Семенная продуктивность образцов ломкоколосника ситникового в зависимости от возраста травостоя в питомнике исходного материала

УДК 631.527/633.2.031

Семенная продуктивность образцов ломкоколосника ситникового в зависимости от возраста травостоя 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 оценки семенной продуктивности 26 сортообразцов ломкоколосника ситникового в 2017–2021 годах в питомнике исходного материала 2015 года посева. Анализ структуры семенного травостоя позволил охарактеризовать изучаемые номера по основным показателям семенной продуктивности: длине колоса, числу продуктивных стеблей, массе семян с одного колоса, массе семян с одного растения, количеству семян в одном колосе. Статистические данные по семенной оценке за 3 года показали значительное варьирование признака по числу продуктивных стеблей — Сv = 70,7%, массе семян с одного растения — Сv = 67,4%, мощности травостоя — Сv = 27,65%, также отмечена сильная корреляция признаков (r = 0,78–0,97) по числу генеративных побегов и массе семян с одного растения у образцов: К 1, К 2, К 3, К 4, К 6, К 7, К 9, К 10, К 11, К 12, К 13, К 17, К 18, К 20, К 22. Значительная вариабельность по числу продуктивных стеблей и массе семян с одного растения предполагает возможность эффективного отбора в изучаемых популяциях. Изучение влияние гидротермического коэффициента по месяцам на семенную продуктивность образцов ломкоколосника ситникового показало, что наиболее сильная зависимость отмечалась у образцов: К 1, К 2, К 3, К 4, К 6, К 7, К 10, К 11, К 13, К 14, К 15, К 18, К 19, К 22 — в апреле (r = 0,70–0,96), у К 1, К 2 и К 18 — в мае (r = 0,79–0,83), у К 1 и К 2 — в июне (r = 0,89–0,91). Наиболее высокую биологическую урожайность семян биотипы сформировали на 4-й год пользования, отмечена значительная корреляция по биологической урожайности семян и количеству генеративных побегов (r = 0,73–0,99) у сортообразцов: К 1, К 2, К 3, К 6, К 9, К 10, К 13 и К 20.

Ключевые слова: ломкоколосник ситниковый, сортообразец, травостой, урожайность.

В повышении семенной продуктивности ломкоколосника ситникового важная роль принадлежит селекции. Успех селекционной работы во многом зависит от правильного подбора исходного материала и создания на его основе новых высокоурожайных по кормовой массе и семенам сортов (Косолапов, 2017; Кадоркина, Шевцова, 2021).

Особую роль при подборе исходного материала имеют местные дикорастущие формы, которые под влиянием контрастных условий прошли естественный отбор и приспособились к конкретным условиям произрастания.

По форме побегообразования ломкоколосник ситниковый (Psathurostachys juncea Fisch.) относится к низовым злакам, то есть большая часть побегов остаются укороченными, и меньшая часть образует генеративные (цветоносные) побеги. Основу кормовой массы при ежегодной уборке на сено составляют укороченные вегетативные побеги. Они являются наиболее облиственными, что повышает их кормовую ценность. Растения озимого типа развития. Травостои 2-го года жизни образуют небольшое количество генеративных стеблей, с 3-го года их становится больше. При отрастании отавы генеративных стеблей не образуется. Семена созревают во второй декаде июля – первой половине августа (Гончаров, 2008).

В условиях Хакасии дополнением к созданным сортам кормовых бобовых и злаковых многолетних трав может стать ломкоколосник ситниковый. Одним из направлений в селекции ломкоколосника является увеличение семенной продуктивности (Кадоркина, Шевцова, 2020).

Цель исследований — оценка образцов ломкоколосника ситникового по семенной продуктивности в питомнике исходного материала в зависимости от возраста травостоя.

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

Методика исследований. Исходным материалом 26 сортообразцов послужил природный фитоценоз. Отбор биотипов проводили по комплексу признаков: высоте растений, числу генеративных побегов, количеству семян с одного растения. Закладка питомника исходного материала 2015 года посева проводилась на каштановой карбонатной легкосуглинистой почве, которая отличается невысоким содержанием гумуса (не более 3,5%) и подвижных форм элементов питания (содержание фосфора низкое — 13,7 мг/кг почвы), по запасам обменного калия характеризуются лучшей обеспеченностью — 441,6 мг/кг почвы (Градобоева, 2019).

Питомник исходного материала закладывали квадратно-гнездовым способом, вручную, учётная площадь — 4 м², повторность трёхкратная, расположение делянок последовательное, стандарт — сорт Манчаары Якутского НИИСХ, удобрения не вносились.

Погодные условия вегетационного периода растений оценивали по гидротермическому коэффициенту (ГТК) по Селянинову (1928).

