Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исходный материал и селекция ярового ячменя в Краснодарском крае

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Исходный материал и селекция ярового ячменя в Краснодарском крае"

005011639

Нестеренко Владимир Владимирович

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И СЕЛЕКЦИЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственпых растени й

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 6 0Е8 Ш

КРАСНОДАР-2012

005011639

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени П. П. Лукьяненко Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук

Левштанов Сергей Александрович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Колесников Федор Алексеевич

кандидат сельскохозяйственных наук Репко Наталья Валентиновна

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

Всероссийский научно

исследовательский институт зерновых культур им. И.Г. Калипенко Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится « £ » марта 2012г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.026.01 в Государственном научном учреждении Всероссийский научно -исследовательский институт риса Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 350921 г. Краснодар, п. Белозерный, 3 тел. (861) 229-49-85.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт риса, с авторефератом - на сайте ВАК.РФ www.vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан « ^ »

2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета С.С. Чижикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Ячмень является важнейшей зернофуражной культурой не только в нашей стране, но и за рубежом благодаря оптимальному сочетанию незаменимых аминокислот, что в значительной степени определяет качество зерна. Ячмень обладает рядом биологических и хозяйственных особенностей: повышенным потенциалом урожайности, скороспелостью и засухоустойчивостью, высокими кормовыми достоинствами. Зерно служит сырьем для пивоваренной, крупяной и кондитерской промышленности.

На Северном Кавказе ячмень занимает около 2 млн. га. Благодаря высокой урожайности, основную площадь этой культуры в Краснодарском крае занимает озимый ячмень, обладающий более высокой урожайностью. Яровой ячмень используется преимущественно как страховая культура на случай пересева или подсева озимых, погибших в результате неблагоприятных условий перезимовки. Поэтому площади под ним значительно изменяются по годам. Основные площади его сосредоточены в северных районах Краснодарского края, в Ейском, Кущевском, Белоглинском и Новопокровском районах.

Увеличение производства ярового ячменя сдерживается меньшей, в сравнении с озимым, урожайностью, так как из-за более короткого периода вегетации он имеет слабо развитую корневую систему и хуже использует запасы зимне-весенней влаги и естественное плодородие почвы.

Все это определяет актуальность селекции на продуктивность, устойчивость к полеганию, иммунитет и качество зерна. В связи с этим большую значимость приобретают исследования, связанные с поиском наиболее перспективных направлений и подходов к отбору исходного материала.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований заключалась в изучении мировой коллекции ярового ячменя, выявление новых источников хозяйственно ценных признаков и создание на их основе нового селекционного материала, адаптированного к условиям Краснодарского края.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

— изучить коллекционные образцы ярового ячменя по основным хозяйственно ценным признакам: урожайности,

продолжительности вегетационного периода, устойчивости к полеганию, резистентности к болезням;

— определить наследование хозяйственно ценных признаков гибридами Г 1 и дать им селекционную оценку и рекомендации к использованию;

— выделить образцы по комплексу ценных признаков и на их основе создать новый исходный материал для селекции ярового ячменя;

— создать наиболее перспективные линии для дальнейшей селекции ярового ячменя;

— дать оценку созданных сортов и линий ярового ячменя по реакции на различные варианты агротехнологических приемов его возделывания в Краснодарском крае.

Научная новизна и практическая значимость. В результате изучения коллекционных образцов ярового ячменя выделены новые источники необходимых хозяйственно ценных признаков. С использованием выделенных источников создан исходный материал, сочетающий высокую продуктивность и другие хозяйственные признаки в разные по метеоусловиям годы. Показана высокая эффективность подбора родительских пар для гибридизации по принципу эколого-географической отдаленности и

морфобиологической контрастности.

Новые линии изучаются на различных этапах селекционного процесса, а также используются в скрещиваниях в качестве родительских форм. Для передачи на Государственное сортоиспытание подготовлены три высокопродуктивные линии двурядного и одна -многорядного ярового ячменя. Создан и передан на Государственное сортоиспытание новый сорт ярового ячменя Дипломат, который превосходит районированные стандарты по урожайности и другим хозяйственно ценным признакам.

Изучена реакция новых сортов и линий ярового ячменя на различные варианты технологии возделывания в Краснодарском крае.

Основные положения, выносимые на защиту:

— характеристика коллекционных образцов, являющихся донорами и источниками хозяйственно ценных признаков;

— использование коллекционных образцов для создания селекционного материала, обладающего комплексом ценных признаков;

— наследование ценных признаков;

— характеристика нового сорта ярового ячменя Дипломат и новых линий.

Апробационные работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены: на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (г. Краснодар, 2007 - 2008 гг.), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (ГНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока», г. Саратов 2010 г.), ежегодно (2007 - 2010 гг.) на методической комиссии селекционных отделов ГНУ «Краснодарский Научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П. П. Лукьяненко» Россельхозакадемии.

Публикации результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 5 работ, в том числе две в рекомендованном ВАК издании РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, предложений для селекции и производства, списка литературы и приложений. Работа изложена на 124 страницах текста в компьютерном исполнении, включает 39 таблиц, 6 рисунков.

Список литературы включает 192 источника, в том числе 30 иностранных авторов.

Работа выполнена в рамках тематического плана отдела селекции и семеноводства ячменя ГНУ Краснодарский НИИСХ Россельхозакадемии по теме 04.05.04.10.

Условия, исходный материал и методы исследований. Исследования проводились с 2007 по 2010 год в отделе селекции и семеноводства ячменя Краснодарского НИИСХ Россельхозакадемии на опытных полях, расположенных в центральной зоне Краснодарского края.

Почвы опытных участков института - сверхмощные малогумусные западно-предкавказкие черноземы. Мощность гумусового горизонта составляет 150-200 см. В пахотном горизонте содержание гумуса составляет 3,2-3,6%. Обеспеченность азотом пахотного горизонта почвы опытного поля варьирует от низкой (по подсолнечнику) 6,4 до средней (по эспарцету) 20,8 мг на 1 кг почвы. Подвижного фосфора (Р2 05) в пределах профиля содержится от 5,33 до 7,93 мг на 100 г почвы. Обменного калия (К20) - от 35 до 60,8 мг на

100 г почвы. Верхние слои почвы имеют нейтральную, залегающие ниже - слабокислую реакцию.

Климат зоны умерено континентальный. Среднегодовая температура составляет +10,8°С, среднегодовое количество осадков -611мм. Количество осадков за вегетационный период ярового ячменя (март - июль) - 269 мм, среднемноголетняя температура за этот же период составляет 15,1°С. Погодные условия характеризовались относительной контрастностью основных показателей гидротермического режима по годам.

Исходным материалом для селекции ярового ячменя служили коллекционные образцы, полученные из Канады, Дании, Швеции, Великобритании, Франции, Украины и международных центров ICARDA, CIMMYT, а также образцы, поступившие из ВИР. Ежегодно проводили 150-180 комбинаций скрещиваний. Объем селекционной работы составлял 18-20тыс. образцов в год.

Работа по изучению коллекционных образцов ярового ячменя проводилась в соответствии с методическими указаниями ВИР (1981), классификатором ВИР (1977). Закладка опытов проводилась по методике Госкомиссии по сортоиспытанию (1985). При изучении образцов и линий на устойчивость к болезням использовали следующие пособия: Методические указания ВИР по изучению устойчивости ячменя к карликовой ржавчине (1974), к мучнистой росе (1975), Международный классификатор СЭВ (1983).

