Оценка новых перспективных источников повышенных продуктивности и качества зерна ячменя в условиях южной лесостепи Западной Сибири

Автор: Юсова О.А., Николаев П.Н.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 12, 2016 года.

Бесплатный доступ

Дана оценка перспективным линиям ячменя по основным показателям качества зерна и продуктивности за период исследований 2011-2015 гг. в условиях южной лесостепи Западной Сибири. Результаты проведенных исследований показали, что для формирова-ния белка в зерне наиболее благоприятные условия сложились в 2012 г., крахмала - в 2011 и 2013 гг., сырого жира - в 2013 и 2015 гг., по-вышенной массы 1000 зерен - в 2011, 2014 и 2015 гг., урожайности - в 2011 и 2015 гг. По-ниженная пленчатость зерна наблюдалась в 2011 и 2014 гг. В контрольном питомнике по комплексу признаков качества зерна и про-дуктивности выделены пленчатые двурядные линии Медикум 4860, Медикум+Нутанс 4777, Нутанс 4847 и голозерная двурядная линия Нудум 4806. Все перечисленные линии отли-чаются прибавкой по белковости и урожайно-стью на уровне стандарта, а также Меди-кум+Нутанс 4777 и Нудум 4806 имели прибав-ку по содержанию сырого жира и по массе 1000 зерен, Нутанс 4847 низкопленчатая. В кол-лекционном питомнике как генисточники по-вышенной белковости и крупности зерна вы-делены сорта Гетман, Безынчукский 3, По-волжский 65 и Витязь. Все исследуемые линии проанализированы по коэффициенту регрес-сии (bi), который определяет степень реак-ции генотипов на колебания почвенно-климатических условий (пластичность), а также по степени изменчивости сравнивае-мых сортов, которая определяется как от-клонение от линии регрессии (степень ста-бильности реакции σ2d). Выделенные сорта и линии были использованы в программах гиб-ридизации лабораторией селекции ячменя для создания нового селекционного материала.

Еще

Орт, белок, жир, уро-жайность, индекс условий окружающей среды, коэффициенты вариации, корреляции и линей-ной регрессии

Короткий адрес: https://sciup.org/14084573

IDR: 14084573

Текст научной статьи Оценка новых перспективных источников повышенных продуктивности и качества зерна ячменя в условиях южной лесостепи Западной Сибири

Ячмень – универсальная сельскохозяйственная культура как по широте распространения, так и по ее использованию. Скороспелость и высокая экологическая пластичность делают эту культуру незаменимой в условиях сложного и своеобразного по почвенно-климатическим факторам региона.

Цель исследований . Оценить по основным показателям продуктивности и качества зерна перспективные линии ячменя контрольного и коллекционного питомников за период 2011– 2015 гг.

Материалы и методы исследований. Исследования ячменя проводились по основным показателям качества зерна и продуктивности с 2011 по 2015 г. Объектом исследования служи- ли линии ячменя контрольного и коллекционного питомников, поступившие из лаборатории селекции ячменя ФГБНУ СибНИИСХ.

Биохимические показатели определяли в абсолютно сухой навеске. Размол зерна проводили на мельнице «Циклотек1092». Содержание азота в зерне определяли на автоматическом анализаторе «KjeltekAuto 1030 Analyzer». Коэффициент пересчета азота на белок для зерна ячменя – 5,7 [4]. Содержание сырого жира определяли в аппарате Сокслета по разности обезжиренного и необезжиренного остатка. Содержание крахмала в зерне – поляриметрическим методом контрольного сортоиспытания [5]. Пленчатость зерна ячменя – 3 % NaOH [6]. Проведен расчет сбора с одного гектара белка, крахмала и сырого жира [7].

Математическая обработка данных проведена методами вариационного, корреляционного и двухфакторного дисперсионного анализов по пособию Б.А. Доспехова [8] в приложении Exсel для ПК. Индекс условий окружающей среды (Ij) и коэффициент линейной регрессии (bi) рассчитаны по методике Эберхарда и Рассела в изложении В.А. Зыкина, В.В. Мешкова, В.А. Сапеги [9].

