Сравнительная характеристика ярового ячменя разного эколого-географического происхождения

Метеорологические данные, полученные в Ка-мышинском отделе НВ НИИСХ и приведённые в таблице, показывают снижение выпадающих осадков за вегетацию ячменя на 5,2%, увеличение суммы среднесуточных температур на 17,4% и, соответственно, снижение гидротермического коэффициента. При этом выявлена тесная связь между урожайностью и ГТК - 0,76.

Наиболее стабильные урожаи получены по сорту Медикум 139, коэффициент вариации 53%, у стандартного сорта Камышинский 23 - 66%.

Таким образом, созданные традиционным методом сорта ярового ячменя позволяют в различных погодных условиях получать стабильно высокие урожаи зерна. Наряду с этим, изменение климата в Нижнем Поволжье, а также внедрение новых технологий возделывания требуют новых подходов к селекции этой важнейшей для региона культуры, например, - создание озимых сортов.

Литература:

1. Лукьянова М.В., Трофимовская А.Я., Гудкова и др. Культурная флора СССР. Том 2, часть 2. Л. Агропромиздат, Ленинградское отделение, 1990. - 421 с.

2. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., Колос, 1971. - 239 с.

3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М. Колос, 1985. - 351 с.

SELECTION OF SPRING BARLEY IN LOWER-VOLGA NIISKh Pitonya, V. N., S.N.S., Pitonya, A. A., K.S-Kh.N., V.N.S. and Mar-kova, I. N., K.S-Kh.N. - Lower-Volga NIISKh, Affiliate of FNTs of Agroecology, RAN

The article presents drought resistant varieties of spring barley, Medikum 139 and Dmitrievskiy 5, bred using the method of distant ecologo-geographic hybridization for arid zones of Lower Volga region.

Keywords: spring barley, selection, variety, hybridization, source material

УДК633.16:631.95

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ РАЗНОГО ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Г.В. Козубовская, О.Ю. Козубовская, - Волгоградская опытная станция, филиал ВНИИР им. Вавилова, В.И. Балакшина, к.б.н. - Нижне-Волжский НИИСХ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН

В статье дана характеристика разновидностей ярового ячменя подрода Horgedum vulgare y. Представлены материалы сравнительной оценки продуктивности разновидностей ярового ячменя из коллекции ВИР в зависимости от метеорологических условий выращивания.

В результате исследований установлено, что в условиях сухостепной зоны Волгоградской области наименьшая урожайность была у многорядных голозерных ячменей разновидности Coeleeste и

Ячмень - важная зерновая культура в России.

Разностороннее использование ячменя на кормовые, пищевые цели и в качестве незаменимого сырья для пивоваренной промышленности определяет его большое значение. Универсальность в использовании послужила одной из причин широкого распространения ячменя по всему земному шару. Важную роль сыграли также его биологические особенности, в частности высокая адаптация к разным почвенным и климатическим условиям [7]. Широкий полиморфизм этого растения, богатство биотипов и разнообразие по качеству зерна определяют большие перспективы для развития селекции.

Ячмень принадлежит к роду Hordeum L, объединяющему около 40 видов. По морфологическим признакам вид Hordeum velgare L классифицируется на 2 подвида.

Подвид двурядный - объединяет группы пленчатых и голозерных разновидностей. Ячмень дву-рядный происходит из Передней Азии, включает яровые и озимые формы. Это однолетнее травянистое растение с прямой голой соломиной, высотой от 0,5 до 1м, желтыми, коричневыми или черными линейными плоскими колосьями, несущими длинные прямые или веерообразно расходящиеся ости.

Встречаются безостые или фуркатные колосья (ости представляют собой трехрогий придаток в виде лопастей). Из 3 колосков, сидящих на уступе стержня, средний - одноцветковый, обоеполый, фертильный, 2 боковых редуцированы до колосковых чешуй. Зерновки пленчатые, реже голые, от

Trifurcatum. Более устойчивыми к условиям засухи были многорядные пленчатые ячмени разновидности Nigripallidum и Pyramidatum, а также двурядные пластичные - Persikum и Nigricans. Урожайность двурядного голозерного ячменя разновидности Nudum в значительной степени зависит как от метеорологических условий, так и от страны происхождения.

Ключевые слова: яровой ячмень, разновидности, урожайность, метеорологические условия.

желтой до черной окраски.

Подвид многорядный - куда входят группы пленчатых и голозерных разновидностей.

Ячмень шестирядный происходит из Восточной Азии. Представляет собой однолетнее яровое, реже озимое растение, колосья желтые, коричневые, черные различной длины и плотности, остистые и безостые, на каждом уступе стержня по 3 фертиль-ных одноцветковых колоска. Зерновки пленчатые или голые, различной окраски [1].