Селекционные питомники размещались преимущественно по пару и по стерне озимого ячменя. Гибридный, мутантный и коллекционный материал изучали в питомниках по схеме селекционного процесса, разработанной академиком П. П. Лукьяненко (1966), в модификации В. М. Шевцова (1981).

Количество образцов, изучаемых в контрольном питомнике, составило 2000-2500; в МСИ 1 - 100-200; МСИ 2 - 300-700; в КСИ -30-50. Площадь делянок в сортоиспытании 16 м2, гибриды Ft высевали в поле вручную по схеме: материнская особь, гибрид, отцовская форма. Длина рядка 1,5 м, междурядье 0,3 м. Селекционный питомник высевали кассетной сеялкой «Сидмак 6», один рядок длиной 0,75 м, шириной 0,25 м, контрольный питомник - сеялкой ССФК - 7М, площадь делянки 5 м2. Кроме опытных полей КНИИСХ и ОПХ «Колос», расположенных в черте города Краснодара, питомники МСИ 1 и КСИ размещались на Северо-Кубанской сельскохозяйственной опытной станции (ст. Ленинградская) по

удобренному и неудобренному фону, а также по разным предшественникам. Таким образом, набор сортов и линий КСИ закладывался на двенадцати вариантах условий испытаний, МСИ 1 - на шести, МСИ 2 - на двух. Стандартный сорт высевали через каждые 4 номера.

Результаты опытов обрабатывали известными статистическими методами (Доспехов Б. А., 1985; Дзюба В. А., 2007).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСЛЕДОВАНИЙ Изучение коллекционных образцов

За . период исследования было изучено более 1600 коллекционных образцов ярового ячменя в разные по погодным условиям годы, что позволило выявить ценный исходный материал для селекционной работы.

Изучение коллекции ярового ячменя было направлено на поиски источников устойчивости к болезням, доноров низкорослости, обладающих прочной соломиной и сортов с комплексом признаков, определяющих высокую продуктивность.

Продолжительность вегетационного периода является важным адаптационным признаком сорта, который зависит от его генотипа, а также варьирует по годам в зависимости от условий. Оптимальная продолжительность вегетационного периода позволяет наилучшим образом использовать факторы среды, а также избежать отрицательного влияния неблагоприятных условий. Для Краснодарского края характерна кратковременная засуха во второй половине июня. На этот период приходится налив и созревание зерна ярового ячменя. В результате воздействия высоких температур и низкой относительной влажности воздуха ячмень существенно снижает урожайность. Скороспелые сорта в этом случае способны сформировать зерно до наступления засухи и обеспечить более высокую урожайность.

При селекции раннеспелых высокопродуктивных сортов особый интерес представляют коллекционные образцы, обладающие комплексом положительных признаков. В результате наших исследований выделен ряд сортов различных экологических групп, обладающих скороспелостью (таблица 1).

Таблица 1 - Характеристика лучших коллекционных образцов ярового ячменя, рекомендованных для селекции на скороспелость (2007-2009 гг.)_

Урожай- Дата Устойчи- Темп Масса 1000

Сорт ность, юлошения, вость к роста зерен, г

т/га май полеганию,

балл

Виконт ст. 3,27 25-30 8 7 47,0

Темп 3,08 15-19 6 9 50,1

Мамлюк 3,08 16-19 7 9 46,6

Сокол 3,25 15-19 7 7 46,9

Сталкер 3,43 16-19 9 7 50,0

Камышенский 23 3,07 18-22 7 8 44,1

ОтЬиэ Ауеіеп 3,30 15-18 8 7 45,9

Ьапсіога 3,39 20-25 9 і і 47,4

гесЬіаІег 3,04 18-21 8 8 51,4

ТготрБоп 3,45 17-20 9 6 43,1

НСР0.5 0,29 1,9

В ходе исследований выделена группа скороспелых сортов, сочетающих короткий вегетационный период с высокой продуктивностью и рядом других ценных признаков. Особого внимания заслуживают раннеспелые сорта: Темп, Мамлюк, Сокол (Россия), Сталкер (Украина), ТготрБоп (Канада). Эти сорта представляют большую ценность как исходный материал для создания засухоустойчивых форм. Эти сорта даже в острозасушливые годы формируют урожайность равную или выше стандарта.

Устойчивость к полеганию. Обязательным качеством нового сорта должна быть высокая устойчивость к полеганию как ведущий фактор, лимитирующий урожайность. При анализе причин полегания посевов ярового ячменя нами установлено, что в большинстве случаев оно происходит в период колошения, цветения и налива зерна, когда накапливается максимальное количество зеленой массы высокой влажности. Особенно сильное - при избыточном азотном питании и дождливой погоде. Таким образом, факторы, влияющие на полегание растений, мы разделили на три группы:

1. Генетические особенности растений, которые обуславливают специфику анатомо-морфологического строения и биологических свойств.

2. Почвенно-климатические условия местности.

3. Агротехнические факторы: высокое плодородие почвы, повышенное содержание азота, избыточное увлажнение.

За время исследований сильное полегание образцов ярового ячменя наблюдалось в 2008 и 2010 гг. В эти годы была получена наиболее объективная оценка коллекционного и селекционного материала по устойчивости к полеганию во всех питомниках (таблица 2).

Таблица 2 - Характеристика лучших коллекционных образцов ярового ячменя, устойчивых к полеганию (2008,2010 гг.) _

Сорт У/П, Урожайность, Высота, Дата колошения

балл т/га см

Виконт ст. 7 3,27 64 25.05-30.05

Каскад 9 3,49 65 20.05 - 26.05

Задонский 8 8 3,47 77 19.05-24.05

Trompson 9 3,65 75 15.05-20.05

Carbo/Gustoe 7 3,94 66 16.05-21.05

Otira 8 3,88 61 18.05-25.05

Alabama 9 3,94 63 15.05-19.05

Barke 8 3,44 69 20.05-26.05

HCPo.S 0,32 1,8

Большую ценность для селекции имеют высокорослые генотипы, обладающие достаточно высокой устойчивостью к полеганию, наиболее перспективными в этом отношении являются образцы Задонский 8 (Россия), Trompson (Канада), Barke (Дания), которые имеют длинный (69 - 80 см) прочный стебель и превосходят стандартные сорта по урожайности.

Засухоустойчивость - один из важных признаков для ярового ячменя. Среди зерновых культур ячмень является наиболее засухоустойчивой культурой. Однако в условиях Краснодарского края его урожайность в большей мере зависит не от наличия влаги в почве, а от количества осадков в период вегетации, особенно во время налива и созревания зерна. Важным фактором засухоустойчивости сортов ячменя является стабильность их урожайности по годам.

В период исследований наиболее засушливым был 2007 г. Урожайность некоторых местных сортов снижалась до 0,17 т/га. Очевидна острая необходимость создания форм, устойчивых к воздействию засухи.

На основании комплексной оценки образцов коллекционного материала в засушливый год удалось выделить линии с высокой продуктивностью в экстремальных условиях недостатка влаги.

По результатам исследований в качестве засухоустойчивых сортов ярового ячменя по комплексу признаков можно выделить: Мамлюк, Пикет, Рубикон, Сокол, Приазовский 9 (Россия), Одесский 100 (Украина), Тгошряоп (Канада). Эти сорта в засушливый год меньше снижают урожайность и высоту растений и в большей степени увеличивают массу 1000 зерен, за счет чего компенсируют потери урожая (таблица 3).

