Поволжский янтарь – перспективный сорт ярового ячменя для Средневолжского региона

Авторы: Л. А. Косых, к. сельхоз. н., ведущий научный сотрудник, Е. В. Столпивская, научный сотрудник, зав. лабораторией, Ю. Ю. Никонорова, младший научный сотрудник, Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова

Среди зерновых культур по посевным площадям и валовым сборам зерна ячмень занимает четвертое место в мире после пшеницы, риса и кукурузы. По данным АБ-Центра в 2019 г. в Российской Федерации посевные площади ярового ячменя составили 8 164,6 тыс. га, и по сравнению с 2018 г., они увеличились на 5,5 % (на 461,8 тыс. га).

Наибольшие площади ячменя 504,4 тыс. га были сосредоточены в Оренбургской области с долей 5,7 % от общих площадей, Республике Татарстан (481,7 тыс. га, 5,5 %), Республике Башкортостан (454,3 тыс. га, 5,2 %), Челябинской (398,5 тыс. га, 4,5 %) и Воронежской областях (376,6 тыс. га, 4,3 %). В Самарской области посевами ячменя было занято 314,8 тыс. га, что составляет 3,6 % от общих площадей по РФ.

В Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию, находится 252 сорта ярового ячменя. Из них 152 сорта было внесено в Реестр в 2010–2021 гг., из них почти половину (71 сорт) составляют сорта европейской селекции, в том числе сорта из Украины и Беларуси. Почти все они рекомендованы для Северо-Западного, Центрального, Волго-Вятского, Центрально-Черноземного, Северо-Кавказского регионов. Для Средневолжского региона допуска рекомендовано 43 сорта, из них 9 – сорта европейской селекции (Беларусь, Германия, Дания). Занимаемая сортами ячменя площадь соответствует доктрине продовольственной безопасности, утверждённой Указом Президента Российской Федерации, №20 от 21 января 2020 г., продовольственная независимость определяется уровнем самообеспечения семян основных сельскохозяйственных растений отечественной селекции – не менее 75 %.

По данным ФАО 42…48 % ежегодных валовых сборов ячменя приходится на промышленную переработку, включающую приготовление различных комбикормов, 16 % – на кормовые, 15 % – на пищевые цели, 6…8 % – на производство пива. Зерно ячменя содержит 7…15 % белка, 65 % безазотистых экстрактивных соединений, 1,5…2,0 % жира, 5,0…5,5 % клетчатки, 2,5…2,8 % золы. В 1 кг зерна ячменя 1,28 кормовых единиц и 100 г переваримого протеина, что больше, чем в зерне овса и ржи.

Зерно ячменя богато незаменимыми аминокислотами (триптофан, изолейцин, валин, лейцин, лизин, треонин, метионин, фенилаланин, аргинин, гистидин), витаминами группы A, B, C, E, H, минеральные вещества (калий, кальций, магний, фосфор, натрий, железо, йод, сера, фтор, кремний и др.), поэтому использование ячменя как компонента комбикормов способствует увеличению выхода продукции животноводства.

Важно и продовольственное значение культуры ячменя. Из его зерна изготовляют муку, перловую и ячневую крупу, а также суррогат кофе. Для хлебопечения ячменная мука малопригодна, но при необходимости её примешивают к пшеничной или ржаной муке (20…25 %). Большое значение ячмень имеет в пивоваренной промышленности.

Среднее Поволжье характеризуются большой контрастностью погодных условий с частыми проявлениями засушливых и суховейных дней в период вегетации сельскохозяйственных культур. Здесь характерно проявление всех трёх видов (почвенная, атмосферная, смешенная), пяти типов (ранневесенняя, летняя, летне-поздняя, комбинированная, устойчивая) засух и массовое распространение корневых гнилей и скрытостебельных вредителей, которые также оказывают пагубное влияние на формирование урожая зерна. Наибольший ущерб приносят длительные засухи, когда с момента посева и до уборки урожая осадки практически не выпадают, а среднесуточная температура воздуха достигает 33…40 0С. Под воздействием засухи уменьшается интенсивность фотосинтеза, поверхность листьев, сокращается период формирования зерна. Валовые сборы зерна в острозасушливые годы, по сравнению с благоприятными, снижаются в 2…3 раза, а в ряде случаев отмечают полную гибель посевов. Поэтому большое значение при создании сортов ярового ячменя для условий Среднего Поволжья, имеет засухоустойчивость сорта. Актуальность этой проблемы особенно усилилась в последние годы в связи с повышением среднегодовой температуры и дефицита количества осадков в период роста и развития растений.

