Оценка продуктивных линий ячменя на кислых почвах

ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНЫХ ЛИНИЙ ЯЧМЕНЯ НА КИСЛЫХ ПОЧВАХ

,

Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск

Почвы с величиной рН водной вытяжки ниже 6,0 в той или иной степени токсичны для культурных растений, включая хлебные злаки. Такие почвы имеются в подтаежных и таежных районах Сибири. В частности, среди пахотных земель в Красноярском крае сосредоточено более полумиллиона гектаров почв с величиной рН до 5,5 [Танделов, Штундюк, 1980].

Высокая кислотность почвы сдерживает возделывание ячменя в подтаежной и таежной зонах Сибири. Поэтому выведение выносливых к кислым почвам сортов ячменя является реальным путем повышения распространенности этой важной культуры в данных территориях.

В работе изучали физиологическую реакцию двух крупноколосых линий ячменя К-О-1 и 25-К-О на неблагоприятные условия среды, заключающиеся в наличии комплекса нескольких стрессовых факторов: кислые почвы, низкое содержание гумуса, дефицит элементов минерального питания. Эти линии были выделены индивидуальным отбором из популяций соответственно образца ВС 1 и сорта Вулкан. Предварительно при испытании в течение трех поколений в полевых условиях с относительно благоприятным сочетанием эдафических факторов (нейтральной почвенной реакцией, средним содержанием гумуса и достаточным количеством питательных элементов) эти линии ячменя оказались более продуктивными по сравнению с исходными образцами. Растения были высеяны в экологическом питомнике Кислотоустойчивых образцов стационара «Зареченский» Тюхтетского района по двум предшественникам: пару и озимой ржи (содержание гумуса 1,7%; pH сол. 4,6). В качестве контроля для сравнения реакции растений в ответ на действие стрессоров служил почвенный фон, представленный в ОПХ «Минино» Емельяновского района (содержание гумуса 4,2%; pH сол. 6,2).

Результаты показали, что в условиях контроля новые линии ячменя (четвертый год полевых испытаний) превосходили по продуктивности исходные образцы (табл. 1). Выделенные линии 25-К-О и 1-К-О имели более значительную массу 1000 зерен, длину колоса, количество колосков в нем и величину озерненности. Заметим, что именно по последнему хозяйственно-ценному признаку и проводился ранее отбор в интенсивной светокультуре новых линий ячменя из исходных образцов Вулкан и ВС 1 [Полонский, Сурин, Герасимов, 2008].

Таблица 1 - Показатели продуктивности колоса исходных образцов и выделенных из них линий при выращивании на жестком (числитель) и контрольном (знаменатель) фонах

Образец	Длина глав-ного колоса, см	Число ко-лосков в колосе, шт.	Озерненность главного колоса, шт.	Масса 1000 зерен, г
Предшественник чистый пар
Вулкан	6,8±0,3 7,1±0,3	18,9±0,4 19,6±0,5	16,4±0,6 19,2±0,5	43,4±0,8 52,6±0,3
Л 25-К-О	7,0±0,4 8,5±0,2	18,7±0,8 26,8±0,6	15,1±0,5 25,9±0,7	50,0±0,5 67,6±0,3
ВС-1	6,0±0,3 8,1±0,3	15,5±0,6 23,7±0,9	13,0±0,7 22,0±0,8	39,6±0,5 62,2±0,2
Л 1-К-О	8,5±0,4 9,7±0,3	22,8±1,0 28,9±0,7	15,4±1,2 25,8±1,0	48,3±0,4 66,3±1,1
Предшественник зерновые
Вулкан	6,5±0,2 7,2±0,2	17,9±0,8 20,7±0,5	15,9±0,7 20,2±0,5	46,1±0,4 57,3±0,6
Л 25-К-О	7,5±0,4 7,5±0,3	21,9±0,9 23,5±0,6	15,8±1,1 22,5±0,7	54,3±0,9 68,3±0,9
ВС-1	7,9±0,3 6,4±0,2	19,7±0,7 19,0±0,5	18,0±0,6 18,6±0,5	46,5±0,3 54,6±0,8
Л 1-К-О	7,9±0,3 8,0±0,2	22,3±0,5 24,9±0,4	18,3±0,8 23,4±0,5	51,3±0,9 66,0±0,3

Рассматриваемые линии ячменя превысили исходные образцы по высоте и общей биомассе (табл. 2). Количество общих и продуктивных побегов у новых линий было меньше, чем у исходных образцов. Все выше перечисленное регистрировалось при выращивании растений в условиях контроля как по чистому пару, так и по зерновому предшественнику.