Таблица 3 - Характеристика лучших коллекционных образцов ярового ячменя по засухоустойчивости КНИИСХ, (2007-2008 гг.)_

2007 2008

Урожай- Высота, Масса Урожай- Высота, Масса

Сорт ность, см 1000 ность, т/га см 1000

т/га зерен, г зерен, г

Виконт ст. 2,79 67 45,0 5,40 80 41,7

Темп 2,47 75 47,0 4,76 85 42,6

Пикет 2,50 75 45,5 5,22 80 42,0

Рубикон 2,66 65 42,4 4,76 71 37,2

Сокол 2,64 70 47,6 5,03 75 42,0

Приазовский 9 2,82 60 45,0 5,03 66 39,2

Сталкер 2,47 70 50,0 5,47 92 44,7

Одесский 100 2,53 69 44,0 5,25 70 37,1

ТготрБоп 2,27 75 45,6 5,78 81 39,7

НСРо.5 0,24 0,22

Устойчивость к болезням. На фоне устойчивых к полеганию генотипов сортовые различия по урожайности в основном будут определяться степенью устойчивости к болезням. В Краснодарском крае наиболее распространенными болезнями являются: мучнистая роса, карликовая ржавчина, листовые пятнистости, твердая и пыльная головня. Карликовая ржавчина поражает посевы ячменя лишь в отдельные годы, но по вредности она значительно превосходит другие патогены. В результате изучения обширного коллекционного материала в условиях эпифитотии карликовой ржавчины в 2008 г. поражение на отдельных сортах достигало 90%. На этом фоне выделены сорта, устойчивость которых к этому патогену была оценена

на 7-8 баллов. Наиболее ценными из них являются образцы, представленные в таблице 4.

Таблица 4 - Лучшие коллекционные образцы ярового ячменя в питомнике по устойчивости к мучнистой росе и карликовой ржавчине КНИИСХ, (2008 г.)__

Сорт Происхождение УБ, балл* Дата Урожай,

E.g.** P. h.*** колошения г/дел.

Виконт ст. Россия 7 5 4.06 245

Landora Дания 7 7 8.06 240

Lux Дания 8 8 6.06 245

Olga Швеция 9 7 8.06 233

Harry Швеция 8 8 10.06 150

Koru Великобритания 8 7 4.06 218

Patty Франция 8 7 4.06 227

Одесский 100 Украина 7 7 4.06 240

*- УБ - устойчивость к болезням; **Е. £ - Егуэ1ре §гатіпіз (мучнистая роса); *** Р. Ъ. - Риссіпіа Иогсіеі (карликовая ржавчина); балл: 1 - слабая, 5 -средняя, 9 - высокая.

В условиях города Краснодара поражение ярового ячменя мучнистой росой и сетчатым гельминтоспориозом отмечается практически ежегодно. В зависимости от количества осадков в период вегетации степень поражения растений по годам разная. Болезнь поражает листья и их влагалище, стебли, а в отдельные годы -колосовые чешуйки и ости. Высокую устойчивость к поражению мучнистой росой имеют некоторые западноевропейские образцы: Partridge (Дания), Union (Германия), Cicero, Pasadene (Дания), Olga (Швеция), а также образцы из Канады: CDC Dawn, Manley, CD С Yorkton. Из коллекционных образцов отечественной селекции выделились сорта Агат, Атлант и Эколог.

Оригинальным по устойчивости к комплексу листостебельных болезней сортом является Alanda, полученный нами из международного центра ICARDA. Обладая высокой засухоустойчивостью и большим потенциалом продуктивности, этот сорт шестирядного ярового ячменя является хорошим источником резистентности к мучнистой росе, сетчатому гельминтоспориозу и карликовой ржавчине. Были проведены скрещивания с другими сортами и линиями с использованием ценных селекционных качеств этого образца. Полученный селекционный материал сохраняет высокую комплексную устойчивость к болезням и обладает другими

ценными сельскохозяйственными признаками. Наибольший интерес также представляют образцы: Harry, Olga (Швеция), Koru (Великобритания), Patti (Франция) Одесский 100, (Украина) и линия К -615 (Россия).

Успешное создание устойчивого к болезням сорта зависит от правильного подбора доноров, невосприимчивых к патогену. С этой целью нами изучен большой набор селекционных образцов, из которых выделены источники устойчивости. Особую ценность представляют образцы, которые обладают комплексной устойчивостью к болезням, полеганию и не уступают по урожайности стандартам (таблица 5).

Таблица 5 - Характеристика коллекционных образцов ярового ячменя устойчивых к основным болезням КНИИСХ, (2008-2009 гг.)_

Сорт, линия Pa3H0- BHflHOCTl! Происхождение УБ, балл* Дата колошения Урожайность, т/га

E.g P.h" P.t '

Виконт ст. nutans Россия 7,1 5,2 7,2 26-30 мая 100

К-615 pallidum Россия 7,7 6,2 5,5 18-23 мая 96

Alanda pallidum ГСАШЗА 8,3 8,5 8,3 20-24 мая 99

Джорджия nutans Великобритания 6,6 6,0 7,5 30 мая-2 июня 96

Trumph nutans Германия 8,5 7,4 7,4 26-30 мая 103

Regal nutans Голландия 8,1 7,5 8,2 1-3 июня 100

Metton nutans Швеция 6,9 5,1 7,5 26 мая-1июня 102

Olga nutans Швеция 7,3 8,2 8,1 26-30 мая 102

Alabama nutans Дания 7,1 8,5 7,9 2-6июня 103

*- УБ- устойчивость к болезням: **E.g. - Erysiphe graminis (мучнистая роса); ***P.h. - Puccinia hordei (карликовая ржавчина); ****p.t - Pyronophora teres (сетчатый гельминтоспориоз), балл: 1 - слабая, 5 - средняя, 9 - высокая.

Результаты селекции ярового ячменя с комплексом хозяйственно ценных признаков

В селекционной работе с любой культурой, в том числе и с яровым ячменем, большое значение имеет подбор родительских пар для скрещивания. Возникающие положительные трансгрессии часто превосходят исходные формы не только по отдельным признакам, но и по общей приспособленности и пластичности.

В нашей работе отводится важное место созданию устойчивых к полеганию сортов ярового ячменя, которые сочетали бы это свойство с высокой продуктивностью и рядом других хозяйственно ценных

признаков. Существенное влияние на устойчивость к полеганию имеет высота растений. Мы изучили взаимосвязь между этими признаками в условиях засушливых и оптимальных по увлажнению лет (таблица 6). Таблица 6 - Коэффициент корреляции между высотой растений и устойчивости к полеганию селекционного материала КНИИСХ, (2006-2010 гг.)_

Год 2006 2008 2009 2010

Коэф. -0,26 -0,28 -0,21 -0,49

корреляции ±0,13 ±0,11 ±о,ю ±0,16

Отмечены слабая и средняя отрицательная зависимость между этими признаками в засушливых условиях. В оптимальные для ярового ячменя годы наблюдается увеличение отрицательного влияния высоты на устойчивость к полеганию. Для обеспечения этого фактора мы воспользовались коэффициентом детерминации. В 2010 г. коэффициент корреляции между этими признаками был равен (г = -0,49), коэффициент детерминации (-0,492 = 0,24). Это означает, что эти два признака в 24% случаев контролируются генотипами сортов и в 76% случаев их значения зависят от других, в том числе и от экологических факторов. Выделены линии, сочетающие высокую устойчивость к полеганию и урожайность (таблица 7).

