Изучение нового сорта озимого ячменя Волжский первый по хозяйственно – ценным признакам и свойствам (стр. 1 )

На правах рукописи

ВАЛЯЙКИНА МАРИЯ ВЛАДИМИРОВНА

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО СОРТА ОЗИМОГО ЯЧМЕНЯ ВОЛЖСКИЙ ПЕРВЫЙ ПО ХОЗЯЙСТВЕННО – ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ и свойствам

Специальность 06.01.05 – селекция и семеноводство

Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук

Кинель – 2009

Работа выполнена не кафедре «Селекции, семеноводства и генетики» ФГОУ ВПО Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии в 2006….2008 гг.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Ведущая организация:

Поволжский научно-исследовательский институт селекции и

семеноводства имени

Защита диссертации состоится «30» июня 2009 года в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ.220.058.01 при ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия».

Адрес: Самарская область, п. Усть-Кинельский, ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан и размещен на сайте ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» http://www. *****/ «28» июня 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук,

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В числе главных приоритетов в обеспечении продовольственной безопасности России и развитии отечественного агропромышленного комплекса указана необходимость наращивания производства и диверсификации культур, наиболее приспособленных к природным, социально-экономическим и этнографическим особенностям России ( 2004 г.). Интродукция новых культур, сортов гибридов на территории, которые ранее ими не были освоены, есть один из основных путей достижения указанного приоритета.

Экономически оправданное возделывание озимого ячменя в Российской Федерации на сегодня ограничено южными регионами (до 500 с. ш.). Главный фактор, сдерживающий его распространение, недостаточный уровень морозо-зимостойкости. Поэтому создание исходного материала и сортов с повышенной морозо-зимостойкостью крайне актуально для озимого ячменя, как с точки зрения возможности расширения ареала его возделывания, так с точки зрения и стабильности урожайности по годам на уже освоенных территориях.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось:

изучить новый сорт озимого ячменя Волжский Первый по урожайности, зимостойкости, другим хозяйственно-ценным признакам и свойствам; определить возможные направления его использования и наиболее перспективные регионы для дальнейшего испытания.

Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующие задачи:

- дать подробное описание сорта озимого ячменя Волжский Первый;

- проанализировать результаты изучения озимого ячменя Волжский Первый в Ульяновской ГСХА и Государственного испытания в Краснодарском крае, в республиках Дагестан, Кабардино-Балкария, Адыгея, Северная Осетия, Удмуртия; Ростовской, Волгоградской, Саратовской, Самарской, Ульяновской и Кировской областях;

- изучить качество зерна озимого ячменя Волжский Первый.

Научная новизна. Выведен новый сорт озимого ячменя Волжский Первый (патент № 000, выдан Государственной комиссией Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений 30.10.2007 года). Впервые новый сорт изучался по хозяйственно-ценным признакам и свойствам в регионах, где озимый ячмень ранее комплексно не изучался и не возделывался.

Практическая значимость работы. Впервые в истории отечественного земледелия сорт озимого ячменя Волжский Первый включен по четвертому региону в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на 2009 год. В условиях северного земледелия Кировской области (57 0с. ш. и 49 0в. д.) при равной урожайности с яровым ячменем, Волжский Первый созревал в среднем на 14 дней раньше, что имеет важное экономическое значение.

Положения, выносимые на защиту.

–  Волжский Первый характеризуется: повышенной для озимых ячменей морозо-зимостойкостью, высоким продукционным потенциалом, способностью восстанавливать потерянный в результате зимовки стеблестой;

–  В Волгоградской, Саратовской, Ульяновской, Самарской, Кировской областях и Республике Удмуртия озимый ячмень Волжский Первый показывает хороший уровень зимостойкости и урожайности в сравнении со стандартными сортами озимой пшеницы и ржи, ярового ячменя, превосходит их по устойчивости к полеганию, имеет выше массу 1000 семян, созревает на 4-14 дней раньше;

–  Зерно Волжского Первого характеризуется хорошими крупяными качествами, содержит белка до 16 %, белок по содержанию незаменимых аминокислот обладает хорошими кормовыми достоинствами.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на межрегиональной конференции молодых ученых и специалистов системы агропромышленного комплекса Приволжского федерального округа (Саратов, 2003 г.); Всероссийской научно-практической конференции "Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур" (Пенза, 2005 г.); Всероссийской научно-практической конференции "Современное развитие агропромышленного комплекса: региональный опыт, проблемы, перспективы" (Ульяновск, 2005 г.); Международной научно-практической конференции "Современные принципы и методы селекции ячменя"; (Краснодар, 2007 г.); Международной научно-практической конференции "Селекция и семеноводство озимых хлебов – результаты, методы, проблемы и пути их решения" (Ульяновск, 2007 г.); Всероссийской научно-практической конференции "Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур" (Пенза, 2009 г.); Всероссийской научно-практической конференции "Научное обеспечение устойчивого функционирования развития АПК" (Уфа, 2009 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 3 в изданиях, включенных в "Перечень ВАК".