1. Гидротермические коэффициенты периода вегетации

Сложившие погодные условия 2017–2021 годов 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 вторые декады июля и августа выпало 138,1 и 115,0 мм осадков, что в 2 раза выше нормы (61 и 54 мм). В вегетационный период развития растений, с апреля по июнь, наблюдался медленный рост растений, за этот период ГТК составил 0,2–0,5, а период с июля по сентябрь характеризовался избыточным увлажнением — ГТК — 1,7–2,3, что выше среднемноголетнего значения на 0,6; 0,4 и 0,3.

В 2018 году температура была выше среднемноголетних значений на 2–5ºС, май и июнь — в пределах нормы. Осадки были незначительными (ГТК — 0,2–0,3).

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 III декады апреля и мая (ГТК 2,0 и 1,1).

Температурный режим вегетационного периода 2020 года был выше среднемноголетних данных, осадков в июне выпало в 2 раза больше нормы, июль и август соответствовали норме. В 2021 году в период роста растений температура была выше среднемноголетних значений, осадки были в пределах нормы (ГТК — 0,9–2,3).

Работа проведена в соответствии с методическими указаниями по селекции кормовых культур и методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (Новосёлова, 1978; Гончаров, 1999; 2004; Селекция кормовых трав, 1999, Косолапов, 2012). Наблюдения за ростом и развитием растений, учёт продуктивности изучаемых номеров проводили по методике селекции кормовых трав в Сибири, статистическую обработку данных — с использованием пакета прикладных программ Snedecor (Сорокин, 2004), программы Excel и методики Б. А. Доспехова (1985).

Расчёт коэффициентов вариации проведён по Б. А. Доспехову (1985), в соответствии с классификацией этого автора дана оценка коэффициентам вариации, когда при V ˂ 10% изменчивость является незначительной, при V = 10–20% — средней, при V ˃ 20% — значительной. Расчёт коэффициентов корреляции (r) осуществлён по стандартной программе в Microcoft Excel. Сравнение коэффициентов корреляции проведено по следующей градации: при r 0,3 связь является слабой, при r = 0,3–0,7 — средней, при r ˃ 0,7 — сильной.

Биологическую урожайность вычисляли по следующей формуле:

Уб = Г × П/100, т/га, где

Г — количество продуктивных стеблей на 1 м² к уборке, шт. (густота стеблестоя); П — продуктивность соцветия, или масса семян соцветия, г; 100 — число для пересчёта урожайности в т/га.

Результаты исследований. За период исследований (с 2017 по 2021 год) в питомнике исходного материала гибели образцов ломкоколосника ситникового от низких температур и выпавших осадков не наблюдалось. Начало отрастания биотипов наблюдалось в III декаде марта и I декаде апреля, дружные всходы (5 баллов) отмечены у образцов: К 1, К 2, К 5, К 6, К 9, К 10, К 12; К 13, К 18 (высота растений — 4,0–5,0 см). Кущение ломкоколосника ситникового наступало через 32–40 дней после всходов — в I–II декадах мая (высота растений — 13,2–24,3 см). Выход в трубку наблюдался в III декаде мая – I декаде июня. Наибольшую высоту растений (от 55,3 до 64,3 см) 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. Колошение у биотипов наступило через 12–15 дней после выхода в трубку, с высотой генеративных побегов от 95 до 116 см. Цветение наблюдалось через 8–12 дней после колошения и продолжалось от 1 до 3 дней. Период от начала отрастания до цветения у биотипов К 1, К 2, К 6, К 7, К 9, К 10, К 12, К 13, К 18 составлял 67–75 дней, до созревания семян — 88–94 дня, у остальных — 78–82 дня и 107–110 дней.

По форме побегообразования ломкоколосник относится к низовым злакам, то есть большая часть побегов остаются укороченными, а меньшая — образует генеративные (продуктивные побеги), в условиях юга Средней Сибири продуктивные побеги образуются на 2-й и 3-й годы жизни.

В 2019–2021 годах проведён анализ структуры семенного травостоя, что позволило охарактеризовать изучаемые номера по семенной продуктивности (табл. 2).

2. Основные показатели семенной продуктивности ломкоколосника ситникового в коллекционном питомнике исходного материала 2015 года посева (среднее за 2019–2021 гг.)

По основным показателям семенной продуктивности достоверная прибавка в сравнении со стандартом по длине колоса отмечена у образцов: К 1, К 2, К 4, К 5, К 7, К 9, К 10, К 11, К 12, К 13, К 14, К 15, К 16, К 17, К 18, К 19, К 20, К 21, К 22, К 23, К 25; по числу продуктивных стеблей на одном растении — у К 1, К 2, К 3 и К 18; по массе семян с одного колоса — у К 1, К 2; по массе семян с одного растения — у К 1, К 2, К 3, К 18 и по количеству семян с одного колоса — у К 1, К 2, К 3, К 5, К 7, К 8, К 9, К 12, К 14, К 18.