Таблица 7 - Характеристика низкорослых линий ярового ячменя с высокой устойчивостью к полеганию КНИИСХ, (2008-2009 гг.)_

Линия Масса 1000 зерен,г Дата колошения, май УП, балл* Высота, см Урожайность, % к ст.

Виконт ст. 47.1 19-24 8 80 100

Приазовский 9/Виконт 46,4 20-24 9 65 103

Акцент//649- 1/Диана 45,3 15-19 8 65 102

Каскад М/699-2 40,0 20-26 8 65 96

Мейап/Рубикон 45,0 18-24 8 66 99

Pyбикoн/Paragon 42,0 27-31 8 61 92

751- 1/636-2-6 44,0 26-30 8 68 107

636- 2- 1/Ватке 43,0 16-20 7 61 102

Приазовский 9/ 666-3 42,0 14-18 9 68 111

Задонский 8/636-3-3 42,0 15-18 8 67 103

НСР0,5 1,2 1,3

*-УП - устойчивость к полеганию, балл: 1 - низкая, 5 - средняя, 9 -высокая.

Ученые установили, что высота растений положительно коррелирует с крупностью и выравненностью зерна, что особенно важно в селекции высокопродуктивных пивоваренных сортов ячменя. В связи с этим в своей работе мы в популяциях, полученных от скрещивания низкорослых линий, обладающих прочным стеблем, ведем отбор высокопродуктивных форм, обладающих устойчивостью к полеганию при высоте соломины, превышающей 80 см.

Все они изучались по многим селекционным признакам и вовлекались в скрещивания (таблица 8). Из этих линий ежегодно проводится отборы по признакам «длина колоса», «крупность зерна», «устойчивость к полеганию и болезням». В линиях в результате повторного отбора в контрольном питомнике наблюдали небольшое варьирование по высоте.

Таблица 8 - Характеристика высокорослых линий ярового ячменя устойчивых к полеганию КНИИСХ, (2008-2009 гг.)_

Линия Масса Дата УП, Высота, Урожай-

1000 колошения, балл* см ность, %

зерен, Г] май к ст.

Виконт ст. 47,1 19-24 8 80 100

ПМ 3//170-1 /Харьковский 99 45,4 19-25 9 85 107

636-2-1/Мамлюк 42,1 14-19 9 85 102

Приазовский 9/687-1 42,0 18-24 9 80 114

Кумир/Акцент 37,5 19-25 9 90 98

629/Прерия//01йа/629-1 44,3 13-17 8 90 101

629/Прерия/4/687//615/2401 /3 /633 45,4 14-17 9 90 101

Мамлюк//Дивный/П1еге5е 50 13-16 9 85 104

НСР05 1,2 1,3

*-УП - устойчивость к полеганию, балл: 1 - низкая, 5 - средняя, 9 -высокая.

При оценке селекционного материала выяснилось, что высота растений действительно влияет на крупность зерна (коэффициент корреляции 0,51 ±0,17), коэффициент детерминации равен 0,26.

В наших работах широко используются скрещивания многорядных и двурядных форм. Сравнительная оценка двух типов сортов в течение нескольких лет показала, что по урожайности многорядные образцы в условиях Кубани несколько превосходят двурядные (таблица 9).

Таблица 9 - Урожайность сортов и линий ярового ячменя в предварительном и конкурсном сортоиспытании, т/га КНИИСХ, (2008-2010 гг.)___

Тип колоса Год изучения Средняя урожайность т/га

2008 2009 2010

Многорядный 5,12 2,87 2,52 3.50

Двурядный 4,97 2,57 2,70 3,41

НСР0,5 0,32 0,31 0,22

Образцы многорядного ячменя в условиях оптимального увлажнения и температурного режима по продуктивности превосходят двурядные, а в экстремальных условиях недостатка влаги уступают им. Выделены наиболее перспективные линии, которые изучались а предварительном и конкурсном сортоиспытании. Несмотря на то, что многорядные линии незначительно превышают или уступают по урожайности стандартам, мы продолжаем вести селекционную работу с этим материалом. Многорядные образцы превосходят двурядные по количеству зерен с колоса, массе зерна с растения. В связи с этим линии многорядного ячменя, урожайность которых близка к стандарту двурядных сортов, являются хорошим исходным материалом для селекции на продуктивность.

Продолжительность вегетационного периода имеет большое значение в приспособленности сорта к условиям произрастания. С этим признаком связаны факторы, определяющие уход от засухи, поражение болезнями, величину урожая и качество зерна.

Вегетационный период определяется, прежде всего, генетическими особенностями. Помимо этого на его продолжительность влияют экологические факторы и агротехнические условия. При изучении наследования этого признака многими авторами были получены разноречивые данные. Отмечштись случаи сверхдоминирования раннеспелости. Кроме того, в одних сортах раннеспелость была доминантным признаком, а в других -рецессивным.

В наших опытах в скрещиваниях, где использовались образцы, различающиеся по продолжительности вегетационного периода в П, наблюдались различные типы наследования от частичного до сверхдоминирования (таблица 10). Прослеживается тенденция сдвига значений гибридов в сторону раннеспелого родителя.

Таблица 10 - Дата колошения гибридов F1 ярового ячменя КНИИСХ, (2007 г.)_

Гибридная комбинация $ с? F1 hp

73М1/Рубикон//Сталкгр 30.05 24.05 25.05 0,67

Сталкер//73М 1/Рубикон 24.05 30.05 22.05 1,33

Мамлюк/Рубикон//Гонар 22.05 30.05 22.05 1,00

Гонар//Мамлюк/Рубикон 30.05 22.05 22.05 1,00

623/AVJ2197/Mazurka/CoKo.n 24.05 30.05 27.05 0,39

Сокол/Mazurka /WJ2197//623 30.05 25.05 26.05 0,67

В более поздних поколениях получено большое количество трансгрессий по продолжительности вегетационного периода. При изучении корреляции в конкурсном сортоиспытании между продолжительностью вегетационного периода и урожайностью выяснилось, что в засушливые годы зависимость очень слабая отрицательная (г = - 0,21; -0,35), а в годы с оптимальным увлажнением и температурным режимом - положительная (г = 0,49). Коэффициент детерминации 0,24.

Результаты селекции перспективных линий

Особенностью селекционной работы с яровым ячменем является создание сортов различных морфобиотипов для конкретных зон. Для каждой природно-климатической зоны и ресурсной обеспеченности хозяйств должна быть создана система сортов, взаимодополняющих друг друга по скороспелости, засухоустойчивости, резистентности к болезням.

С 2007 по 2010 гг. испытание ярового ячменя в ГНУ «Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии позволило выделить перспективные линии из конкурсного сортоиспытания: двурядные 649/Диана//Максим, 73М1 /Рубикон//Сталкер, 623//'\¥Л2197/Магигка/Задонский 8 и одна многорядная 678-1-3. По урожайности эти линии существенно превышают стандартный сорт ярового ячменя Виконт (таблица 11).

Таблица 11 - Урожайность перспективных линий ярового ячменя в КСИ, КНИИСХ, (2008-2010 гг., т/га)__

Сорт, линия 2008 2009 2010 Среднее

Виконт ст. 5,01 2,37 2,23 3,23

649/Диана//Максим 6,97 2,45 2,32 3,91

73М1/Рубикон//Сталкер 6,41 2,71 2,24 3,78

623//WJ2197/Маг;игка/Задонсі<ий 8 6,71 3,62 2,42 4,25

678- 1 -3 (Geger/623-l) 5,41 3,35 2,24 3,66

НСР0.5 0,32 0,42 0,38 0,35

В связи с тем, что эти линии показали довольно высокую урожайность в разные по климатическим условиям годы, можно судить об их пластичности и хорошей приспособленности к факторам Краснодарского края.