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 37 таблиц, 10 рисунков и приложение. Список литературы включает 197 источников, в том числе 18 иностранных.

Автор выражает искреннюю благодарность ФГУ "Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений", . В. Шмаль, заместителя председателя за предоставленную информацию; начальникам региональных филиалов ФГУ "Госсорткомиссия" за сотрудничество, а также особую признательность научным сотрудникам лабораторий за проведенные анализы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Обзор литературы

Обзор литературы состоит из одного раздела, включающий три подраздела: (1) Селекция озимого ячменя; (1.1) значение ячменя, (1.2) селекция озимых хлебов на морозо-зимостойкость, (1.3) селекция озимого ячменя на устойчивость к болезням.

Условия проведения опытов, материалы и методики исследований

Почвенные и метеорологические условия проведения полевых опытов приведены для опытного поля Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. Опытное поле расположено в Левобережье реки Волги, на надпойменной террасе. Основной тип почв опытного поля – чернозем выщелоченный, мощный, средне гумусный, тяжелосуглинистый и среднесуглинистый. Для этой зоны характерен континентальный, типично степной климат с неравномерным выпадением осадков и резкими перепадами температур.

В качестве основного материала для опытов и анализов служил сорт озимого ячменя Волжский Первый, созданный на кафедре селекции, семеноводства и генетики Ульяновской ГСХА. Авторы сорта: , , . В работе также использовался материал по яровому и озимому ячменю, озимой ржи и пшенице, предоставленный ФГУ "Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений", а также ее филиалами в Ульяновской, Кировской, Самарской и Саратовской областях и др. регионов в форме отчетов и справок.

В коллекционном питомнике изучались 11 сортов озимого ячменя: Труженик, Надежный, Донской 11, Достойный, Ростовский 55, Силена Стар, Горизонт, Силуэт, Ларец, Унумли-арпа и Волжский Первый. Опыт высевался по схеме селекционного питомника стандартным методом, из расчета 100 семян на 1 п. м., общая длина рядка 3 п. м. Сорта оценивались по зимостойкости, устойчивости к полеганию, общей и продуктивной кустистости, определялась дата колошения, измерялась высота растений. Подсчитывалось количество зерен с одного растения, их масса, а также масса 1000 зерен каждого из изучаемых сортов.

Изучение озимого ячменя Волжский Первый в Ульяновской ГСХА проводилась на участках размножения, в сравнении с озимой пшеницей Площадь участков размножения пшеницы и ячменя варьировала в разные годы от 0,5 га до 10,0 га, но была равной. Посев проводился по чистому пару, срок сева от 6 до 14 сентября, норма высева составляла 4,5 – 5 млн. всх. семян на 1 га, после посева проводилось прикатывание тяжелыми рельефными катками. Уход за посевами сводился к весеннему внесению аммиачной селитры, в количестве 150 кг/га, боронованию и обработке посевов гербицидами. В опыте определялась зимостойкость – визуально, по 5-ти бальной шкале, и урожайность путем прямого комбайнирования с учетной площади.

Государственное сортоиспытание озимого ячменя Волжский Первый проводилось ФГУ "Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений", по методике Государственного испытания сельскохозяйственных культур (1985). Электрофорез гордеинов выполнялся в лаборатории генетики растений Института общей генетики им. РАН по методике и (1978). Химический и аминокислотный состав зерна Волжского Первого проводился в агрохимической лаборатории г. Ульяновска, оценка крупяных качеств зерна во Всероссийском центре оценки качеств сортов г. Москва. Математическая обработка результатов исследований проводилась по (1985).

Результаты исследований

Описание сорта озимого ячменя Волжский Первый

Сорт озимого ячменя Волжский Первый получен методом индивидуального отбора из селекционного образца 18.

Элитное растение выделено после массовой гибели озимых в 1993/94 гг., когда посевы уже отселектированных 13 селекционных образцов ячменя практически полностью погибли (Мироновская 808 погибла на 90 %). У образца № 18 сохранилось одно растение. Оно имело следующие характеристики после уборки: общая кустистость – 52 стебля, продуктивная – 24 стебля, высота – 95,0 см, длина главного колоса – 13,0 см, количество зёрен с растения – 980 шт., масса 1000 зёрен – 51,6 г, масса зерна с растения – 50,6 г. Растению был присвоен номер 18/1.

В 2005 году, селекционный образец 18/1 был передан в систему государственного испытания в качестве сорта, под названием Волжский Первый, по Центрально-Черноземному, Северо-Кавказскому, Средневолжскому и Нижневолжскому регионам, а с 2007 года по Северо-Западному и Волго-Вятскому регионам.