По данным гидрометеорологического центра (ОГМС), в черте г. Омска в период исследований с 2011 по 2015 г. сложились контрастные условия, что достаточно полно отражает особенности южной лесостепи Западной Сибири, а именно сильно выраженную континентальность климата основных сельскохозяйственных районов, что обусловливает повышенные требования к возделываемым сортам. Так, в период вегетации 2011 г. сложились засушливые условия (ГТК 0,92) и очень сухие в периодах вегетации 2012 и 2015 гг. (ГТК 0,69÷0,77 соответственно). Достаточным увлажнением отличался период вегетации 2013 года (ГТК = 0,99). Погодные условия периода вегетации 2015 года в основном соответствовали среднемноголетним.

Результаты исследований. Качество зерна ячменя значительно варьирует по годам, что подтверждают многолетние данные питомника контрольного сортоиспытания (КСИ) (табл. 1). Период вегетации 2012 г. являлся самым благоприятным для формирования белка в зерне ячменя на уровне 17,64 % в среднем по питомнику при максимальном индексе условий окружающей среды (Ij = +3,84). В 2013 г. холодная и дождливая погода оказывала негативное влияние на данный признак (Ij = -1,93), групповая средняя снизилась в среднем до 11,87 %.

Для формирования повышенной крахмалистости зерна (60,68÷59,46 %) наиболее благоприятные условия складывались в 2011 и 2013 гг. (Ij =+2,24÷+1,02). Погодные условия 2012 г., напротив, оказали негативное влияние на данный признак (Ij = -4,38), при этом среднее содержание крахмала снизилось до 54,06 %.

Максимальное содержание сырого жира в зерне ячменя сформировалось в 2013, 2015 гг.(Ij =+0,27÷+0,21) и составило в среднем 2,62÷2,56 %. Снижение групповой средней до 2,07 % наблюдалось в 2014 г. при минимальном индексе условий окружающей среды (Ij = - 0,27).

Пониженная пленчатость зерна сформировалась в 2011 и 2014 гг. (7,86÷7,83 %) при Ij = - 0,68 ÷ - 0,71. Повышенная (9,10÷9,20 %) – в 2013, 2013 гг.

Наиболее крупное зерно наблюдалось в 2011, 2014 и 2015 гг. (масса 1000 зерен составила 48,65÷49,87г) при Ij = +3,27÷+ 4,65. В 2012 г., напротив, масса 1000 зерен была минимальна (34,94 г в среднем по питомнику) при Ij = -10,44.

Урожайность питомника варьировала от 5,04÷5,46 т/га в 2011 и 2015 гг. (при Ij = 1,27 ÷ 1,68) до 2,18÷2,71 т/га в 2013, 2013 гг. (при Ij = - 1,59÷- 1,06).

Таблица 1

Показатель		2011 г.	2012 г.	2013 г.	2014 г.	2015 г.
Содержание белка, %	Х среднее	13,60	17,64	11,87	12,89	13,04
	Ij	-0,21	3,84	-1,93	-0,92	-0,77
	СV,%	8,3	7,12	10,4	9,4	5,1
Содержание крахмала, %	Х среднее	60,68	54,06	59,46	58,74	59,25
	Ij	2,24	-4,38	1,02	0,30	0,82
	СV,%	6,4	6,1	6,9	6,8	5,8
Содержание сырого жира, %	Х среднее	2,26	2,62	2,07	2,21	2,56
	Ij	-0,08	0,27	-0,27	-0,14	0,21
	СV,%	14,7	27,0	15,7	23,0	15,4
Масса 1000 зерен, г	Х среднее	48,65	34,94	44,41	49,87	49,01
	Ij	3,27	-10,44	-0,96	4,50	3,63
	СV,%	13,3	11,9	11,2	13,3	7,0
Пленчатость зерна, %	Х среднее	7,86	9,10	9,20	7,83	8,71
	Ij	-0,68	0,56	0,66	-0,71	0,17
	СV,%	7,5	21,3	13,7	10,9	12,7
Урожайность, т/га	Х среднее	5,04	2,18	2,71	3,48	5,46
	Ij	1,27	-1,59	-1,06	-0,30	1,68
	СV,%	14,1	27,5	26,8	13,3	17,3