Новые линии поражаются листостебельными болезнями в средней степени (таблица 12).

Таблица 12 - Характеристика перспективных линий ярового ячменя по устойчивости к болезням КНИИСХ (2007-2010 гг.)__

Сорт, линия Разновидность УБ, балл*

E.g P. h"" P.t

Виконт ст. nutans 7,0 3,7 6,5

649/Диана//Максим nutans 6,5 7,0 5,4

73 МI /Рубикон//Сталкер nutans 7,2 6,0 6,0

623//WJ2197/Магигка/Задонский 8 nutans 6,7 6,0 7,2

678 - 1 - 3 (Geger/623 - 1) pallidum 8,0 8,0 7,0

*- УБ- устойчивость к болезням: Е. g. - Erysiphe graminis (мучнистая роса); * P. h. - Puccinia hordei (карликовая ржавчина); P. t - Pyronophora teres (сетчатый гельминтоспориоз), балл: 1 - слабая, 5 - средняя, 9 - высокая.

Благодаря использованию устойчивых к болезням, полеганию и засухе образцов новые линии обладают комплексом хозяйственно ценных признаков, что позволяет готовить их к передаче в Государственное сортоиспытание как новые высокоурожайные сорта.

Результаты испытаний нового сорта ярового ячменя Дипломат

Результатом селекционной работы является создание методом внутривидовой гибридизации и индивидуального отбора из

комбинации 665 х Безостый нового сорта ярового ячменя Дипломат (Рисунок 1).

Трумпф х Темп \/

665/Безостый (Дипломат)

Рисунок 1. Генеалогия сорта ярового ячменя Дипломат

Сорт ярового ячменя Дипломат имеет ряд биологических и морфологических отличий от районированных сортов (таблица 13). Таблица 13 - Характеристика сорта ярового ячменя Дипломат КНИИСХ, (2007-2010 гг.)_

Дата Высота Устойчивость Масса Урожайность,

Сорт колошения см к полеганию, 1000 т/га

балл зерен, г

Викот ст 25-30 мая 62 7 42,5 3,10

Мамлюк 19-23 мая 76 8 45,1 2,75

Стимул 20-24 мая 69 8 39,4 2,69

Дипломат 27-31 мая 72 7 41,1 3,27

НСРо,5 5,8 1,15 0,18

Разновидность - nutans Schubl. Куст прямостоячий. Влагалище нижних листьев опушенное. Отличается от других сортов более светлой окраской листьев. Сорт среднерослый, высота соломины 60-85 см, на 4-5 см выше стандарта Виконт. Колос прямостоячий,

цилиндрический, средней плотности, со слабым восковым налетом, ости длинные, зазубренные, кончики с антоциановой окраской. Колосковая чешуя по длине равна зерновке. Опушение основной щетинки зерновки интенсивное. Зазубренность внутренних боковых нервов наружной цветковой чешуи средняя. Зерновка круглая, с неопушенной бороздкой и охватывающей лодикулой. Масса 1000 зерен 40-54 грамма. Содержание белка в зерне 11-12%. Экстрактивность 77,9 - на 2,5% выше, чем у сорта Виконт. По качеству зерна соответствует требованиям, предъявляемым к пивоваренному зерну.

Сорт среднепоздний. Вегетационный период 78-100 дней. По устойчивости к полеганию несколько уступает стандарту Виконт (на 0,5 балла). Сорт Дипломат устойчив к карликовой ржавчине, сетчатой пятнистости, к мучнистой росе, в средней степени поражается пыльной головней (таблица 14).

Таблица 14 - Характеристика сорта ярового ячменя Дипломат по

Сорт УБ',балл

E.g." P. h. P.t. ***** " U. п.

Виконт ст. 7,2 3,0 6,3 5,5

Мамлюк 6,5 5,4 6,7 7,0

Стимул 6,7 6,0 6,4 8,4

Дипломат 6,5 7,5 5,7 6,5

- УБ - устойчивость к болезням: Е. g. - Erysiphe graminis (мучнистая poca); "*P.h. - Piccinia hordei (карликовая ржавчина); " *P.t. - Puronophora teres (сетчатый гельминтоспориоз); U.n. - Ustilago nuda (пыльная головня) балл: - 1 - слабая, 5 - средняя, 9 - высокая.

Потенциальная урожайность высокая. За три года конкурсного сортоиспытания в КНИИСХ при средней урожайности 3,27 т/га превысил сорт Виконт на 0.17 т/га (таблица 15).

Таблица 15 - Урожайность сорта ярового ячменя Дипломат в

Сорт 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. Ср. урожайность, т/га +_ к ст.

Виконт ст. 2,52 5,46 2,25 2,Ю 3,10 -

Мамлюк 2,36 4,69 1,79 2,19 2,75 -0,35

Стимул 2,28 4.47 1,78 2,23 2,69 -0,41

Дипломат 2,68 5,56 2,29 2,58 3,27 + 0,17

HCPoj 0,18 0,18 0,13 0,17

Необходимо отметить, что в разные по климатическим условиям годы не наблюдалось резкого снижения урожайности, благодаря чему новый сорт Дипломат характеризуется как более пластичный для условий Краснодарского края.

Влияние доз минеральных удобрений на урожайность ярового ячменя (таблица 16).

Таблица 16 - Результаты двухфакторного дисперсионного анализа урожайности сортов ярового ячменя в зависимости от доз минеральных удобрений, т/га. Краснодар (2008-2010 гг.) _

Гип дисперсии Дисперсия Число Средний НСР по НСР со

степеней квадрат парно средн. факт. табл

свободы

Общая 34,12 23 1,20

Повторений -0,21 2 0,09

Вариантов 33,4 7 3,88 0,28 0,18 156,2 2,8

Фактор А 11,46 3 3,18 0,19 0,12 127,8 3,4

Фактор В 21,24 1 17,36 0,14 0,07 698,7 4,8

Взаимод. АВ 0,09 3 0,09 0,28 0,18 3,7 3,4

Ошибки 0,35 14 0,02

В результате обработки опыта с нормами минеральных удобрений методом двухфакторного дисперсионного анализа: фактор А сорт, фактор В дозы минеральных удобрений. Результаты дисперсионного анализа показали, что доля вклада общего варьирования в урожайность зерна ярового ячменя составляет 67%. Это очень большое влияние. Селекционным путем мы должны уменьшить экологическое влияние при формировании урожайности 35 -40%.

Доля вклада вариантов опытов (генотипы плюс нормы минеральных удобрений) при формировании урожайности составила 17%. Доля вклада генотипов сортов (фактор А) в формировании урожайности составляет 7%, это очень слабое влияние генотипов. Селекционным путем необходимо повысить отзывчивость сортов ярового ячменя на дозы минеральных удобрений. Доля вклада минеральных удобрений (фактор В) при формировании урожайности составляет 15%.

Доля вклада регулируемых факторов: число повторений, вариантов опытов, генотипов сортов и доз минеральных удобрений составляет 67%. На долю нерегулируемых факторов приходится 33%.

При внесении минеральных удобрений достоверно увеличивается урожайность за счет среднего индекс отзывчивости сортов 1,21, а в контроле он равен 1,19.