В 2005 году на Ипатовском сортоучастке Ставропольского края озимый ячмень Волжский Первый проходил оценку на отличимость, однородность и стабильность (ООС). В результате было установлено, что озимый ячмень Волжский Первый отличается от любого другого общеизвестного сорта, и соответствует требованиям однородности и стабильности. На сорт был выдан патент № 000.

Волжский Первый – многорядный ячмень (Hordeum vulgare L.), разновидность рallidum. Тип куста промежуточный, время колошения среднее, растение длинное или средней длины. Колос желтый, остистый, цилиндрической формы, рыхлый, восковой налет слабый, положение колоса горизонтальное, количество рядов зерна в колосе больше двух, ости длинные, (длиннее колоса в 1,5 - 2 раза), грубые, зазубрены по всей длине, нерасходящиеся. Зерно желтое, пленчатое, средних размеров, эллиптической формы, щетинка у основания зерна короткая, окраска алейронового слоя зерновки белая.

В 2008 г. в лаборатории генетики растений Института общей генетики им. РАН ведущим научным сотрудником проводился электрофорез запасных белков зерна (гордеинов) сорта озимого ячменя Волжский Первый. В результате было установлено, что в локусе А присутствует аллель, которая до сих пор не встречалась у ячменей на территории России, и бывшего Советского Союза (рис. 1). Гипотетически это говорит о том, что в геноме Волжского Первого имеют место существенные изменения мутационного и/или рекомбинационного характера. Можно также предположить, что эти изменения затронули не только гены, ответственные за синтез запасных белков, но и другие гены, ответственные за другие признаки и свойства. Например, изучение Волжского Первого в коллекции ячменей показало, что он превосходил все сорта по зимостойкости, но особенно по кустистости, в частности, по общей кустистости в 2,2 – 3,0 и продуктивной в 2,2 – 4,5 раза. Как следствие этого, по количеству зерен с растения в 2,4 – 5,1 и массе зерен с растения в 1,7 – 3,6 раза. Весной у него на неделю позже наступала фаза выхода в трубку, что и позволило Волжскому Первому заложить, а затем и сформировать стеблестой в несколько раз больше, чем другие сорта.

Обладая способностью к интенсивному весеннему кущению, Волжский Первый успешнее, чем другие сорта, восстанавливает потерянный в результате перезимовки стеблестой. В нашей практике мы неоднократно находили растения с продуктивной кустистостью более 20 стеблей и общей кустистостью более 40 стеблей.

Результаты Государственного сортоиспытания и испытания в Ульяновской ГСХА сорта озимого ячменя Волжский Первый

Государственное испытание озимого ячменя проводилось в гг., в 6-ти регионах, 120 опытах (табл. 1).

По Северо-Кавказскому региону РФ, где озимый ячмень традиционная культура, Волжский Первый, как правило, существенно уступает сортам стандартам селекции Краснодарского НИИСХ им. и ВНИИЗК им. (г. Ростов) по урожайности, массе 1000 семян и устойчивости к полеганию (табл.2). В отдельных опытах, на отдельных сортоучастках, например, Гиагинском, республики Адыгея, Волжский Первый в среднем за два года на 6,8 ц/га превысил по урожайности стандарт Козырь, но уступил ему по массе 1000 семян 2,5 г и 2 балла по устойчивости к полеганию.

Таблица 1

Регионы и субъекты Российской Федерации, Государственного сортоиспытания озимого ячменя Волжский Первый

Регионы испытания	Республики, края, области РФ
Северо-Кавказский	Республики Кабардино-Балкария, Адыгея, Северная Осетия-Алания, Дагестан, Краснодарский и Ставропольский Края, Ростовская область
Нижневолжский	Республика Калмыкия, Волгоградская и Саратовская области
Средневолжский	Самарская и Ульяновская области
Волго-Вятский	Кировская область, Республика Удмуртия
Центрально-Черноземный	Белгородская, Воронежская и Тамбовская области
Северо-Западный	Калининградская область

В Нижневолжском регионе (табл. 3) на Башантинском сортоучастке республике Калмыкия, Дубовском ГСУ Волгоградской области и Самойловском ГСУ Саратовской области, в среднем за 3 года Волжский Первый уступил стандартам по урожайности. На Суровикинском сортоучастке Волгоградской области Волжский Первый в течение 3 лет испытания имел прибавки по урожайности к стандартам и в среднем показал урожайность в 36,4 ц/га, что на 1,2 ц/га больше, чем у стандартов (в 2006 г. Волжский Первый занял абсолютное первое место по урожайности в опытах – 33,1 ц/га). Волжский Первый на 12 см был выше ростом, чем стандарты, на 0,5 балла менее устойчив к полеганию, на 0,2 балла превышал стандарты по зимостойкости. На Калининском сортоучастке Саратовской области в 2007 г. Волжский Первый превзошел стандарт Мастер на 1,9 ц/га. В 2008 г. Волжский Первый занял первое место по урожайности в опыте – 32,4 ц/га и превысил озимую пшеницу Мироновскую 808 на 2,3 ц/га. В среднем за 3 года Волжский Первый превзошел стандарт на 2,1 ц/га, показав урожайность в 41,3 ц/га.