Безостые ячмени характеризуются меньшей пластичностью, чем остистые.

Колосья безостых и фуркатных образцов характеризуются комплектом отрицательных качеств: низкой засухоустойчивостью, восприимчивостью к болезням и вредителям - все это приводит к низкой продуктивности.

В тоже время у вновь созданных сортов голозерных ячменей зерно питательнее, чем зерно пленчатого ячменя, пшеницы и кукурузы. Голозерный ячмень может служить заменителем кукурузного зерна в составе комбикормов [8]. Изучение аминокислотного состава зерна двух пленчатых и одного голозерного сортов ячменя выявило, что голозерный отличается повышенным накоплением белка в зерне - 17,4 против 15,8 и 14,9%. Белок голозерного сорта оказался более полноценным по сумме незаменимых аминокислот [2].

Все разновидности культурного ячменя составляют сравнительно тесную генетическую группу и легко скрещиваются между собой.

По локализации важнейших селекционных при-

знаков культурный ячмень имеет 7 центров формообразования [3,6].

1 - Эфиопский (Абиссинский) центр - в данном центре сосредоточено больше ботанических разновидностей ячменя, чем во всех остальных странах земного шара.

Ботанический состав ячменя эфиопского очага включает мировое разнообразие остистых форм двурядного, шестирядного пленчатого и голозерного ячменя. Наибольшее распространение имеют лишь черные разновидности. Характеризуя признаки ячменя Эфиопии, можно отметить их разнообразие по ритму роста и устойчивости к полеганию, а также устойчивость к ряду грибных заболеваний, таких как: пыльная головня, желтая и стеблевая ржавчины и др.

У ячменя Эфиопского центра широкая амплитуда изменчивости по длине вегетационного периода. Они резко реагируют на засушливые условия, сокращая период до колошения. Скороспелость свойственна лишь небольшому количеству сортов.

При оценке качества зерна, некоторые сорта ячменя показали повышенные хлебопекарные качества, что представляет собой интерес для стран, где хлебные изделия с примесью ячменной муки пользуются наибольшей популярностью.

2 - Восточноазиатский центр. Характерные особенности ячменей этого центра: низкорослость, плотный укороченный колос, мелкое, близкое к сферическому зерно, короткоостистость и безос-тость. Здесь сосредоточено разнообразие шести-рядных ячменей, встречаются остистые и фуркат-ные голозерные озимые ячмени.

Карликовые и полукарликовые формы Японии и Китая обладают слабой зимостойкостью, что следует учитывать при подборе компонентов для гибридизации. Многие образцы заслуживают внимания своей скороспелостью за счет более ускоренного налива зерна, но требуют повышенных температур в период формирования зерновки. Это ограничивает их использование в районах умеренного климата. Аборигенные ячмени Монголии выделяются устойчивостью к засухам, некоторые из них выносливы к повышенному засолению почв, однако в условиях интенсивного земледелия склонны к полеганию.

3 - Переднеазиатский центр. Здесь формировались двурядные пленчатые и голозерные разновидности с различной окраской зерна, а также ше-стирядные ячмени с рыхлым и плотным колосом с длинными остями. Ячмени Закавказья характеризуются комплексной устойчивостью к видам ржавчины, пыльной головне и бактериальной пятнистости, а также имеют ценные свойства по продуктивности растений и устойчивости к засухам. Существенным недостатком ячменей Малой Азии является склонность их к полеганию. С положительной стороны следует отметить выносливость некоторых образцов к повышенному засолению почв.

4 - Средиземноморский центр. Рассматривая в плане селекционных проблем значение ячменей Средиземноморья, обращалось внимание на комплексность иммунитета этой культуры к видам ржавчины, головни и другим заболеваниям, а также на эндемичную крупносемянность. Специфику ячменей Средиземноморья дополняют ригидность колоса, интенсивность воскового налета, особенно в период засухи.

Заслуживает внимание устойчивость многих

образцов Средиземноморья к полеганию при различной высоте растений.

5 - Среднеазиатский центр широко представлен ячменями богарного типа, жаростойкими и устойчивыми к засухам, представляющими большую ценность для селекции по этим признакам.

Ячмени, выращенные на богаре в Таджикистане, имеют большую облиственность растений, толстую, склонную к полеганию солому, продуктивный колос с крупным, грубопленчатым зерном. Шести-рядные озимые ячмени Туркмении имеют тонкую эластичную солому, рыхлый колос и тонкопленчатое сравнительно мелкое зерно. Среди них выделена группа сортов с повышенной морозостойкостью.

