Сортоизучение зернофуражных культур на кислых почвах Камчатского края в области тихоокеанского влияния

Несмотря на обширную площадь Камчатского края (464300 км²), занимающего 10 ме- сто по регионам Российской Федерации, из-за климатических особенностей и горного рельефа размер посевной площади в нем не- велик – 0,044%, в 2021 году составил 20484 гектара (204,84 км²). Кормовые культуры занимают 87,8% посевной площади, из них однолетние – 18,2%1 (Росстат, 2022; Камчатcтат, 2022).

Из-за особенностей расположения региона доставка посевного материала, удобрений, кормов и других составляющих сельскохозяйственной отрасли осуществляется через авиационное и морское сообщение, что обусловливает дополнительные временные и материальные затраты. Для эффективного развития отраслей АПК, снижения зависимости от поставок и, следовательно, конечной стоимости продуктов питания для потребителя растет роль регионального кормопроизводства.

Наиболее распространенными из однолетних зернофуражных культур остаются овес посевной и ячмень яровой. Ячмень более адаптивен к изменчивым условиям, имеет короткий период вегетации, способен формировать зерно в условиях дождливой и прохладной погоды. Однако корневая система ячменя по сравнению с другими зерновыми развита слабее, что определяет высокие требования к наличию достаточных запасов в почве подвижных форм элементов питания (Митрофанов, Ткачева, 2021; Репко и др., 2022). Овес, в свою очередь, менее требователен к питанию, т. к. у него более развита корневая система, способная извлекать элементы питания из труднодоступных соединений, он хорошо переносит переувлажнение почвы, более устойчив к полеганию (Любимова, Иваненко, 2021; Бавровский, Яловик, 2022).

Зачастую в различных регионах возделываются сорта местной селекции, которая по зернофуражным культурам ведется в разных климатических зонах мира от северной Скандинавии (Исландия, Норвегия) до Эфиопии (Hilmarsson et al., 2017; Mooney et al., 2020). На данный момент в условиях Камчатского края работа по селекции зерновых не проводилась. Районы Камчатки, подходящие зерновым по теплообеспечен-ности, имеют схожий температурный режим с северными территориями, однако они расположены южнее и имеют более короткий световой день. Если в северных широтах пониженный температурный режим сглаживается за счет продолжительности фотосинтеза, то в местных условиях компенсация длиной светового дня не происходит (Максимова, Петрова, 2022; Gutierrez, 2018; Zobnina et al., 2020).

Цель исследования: изучить и выделить перспективные, наиболее скороспелые и устойчивые к полеганию сорта овса и ячменя на семенные цели.

Задачи исследования:

• 1)    подбор сортов для коллекционного изучения;

• 2)    анализ продолжительности вегетации, лабораторной и полевой всхожести, устойчивости к полеганию.

В исследованиях представлены перспективные сортообразцы камчатской репродукции по вызреваемости семян.

Новизна научного исследования состоит в том, что в условиях Камчатского края вызреваемость семян зернофуражных культур изучалась впервые.

Почвенно-климатические условия юго-запада полуострова (Елизовский район Камчатского края) являются лимитирующими для зерновых культур, среднемноголетняя сумма активных температур более 10 °С составляет 1092 °С. Однако вслед за глобальным потеплением климат на побережье становится мягче – сокращаются утренние заморозки, колебание суточных температур становится более плавным, что подтверждает важность проводимой работы.

Практическая значимость исследований связана с тем, что по данным Минсельхоза Камчатского края за 2018–2020 гг., 71,4% сортов яровых овса и ячменя, завозимых на полуостров, не имели допуска к возделыванию в Дальневосточном регионе (15 случаев завоза сортов овса и 13 ячменя, в том числе 11 и 9 сортов без допуска). Для обеспечения устойчивого функционирования сельскохозяйственной отрасли в условиях изменения климатических условий и изменчивого муссонного климата Камчатского края необходимо вести оценку интродуцированных сортов и расширять зону их допуска. Это позволит предоставлять больший выбор сельхозтоваропроизводителям по урожайности и стоимости семенного материала.

