Совершенствование методических основ первичного семеноводства гороха посевного (Pisum sativum L. )

Совершенствование методических основ первичного семеноводства гороха посевного

Ф.А. Давлетов, д.с.-х.н., К.П. Гайнуллина, к.б.н., ФГБНУ Башкирский НИИСХ, И.И. Ахмадуллина, аспирантка, ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ

Горох — основная зернобобовая культура в Башкортостане [1, 2]. Главным образом это пищевая и кормовая культура. Возрастающий дефицит переваримого протеина в кормах вызывает необходимость значительно расширить посевы высокобелковых культур и повысить их урожайность. Расширение посевов гороха позволит не только увеличить производство высокобелкового зерна, но и улучшить плодородие почв [3, 4].

Внесённые в Государственный реестр новые высокотехнологичные сорта гороха требуют пересмотра и усовершенствования методических

аспектов их семеноводства. Поэтому поиск наиболее оптимальной и эффективной организации семеноводства гороха в современных условиях должен проходить одновременно с увеличением производства оригинальных, элитных и репродукционных семян. Проведение специальных исследований по совершенствованию методики первичного семеноводства гороха с целью получения качественного зерна и семян с высокими посевными и урожайными свойствами является актуальным [5].

Цель исследования — уточнение и усовершенствование методических основ первичного семеноводства гороха для условий Республики Башкортостан, позволяющих сохранять сортовую чистоту и обеспечивающих стабильное производство семян высших репродукций.

В задачи исследования входило:

— уточнение объёмов браковки элитных растений и семей в питомниках испытания потомства (П-1, П-2);

— определение критериев отбора и объёмов закладки питомников в первичных звеньях семеноводства гороха.

Материал и методы исследования. Полевые опыты проводили на опытных полях лаборатории селекции и семеноводства зернобобовых культур Чишминского селекционного центра по растениеводству ФГБНУ «Башкирский НИИСХ» в течение 2007—2016 гг. Почвы опытного участка — чернозём карбонатный средней мощности. Содержание гумуса в верхнем слое почвы — 8,3%, общего азота — 0,4%, подвижного калия на 100 г почвы — 42,1 мг, окиси фосфора — 23,7 мг. Почва нейтральная.

Метеорологические условия в годы исследования были достаточно контрастными и в полной мере характеризовали особенности климата региона. Объектом исследования являлось семеноводство гороха сортов Чишминский 95, Чишминский 229, Памяти Хангильдина как система организационно-методологических мероприятий по производству необходимых объёмов семенного материала на различных этапах размножения.

Опытные посевы размещались в селекционном севообороте. Для выполнения поставленной задачи закладывались: питомник испытания потомства первого года (П-1), питомник испытания потомства второго года (П-2), питомники размножения (Р-1-2-3).

Предшественником служили озимые зерновые культуры. Технология возделывания — общепринятая в условиях Республики Башкортостан. Все учёты и наблюдения проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [6].

В основу семеноводческой работы положен индивидуально-семейственный отбор с двухгодичной оценкой потомства [7].

Полученные данные обработаны методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [8] с использованием пакета программ Microsoft Excel.

Результаты исследования. В условиях современного земледелия сортосмена и сортообновление должны проводиться интенсивно, что требует быстрого размножения новых сортов и получения семян элиты в достаточном объёме, сохраняя при этом морфобиологические, генетические особенности и хозяйственно ценные признаки сорта [9, 10].

Согласно рекомендованным методическим и нормативным документам для зерновых, зернобобовых культур предлагается при организации семеноводства отбирать около 300 элитных растений [7]. Однако практическая работа показывает, что в настоящее время при отборе элитных растений новых сортов гороха резко возрастает уровень браковки. Это связано с организацией оценки

по комплексу хозяйственно ценных признаков и свойств, а также с повышением точности опыта.

В ФГБНУ «Башкирский НИИСХ» первичное семеноводство ведётся с сортами Чишминский 95, Чишминский 229, Памяти Хангильдина.

