redaktsiey k.b.n. T. N. Smekalovoy // Federalnyy issledovatelskiy tsentr “Vserossiyskiy institut geneticheskikh resursov rasteniy im. N. I. Vavilova”. — St. Petersburg: VIR, 2016. — 268 p.

3. Gosudarstvennyy reestr selektsionnykh dostizheniy, dopushchennykh k ispolzovaniyu. — Moscow, 2020. — P.82

4. Sorta selskokhozyaystvennykh kultur selektsii FGBNU “Severo-Kavkazskiy FNATs”: katalog / V. V. Kulintsev, V. V. Chumakova, V. V. Kravtsov et al. — Stavropol, 2019. — P.81.

5. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta / B. A. Dospekhov. — 5^th Ed., pererab. i dop. — Agropromizdat, 1985. — 351 p.

6. Metodicheskie ukazaniya po selektsii i pervichnomu semenovodstvu mnogoletnikh trav. — Moscow: Rosselkhozakademiya, 1983. — 112 p.