Характеристика сортов ячменя по качеству зерна и продуктивности в среднем по питомнику КСИ

Оценка изменчивости сортообразцов питомника показала, что по таким показателям качества, как содержание в зерне белка и крахмала, варьирование незначительное (CV = 5,1÷ 10,4 %) и среднее по массе 1000 зерен (11,2÷13,3 %), что указывает на слабое различие исследуемых сортобразцов по указанным признакам и побуждает вести поиск нового перспективного материала. Оценка селекционного материала на ранних этапах селекции дает большие возможности для отбора наиболее перспективных образцов. В таблице 2 приведены данные качества зерна, а также продуктивности перспективных линий ячменя контрольного питомника в среднем за 2011–2015 гг. Все исследуемые линии проанализированы по коэффициенту регрессии (bi), который определяет степень реакции генотипов на колебания почвенно-климатических условий (пластичность), а также по степени изменчивости сравниваемых сортов, которая определяется как отклонение от линии регрессии (это степень стабильности реакции σ2d). Чем ниже σ2d, тем меньше различие между теоретическими и практическими показателями качества, а отсюда – более высокая устойчивость данного признака [10]. В результате проведенных исследований по комплексу признаков удалось выделить следующие пленчатые двурядные линии.

Медикум 4860 – линия превышала стандарт по содержанию в зерне белка и крахмала (+0,59 %) на уровне стандарта по урожайности (4,19 т/га), за счет чего наблюдалась прибавка по сбору с 1 га белка (+2,10 кг/га) и крахмала (+0,79 кг/га). В благоприятные годы белковость и крахмалистость возрастали до 17,46 и 61,43 % соответственно, а урожайность до 6,74 т/га. Наблюдалась низкая пленчатость зерна (-0,8 % к st.). Учитывая невысокий коэффициент линии регрессии (bi<1) по всем исследуемым признакам, кроме пленчатости, можно отметить, что данная линия имела за исследуемый период слабую реакцию по перечисленным признакам на улучшение условий выращивания, что соответствует экстенсивному типу. Пленча-тость же, напротив, с улучшением условий возделывания возрастала (bi = 1,44). Принимая во внимание малые значения степени стабильности реакции (σ2d<1), можно отметить высокую устойчивость (стабильность) линии по исследуемым признакам.