Методика исследований

Первый этап коллекционного изучения осуществлялся в 2021 и 2022 гг. на опытном поле ФГБНУ «Камчатский НИИСХ», располагающемся на юго-востоке полуострова. Климат умеренный океанический. Почва охристая вулканическая дерново-перегнойная, легкосуглинистая с высоким содержанием органического вещества 9,0–9,5%, высоким содержанием легкогидролизуемого азота и низким нитратного азота, с низким содержанием доступного фосфора. Участок 2021 года слабокислый рНсол = 5,22, в 2022 году среднекислый рНсол = 4,64.

Объект изучения – 14 сортов овса и 26 сортов ячменя различного эколого-географического происхождения и назначения с различными регионами допуска для возделывания.

Предшественник – чистый пар. Под посев вносили минеральные удобрения из расчета (NPK)60 кг действующего вещества на гектар. Посев проводили вручную в I декаде июня на делянки 1 м2 узкорядно с последующим прикатыванием. Норма высева – 300 шт./м2. Уборку проводили при наступлении фазы хозяйственной спелости.

Наблюдения и учеты выполняли согласно «Методическим указаниям по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса» (2012), лабораторную всхожесть определяли по ГОСТ 12038-84 на 7-е сутки при проращивании в рулоне из фильтровальной бумаги, в темноте при постоянной температуре 20 °С, агрохимические анализы выполняли по ГОСТам в лаборатории Камчатского НИИСХ.

Метеорологические условия в период исследовательской работы являлись благоприятными для роста и развития зернофуражных культур, однако значительно отличались от среднемноголетних показателей по региону. 2021 год характеризовался как засушливый и теплый (ГТК = 0,8), 2022 год – влажный и жаркий (ГТК = 1,7), тогда как типичное камчатское лето переувлажненное и прохладное (ГТК = 2,4).

Из-за влияния циклонов, приходящих с Тихого океана и Охотского моря, на юго-востоке Камчатки выражено отсутствие стабильности водно-теплового режима в период роста и развития однолетних растений. Среднемноголетняя норма атмосферных осадков с июня по сентябрь составляет 369 мм, во время вегетации 2021 года выпало менее половины нормы осадков – 48%, в 2022 году – 99% нормы. Наиболее засушливые периоды – III декада июня в оба года изучения (соответствовала фазе начала выхода в трубку), август и I декада сентября 2021 года (молочная спелость овса и восковая спелось ячменя), а также первая половина вегетации зерновых 2022 года (рис.) .

За вегетацию яровых культур в 2021 году сумма активных температур более 10 °С ( Σ Аt°) превысила норму на 19%, в

Рис. Подекадное распределение количества атмосферных осадков

Источник: результаты исследования автора.

Таблица 1. Метеорологическая характеристика периода вегетации (июнь – сентябрь)

Показатель		2021 год	2022 год	Среднемноголетняя норма
Сумма активных температур (ΣАt° > 10 °С)		1298	1398	1092
Средняя температура воздуха в период вегетации, °С		12,6	13,2	11,0
Сумма осадков за вегетацию, мм		175,8	363,9	368,9
Продолжительность солнечного сияния, час		866	856	702
Переход среднесуточной температуры через 10 °С, дата		09.06	12.06	26.06
Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха, превышающей ..., дней	10 °С	93	95	78
	5 °С	148	152	139
Источник: результаты исследования автора.

2022 году – на 28% (табл. 1) . Средняя температура воздуха по годам также превышала норму на 14 и 20% (или 2,6 и 3,2 °С), продолжительность солнечного сияния превышала норму на 23 и 22% (или 164 и 154 часа). Переход среднесуточных температур через 10 °С произошел на 17 и 14 дней раньше по сравнению со среднемноголетней нормой. Период со среднесуточной температурой воздуха более 10 и 5 °С за оба года изучения также превышал норму, в 2021 году – на 15 и 9 дней, в 2022 году – на 17 и 13 дней соответственно.

Результаты исследований

Прорастание и фаза всхода сортов коллекций овса и ячменя в среднем фикси- ровались в начале II декады июня, выход в трубку – в I декаду июля, начало выметывания – в III декаду июля. Хозяйственная спелость наступала в зависимости от сорта и культуры, в среднем период вегетации овса длился 90 суток, у ячменя короче на 2 недели – 75 суток.