Ячмени Средней Азии, как правило, - кормового направления, в целом они характеризуются повышенным содержанием в зерне белка. Вместе с тем среди местных шестирядных форм обнаружены единичные образцы с положительными пивоваренными свойствами.

Ячмени Среднеазиатского центра существенно отличаются от сортов Средиземноморья. Они превосходят последние по выносливости к засухам, но не обладают иммунитетом к ряду вредоносных болезней, особенно к видам ржавчины.

6 - Европейско-Сибирский центр. Ячмени европейского континента имеют вторичное происхождение. Ячмени европейского севера и севера-запада выделяются среди мирового сортимента выносливостью к повышенной кислотности почв. Ганацкие ячмени Чехословакии, ценные своими технологическими свойствами зерна, дали начало мировому сортименту пивоваренного ячменя. Ячмени этого центра обладают оптимальным соотношением количественных признаков продуктивности: числа зерен в колосе, массы 1000 зерен, продуктивной кустистости растений и густоты стеблестоя на единицу площади, что обеспечивает получение высоких урожаев.

7 - Новосветский центр характеризуется высокой устойчивость к засухе и ценным свойствам зерна. Центр формировался под влиянием всего мирового разнообразия, что позволило вывести сорта с высокими пивоваренными качествами, а также многочисленные сорта шестирядных ячменей с гладкими остями кормового направления.

Этой группе свойственны специфические черты и прежде всего повышенная устойчивость к полеганию, сравнительная скороспелость, иммунитет к видам головни и ржавчины.

Во Всероссийском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова осуществляются географические посевы с целью изучения эколого-географических закономерностей онтогенеза важнейших растений с использованием опытных станций, опорных пунктов в контрастных условиях [5].

Опорный пункт ВИР по зерновым культурам, в частности по ячменю, работает на базе Нижнее-Волжского научно-исследовательского института с 1993 года (ныне НВНИИСХ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН).

На опытном участке НВНИИСХ были проведены исследования по адаптации ярового ячменя из коллекции ВИР к условиям Нижнего Поволжья. Было отобрано 9 разновидностей из разных агроэколо-гических групп.

Так представлены разновидности из Мексики, Боливии, Таджикистана, Сирии, Перу, Ирана, Судана, Туркменистана, Грузии, Афганистана (табл.1).

Таблица 1- Характеристика разновидностей ярового ячменя

№ Подвид Разновидность № по каталогу ВИР Страна происхождения

1 Двурядный пленчатый Persikum, колосья черные 3079 Иран

Nigricans, колосья черные 22699 Сирия

2 Двурядный голозерный Nudum, колосья желтые 6246 Грузия

Nudum, колосья желтые 14912 Таджикистан

3 Многорядный пленчатый Nigripallidum, колосья черные 2893 Туркменистан

Pyramidatum, колосья желтые 9117 Сирия

Pyramidatum, колосья желтые 23369 Перу

Rikotense, колосья желтые 9208 Афганистан

Pallidum, колосья желтые 27144 Боливия

4 Многорядный голозерный Coeleste, колосья желтые 3260 Судан

Coeleste, колосья желтые 28066 Мексика

Trifurcatum, колосья желтые, вместо остей трехлопастные придатки (фурки) 23380 Боливия

циенты были соответственно 0,42 и 0,54.

Таблица 2 - Метеорологические условия вегетации ярового ячменя

Показатели Год Посев-всходы Всходы-ко-лошение Колошение-созревание Всего за вегетацию

Количество осадков, мм 2011 5,3 19,6 58,0 82,9

2013 27,4 45,8 25,9 99,1

2016 4,0 90,4 73,7 168,1

Сумма активных температур выше 10°С 2011 157,9 965,4 830,6 1953,9

2013 86,4 970,9 776,8 1834,1

2016 74,1 698* 863,9** 1257,9* 1116,5** 2030,9* 2054,5**

Рис.1 - Разновидности ярового ячменя: 1) Himalayense - многорядный, зерновки голые, зелёные; 2) Duplinigrum - многорядный, зерновки чёрные, голозерные; 3) Nigripallidum - многорядный, зерновки чёрные, плёнчатые; 4) Coeleste

- многорядный, зерновки голые, жёлтые; 5) Coeleste

- многорядный, зерновки голые, буровато-жёлтые; 6) Nudum -двурядный, зерновки голые, жёлтые.