Таблица 2

Линия	Х	Lim.	± st.	bi	σ²d	Сбор с 1 га, кг/га
Линия	Х	Lim.	± st.	bi	σ²d	Х	± st.
1	2	3	4	5	6	7	8
Содержание белка, %
Омский 95, st.	13,84	11,27-18,09	-	1,15	0,88	58,40	-
Медикум 4860	14,44	12,91-17,46	+0,59	0,77	0,17	60,50	+2,10
Медикум+Нутанс 4777	15,05	13,10-18,66	+1,21	1,88	0,10	55,53	-2,87
Нутанс 4847	15,08	12,68-19,91	+1,23	1,16	1,29	57,76	-0,64
Омский голозерный 1, st.	15,31	13,37-20,34	-	1,26	0,26	43,48	-
Нудум 4806	16,23	14,70-18,80	+0,93	1,89	0,03	45,12	+1,64
Содержание крахмала, %
Омский 95, st.	57,55	52,23-59,46	-	1,18	0,44	242,86	-
Медикум 4860	58,15	53,55-61,43	+0,59	-0,10	0,43	243,65	+0,79
Медикум+Нутанс 4777	56,61	53,55-58,80	-0,94	1,83	0,55	208,89	-33,97
Нутанс 4847	56,34	52,89-58,15	-1,21	0,24	0,44	215,78	-27,08
Омский голозерный 1, st.	64,85	59,46-66,69	-	1,16	0,04	184,17	-
Нудум 4806	63,62	58,80-66,03	-1,23	2,07	0,08	176,86	-7,31
Содержание сырого жира, %
Омский 95, st.	2,19	1,68-2,77	-	1,34	0,58	9,24	-
Медикум 4860	1,77	1,20-2,71	-0,42	0,91	0,21	7,42	-1,82
Медикум+Нутанс 4777	2,52	2,12-2,80	+0,33	1,88	0,13	9,30	+0,06
Нутанс 4847	1,91	0,72-3,47	-0,28	1,51	1,15	7,32	-1,92
Омский голозерный 1, st.	2,37	1,93-3,11	-	1,12	0,52	6,73	-
Нудум 4806	2,99	2,24-3,73	+0,62	1,46	0,09	8,31	+1,58

Окончание табл. 2

1	2	3	4	5	6	7	8
Масса 1000 зе			рен, г
Омский 95, st.	44,88	35,65-49,30	-	0,88	0,43	-	-
Медикум 4860	43,53	33,75-52,50	-1,35	0,57	0,78	-	-
Медикум+Нутанс 4777	47,50	36,50-54,10	+2,62	1,91	5,15	-	-
Нутанс 4847	46,08	33,25-52,40	+1,20	0,45	3,20	-	-
Омский голозерный 1, st.	45,05	36,40-55,16	-	1,01	3,72	-	-
Нудум 4806	49,63	48,85-50,40	+4,57	2,47	1,35	-	-
Пленчатость зе			рна, %
Омский 95, st.	9,1	7,2-11,7	-	2,28	0,54	-	-
Медикум 4860	8,3	6,7-9,8	-0,8	1,44	0,86	-	-
Медикум+Нутанс 4777	7,9	7,2-8,3	-1,2	0,11	0,41	-	-
Нутанс 4847	7,8	6,4-9,6	-1,4	1,18	0,70	-	-
Урожайность, т/га
Омский 95, st.	4,22	2,22-5,91	-	1,02	0,27	-	-
Медикум 4860	4,19	2,74-6,74	-0,03	0,01	0,17	-	-
Медикум+Нутанс 4777	3,69	1,62-5,81	-0,53	2,04	2,64	-	-
Нутанс 4847	3,83	1,78-6,23	-0,38	0,67	0,41	-	-
Омский голозерный 1, st.	2,84	1,63-4,24	-	0,78	0,97	-	-
Нудум 4806	2,78	1,72-3,94	-0,06	1,03	0,88	-	-

Характеристика перспективных линий ячменя контрольного питомника в среднем за 2011–2015 гг.

Медикум+Нутанс 4777 – линия имела прибавку по содержанию в зерне белка (+1,21 % к st.), сырого жира (+0,33 % к st.) и по массе 1000 зерен (+2,62 г к st.) на уровне стандарта по урожайности (3,69 т/га). Учитывая характеристику сортов по S.A. Eberhart, W.A. Russell [10], данная линия по содержанию белка и сырого жира стабильна, показывает лучшие результаты в неблагоприятных условиях (bi = 1,88; σ2d = 0,10) по содержанию крахмала, массе 1000 зерен, по урожайности нестабильна, отзывчива на улучшение условий (bi = 1,83÷2,04; σ2d = 0,55÷ 5,15).