Известно, что объём браковки элитных растений зависит от сортовых особенностей. В нашем исследовании в среднем объём браковки по сортам составлял: Чишминский 95 — 28,0%, Чишминский 229 - 28,4%, Памяти Хангильдина - 34,6%. Средний процент браковки по трём сортам — 30,3%.

В процессе отбора элитных растений и дальнейшего семеноводства очень важно не обеднить наследственную базу сорта, сохранить его пластичность и основные хозяйственные признаки. Поэтому большое значение имеет количество изучаемых семей в питомнике оценки потомства.

Таким образом, количество элитных растений по каждому сорту (Чишминский 95, Чишминский 229, Памяти Хангильдина) следует увеличить до 30%, или общее количество растений должно быть доведено до 3500—4000 с учётом страхового фонда.

Самый большой объём оценок семей проводится в питомнике испытания потомства 1-го года, где ежегодно проходят оценку сотни семей, из которых следует отбирать чистолинейные семьи с тем, чтобы их размножить и оценить в питомнике испытания потомства 2-го года.

Объём браковки в питомнике П-1 очень значителен и достигал в среднем за 2007—2016 гг. 46,2% с колебаниями от 40,2 до 50,0% у разных сортов и в разные годы. Так, для сорта Чишминский 95 в среднем за 2007—2016 гг. он составил 45,7% (от 40,5 до 49,8%), Чишминский 229 — 46,1% (от 40,2 до 50,0%), Памяти Хангильдина в среднем за 2012—2016 гг. — 45,8% (от 41,8 до 50,0%). Наиболее значимые причины браковки — низкая продуктивность, поражение болезнями, вредителями и отклонения по морфотипу растений, семян. При такой браковке для последующего репродуцирования из гипотетических 300 в лучшем случае остаётся 150 представителей потомства при наибольшем объёме браковки.

Анализ многолетних накопленных данных свидетельствует о том, что регламентируемый объём индивидуального отбора, составляющий 300 растений, является недостаточным, поскольку он не обеспечивает производства семян элиты в требуемых объёмах.

Результаты исследования по оптимизации отбора элитных растений, полученные нами в ходе многолетней практической работы, позволили внести некоторые коррективы в методику первичного семеноводства гороха. Их суть сводится к следующему: для индивидуального отбора элитных растений следует закладывать специальный питомник отбора; оптимальный объём отбора в каждом сорте — не менее 2000 элитных растений; основными критериями для отбора являются ко-

личество бобов и семян с растения, озернённость боба. Количество семян с элитного растения в зависимости от года должно составлять 25—50 шт. Обобщая результаты исследования, в современных условиях рекомендуем для питомника испытания потомства 1-го года (П-1) отбирать не менее 1000 семей.

Показатели продуктивности лучших отобранных семей в П-1 приведены в таблице.

Как видно по данным таблицы, уровень урожайности семян в контрольном варианте колебался у сорта Чишминский 95 от 30 до 70 г, Чишминский 229 — от 30 до 65 г, Памяти Хангильдина — от 30 до 55 г, а в опытном варианте у сорта Чишмин-ский 95 — от 25 до 30 г, Чишминский 229 — от 30 до 70 г, Памяти Хангильдина — от 30 до 55 г.

Максимальная урожайность семян у семей (70 г) отмечалась в 2007, 2008, 2011 гг., минимальная (25 г) - в 2013 г.

В нашем исследовании опытный материал и контрольный вариант по урожайности семян отличались незначительно или в пределах ошибки опыта.

Большие объёмы, жёсткая браковка элитных растений и браковка семей в питомнике испытания потомства 1-го года (П-1) дают возможность получать высококачественные кондиционные семена гороха для закладки питомника испытания потомства 2-го года (П-2).