Исследования проводились в сухостепной зоне Волгоградской области на опытном поле НВНИ-ИСХ, расположенном на выровненной территории, почва светло - каштановая. Мощность пахотного горизонта составляет 27см, с содержанием гумуса 1,8 - 2,0%, валового азота от 0,11 до 0,17%, общего фосфора 0,11%. Почвы по гранулометрическому составу относятся к тяжелосуглинистым, рН - 7,0 -8,2, наличие солонцов в комплексе до 20%. Водный режим почв непромывного типа из-за наличия в почве сильно уплотненных карбонатных и солонцовых горизонтов.

Питомник изучения был заложен на паровом поле по методике ГНУ ВНИИР им. Вавилова [5].

Сухостепная зона характеризуется сильно выраженной континентальностью климата с проявлением засух на протяжении всего вегетационного периода, а также неустойчивостью метеорологических факторов по годам.

Климатические условия в годы проведения опыта значительно различались, что оказало влияние на продуктивность ячменя.

Наиболее благоприятные условия для роста и развития растений были в 201б году (табл. 2).

В 2016 году за вегетацию ячменя выпало максимальное количество осадков - 168,1мм, и распределились они по фазам роста и развития равномерно. Гидротермический коэффициент был высокий - 0,82.

2011 и 2013 годы были средними по влагообе-спеченности, количество выпавших осадков было примерно одинаковым. Гидротермические коэффи-

Гидротермический коэффициент (ГТК) в 2011 году - 0,42, в 2013 году - 0,54, в 2016 году - 0,82. *Дата выколашивания 7-8 VI; ** Дата выколашивания 14-16 VI;

Анализ экспериментальных данных показал, что разновидности ячменя неоднозначно реагируют на погодные условия. В средние по влагообеспеченно-сти годы (2011 - 2013гг.) высота растений была у всех разновидностей в пределах 50-55см, во влажный (2016г.) - колебалась от 45 до 86 см (табл. 3).

Наибольшая продуктивность почти у всех разновидностей сформировалась в оптимальный по влагообеспеченности год. В 2016 году масса снопа, масса зерна с 1м2 была в среднем в 2-3 раза больше по сравнению с засушливыми 2011 и 2013 годами. Максимальная урожайность во все годы проведения опыта наблюдалась у многорядного пленчатого подвида, разновидности Pyramidatum из Сирии. Масса зерна с 1м2 составила 250 г в 2013 году 550 г в 2016 году, колошение наступило уже на 41-42 сутки. У той же разновидности, но происхождение из Перу, масса зерна была ниже, особенно в 2013 году, а период всходы-колошение продолжался 48-53 суток.

Минимальная урожайность во все годы исследований была у многорядных голозерных ячменей разновидности Coeleste 80-120г/ м2 в 2011, 2013г; 230-250г/ м2 в 2016г и Trifurcatum - 70 г в 2011 году и 260 г в 2016 году.

Необходимо отметить, что растения одной и той же разновидности, но из разных стран происхождения, реагировали на условия произрастания по разному. Например, у двурядного голозерного ячменя (Nudum) из Таджикистана во влажный 2016 год высота растений, масса снопа, масса зерна были минимальными, соотношение зерна и соломы 1:5, тогда как в более засушливый 2011 год все показатели были лучше по сравнению с другими растениями. У той же разновидности, но происхождением из Грузии, реакция растений на характер увлажнения была противоположной. В более засушливый год (2013г) урожайность резко

снижалась до 50г/м2, а во влажный (2016г) наблюда- тивности были примерно одинаковые, но у растений лись средние показатели (290г/ м2). У многорядного из Судана колошение наступило на 9 суток раньше по голозерного ячменя (Coeleste) показатели по продук- сравнению с растениями из Мексики.

Таблица 3 - Показатели продуктивности ярового ячменя

№ Разновидность Страна происхождения Период всходы-колошение Высота см. Масса снопа г/м2 Масса зерна г/м2 Соотношение з:с