Нутанс 4847 – данная линия нестабильна по белковости зерна и отзывчива на улучшение условий возделывания (bi = +1,16; σ2d = 1,29), что способствовало ее увеличению в отдельные годы до 19,91 %, с превышением стандарта в среднем по годам на 1,23 %. Имела превышение по массе 1000 зерен (+1,20 г к st.) и урожайность на уровне стандарта (3,83 т/га) при bi = +0,45÷+0,67. Линия низкопленчатая (-1,4 % к st.), однако высокие коэффициент линейной регрессии и степень стабильности реакции (bi = +1,18; σ2d = 0,70) позволяют отнести данный показатель к нестабильному, в результате чего пленчатость в отдельные годы возрастала до 9,6 %. Также данную линию можно охарактеризовать как нестабильную по содержанию сырого жира в зерне (bi = +1,51; σ2d = 1,15), максимальная масличность зерна проявляется в неблагоприятные годы. По урожайности и крахмалистости зерна линия, напротив, стабильна и отзывчива на условия возделывания (bi = +0,24÷0,67; σ2d = 0,41÷0,44).

В мировой коллекции культурных ячменей большое количество голозерных форм. Интерес к голозерным сортам связан с тем, что они характеризуются высоким содержанием белка. Использование этого зерна на кормовые цели не требует добавки дополнительных питательных компонентов, что повышает его кормовое достоинство [11, 12]. Отсутствие пленок облегчает обработку и переработку такого зерна, делая его экономически выгодным, что также имеет большое производственное значение. Нами была выделена перспективная голозерная двурядная линия Нудум 4806, которая характеризуется превышением по белковости (+0,93 % к st.), масличности (+0,62 % к st.) и крупности зерна (+ 4,57 г к st.), а также урожайностью на уровне стандарта (2,78 т/га), за счет чего наблюдалась прибавка по сбору с 1 га белка (+1,64 кг/га) и сырого жира (+1,58 кг/га). Линия нестабильна по белковости зерна и отзывчива на улучшение условий (bi = 1,16, σ2d =

1,29) , что способствовало в благоприятные годы увеличению содержания белка до 18,80 %. Линия имела максимальную выраженность остальных признаков в неблагоприятных условиях со стабильными показателями по крахмалистости и масличности зерна (bi = +1,46÷2,07; σ²d = 0,08÷0,09) и нестабильными по продуктивности (bi = +1,03÷2,47; σ²d = 0,88÷1,35).

Большое значение в селекционной работе имеет изучение коллекционного материала, так как в коллекционном питомнике представлены лучшие сортообразцы отечественной и зарубежной селекции. В результате проведенных исследований с 2011 по 2015 г. в коллекционном питомнике нами выделены генисточники повышенных белковости и крупности зерна (табл. 3).

Сорта Гетман, Безынчукский 3, Поволжский 65 и Витязь характеризуются высоким содержанием белка в зерне (+1,35÷+1,98 % к st.) и повышенной массой 1000 зерен (+1,25÷+2,27 г к st.).

Сорта Безынчукский 3 и Поволжский 65 по белковости зерна характеризуются как стабильные, максимальная выраженность признака наблюдалась в благоприятных условиях (bi = 0,78÷0,93; σ2d = 0,06÷0,10).

По массе 1000 зерен сорт Гетман характеризуется как стабильный и отзывчивый на улучшение условий возделывания (bi = 1,20; σ2d =0,53), с максимальной массой 1000 зерен 57,20 г.

Высокую ценность выделенных сортов и линий подтверждает тот факт, что они были использованы в программах гибридизации лабораторией селекции ячменя для создания нового селекционного материала. Так, сорт Поволжский являлся родительской формой в программе гибридизации в 2011 г.; линия Меди-кум+Нутанс 4777 и сорт Гетман – в 2012 г.; линия Медикум 4860 – в 2014 г.

