ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ  ИСПЫТАНИЕ  СОРТОВ  ЯЧМЕНЯ  (HORDEUM  L.)  В  ДВУХ  ГЕОГРАФИЧЕСКИХ  ПУНКТАХ

Иеронова  Виктория  Викторовна

канд.  биол.  наук,  старший  преподаватель  ТюмГУ,  г.  Тюмень

E-mail: 

Ячмень  —  одна  из  важнейших  зернофуражных  культур  России,  ее  площадь  составляет  в  настоящее  время  9  млн.  га,  вместо  29  млн.  га  в  80-е  годы  ХХ  столетия.  В  нашей  стране  использование  ячменя  ограничено  в  основном  зернофуражными  целями.  В  то  же  время  за  рубежом  ячмень  широко,  особенно  в  последнее  время,  используется  для  пищевых  целей,  как  источник  повышенного  содержания  жиров  и  антиоксидантов. 

В  экстремальных  почвенно-климатических  условиях  Тюменской  области  повышение  экологической  пластичности  сортов  ячменя  является  основой  стабильности  урожая  данной  культуры  в  регионе.  В  успешном  решении  этой  задачи  ведущая  роль  принадлежит  научно-обоснованному  подбору  исходного  материала.  Очень  важно  вовлекать  в  этот  процесс,  помимо  местного,  материал  различного  эколого-географического  происхождения,  что  играет  значительную  роль  в  выявлении  новых  форм  и  закономерностей  в  формообразовательном  процессе.

При  изучении  генофонда  исходного  материала  имеет  значение  выбор  правильных  критериев  отбора  с  учетом  условий  внешней  среды.  Для  этого  испытание  сортов  рекомендуется  вести  на  разных  фонах  и  в  разных  экологических  условиях  [1,  с.  337].  Такие  исследования  расширяют  знания  об  эколого-географической  изменчивости  и  норме  реакции  вида,  что  позволяет  выделить  формы  с  хозяйственно-ценными  признаками.

В  качестве  материала  исследований  взяты  20  образцов  ярового  ячменя  из  мировой  коллекции  Всероссийского  института  растениеводства  им.  Н.И.  Вавилова  выделенных  нами  ранее  по  ряду  хозяйственно  ценных  признаков.  Отобранные  образцы  прошли  экологическое  испытание  в  двух  географических  пунктах  (г.  Тюмень  —  пункт  1  и  биостанция  ТюмГУ  «оз.  Кучак»,  Нижне-Тавдинский  район  Тюменской  области  —  пункт  2)  Тюменской  области.  В  проведенном  нами  эксперименте  выявлены  различия  в  фенотипическом  проявлении  признаков  ячменя.

Полевая  всхожесть.  Условия  для  прорастания  и  дружности  появления  всходов  более  благоприятно  складывались  на  эксперимен­тальном  участке  биологического  факультета  (пункт  1).  Полевая  всхожесть  в  среднем  по  сортам  составила  в  этом  пункте  64,6  %,  в  то  время  как  на  участке  биостанции  «оз.  Кучак»  (пункт  2)  она  была  достоверно  ниже  (53,8  %).  При  этом  в  пункте  1  преобладали  сорта  (n=13)  с  высокими  значениями  данного  параметра  (>60,1  %),  а  во  втором  пункте  основная  часть  образцов  (n=15)  характеризовалась  средними  (40—60  %)  показателями  признака.  Образцы  Челябинский  95  (к-30450,  Челябинская  обл.),  Криничный  (к-27605,  Беларусь),  Korina  (к-30069,  Германия),  Ача  (st1)  и  Кедр  (st2)  обладали  высокими  процентами  полевой  всхожести  в  обоих  пунктах,  что,  возможно,  указывает  на  их  более  высокую,  в  сравнении  с  другими  сортами,  способность  к  адаптации  в  различных  условиях  среды. 

Биологическая  устойчивость.  Изучение  данного  параметра  в  разных  географических  точках  выявило  некоторые  различия  у  образцов  исследуемой  коллекции  в  зависимости  от  места  проведения  эксперимента.  Только  5  сортов  (Сонет,  к-30448,  Свердловская  обл.;  Челябинский  95,  к-30450,  Челябинская  обл.;  Криничный,  к-27605,  Беларусь;  Cebeco  7722,  к-29235,  Нидерланды;  Colter,  к-30409;  США)  выращенных  в  пункте  1  превосходили  по  рассматриваемому  признаку  образцы,  выращенные  в  пункте  2.  Среднее  значение  по  образцам  (70,3  %)  в  пункте  1  также  было  ниже  в  сравнении  с  пунктом  2  (75,2  %). 

Жизнеспособность.  В  среднем  по  образцам  наибольшее  количество  растений,  в  сравнении  с  количеством  высеянных  семян,  сохранилось  в  пункте  1  и  составило  45,9  %.  Однако  ряд  сортов,  по  показателям  жизнеспособности  полученных  в  условиях  биологической  станции  на  оз.  Кучак,  превзошел  аналогичные  значения  популяций  этих  же  сортов  выращенных  на  экспериментальном  участке  биологического  факультета  (г.  Тюмень).  К  вышеназванным  образцам  относятся:  Гелиос  (к-28936,  Одесская  обл.);  Sjak  (к-30049,  Норвегия);  Loubi  (к-30251,  Швеция);  Dvoran  (к-19913,  Чехословакия)  и  Кедр  (st2).