По Средневолжскому региону мы проанализируем результаты испытания озимых ячменей в Самарской и Ульяновской областях.

На Сызранском сортоучастке Самарской области в 2006 г. Волжский Первый уступил стандарту Ростовскому 55 – 2,7 ц/га, первое место в опыте занял сорт Жигули, он превзошел Волжский Первый на 6,0 ц/га и Ростовский 55 на 3,3 ц/га. В 2007 г. в качестве стандарта использовался сорт Мастер. Он показал урожайность 15,9 ц/га. Лучший сорт Жигули – 16,8 ц/га, Волжский Первый – 15,4 ц/га. В 2008 году в качестве стандарта использовался сорт Жигули, его урожайность составила 38,0 ц/га, лучший сорт Садко – 38,5 ц/га и Волжский Первый – 38,1 ц/га. В среднем за 3 года Волжский Первый уступил стандарту 1,1 ц/га. По зимостойкости в 2006 г. Волжский Первый и Жигули на 2 балла превзошли Ростовский 55. В 2007 г. они также превзошли стандарт Мастер, Жигули – на 0,9 балла, Волжский Первый – на 0,8 балла. В 2008 г. лучшим по зимостойкости был Садко (5 баллов), а худшим Волжский Первый (4 балла). Волжский Первый во все годы созревал позже, чем стандарты, особенно в 2006 г., он созрел на 21 день позже Ростовского 55 и на 26 дней

Таблица 2

Результаты Государственного сортоиспытания озимого ячменя
Волжский Первый в Северо-Кавказском регионе РФ за 2006 – 2008 гг.

Субъекты РФ	Сорт	Урожайность, ц/га	Разница, ±, ц/га	Высота, см	Масса 1000 семян, г	Уст – ть к полег., балл	Уст – ть к засухе, балл	Зим – ть, балл	Вегет. период, дни	Пораж. пыльной головней, %	Пораж. бурой ржавчиной, %	Пораж. мучнистой росой, %
Республика Адыгея	ст Козырь	44,5	-	86,4	39,1	5,0	3,8	4,0	233	3,7	0,0	-
Волжский Первый	40,0	- 4,5	95,7	35,7	3,4	3,7	4,0	232	1,0	0,0	-
нср0,5	2,1
Республика Дагестан	ср. стандарт (2)	33,5	-	82,2	41,8	3,4	5,0	4,3	192	0,2	12,5	3,2
Волжский Первый	29,9	- 3,6	90,1	39,5	4,2	5,0	4,0	192	0,6	6,8	6,5
нср0,5	1,6
Республика Кабардино - Балкария	ст. Мастер	47,4	-	81,8	46,0	4,5	-	4,0	198	-	-	17,5
Волжский Первый	44,6	- 2,8	100,6	36,2	3,0	-	4,0	199	-	-	17,5
нср0,5	1,6
Краснодарский край	ср. стандарт (2)	52,6	-	84,5	41,0	4,5	4,8	4,7	233	0,0	16,0	6,3
Волжский Первый	39,1	-13,5	89,1	34,0	2,8	4,2	4,8	234	0,7	22,0	7,5
нср0,5	2,8
Ростовская область	ст. Ростовский 55	46,5	-	67,6	41,5	4,7	4,5	4,8	241	0,6	10,0	11,5
Волжский Первый	42,7	- 3,8	82,0	35,0	3,2	5,0	4,9	245	0,0	15,0	7,0
нср0,5	2,4
Республика Северная-Осетия	ср. стандарт (3)	24,9	-	79,6	39,4	5,0	4,0	4,5	205	1,2	17,5	35,0
Волжский Первый	20,5	- 4,4	85,2	34,5	3,0	4,0	4,0	205	1,2	40,0	38,3
нср0,5	1,2
Ставропольский край	Ст. Михайло	50,0	-	96,0	39,2	4,5	4,3	4,9	247	3,5	-	10,0
Волжский Первый	32,1	- 17,9	100,4	31,8	3,3	4,0	4,8	248	0,0	-	14,4
нср0,5	2,5
среднее	ср. стандарт (9)	42,8	-	84,0	40,8	4,5	4,5	4,6	221	1,2	12,3	9,9
Волжский Первый	35,0	- 7,8	92,0	35,4	3,3	4,3	4,6	222	0,7	16,0	12,1