По комплексу признаков семенной продуктивности выделились образцы К 1, К 2.

По показателям семенной продуктивности отмечено значительное варьирование по числу продуктивных стеблей — Сv = 70,7%, массе семян с одного растения — Сv = 67,4%, мощности травостоя — Сv = 27,65%, устойчивости к полеганию — Сv = 21,51%, средней массе семян с одного колоса — Сv = 18,8%, количеству семян с одного колоса — Сv = 16,5%, наименьшее варьирование длины колоса — Сv = 5,6% (табл. 3).

3. Вариабельность признаков семенной продуктивности ломкоколосника ситникового в коллекционном питомнике исходного материала 2015 года посева (за 2019–2021 гг.)

Значительное варьирование по числу продуктивных стеблей и массе семян с одного растения предполагает возможность эффективного отбора в изучаемых популяциях.

Число генеративных побегов в сильной степени влияло на массу семян с одного растения у сортообразцов: К 1, К 2, К 3, К 4, К 6, К 7, К 9, К 10, К 11, К 12, К 13, К 17, К 18, К 20, К 22, коэффициент корреляции составил r = 0,78–0,97. У большинства биотипов происходило увеличение числа продуктивных побегов и массы семян с одного растения до 4-го года пользования, в последующие годы шло снижение.

Изучение влияния гидротермического режима на семенную продуктивность позволило выявить у образцов ломкоколосника ситникового наиболее сильную зависимость семенной продуктивности от гидротермического коэффициента в апреле у К 1, К 2, К 3, К 4, К 6, К 7, К 10, К 11, К 13, К 14, К 15, К 18, К 19, К 22 (r = 0,70–0,96), в мае — у К 1, К 2 и К 18 (r = 0,79–0,83), в июне — у К 1 и К 2 (r = 0,89–0,91), что позволило последним образцам сформировать наиболее высокую семенную продуктивность (табл. 4).

4. Влияние гидротермического коэффициента на семенную продуктивность сортообразцов ломкоколосника ситникового (2017–2021 гг.)

Семенная продуктивность ломкоколосника зависела от возраста растений, числа продуктивных побегов и гидротермического режима.

Достоверная прибавка биологической урожайности семян за 4 года (2017–2020 годы), в сравнении со стандартом Манчаары, получена у образцов К 1 и К 2 (табл. 5).

5. Биологическая урожайность семян образцов ломкоколосника ситникового по годам пользования, т/га (2017–2020 гг.)

Наиболее высокую биологическую урожайность семян образцы сформировали на 4-й год пользования.

Заключение. По комплексу признаков семенной продуктивности в среднем за 3 года выделились сортообразцы К 1, К 2.

Значительное варьирование признаков по числу продуктивных стеблей (Сv = 70,7%) и массе семян с одного растения (Сv = 67,4%) предполагает возможность эффективного отбора в изучаемых популяциях по семенной продуктивности.

Установлена высокая корреляционная зависимость (r = 0,73–0,99) числа генеративных побегов и биологической урожайности семян у К 1, К 2, К 3, К 6, К 9, К 10, К 13, К 18, К 20.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гончаров П. Л. Методические основы селекции растений / П. Л. Гончаров, Н. П. Гончаров. — Новосибирск: Издательство Новосибирского университета, 2008. — 312 с.
2. Градобоева Н. А. Состояние почвенного плодородия пахотных почв Республики Хакасия / Н. А. Градобоева, В. В. Елизарьев, Н. В. Сиренева; под общей редакцией Е. Я. Чебочакова и Л. П. Кравцова // Экологические проблемы земледелия в новых социально-экономических условиях: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Абакан, 17–19 июля 2019 г.) — Абакан, 2019. — С.75–86.
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. Отбор биотипов ломкоколосника ситникового по хозяйственно ценным параметрам в питомнике исходного материала / В. Ф. Кадоркина, М. С. Шевцова // Кормопроизводство. — 2020. — № 4. — С.35–38.
5. Кадоркина В. Ф. Оценка перспективных селекционных образцов ломкоколосника ситникового (Psathyrostachys juncea Fisch.) по хозяйственно ценным признакам на юге Средней Сибири / В. Ф. Кадоркина, М. С. Шевцова // Кормопроизводство. — 2021. — № 4. — С.39–42.
6. Методические указания по селекции многолетних злаковых трав / В. М. Косолапов, С. И. Костенко, С. В. Пилипко, В. С. Клочкова, Н. Ю. Костенко, Е. Е. Малюженец, Н. В. Разгуляева, Г. Ф. Кулешов, Н. М. Пуца. — М.: Издательство РГАУ–МСХА, 2012. — С.45–46.
7. Косолапов В. М. Состояние и перспективы селекции многолетних кормовых культур / В. М. Косолапов, С. В. Пилипко // Кормопроизводство. — 2017. — № 3. — С.26–29.
8. Методика селекции многолетних трав / А. М. Константинова, П. А. Вощинин, А. С. Новосёлова, Г. Ф. Кулешов. — М.: Колос, 1969. — 110 с.
9. Новосёлова А. С. Селекция и семеноводство многолетних трав / А. С. Новосёлова, А. М. Константинова. — М.: Колос, 1978. — 303 с.
10. Сорокин О. Д. Прикладная статистика на компьютере / О. Д. Сорокин. — Новосибирск, 2004. — 162 с.