Восковая спелось овса в зависимости от сорта наступала со II декады августа по II декаду сентября. Продолжительность периода от всходов до восковой спелости изменялась от 83 до 96 дней, в среднем группа районированных сортов созрела раньше нерайонированных (89,3 и 91,2 дня соответственно; табл. 2 ). При сравнении со стандартными данными оригинаторов и росреестра по макси-

Таблица 2. Характеристика сортов овса посевного, среднее за 2021–2022 гг.

Группа	Сорт	Вегетационный период, сут.		Всхожесть, %		Полегание, балл	Высота, см
		по опыту	max по данным росреестра и оригинаторов	лабораторная	полевая
си I га co О I О ra O-	Корифей	90	85	83,0	84,0	8,0	110
	Талисман	87	89	77,0	85,2	7,0	110
	СИГ	86	88	81,5	89,0	9,0	107
	Тоболяк	96	88	92,7	88,8	7,0	113
	Фома	87	90	87,3	90,6	9,0	106
	Покров 2	95	90	89,7	85,8	8,0	106
	Радужный	90	90	88,3	93,6	9,0	105
	Алтайский крупнозерный	83	90	87,3	86,0	8,0	110
	среднее	89,3	88,8	85,9	87,9	8,1	108,4
CD T I ra tn О I О ra CD X	Покровский	92	75	94,7	91,2	7,7	123
	Краснообский	88	75	80,3	88,2	8,0	110
	Покровский 9	90	77	94,7	89,4	9,0	118
	Виленский	92	83	76,7	91,4	9,0	121
	Мегион	96	87	90,3	89,0	9,0	111
	Кречет	89	94	91,3	90,6	7,0	103
	среднее	91,2	81,8	88,0	90,0	8,3	114,3
Источник: результаты исследования автора.

мальной продолжительности вегетационного периода (всходы – восковая спелость) выявлена значительная разница по сортам коллекции. Сорта районированной группы созревали позже («То-боляк», «Корифей», «Покров 2» – на 8–5 дней), на уровне стандартных данных («Талисман», «СИГ», «Радужный» – 0–2 дня). Большинство сортов нерайони-рованной группы (5 из 6) созрели позже данных оригинаторов на 9–17 дней. Наиболее раннее наступление фазы восковой спелости зафиксировано на среднеспелом сорте «Кречет» – 89 дней. Районированные сорта овса посевного в местных агроклиматических условиях проявили большую стабильность и прогнозируемость. Среди сортов посевного овса наиболее короткий вегетационный период в 83 дня отмечен на райониро- ванном сорте «Алтайский крупнозерный», созревшем в условиях Камчатского края ранее данных оригинатора на 7 дней.

Основной показатель посевной годности семян, определяющий их физиологическое состояние, – лабораторная всхожесть, от которой зависит полевая всхожесть, влияющая на формирование жизнеспособных продуктивных растений. Лабораторная всхожесть сортообразцов овса изменялась в промежутке 76,7–94,7%, полевая – 84,0– 93,6%. У сортов коллекции, имеющих допуск к возделыванию в регионе, всхожесть изменялась в пределах: лабораторная 77,0– 92,7% (средняя 85,9%), полевая 84,0–93,6% (средняя 87,9%). У сортов без допуска к возделыванию в среднем лабораторная и полевая всхожесть была выше по сравнению с районированными сортами на 2,1 пункта (88,0 и 90,0%). Наибольшие показатели ла- бораторной и полевой всхожести отмечены на нерайонированных сортах Покровский (94,7 и 91,2%) и Кречет (91,3 и 90,6%).