В  пункте  1  данный  параметр  изменялся  от  29,0  %  (Гелиос,  к‑28936,  Одесская  обл.)  до  61,0  %  Hartland  (к-29188,  Канада).  Отмечено  преобладание  сортов  (n=15)  со  средними  (40,1—60,0  %)  значениями  жизнеспособности  растений.  В  условиях  пункта  2  этот  признак  изменялся  от  31,0  %  (Polar,  к-30048,  Норвегия)  до  54,3  %  (Ача).  Было  выделено  две  группы  с  одинаковым  количеством  сортов  (n=11)  характеризовавшиеся  низкими  (20,1—40,0  %)  и  средними  (40,1—60,0  %)  значениями  признака,  соответственно.

Проблема  полегания.  Для  оценки  устойчивости  к  полеганию  оценивались  следующие  признаки:  высота  растений,  количество  междоузлий  на  главном  стебле,  диаметр,  длина  и  масса  первого  и  второго  междоузлий.

Высота  растений  подвержена  значительным  колебаниям  в  зависимости  от  географического  пункта,  года  выращивания  и  особенностей  сорта  [2,  с.  171].

Устойчивость  к  полеганию  зависит  также  от  числа  междоузлий.  Считается,  чем  их  больше,  тем  менее  устойчивы  растения.  У  большинства  образцов  чуть  больше  междоузлий  развивалось  в  пункте  1.  Однако  изучаемый  набор  сортов  характеризовался  слабой  вариацией  данного  признака  при  перемещении  из  одних  условий  в  другие.  При  этом  выделились  образцы,  Омский  85  (к-27927,  Омская  обл.,  5,8  шт.)  и  Криничный  (к-27605,  Беларусь,  4,7  шт.),  характеризовавшиеся  практически  полным  отсутствием  изменчивости.  В  среднем  по  сортам  количество  междоузлий  на  стебле  колебалось  от  4,8  шт.  (пункт  1)  до  5,1  шт.  (пункт  2),  что  достоверно  превышало  значения  признака  у  st1  (Ача;  4,4—4,6  шт.)  и  было  на  уровне  со  st2  (Кедр;  4,8—5,3  шт.).

Балловая  оценка  устойчивости  растений  ячменя  к  полеганию  выявила  численное  превосходство  образцов  (n=16)  с  очень  высокими  показателями  признака  (9  баллов).  Исключение  составили  сорта  Омский  85  (к-27927,  Омская  обл.),  Polar  (к-30048,  Норвегия)  Sjak  (к‑30049,  Норвегия),  Korina  (к-30069,  Германия)  и  Loubi  (к-30251,  Швеция),  которые  в  зависимости  от  места  проведения  эксперимента  в  фазу  полной  спелости  оценивались  баллами  от  5  до  7.  Растения  неустойчивых  к  полеганию  образцов  были  на  8,1—10,3  см  выше  растений  неполегающих  сортов.  По  мере  созревания  степень  полегания,  чаще  всего  увеличивалась  в  сравнении  с  фазой  кущения.

Устойчивость  к  полеганию  связывают  с  особенностями  строения  нижних  междоузлий.  Так,  например,  считается,  что  у  неполегающих  сортов,  как  правило,  больший  диаметр  соломины  [3,  с.  320].

В  качестве  показателя  устойчивости  к  полеганию  была  предпринята  попытка  использования  индекса  (соотношения  массы  междоузлия  к  его  длине)  для  первого  (J₁)  и  второго  (J₂)  междоузлия.  При  этом  установлено,  что  не  всегда  высокие  значения  индекса  являются  показателем  вертикальной  устойчивости  растений.  Так,  сорта  Омский  85  (к-27927,  Омская  обл.),  Polar  (к-30048,  Норвегия)  и  Sjak  (к-30049,  Норвегия)  характеризовались  одними  из  самых  больших  значений  соотношения  массы  и  длины  обоих  междоузлий,  однако  их  устойчивость  к  полеганию  оценивалась  в  5—7  баллов.

Корреляционный  анализ  ряда  признаков  показал  их  отрицательную  связь  с  устойчивостью  к  полеганию  (в  баллах),  за  исключением  длины  первого  междоузлия  в  пункте  1  (r=0,13).  Возможно,  это  связано  с  погодными  условиями,  а  также  с  прочностью  и  анатомическим  строением  соломины  и  генотипическими  особенностями  изучаемых  образцов.  При  этом  обнаруженные  корреляции  были  в  основном  слабыми.  В  обоих  пунктах  средними  значениями  коэффициентов  характеризовались  такие  признаки  как  высота  растений  (r=  –0,48  —  –0,49)  и  количество  междоузлий  на  главном  стебле  (r=  –0,51  —  –0,60).  Среднюю  степень  влияния  на  устойчивость  к  полеганию  оказывали  также  диаметр  первого  (r=–0,44)  и  второго  (r=  –0,36)  междоузлия  в  пункте  2.  Соотношение  массы  и  длины  междоузлий  (J₁  и  J₂)  имело  слабую  обратную  корреляцию  с  данным  параметром  (r=  –0,10  —  –0,26).