Таблица 3

Сорт	Х	Lim.	± st.	bi	σ²d
Содержание белка, %
Омский 95, st.	13,84	11,27-18,09	-	-	-
Гетман	15,73	14,57-17,19	+1,89	0,36	1,13
Безынчукский 3	15,32	13,23-17,52	+1,48	0,78	0,06
Поволжский 65	15,19	12,70-17,66	+1,35	0,93	0,10
Витязь	15,82	13,57-17,58	+1,98	0,63	1,43
Масса 1000 зерен, г
Омский 95, st.	44,88	35,65-49,30	-	-	-
Гетман	43,91	37,10-57,20	+2,27	0,94	1,61
Безынчукский 3	46,13	35,00-55,70	+1,25	1,20	0,53
Поволжский 65	47,13	34,80-55,20	+2,25	1,26	1,30
Витязь	43,91	37,10-57,20	+2,27	0,94	4,88

Выводы

2. В результате проведенных исследований

Характеристика выделившихся сортов ячменя коллекционного питомника, в среднем за 2011–2015 гг.

1. Для формирования белковости зерна наиболее благоприятные условия сложились в 2012 г., крахмала – в 2011 и 2013 гг., сырого жира – в 2013 и 2015 гг., повышенной массы 1000 зерен – в 2011, 2014 и 2015 гг., урожайности – в 2011 и 2015 гг. Пониженная пленчатость зерна наблюдалась в 2011 и 2014 гг.
3. В коллекционном питомнике нами выделены генисточники повышенных белковости и крупности зерна:сорта Гетман, Безынчукский 3, Поволжский 65 и Витязь.

по комплексу признаков в контрольном питомнике выделены пленчатые двурядные линии по следующим показателям качества зерна и продуктивности: Медикум 4860 – белок, крахмал, урожайность, низкая пленчатость; Меди-кум+Нутанс 4777 – белок, сырой жир, масса 1000 зерен, урожайность, низкая пленчатость; Нутанс 4847 – белок, масса 1000 зерен, урожайность, низкая пленчатость; голозерная дву- рядная линия Нудум 4806 – белок, сырой жир, масса 1000 зерен, урожайность.

Список литературы Оценка новых перспективных источников повышенных продуктивности и качества зерна ячменя в условиях южной лесостепи Западной Сибири

Сидоров А.В., Нешумаева Н.А., Якубышки-на Л.И. Создание новых сортов ярового ячменя для использования на кормовые цели//Вестник КрасГАУ. -2016. -№ 2. -С. 148-152.
Оценка качества зерна: справ./сост. И.И. Василенко, В.И. Комаров. -М.: Агропром-издат, 1987 -С. 3.
Жученко А.А. Экологическая генетика куль-турных растений. -Кишинев, 1980. -588 с.
Ермаков А.И. Методы биохимического ис-следования растений. -Л.: Агропромиздат, 1987. -430 с.
Кучумова Л.П., Кравец Л.Г. Методические рекомендации по оценке качества зерна в процессе селекции. -Харьков, 1982. -56 с.
Беркутова Н.С. Методы оценки и форми-рования качества зерна. -М.: Росагро-промиздат, 1991. -206 с.
Методика проведения полевых агротехни-ческих опытов с масличными культурами/под общ. ред. В.М. Лукомца. -Изд. 2-е. -Краснодар, 2010. -328 с.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. -5-е изд., доп. и перераб. -М.: Колос, 1945. -45 с.
Зыкин В.А., Мешков В.В., Сапега В.А. Па-раметры экологической пластичности сель-скохозяйственных растений, их расчет и анализ: метод. рекомендации. -Новоси-бирск, 1984. -24 с.
Аниськов Н.И., Поползухин П.В. Яровой ячмень в Западной Сибири. -Омск: ООО «Вариант-Омск», 2010. -388 с.
Цандекова О.Л., Неварова О.Л., Заушинце-ва А.В. Сравнительная характеристика не-которых показателей питательной ценности зерна скороспелых ячменей//Зерновое хо-зяйство. -2002. -№ 7. -С. 18-19.
Якунина Н., Давыдов В., Мальцев А. Голо-зерный ячмень в кормлении цыплят-бройлеров//Комбикорма. -2003. -№ 8. -С. 50.

Еще

Статья научная