Таблица 17 - Результаты двухфакторного дисперсионного анализа урожайности сортов ярового ячменя в зависимости от срока посева, т/га. Краснодар (2008-2010 гг.) ________

Тип Дисперсия Число Средний НСР НСР со F- F-

дисперсии степеней квадрат по средн. факт. табл

свободы парно

Общая 35,53 23 1,19

Повторений -0,79 2 0,34

Вариантов 33.86 7 3,64 0,52 0,35 41,1 2,8

Фактор А 14,55 3 3,89 0,37 0,22 43,9 3,4

Фактор В 17,45 1 13,74 0,13 155,1 4,8

Взаимод. АВ -1,60 3 0,03 0,52 0,35 0,3 3,4

Ошибки 1,24 14 0,09

В результате обработки результатов урожайности опыта по срокам посева методом двухфакторного дисперсионного анализа фактор А сорт, фактор В срок посева (таблица 17).

С учетом величины дисперсии определяем долю влияния каждого фактора на урожайность ярового ячменя при посеве в разные сроки. Доминирующую роль в формированию урожайности сортов ярового ячменя принадлежит обшей дисперсии 36,53% и каждому варианту 33,86%. Существенное влияние оказал фактор В (срок посева) 17,45%, фактор А (сорт) 14,55 и взаимодействие факторов АВ -1,60%

ВЫВОДЫ

1. Важнейшим фактором повышения эффективности селекции ярового ячменя является привлечение в гибридизацию источников с ярко выраженными количественными признаками, определяющими адаптацию сорта и продуктивность.

2. В результате настоящих научных исследований выделены из коллекции источники необходимых признаков:

— по устойчивости к полеганию Каскад, Задонский 8 (Россия), Trompson (Канада), Alabama, Barke (Дания), Otira (Швеция);

— по скороспелости Мамлюк, Сокол (Россия), Сталкер (Украина), Landora, Alabama (Дания), Zechtaler (Германия), Trompson (Канада);

— по устойчивости к болезням: мучнистой росе - Виконт (Россия), Прерия (Украина), Alanda (1 CARDA), Trumph (Германия) Reggal (Голандия); карликовой ржавчине - Каскад, линия К-615 (Россия), Alanda (ICARDA), Temo (Чехия), Olga (Швеция), Alabama (Дания); сетчатому гельминтоспориозу линия - К-615 (Россия), Alanda (ICARDA), Regal (Голландия), Temo (Чехия), Olga (Швеция), Alabama (Дания); пыльной головне - Дивный, линия К-615 (Россия), Прерия (Украина), Trumph (Германия), Temo (Чехия), Alabama (Дания).

3. При совершенствовании методов подбора родительских пар для гибридизации высокую эффективность показал принцип морфологических различий при скрещивании сортов разных ботанических разновидностей. При использовании этого метода получена двурядная линия 623/WJ/Mazurka/3aflOHCKiiñ 8 и многорядная линия 678-1-3, в генеалогии которых участвуют различные по биологическому типу развития источники - озимые, двуручки и яровые, относящиеся к разновидностям ricotense, parallelum, pallidum, medicum и nutans.Эти линии существенно превышают стандарты по урожайности готовятся для передачи на Государственное сортоиспытание.

4. В процессе экспериментальной работы создан новый сорт ярового ячменя Дипломат, обладающий высокой урожайностью, адаптивностью к почвенно-климатичесхим условиям Краснодарского края, повышенной устойчивостью к полеганию и болезням. Сорт соответствует требованиям ГОСТа на зерно пивоваренного ячменя. Сорт Дипломат передан на Государственное сортоиспытание.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

1. При скрещивании новых высокоурожайных сортов ярового ячменя для условий Краснодарского края рекомендуется использование в гибридизации большого разнообразия исходного материала - местных сортов Виконт, Каскад, Мамлюк, линия К-615, Задонский 8 (Россия), коллекционных образцов Прерия (Украина), Alanda (ICARDA), Olga (Швеция), Temo (Чехия), Джорджия (Великобритания), Reggal (Голландия).

2. При подборе родительских пар для гибридизации следует использовать сорта, различающиеся по морфобиологическим и ботаническим признакам.

3. Провести в хозяйствах Краснодарского края производственную оценку нового высокоурожайного сорта ярового ячменя Дипломат.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАНЫХ, РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в издании, рекомендованном ВАК РФ:

1. Нестеренко, В.В. Создание исходного материала для селекции озимого ячменя с комплексом хозяйственно ценных признаков и высокими пивоваренными качествами / В.В. Нестеренко, Г.В. Пишулин, С.А. Левштанов И Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2011. - № 1(28). - С. 9195.

2. Нестеренко, В.В. Селекция ярового ячменя на засухоустойчивость в условиях Краснодарского края /

B.В. Нестеренко, С.А. Левштанов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2011. - № 6 (33). - С. 9699.

Материалы научно-практических, международных конференций, аналитических сборников:

3. Нестеренко, В.В. Оценка ярового ячменя на засухоустойчивость / В.В. Нестеренко И Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы 1 Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых (14-16 ноября 2007 г)/КубГАУ. - Краснодар,

2007.-С. 44-45.

4. Нестеренко, В.В. Оценка образцов ярового ячменя на устойчивость к полеганию / В.В. Нестеренко // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы II Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых (19-21 ноября 2008 г.)/КубГАУ. - Краснодар,

2008. - С. 79-80.

5. Нестеренко, В.В. Оценка исходного материала ярового ячменя в условиях Краснодарского края / В.В. Нестеренко,

C.А Левштанов, В.В. Судаков // Молодые ученые агропромышленному комплексу Поволжья: материалы Всерос. науч,-

практ. конф. молодых ученых и специалистов (24 - 26 февраля 2010 г.) ГНУ НИИСХ Юго-Востока г. Саратов, 2010. - С. 110-112.

6. Заявка Российская Федерация. Яровой ячмень Дипломат / Серкин Н.В. и др., Заявитель Россельхозакадемия ГНУ Краснодарский НИИСХ им. П.П. Лукьяненко - приоритет 30.11.2009, №53287/9052718.

Подписано в печать 31.01.2012 г. Формат 60x84 1/16

Бумага офсетная Офсетная печать

Печ. л. 1 Заказ № 64 Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии КубГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина,13

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Нестеренко, Владимир Владимирович, Краснодар

61 12-6/266

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ГНУ КРАСНОДАРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА им. П.П. ЛУКЪЯНЕНКО

На правах рукописи

Нестеренко Владимир Владимирович

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И СЕЛЕКЦИЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В

КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ

Специальность 06.01.05 - «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель -кандидат сельскохозяйственных наук

С.А. Левштанов

Краснодар - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................4

1. ЗНАЧЕНИЕ КУЛЬТУРЫ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ, МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА И ДОСТИЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ.................8

1.1 Народно - хозяйственное значение и перспективы возделывания ярового ячменя в Краснодарском крае.........................................8

1.2 Основные морфологические и биологические признаки ячменя.......12

1.3 Мировая коллекция в селекционной практике...............................18

2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ, СХЕМА И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ИСЛЕДОВАНИЙ.....................................................30

2.1 Почвенно - климатические условия опытов................................30

-27

2.2 Исходный материал..............................................................

2.3 Схема и методика исследовании................................................^

3. МИРОВАЯ КОЛЛЕКЦИЯ КАК ИСТОЧНИК ХОЗЯЙСТВЕННО

ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ..................................................................48

49

3.1 Вегетационный период..........................................................