Seed productivity of Russian wildrye as affected by sward age in a nursery of parent material

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

This article deals with seed productivities of 26 genotypes of Russian wildrye in the nursery of parent material seeded in 2015 in the period of 2017–2021. The swards were tested in ear length, number of productive shoots, seed mass per head, seed mass per plant, and seed number per ear. Three-year statistics showed significant variation in the number of productive shoots — Сv = 70.7%, seed mass per plant — Сv = 67.4%, sward viability — Сv = 27.65%. Analyses determined significant correlation (r = 0.78–0.97) between the number of generative shoots and seed mass per plant for the following genotypes: K 1, K 2, K 3, K 4, K 6, K 7, K 9, K 10, K 11, K 12, K 13, K 17, K 18, K 20, K 22. Significant variation in the number of productive shoots and seed mass per plant made it possible to select the best genotypes in the populations studied. The highest effects of water availability and temperature on seed productivity were observed for K 1, K 2, K 3, K 4, K 6, K 7, K 10, K 11, K 13, K 14, K 15, K 18, K 19, K 22 — in April (r = 0.70–0.96), K 1, K 2 and K 18 — in May (r = 0.79–0.83), K 1 and K 2 — in June (r = 0.89–0.91). Biotypes formed the highest biological productivity in the 4^th year of cultivation. Seed productivities of K 1, K 2, K 3, K 6, K 9, K 10, K 13 and K 20 had strong correlation with the number of generative shoots (r = 0.73–0.99).

Keywords: Russian wildrye, genotype, sward, productivity.

References

1. Goncharov P. L. Metodicheskie osnovy selektsii rasteniy / P. L. Goncharov, N. P. Goncharov. — Novosibirsk: Izdatelstvo Novosibirskogo universiteta, 2008. — 312 p.

2. Gradoboeva N. A. Sostoyanie pochvennogo plodorodiya pakhotnykh pochv Respubliki Khakasiya / N. A. Gradoboeva, V. V. Elizarev, N. V. Sireneva; pod obshchey redaktsiey E. Ya. Chebochakova i L. P. Kravtsova // Ekologicheskie problemy zemledeliya v novykh sotsialno-ekonomicheskikh usloviyakh: materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem (Abakan, 17–19 iyulya 2019 g.) — Abakan, 2019. — P.75–86.

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

4. Kadorkina V. F. Otbor biotipov lomkokolosnika sitnikovogo po khozyaystvenno tsennym parametram v pitomnike iskhodnogo materiala / V. F. Kadorkina, M. S. Shevtsova // Kormoproizvodstvo. — 2020. — No. 4. — P.35–38.

5. Kadorkina V. F. Otsenka perspektivnykh selektsionnykh obraztsov lomkokolosnika sitnikovogo (Psathyrostachys juncea Fisch.) po khozyaystvenno tsennym priznakam na yuge Sredney Sibiri / V. F. Kadorkina, M. S. Shevtsova // Kormoproizvodstvo. — 2021. — No. 4. — P.39–42.

6. Metodicheskie ukazaniya po selektsii mnogoletnikh zlakovykh trav / V. M. Kosolapov, S. I. Kostenko, S. V. Pilipko, V. S. Klochkova, N. Yu. Kostenko, E. E. Malyuzhenets, N. V. Razgulyaeva, G. F. Kuleshov, N. M. Putsa. — Moscow: Izdatelstvo RGAU–MSKhA, 2012. — P.45–46.

7. Kosolapov V. M. Sostoyanie i perspektivy selektsii mnogoletnikh kormovykh kultur / V. M. Kosolapov, S. V. Pilipko // Kormoproizvodstvo. — 2017. — No. 3. — P.26–29.

8. Metodika selektsii mnogoletnikh trav / A. M. Konstantinova, P. A. Voshchinin, A. S. Novoselova, G. F. Kuleshov. — Moscow: Kolos, 1969. — 110 p.

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

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

Рис. Питомник исходного материала ломкоколосника ситникового 2015 г. посева