2011г

1 Nigricans Сирия 46 45 300 130 1 1,3

2 Nudum Таджикистан 46 55 620 250 1 1,5

3 Pyramidatum Перу 48 50 670 220 1 2,0

4 Pallidum Боливия 46 55 480 170 1 2,0

5 Coeleste Мексика 44 50 360 120 1 2,0

6 Trifurcatum Боливия 45 50 370 70 1 4,3

2013г

1 Persikum Иран 45 60 470 180 1 1,6

2 Nudum Грузия 47 60 270 50 1 4,4

3 Nigripallidum Туркменистан 45 60 480 210 1 1,3

4 Pyramidatum Сирия 42 52 600 250 1 1,4

5 Pyramidatum Перу 53 64 600 160 1 2,7

6 Rikotense Афганистан 42 53 210 70 1 2,0

7 Coeleste Судан 46 42 300 80 1 2,7

2016г

1 Persikum Иран 50 80 880 310 1 2,0

2 Nigricans Сирия 42 65 1000 330 1 2,0

3 Nudum Грузия 48 72 850 290 1 2,0

4 Nudum Таджикистан 47 45 560 90 1 5,0

5 Nigripallidum Туркменистан 45 72 1200 420 1 2,0

6 Pyramidatum Сирия 41 80 1320 550 1 1,4

7 Rikotense Афганистан 41 85 790 340 1 1,3

8 Pallidum Боливия 51 75 640 250 1 1,6

9 Coeleste Судан 40 65 710 250 1 2,0

10 Coeleste Мексика 49 76 640 230 1 2,0

11 Trifurcatum Боливия 49 86 980 260 1 2,7

Средние показатели по урожайности во все годы исследований были у двурядных пленчатых ячменей разновидностей Persikum из Ирана, Nigricans из Сирии и многорядного пленчатого ячменя Nigripallidum из Туркменистана.

Таким образом, анализ данных показал, что в условиях сухостепной зоны светло-каштановых почв интенсивность засух и время их проявления оказывают неодинаковое влияние на растения ячменя разных подвидов и происхождения.

У двурядных пленчатых ячменей разновидности Persikum и Nigricans при средних показателях урожайность была более стабильной, резких колебаний по годам не наблюдалось.

Растения двурядного голозерного ячменя разновидности Nudum из разных стран происхождения неоднозначно реагировал на условия произрастания. Минимальная урожайность у разновидностей Таджикистана была во влажный год, из Грузии - в засушливый, у многорядных пленчатых ячменей разновидности Pyramidatum из Сирии и Nigripallidum из Туркменистана во все годы наблюдений урожайность была максимальной.

Для многорядных голозерных ячменей разновидностей Coeleste из Судана и Мексики и Trifurcatum из Перу климатические условия были неблагоприятные, урожайность во все годы исследований была наименьшей.

Литература:

1. Баранов, В.Д. Мир культурных растений. [Текст] / В.Д. Баранов и др. // Москва.: Из-во «Мысль», 1994. - С. 18-21.

2. Грязнов, А.А. Ячмень Карабалыкский. [Текст] / А.А. Гряз-нов // Кустанай, 1996. - 448 с.

3. Кузнецова, ТЕ, Серкин, Н.В. Селекция ячменя на устой-

чивость к болезням. [Текст] / ТЕ. Кузнецова, Н.В. Серкин // Краснодар, 2006. - 228 с.

4. Лоскутов, И.Г. История мировой коллекции генетических растений в России. [Текст] / И.Г. Лоскутов // Санкт - Петербург, 2009. - 274 с.

5. Лоскутов, И.Г. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса. [Текст] / И.Г. Лоскутов, О.Н. Ковалева, Е.В. Блинова // Санкт - Петербург, 2012. - 63 с.

6. Лукьянова, М.В. Культурная флора СССР. Ячмень. [Текст] / М.В. Лукьянова, А.Я. Трофимовская, Г.Н. Гудкова и др. // Л.: Агропромиздат, 1990. т. II. - ч. 2. - 421 с.

7. Трофимовская, А.Я. Ячмень. [Текст] А.Я. Трофимовская // Л. Колос, 1972. - 296 с.

8. Ходьков, Л.Е. Голозерные и безостые ячмени. [Текст] / Л.Е. Ходьков // Л. Изд-во Ленгосуниверситета, 1985. - 135 с.

COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF SPRING BARLEY OF DIFFERENT ECO-GEOGRAPHICAL ORIGINS

Kozubovskaya, G. V., Kozubovskaya, O. Yu. - Volgograd Experimental Station, Affiliate of Vavilov VNIIP, and

Balakshina, V. I., K.B.N.- Lower-Volga NIISKh, Affiliate of

FNTs of Agroecology, RAN The article gives characteristics of varieties of spring barley, subgenusHorgedum vulgarey and provides the results ofcomparative assessment of productivity ofvarieties of spring barley from the collection of VIR (All-Russia Vavilov Institute of Agriculture) depending on meteorological conditions. The results of the study showed that in the dry steppe conditions of Lower Volga region, multi-row naked barleys Coeleesteand Trifurcatum gave the lowest yields. Multi-rowscariousbarleys NigripallidumandPyramidatumas well as two-row plastic PersikumandNigricans were more resistant to drought conditions. The productivity of two-row naked barley Nudum depends to a large degree on meteorological conditions and the country of origin.

Keywords: spring barley, varieties, crop yield, meteorological conditions.