3.2 Устойчивость к полеганию.....................................................51

СП

3.3 Устойчивость к болезням.......................................................

4. СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ С КОМПЛЕКСОМ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ..72

4.1 Испытание линий ярового ячменя устойчивых к полеганию............76

4.2 Продолжительность вегетационного периода..............................81

4.3 Результаты селекции перспективных линий ярового ячменя............84

4.4 Результаты испытаний перспективного сорта Дипломат.................90

4.5 Реакция новых сортов ярового ячменя на некоторые агротехнические

..............93

приемы...................................................................

103

ВЫВОДЫ...................................................................................^

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА......................105

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ...........................................

ВВЕДЕНИЕ

Ячмень - ценная продовольственная культура. Зерно его используется для перерабатывающей промышленности. Ячмень используется для приготовления ячневой и перловой круп. Так же ячмень востребован в животноводстве. Введение ячменя в рацион птицы способствует увеличению яйценоскости и повышению мясной продуктивности.

Благодаря своим биологическим особенностям ячмень является хорошим компонентом в наборе культур полевого севооборота. Он более экономно расходует влагу на образование сухого вещества, обладает сравнительно коротким вегетационным периодом и рано освобождает занятые площади. Яровой ячмень широко используют как надежную страховую культуру при необходимости пересева и подсева озимых

колосовых.

В Российской Федерации яровой ячмень возделывается во всех зонах. Основные площади посева сосредоточены в Нечерноземной зоне, Поволжье,

Центрально - Черноземном районе и др.

Яровой ячмень возделывается во всех зонах Краснодарского края, основные площади сосредоточены в северной зоне, где по урожайности он превосходит яровую пшеницу. Основные проблемы в селекции ярового ячменя связаны с его полеганием, поражением болезнями, а также недостаточной экологической пластичностью предложенных к

использованию в производстве сортов, что отрицательно сказывается на росте урожайности, валовых сборах зерна и посевных площадях этой культуры.

Роль сорта в повышении урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения их качества общепризнанна. Сорт был и остается самым дешевым и доступным средством увеличения полезной для человека продукции. Особенно возросло значение сорта в последние годы в связи с интенсификацией сельскохозяйственного производства. Сорт стал одним

из

ведущих факторов, без которого невозможно реализовать достижения науки и техники в земледелии, эффективно использовать удобрения, машины, мелиорацию и другие агроприемы. По существу сорт выступает как биологический фундамент, на котором строятся все другие элементы урожайности. При этом сорт, как биологическую систему, нельзя ни чем

заменить (Неттевич Э.Д.,1992).

Без особых затрат, только за счет нового более урожайного сорта можно получить дополнительно 10-15% зерна. Изучение новых сортов ячменя на Государственных сортоучастках и в хозяйствах Краснодарского края показало, что они обладают большим разнообразием по адаптивности к различным условиям. В связи с этим роль селекции значительно возрастает. Производственники выдвигают большие требования к новым сортам. Кроме высокой продуктивности и стабильных урожаев в разные по климатическим условиям годы, они должны иметь высокую устойчивость к полеганию,

засухе и болезням.

По мнению П.П. Лукъяненко (1960) "Монополия одного сорта сужает

возможности хозяйственного маневра земледельца, ведет к напряженности в уборочный период, оставляет нас беззащитными перед внезапной вспышкой заболевания сельскохозяйственных культур и других стихийных бедствий". Все эти требования указывают на актуальность наших исследований.

Цель исследований - оценить мировую коллекцию ярового ячменя и выявить источники хозяйственно ценных признаков и свойств. На их основе создать новый исходный материал для селекции, адаптированный к условиям Краснодарского края.

Задачи исследований: - изучить коллекционные образцы ярового ячменя по основным хозяйственно ценным признакам: продолжительность вегетационного периода, устойчивость к полеганию резистентность к болезням и урожайность;

- показать наследование хозяйственно ценных признаков гибридами Р 1 и Б2, дать им селекционную оценку и использование;

- выделить образцы по комплексу ценных признаков и на их основе создать новый исходный материал для селекции ярового ячменя;

- создать наиболее перспективные линии для дальнейшей селекции

ярового ячменя;

- дать оценку по реакции созданных сортов и линий ярового ячменя на различные варианты агротехнологических приемов его возделывания в

Краснодарском крае.

Научная новизна и практическая значимость. На основании изучения коллекционных образцов ярового ячменя выделены новые источники необходимых хозяйственно ценных признаков. С использованием выделенных источников создан новый исходный материал, сочетающий высокую продуктивность и другие ценные хозяйственные признаки в разные по метеоусловиям годы. Новые линии изучаются на различных этапах селекционного процесса, а также в скрещиваниях в качестве родительских форм. Для передачи в Государственное сортоиспытание подготовлены три высокопродуктивных линии двурядного и одна многорядного ярового ячменя. Создан и передан на Государственное сортоиспытание новый сорт ярового ячменя Дипломат, который превосходит районированные по многим

хозяйственно ценным признакам.

Изучена реакция новых сортов и линий ярового ячменя на различные

условия его возделывания в Краснодарском крае.

Показана высокая эффективность подбора родительских пар для гибридизации по принципу экологогеографической отдаленности и

морфобиологической контрастности.

Апробационные работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены: на Всероссийской научно -практической конференции молодых ученых (г. Краснодар, 2007 - 2008 гг.),

всероссийской научно - практической конференции молодых ученых и

6

специалистов (ГНУ НИИСХ ЮГО - ВОСТОКА г. Саратов 2010 г.), ежегодно (2007-2010 гг.) на методических советах селекционных отделов ГНУ Краснодарский НИИСХ им. П.П. Лукьяненко Россельхозакадемии.

Публикации результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 5 работ, в том числе две в рекомендованном издании ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 124 ст. текста в компьютерном исполнении, включает введение, 4 главы экспериментальных данных, выводы, предложения для селекции и практики, списка литературы состоящего из 192 наименований, в том числе 30 на иностранных языках и приложения.

1. ЗНАЧЕНИЕ КУЛЬТУРЫ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ, МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА И ДОСТИЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ

1.1. Народно-хозяйственное значение и перспективы возделывания ярового ячменя в Краснодарском крае

По имеющимся археологическим данным, начало возделывания ячменя человеком уходит в глубокую древность. Более чем за пять тысяч лет до нашей эры первобытные земледельцы начали использовать ячмень. С тех пор он занял огромные пространства и стал одной из важнейших продовольственных культур (Бахтеев Ф.Х., 1953; Неттевич Э.Д., Сергеев А.В., 1987; Трофимовская А.Я., 1972; Харлан Д.Р., 1979). Культурный ячмень представляет собой многочисленную группу, которая обладает разнообразием форм, признаков и свойств. Это позволяет ему успешно произрастать на севере- за полярным кругом в Норвегии в районе Альтона до 70° с.ш., на юге Новой Зеландии до 42° ю.ш., на Малайском архипелаге, в горной местности на высоте до 5000 метров над уровнем моря на юго-западных склонах Гималаев. В приморских странах и в Придунайской низменности ячмень выращивают в районах, лежащих ниже уровня моря на

200 метров (Неттевич Э.Д. и др., 1980).

Великий биолог-естествоиспытатель, академик Н.И. Вавилов (1960), подчеркивал удивительную пластичность этого растения: «Поразительный космополитизм этого растения связан, несомненно, с большим разнообразием сортов и рас возделываемого ячменя и особенностью самого растения».