В опытах на семенные цели обязательно изучают устойчивость сортов к полеганию, так как данный признак лимитирует урожайность, влияет на качество зерна. Признак предопределяется генетически, зависим от высоты растений, свойств соломины и условий окружающий среды (Repko et al., 2017). В ходе исследований мы оценивали устойчивость к полеганию на протяжении всей вегетации – в период выметывания и перед уборкой, после ливневых дождей и шквального ветра (до 14–16 м/с в 2021 и 2022 гг.). В целом, несмотря на обилие осадков – до 33,3 и 40,5 мм за декаду в 2021 году (III декада июля и II декада сентября) и до 44,5 и 58,8 мм в 2022 году (I декада августа и II декада сентября), коллекционные сорта овса проявили большую устойчивость к полеганию, чем сорта ячменя. Несмотря на избыточное увлажнение почвы, показатель устойчивости к полеганию в среднем

Таблица 3. Характеристика сортов ярового ячменя, среднее за 2021–2022 гг.

Группа Сорт Вегетационный период, сут. Всхожесть, % Полегание, балл Высота, см по опыту max по данным росреестра и оригинаторов лабораторная полевая си т I га со О Q- О га О- Кудесник 77 74 83,3 78,8 6,4 92 Зенит 76 82 70,7 82,0 7,0 88 Восточный 77 84 76,7 94,0 7,1 85 Приморский 44 74 80 92,3 80,4 6,0 95 Приморский 89 72 85 85,5 87,4 4,4 100 Приморец 72 96 81,5 82,8 7,0 94 среднее 74,7 83,5 81,7 84,2 6,3 92,3 си I I га tn О Q I О га си X Тамми 80 66 72,8 87,0 5,0 115 Баган 71 66 97,0 91,6 6,4 103 Дар 96 74 89,3 66,8 5,0 84 Чебенек 71 75 69,8 80,4 5,7 83 Батик 73 80 85,3 86,0 6,4 78 Сибирский Авангард 74 82 97,7 79,6 6,0 95 Раушан 71 83 98,7 84,2 6,4 90 Задел 71 84 85,4 82,2 4,7 104 Поволжский 65 76 85 71,7 97,2 5,7 108 Булат 76 85 77,7 86,0 4,4 83 Новичок 72 85 72,0 84,4 6,7 86 Лель 74 87 82,0 85,6 4,4 91 Московский 86 76 88 94,7 73,4 7,0 86 Златояр 74 88 75,7 81,6 7,0 87 Абалак 76 89 87,4 87,8 6,7 82 Рафаэль 74 90 63,0 91,8 6,7 76 Владимир 72 91 87,7 86,0 5,4 89 Эколог 76 91 79,5 71,8 4,4 96 Нур 75 93 84,0 87,4 7,7 89 Эльф 74 95 84,2 87,6 7,0 77 среднее 75,1 83,9 82,8 83,9 5,9 90,0 Источник: исследования автора. изменялся от 7 до 9 баллов. По данному показателю районированные и нерайониро-ванные сорта отличались слабо (в среднем 8,1 и 8,3 балла). Максимально возможную устойчивость к полеганию (9 баллов) выявили у 43% сортообразцов – растения не полегли, стояли вертикально вместе с метелкой или метелка слегка поникла: районированный «СИГ», «Фома», «Радужный» и нерайонированные «Покровский 9», «Виленский», «Мегион».

При изучении высоты растений коллекционного питомника овса было установлено, что согласно классификации ВИР (1973) 85,7% сортов коллекции относится к среднерослым и 14,3% к высокорослым. Высота растений в фазу восковой спелости изменялась в пределах 103–123 см. В среднем растения сортов, имеющих допуск к возделыванию в Дальневосточном регионе, были выше не имеющих допуск на 8,6 см. Высота растений сортов, набравших максимальное количество баллов по устойчивости к полеганию, изменялась в пределах от 105 до 121 см – среднерослые и высокорослые. Выраженная зависимость полегания от высоты не выявлена.

Восковая спелось у сортов ярового ячменя наступила в III декаду августа. Продолжительность вегетационного периода на сортах изменялась в пределах 71–96 дней (табл. 3). Сорта из районированной группы созрели раньше на 1 сутки, период от всходов до восковой спелости длился 72–77 дней, у сортов, не имеющих допуск к возделыванию, данный период продлился 71–96 дней. Большинство районированных сортов (5 из 6) созрели на 6–24 дня раньше стандартных данных оригинаторов: «Приморский 89», «Приморец», «Приморский 44», «Зенит» и «Восточный». Хозяйственная спелость большинства сортов ярового ячменя (17 из 20) нерайонированной группы в условиях юго-востока Камчатки наступила на 4–21 день раньше стандартных данных ориги- наторов. Наибольшее превышение (18–21 день) отмечено на сортах «Нур», «Владимир» и «Эльф». Наиболее короткий вегетационный период ярового ячменя в 71 день в условиях Камчатского края отмечен на нерайонированных сортах «Чебенек», «Ра-ушан» и «Задел».