Таблица 2 - Биометрические показатели исходных образцов и выделенных из них линий при выращивании на жестком (числитель) и контрольном (знаменатель) фонах

Образец	Высота растения, см	Общее число, побегов шт.	Число продуктив-ных побегов, шт.	Сухая масса одного растения, г
Предшественник чистый пар
Вулкан	50,3±1,0 63,2±1,8	2,6±0,3 3,7±0,4	1,9±0,3 3,5±0,4	2,6 5,7
Л 25-К-О	46,0±2,4 82,6±2,0	1,8±0,2 2,9±0,3	1,4±0,2 2,4±0,3	1,6 7,2
ВС-1	42,4±0,9 63,0±1,5	2,7±0,3 2,7±0,2	2,0±0,2 2,1±0,2	1,9 5,8
Л 1-К-О	52,5±1,7 71,8±2,6	1,3±0,1 1,6±0,2	1,3±0,1 1,3±0,2	2,2 5,3
Предшественник зерновые
Вулкан	55,0±2,2 54,8±1,7	1,9±0,2 2,6±0,3	1,8±0,2 2,4±0,3	2,4 4,8
Л 25-К-О	61,1±1,5 74,8±1,5	1,8±0,3 1,8±0,2	1,5±0,3 1,8±0,2	3,3 5,4
ВС-1	60,2±1,8 56,8±0,8	2,1±0,3 2,7±0,3	2,1±0,3 3,0±0,2	3,7 4,9
Л 1-К-О	59,0±1,4 70,6±2,1	1,7±0,3 1,3±0,1	1,3±0,1 1,8±0,2	2,9 5,2

Следует отметить, что культивирование ячменя по зерновому предшественнику по сравнению с вариантом «чистый пар» снижало высоту растений, их общую биомассу и продуктивность колоса. Логично предположить, что в контроле при выращивании по пару все образцы, раскрыли свои потенциальные возможности формирования как общей, так и зерновой массы. По зерновому предшественнику у растений происходил сброс элементов продуктивности, по-видимому, вследствие недостатка обеспеченности влагой и минеральными элементами.

При выращивании ячменя в условиях действия стресс-факторов (кислая бедная почва) по обоим предшественникам характер различий в размере и продуктивности колоса между новыми линиями и исходными образцами в большинстве своем сохранялся, но разница была менее выраженной. Что касается высоты растений и их общей биомассы, то в условиях почвенного закисления закономерных отличий между новыми линиями и исходными образцами не наблюдалось. Как и в случае контрольного варианта, при выращивании на жестком фоне количество побегов у растений новых линий было меньше, чем у исходных образцов.

Таблица 3 – Выживаемость растений ячменя на кислой почве

Образец	Относительное количество растений к моменту уборки, % от количества всходов
Чистый пар	Зерновые
Вулкан	44,0	44,9
Л 25-К-О	33,2	46,3
ВС-1	38,5	53,5
Л 1-К-О	26,4	55,3

При действии стресс-факторов по сравнению с контрольным вариантом была выявлена противоположная картина влияния предшественника на рост растений. Показатели продуктивности колоса, общей биомассы ячменя и высоты растений, выращиваемых по зерновому предшественнику по сравнению с вариантом «чистый пар» не только не снизились, а наоборот возросли. Вероятно, озимая рожь как предшественник в условиях почвенного закисления оказывает некоторое протекторное влияние на растения ячменя. К примеру, такое позитивное воздействие агроприема может быть следствием изменения структуры почвенного микробоценоза. На этот результат, полученный для чернозема выщелоченного, имеются указания в литературе [Полонская, 2002].

В основу характеристики образцов ячменя на выносливость к кислым почвам в литературе взят критерий выживаемости растений. Этот показатель в сильной степени зависит от величины рН почвенного раствора [Сурин, Ляхова, 1993]. Под влиянием повышенного уровня кислотности почвы в наших экспериментах была отмечена значительная гибель растений, выращенных по обоим предшественникам, при этом выживаемость ячменя по зерновому предшественнику превышала таковую для варианта «чистый пар» (табл. 3). Следовательно, как и в рассмотренном выше случае накопления биомассы растениями, озимая рожь в качестве предшественника в варианте с почвенным закислением, вероятно, оказывает защитное влияние на растения ячменя.

В целом величина зерновой продуктивности ячменя на кислых почвах невелика, что объясняется низким содержанием питательных веществ и угнетающим воздействием рН почвенного раствора. Общее влияние указанных факторов усугубляется еще и тем, что ионы водорода, вступая в химическую реакцию с основными элементами минерального питания, препятствуют поступлению их в корневую систему растений.

Таким образом, выделенные ранее в светокультуре линии ячменя 25-К-О и 1-К-О при испытании в поле превысили по величине озерненности колоса и массы 1000 зерен исходные образцы как на нейтральном, обеспеченном питательными веществами почвенном фоне, так и на кислом, бедном почвенном фоне. При этом в условиях действия стресс-факторов озимая рожь в качестве предшественника, вероятно, оказывала защитное влияние на растения ячменя, повышая выживаемость особей, а также накопление ими биомассы.

Литература

Полонский, испытание метода отбора ячменя в светокультуре на максимальную озерненность колоса /, , . – Доклады Россельхозакадемии. – 2008. – № 5. – С. 6–8.

Полонский, оценка крупноколосых линий ячменя, выделенных в интенсивной светокультуре /, , . – Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2008. – № 7. – С. 5–9.

Полонская, процессы и эффективное плодородие почв в агроценозах Красноярской лесостепи /. – Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2002. – 102 с.

Сурин, ячменя в Сибири /, . – Новосибирск, Изд-во СО РАСХН, 1993. – 292 с.

Танделов, характеристика кислых почв Красноярского края /, – Красноярск, 1980. – С. 2–12.