В целях дополнительной оценки и для увеличения объёма исходных семян для закладки питомников размножения отобранные в питомнике 1-го года семьи высевали в следующем году в питомнике испытания семей 2-го года. За счёт увеличившегося количества семян площадь делянок в этом питомнике составила 4-5 м2. Посев проводили тракторной селекционной сеялкой СКС-6-10. За посевами проводят необходимый агротехнический уход, оценку всходов, фенологические и другие наблюдения.

По характеру темпа роста и развития растений до созревания проводили предварительные выбраковки минус-вариантов. После выбраковки некоторых делянок, уборки, обработки и лабораторной оценки урожая для последующего размножения оставляли в среднем 1032-1114 лучших в сравнении с контролем семей при общей массе их семян 7,7-8,4 кг.

Уровень выбраковки семей в питомнике П-2 у трёх сортов колебался от 7,8 до 29,6% и был значительно ниже, чем в П-1. Так, для сорта Чишминский 95 в среднем за 2007-2016 гг. он составил 21,1%, Чишминский 229 - 20,1%, Памяти Хангильдина в среднем за 2012-2016 гг. - 22,1% с колебаниями по годам соответственно от 14,1 до 28,7%; от 7,8 до 29,6%; от 12,8 до 29,6%.

В нашем исследовании в разные годы в среднем объём браковки семей в П-1 и П-2 составил у

Показатели продуктивности лучших семей гороха сортов Чишминский 95, Чишминский 229, Памяти Хангильдина в питомнике испытания потомства 1-го года

Количество изученных семей, шт. Продуктивность семей, г

Год контроль среднее тах тт коэффициент вариации V

сорт Чишминский 95

2007 1121 55±10,5 60±11,9 90 40 32,6

2008 1202 70±10,2 70±9,8 80 40 27,0

2009 1346 50±8,0 45±7,6 50 20 34,6

2010 1279 45±7,8 50±8,3 65 30 29,9

2011 1420 55±10,0 60±9,4 80 40 27,2

2012 1472 50±8,0 50±7,1 65 35 24,5

2013 1392 30±5,5 25±2,4 30 20 16,3

2014 1288 45±11,0 50±10,8 80 35 34,0

2015 1284 30±9,2 30±7,2 50 20 33,7

2016 1415 45±6,5 50±5,9 60 35 21,4

сорт Чишминский 229

2007 1258 60±11,0 65±13,1 100 45 32,5

2008 1336 65±10,5 70±9,8 80 40 27,0

2009 1312 55±8,0 50±7,6 55 25 30,5

2010 1341 45±8,2 50±7,1 65 35 24,5

2011 1585 65±11,0 65±10,8 80 35 31,2

2012 1428 50±7,2 50±5,9 65 40 19,8

2013 1599 35±5,5 30±4,7 40 20 27,2

2014 1473 45±11,0 50±10,8 80 35 34,0

2015 1318 30±6,0 30±4,7 40 20 27,2

2016 1439 60±8,2 55±7,2 65 35 24,0

сорт Памяти Хангильдина

2012 1355 55±8,5 50±7,2 70 40 23,5

2013 1526 35±7,7 35±5,9 45 20 31,2

2014 1422 50±12,0 55±11,8 80 30 37,1

2015 1378 30±7,0 30±5,9 45 20 31,2

2016 1387 50±9,5 55±8,3 70 35 27,1

сортов Чишминский 95 — 21,9%, Чишминский 229 — 21,3%, Памяти Хангильдина — 22,3%.

Урожайность семян у сортов в контрольном варианте колебалась по годам: у сорта Чишминский 95 — от 520 до 780 г, Чишминский 229 — от 500 до 800 г, Памяти Хангильдина — от 520 до 730 г. Примерно в такой же степени колебалась урожайность семян у изучаемых семей. Так, у сорта Чишминский 95 урожайность семян по годам составляла от 500 до 790 г, у сорта Чишминский 229 — от 510 до 780 г, у сорта Памяти Хангильдина — от 510 до 755 г. Максимальные урожаи семян гороха в питомнике П-2 были отмечены у сортов Чишминский 95, Чишминский 229 в 2011 г., а минимальные — в 2013 г.