Лабораторная всхожесть сортов ячменя в целом изменялась в пределах 63,0–98,7%, полевая – 66,8–97,2%. У районированных сортов лабораторная всхожесть в среднем составила 81,7% (пределы 70,7–92,7%), полевая – 84,2% (78,8–94,0%). У сортов без допуска к возделыванию в регионе показатели всхожести в среднем составили 82,8 и 83,9% (лабораторная 63,0–98,7%, полевая 66,8–97,2%). Наибольший показатель полевой всхожести при одновременно высокой лабораторной всхожести отмечен у нерай-онированного сорта Баган (91,6 и 97,0%).

Устойчивость к полеганию сортов ячменя была значительно ниже, чем овса, составив 4,4–7,7 балла. Сорта, проявившие большую устойчивость: районированные «Зенит», «Приморец», «Восточный» (7,0–7,1 балла) и нерайонированные «Московский 86», «Златояр», «Эльф» и «Нур» (7,0–7,7 балла) – растения стояли вертикально со слегка наклоненной соломиной с середины последнего междоузлия.

Изучаемые сорта ячменя по высоте распределились на 3 группы: 11,5% – полукарлики, 73,1% – низкорослые и 15,4% – среднерослые. Высота растений в фазе молочной спелости изменялась от 76 до 115 см. Высота сортов, устойчивых к полеганию, находилась в пределах 77–94 см, из них сорт «Эльф» относится к полукарликам, остальные 6 сортов («Восточный», «Зенит», «Московский 86», «Златояр», «Нур» и «Приморец») – к группе низкорослых.

Выводы

В агроклиматических условиях юго-востока Камчатки хозяйственная спелость овса посевного наступила позже на 2 не- дели, чем ячменя ярового, в среднем период вегетации овса длился 90 суток, ячменя – 75 суток. В целом районированные сорта овса проявили большую прогнозируемость и вызревали раньше нерайонированных сортов. В коллекции ячменя сорта без допуска к возделыванию от сортов с допуском отличались слабо. Коллекционные сорта овса проявили большую устойчивость к полеганию, чем сорта ячменя. Зависимость устойчивости к полеганию от высоты растений не выявлена.

У овса посевного наиболее короткий период вегетации отмечен на нерайони-рованном сорте «Краснообский» и районированных сортах «Алтайский крупнозерный», «СИГ», «Талисман» и «Фома» (83–88 сут.). По показателю лабораторной и полевой всхожести (вызреваемости семян) выделены сорта: районированные «Тоболяк», «Радужный» и нерайони-рованные «Покровский», «Покровский 9», «Мегион», «Кречет». По устойчивости к полеганию выделены сорта: районированные «СИГ», «Фома», «Радужный» и нерайонированные «Покровский 9», «Виленский», «Мегион».

В коллекции ячменя ярового наиболее короткий вегетационный период определен у сортов: районированных «Приморский 89» и «Приморец» – по 72 дня; нерайонированных «Баган», «Чебенек», «Раушан», «Задел», «Новичок», «Владимир», «Батик» (71–73 дня). Наибольшая лабораторная и полевая всхожесть выявлена у нерайонированного сорта «Баган» (97,0 и 91,6%), остальные сорта коллекции не вызрели в равной степени по годам изучения.

Продвижение зерновых на Камчатку задерживается главным образом из-за недостатка соответствующих сортов, способных в изменчивых условиях полуострова сочетать скороспелость со стабильным созреванием, и малого числа исследований. Выполненная работа послужит основой в дальнейшем изучении семенного материала овса и ячменя по вызреваемости и адаптивности в условиях прибрежной юго-восточной зоны Камчатского края для селекционных целей, а также для создания рекомендаций по расширению региона допуска выделившихся интродуцированных сортов.