По результатам раскопок установлено, что первые посевы ячменя как культурного растения были сделаны древними египтянами в эпоху неолита. В Азии ячмень возделывался за три тысячи лет до нашей эры. Его высевали,

как и другие ценные культуры - пшеница, просо, рис и чай. В Европе археологи обнаружили останки ячменя, относящиеся к каменному и бронзовому векам. В Америке ячмень появился после ее открытия европейцами в 14 веке нашей эры. На территории России выращивали в 3-4 веке до нашей эры. Первыми его возделывали древние земледелы, жившие на территории, которая в настоящее время определяется Украиной и Северным Кавказом. Использование ячменя в центральных и северных районах Руси началось значительно позже в -1 тысячелетии нашей эры, о чем упоминается в летописях Нестора (946 г.), а также в сообщениях иностранных путешественников (Орлов A.A., 1935; Неттевич Э.Д., Сергеев A.B., Зубенко А.П., 1971).

Ячмень - культура разностороннего использования, поэтому привлекает

значительное внимание к себе как в нашей стране, так и за рубежом.

Длительное время ячмень был основным продуктом питания, но с развитием

производства и улучшения культурного уровня человека значение ячменя как

хлебной культуры значительно снизилось, и только там, где невозможно

выращивать пшеницу и рожь (преимущественно в горных и северных

районах), ячмень еще применяется как основной продукт питания. Хлеб из

чисто ячменной муки грубый, сладковатый на вкус, быстро черствеет и

труднее переваривается. Добавление 10-50% ячневой муки к пшеничной или

ржаной, позволяет получить хлеб высокого качества с пониженной

кислотностью, что делает его ценным при лечении некоторых болезней у

человека. Широкое применение нашли солодовые вытяжки, которые

отличаются своими питательными, диетическими и лечебными свойствами.

Из них в сочетании с йодом, гемоглобином, солями железа и рыбьим жиром

готовят различные лекарства. Ячмень используют для получения ячневой и

перловой крупы. Положительным свойством этих круп является повышенное

содержание белка и меньшее содержание клетчатки в сравнении с гречневой

и овсяной. Большое значение ячмень имеет в пивоваренной

промышленности. Основная часть посевных площадей ярового

9

пивоваренного ячменя сосредоточена в европейских странах, где благоприятные погодно-климатические условия способствуют получению высоких урожаев зерна, соответствующего ГОСТу на пивоваренный ячмень (Орлов A.A., 1935; Неттевич Э.Д., Сергеев A.B., 1967; Лукьянова М.В., и др. 1990; Рыбалкин П.Н., Васюков П.П., Грунцев Ю.А., Серкин Н.В., и др. 2001).

Основное же количество ячменя (около 60-75%) в нашей стране используется на фуражные цели. (Трофимовская А.Я., 1972; Потапов В.И., 1996). По данным И.С. Попова, П.Ф. Гаркавого (1971), зерно ячменя является отличным концентрированным кормом с высоким содержанием белка, оно содержит весь набор незаменимых аминокислот, в том числе лизин и триптофан. При откорме свиней зерном ячменя получают более высокий производственный и экономический эффект, чем при кормлении другими зерновыми культурами. На один кг привеса свиней расходуется 4-4,5 кг ячменя, тогда как кукурузы 5,0-5,Зкг, а пшеницы 6,0-7,9кг (Гаркавый П.Ф.,

Линчевский A.A., 1973).

Таблица 1. Содержание незаменимых аминокислот в зерне злаковых

культур, г на 1 кг зерна (по Попову И.С., 1965 г.).

Культура Протеин Лизин Метионин Триптофан

Кукуруза 10,0 2,9 1,9 0,8

Ячмень 11,6 4,4 1,8 1,6

Овес 11,0 3,6 1,6 1,4

Рожь 12,3 4,4 1,7 1,1

Пшеница 14,0 3,9 2Д 1,8

Сорго 11,2 2,8 1Д 1,0

Большое кормовое значение зерна ячменя, неприхотливость возделывания и довольно высокая урожайность определяют значительное распространение этой культуры. По данным ФАО в мире ячмень занимает 60-70 млн. га. Россия значительно уступает странам Европы. Урожайность ячменя в таких странах как Дания, Германия, Франция превышает 50 ц/га. Сбор ячменя с площади около 10 млн. га в этих странах составляет более 48

млн. тонн, тогда как в нашей стране с той же площади собирают лишь 19 млн. тонн.

Таблица 2. Площадь посева, урожайность и валовой сбор ярового ячменя в Краснодарском крае, 2006 - 2010 гг.

Год Площадь тыс. га Валовый сбор, тыс. тонн. Урожайность, т/га

2006 102,0 263,0 2,58

2007 85,1 159,4 1,87

2008 65,2 240,3 3,71

2009 65,2 175,8 2,77

2010 52,9 156,6 2,95

Северный Кавказ является благоприятной зоной для возделывания озимых культур. В то же время неблагоприятные погодные условия в осенне-зимний период могут приводить к изреживанию или полной гибели посевов в различных зонах края (Лукьяненко П.П., 1957; Громачевский В.Н., 1958; Пучков Ю.М., 1969; Шевцов В.М., 1981; Васюков П.П., 1985). В большей мере это касается районов северной зоны и центральных районов Краснодарского края, где отрицательные температуры воздуха, особенно в случае отсутствия снежного покрова ведут к вымерзанию посевов, резкие колебания температуры воздуха весной, приводят к выпиранию, пыльные бури в зимний и весенний период, способствуют выдуванию слабоукоренившихся всходов. Нередки здесь также повреждения озимых зерновых культур от вымокания и повреждения снежной плесенью. В таких условиях для улучшения кормовой базы животноводства необходим пересев и подсев изреженных и погибших озимых. В связи с этим потребность в надежной страховой культуре в хозяйствах становится актуальной. Основной культурой для этих целей является яровой ячмень. Как правило, общая зерновая продуктивность подсеянных полей значительно выше в сравнении с изреженными посевами от неблагоприятной перезимовки. Кроме того яровой ячмень в крае используется как покровная культура многолетних трав, а также в качестве поддерживающего компонента гороха на зерно.

Основные площади ярового ячменя расположены в северной зоне края. В тех же районах, где условия для перезимовки озимых культур более благоприятны, его посевы служат лишь для поддержания страховых фондов. После суровых зим, когда резко возрастают объемы подсева и пересева озимых, площади под ним достигают 250 тыс. га.

По урожайности яровой ячмень уступает озимому. Лишь в отдельные годы по описанным выше причинам эта закономерность нарушается.

Рост посевных площадей ярового ячменя связан с изменениями в экономике сельскохозяйственного производства, которые как не странно, повысили значения этой культуры в севообороте. Нехватка средств для обработки почвы и недостаток техники для уборки пропашных культур обуславливает выделения определенных площадей под сев ярового ячменя и не только в северной зоне, но и в других зонах края.

Задача селекционеров быстро реагировать на изменение в экономике и производстве. Сейчас хозяйствам необходимы полуинтенсивные сорта, которые обеспечивали бы относительно высокие урожаи на высоком фоне агротехники.

В настоящее время в производстве используются сорта ярового ячменя, обладающие комплексом хозяйственно ценных признаков, благодаря чему многие хозяйства получают урожайность до 50ц/га зерна.

Таким образом, использование ярового ячменя в Краснодарском крае позволяет не только улучшить кормовую базу животноводства в случаи гибели озимых культур, но и увеличить валовые сборы ячменя за счет внедрения в производство новых высокопродуктивных сортов ярового ячменя.

1.2. Осно