Варьирование урожайности семян у семей сорта Чишминский 95 по годам составляло от 14,1 до 31,6%, а у семей сортов Чишминский 229, Памяти Хангильдина — соответственно от 20,2 до 26,5% и от 19,2 до 28,6%.

Таким образом, в наших опытах в зависимости от года изученные семьи имели незначительные отклонения от контроля по урожайности семян. Следовательно, отклонение урожайности семян у выделенных семей от контроля находилось в пределах ошибки опыта.

Между изучаемым материалом и контролем не выявлено резких различий по урожайности семян, а также по другим морфологическим и хозяйственно ценным признакам и свойствам.

Принятая схема оценки, браковки элитных растений и семей в питомнике испытания потомства

1-го года и питомнике испытания потомства 2-го года позволяет получать высококачественные кондиционные семена гороха при сохранении урожайных свойств сорта до репродукционных посевов.

Полученные в питомнике испытания потомства

2-го года семена лучших семей объединяли и высевали в питомнике размножения 1-го года. Площадь питомника размножения 1-го года определяется по наличию семян и обычно составляет 1,0—2,0 га.

Выводы. Многолетнее исследование, повышенные объёмы экспериметального материала позволили нам скорректировать и усовершенствовать

методические основы схемы полевых испытаний и оценки семей при использовании различных методов отбора во всех звеньях первичного семеноводства.

Уровень браковки элитных растений по типичности, семенной продуктивности, устойчивости к болезням и вредителям за 2007—2016 гг. составил: по элитным растениям сортов Чишминский 95 — 46,2%, Чишминский 229 — 46,1%, Памяти Хангильдина — 45,9% в питомнике испытания потомства

1-го года (П-1), в питомнике испытания потомства

2-го года (П-2) соответственно 21,9; 21,3; 22,3%. Учитывая особенности почвенно-климатических условий региона, невысокий коэффициент размножения семян и большие объёмы браковки растений в П-1 и П-2, для получения необходимого количества высококачественных оригинальных семян гороха рекомендуем довести отбор элитных растений до 3000—4000, семей в питомнике испытания потомства 1-го года (П-1) — до 2000, в питомнике испытания потомства 2-го года — до 1000.

Литература

1. Хангильдин В.Х. Селекция гороха: её результаты и перспективы // Селекция, семеноводство и сортовая агротехника в Башкирии: сб. науч. тр. БНИИЗиС. Уфа, 1984. С. 123-140.

2. Давлетов Ф.А., Гайнуллина К.П. Изучение полиморфизма микросателлитных локусов гороха посевного (Pisum sativum L.) // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2013. № 2 (26). С. 10.

3. Неклюдов Б.М., Неклюдова Е.Н. О селекции гороха на повышение урожайности и содержание белка // Селекция и семеноводство. 1968. № 1. С. 29-32.

4. Гайнуллина К.П. Генетическое разнообразие исходного материала для селекции гороха (Pisum sativum L.) в условиях Предуральской степи Башкортостана: дисс. ... канд. биол. наук. СПб., 2013. С. 8-10.

5. Цуканова З.Р. Биологические и организационно-методические основы семеноводства гороха: дисс. . канд. с.-х. наук. Орёл, 2003.

6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры / Под ред. А.И. Григорьева. М.: Колос, 1989. Вып. 2. 194 с.

7. Методические рекомендации по производству семян элиты зерновых, зернобобовых и крупяных культур. М.: ВАСХНИЛ, 1990. 39 с.

8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 6-е изд., стер. М.: Альянс, 2011. 352 с.

9. Пыльнев В.В. Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. СПб.: Лань, 2014. 448 с.

10. Давлетов Ф.А. Селекция и технология производства гороха в Башкортостане. Уфа: Мир печати, 2015. 160 с.