Сорта  по  своей  природе  бывают  разными  —  с  широкой  экологической  пластичностью  и  малопластичные.  Первые  способны  давать  высокую  урожайность  в  разных  зонах,  в  разной  экологической  обстановке,  вторые  —  только  в  строго  определенных  локальных  зонах,  что  объясняется  их  реакцией  на  изменение  внешних  условий.  Если  нет  гармонии  между  биологией  сорта  и  окружающей  средой,  наступает  нарушение  физиологических  функций  организма,  что  приводит  к  ослаблению  его  жизнестойкости,  депрессии  и,  в  конечном  счете,  снижению  продуктивности  и  качества  семян  [4,  с.  483].

Анализ  данных  по  элементам  структуры  урожая,  в  разных  географических  пунктах,  существенных  различий  по  большинству  из  них  не  выявил,  за  исключением  массы  зерна  с  колоса  и  продуктивной  кустистости.  Сортовые  различия  были  более  значительны.  В  то  же  время  по  каждому  из  рассмотренных  параметров  выявлены  сорта,  значительно  реагирующие  на  изменение  условий  выращивания. 

Обнаружена  положительная  корреляция  урожайности  с  признаками  продуктивности,  которая  могла  варьировать  в  зависимости  от  места  проведения  эксперимента:  массой  зерна  с  главного  колоса  (r=0,37—0,40),  количеством  зерен  с  растения  (r=0,26—0,64),  массой  зерна  с  растения  (r=0,57—0,72)  и  продуктивным  стеблестоем  на  1  м²  (r=0,42—0,51).

Устойчивость  к  болезням.  Первые,  единичные  пятна  гельминто­спориозов  (Bipolaris  sorociniana  [Sacc]  Shomaker  и  Pirenophora  teres  Drechler)  на  изучаемых  образцах  ячменя  были  обнаружены  в  фазу  кущения.

В  период  колошения  в  пункте  1  распространенность  болезни  колебалась  от  63,6  %  (Ача,  стандарт)  до  100  %  (Московский  3/125,  к‑29977,  Московская  обл.;  Korina,  к-30069,  Германия;  Dvoran,  к-19913,  Jubilant,  к-29889  и  KM-150,  к-29138  из  Чехословакии).  Во  втором  пункте  данный  показатель  был  ниже  и  варьировал  от  21,0  %  (Ача,  стандарт)  до  84,2  %  (Polar,  к-30048).  При  этом  на  биостанции  «оз.  Кучак»  выделились  7  сортов  характеризующиеся  сильной  устойчивостью  к  заболеванию  (1  балл).  Остальные  образцы,  как  во  втором,  так  и  в  первом  пунктах  по  степени  поражения  листвой  поверхности  оценивались  в  два  балла.

Все  изучаемые  сорта,  проходящие  изучение  в  двух  географических  пунктах,  оказались  восприимчивы  к  пятнистостям.  В  фазу  молочной  спелости  распространенность  болезни  достигла  100  %,  в  обоих  пунктах.  Степень  поражения  гельминтоспориозами  варьировала  от  3  до  4  баллов.  Исключение  составили  лишь  сорта  Московский  3/125  (к-29977)  и  Мик-1  (к-30593)  из  Московской  области,  у  которых  в  условиях  второго  пункта  площадь  поражения  листьев  не  превышала  20  %  (2  балла).

Таким  образом,  было  установлено,  что  по  ряду  параметров  изучаемые  образцы  ячменя  в  разной  степени  реагировали  на  изменение  экологических  условий  выращивания.  При  этом  удалось  выявить  формы  с  наименьшей  степенью  варьирования  по  ряду  хозяйственно-ценных  признаков,  что  возможно  говорит  об  их  более  высокой  экологической  пластичности.

Список  литературы:

1. Дорофеев  В.Ф.  Мировой  генофонд  культурных  растений  и  его  использование  в  селекции  //  Сельскохозяйственная  биология.  —  1981.  —  Т.  XVI,  №  3.  —  С.  337—349.
2. Кобылянский  В.Д.  Географическая  изменчивость  некоторых  морфологических  и  биологических  признаков  озимой  ржи  /  В.Д.  Кобылянский,  А.Е.  Корзун  //  тр.  по  прикл.  бот.,  ген.  и  сел.  —  1975  —  Т.  55,  вып.  3.  —  С.  170—185.
3. Культурная  флора  СССР  /  М.В.  Лукьянова  [и  др.].  —  Л.:  Агропромиздат,  1990.  —  Т.  2,  ч.  2.  —  421  с.
4. Строна  И.Г.  Биологические  основы  семеноводства  /  И.Г.  Строна  //  Сельскохозяйственная  биология.  —  1980.  —  Т.  XV,  №    4.  —  С.  483—489.