Цель исследований – создать новый сорт ярового ячменя, обладающего высокой и стабильной урожайностью, повышенным качеством зерна, устойчивостью к влиянию абиотических и биотических стрессов в условиях Среднего Поволжья.

Научные исследования выполняли на базе лаборатории селекции и семеноводства зернофуражных культур на селекционных посевах Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова – филиале СамНЦ РАН.

Почва опытного участка чернозем типичный малогумусный (5…6 %, по ГОСТ 2613-91), среднемощный, легкоглинистый, содержание подвижного фосфора – 61,4…77,0 мг/кг (ГОСТ 26204-91), обменного калия – 374,0…423,0 мг/кг (ГОСТ 26210-91), легкогидролизуемого азота – 28,5…49,4 мг/кг. По степени кислотности почва опытного участка слабокислая pH = 5,4 (ГОСТ 26483-85).

Агроклиматические условия в годы проведения исследований были засушливыми. Весна 2018 г. в Самарской области выдалась холодная и продолжительная. Нарастание температур было медленным, вследствие чего почва долго не достигала физической спелости. Май отличался дефицитом осадков (-40 %) и повышенным температурным фоном, среднесуточные температуры воздуха на 4…5 0С превышали среднемноголетние значения (ГТК – 0,39). Июнь отличался пониженным температурным режимом и острым дефицитом осадков (-66 %), затяжными суховейными ветрами, что способствовало интенсивному испарению влаги. Среднесуточная температура воздуха составила 18,5 0С, ГТК – 0,34. Повышенный температурный режим в сочетании с дефицитом осадков отмечали в начале июля. Значительные осадки начались со второй половины июля, сумма их к концу месяца составила 72,7 мм (1,5 нормы), ГТК – 0,99. В целом погодные условия вегетационного периода 2018 г. значительно отличались от среднемноголетних значений, характеризуясь широким диапазоном варьирования. За вегетационный период выпало 111,6 мм осадков, что составляет 80,5 % от среднемноголетнего количества.

В 2019 г. вегетационный период ярового ячменя можно охарактеризовать как контрастный и по температурному режиму, и по увлажнению. В мае выпало достаточное количество осадков (38,6 мм), средняя температура воздуха на 2,0 0С выше среднемноголетних данных, что способствовало дружным всходам. Однако дальнейшее развитие ярового ячменя проходило в неблагоприятных погодных условиях. Первая половина вегетации характеризовалась дефицитом осадков и температурами воздуха выше среднемноголетних значений, ГТК за период всходы – колошение составил 0,17. Налив зерна проходил при температурах воздуха ниже среднемноголетних значений и дефиците осадков (-35 %). Окончание вегетации сопровождалось холодной дождливой погодой, что увеличило продолжительность вегетации ярового ячменя на 7…10 дней.

В 2020 г. вегетационный период ярового ячменя, в целом, можно охарактеризовать как удовлетворительный по температурному режиму и увлажнению. Первая половина вегетации проходила в температурных условиях на уровне среднемноголетних значений, в мае потребность растений в воде удовлетворялась зимне-весенними запасами влаги, осадками, выпавшими в мае (17,6 мм), а первая половина июня характеризовалась выпадением 45 мм осадков. Благоприятный температурный режим, сложившийся после посева, способствовал получению дружных всходов. В период налива зерна наблюдали повышенную температуру воздуха (на 2,4 0С выше среднемноголетних значений), количество выпавших за этот период осадков было незначительным (21,6 мм), ГТК – 0,29. Средняя температура воздуха за май-июль составила 19,4 0С, что на уровне среднемноголетнего значения, количество выпавших за вегетацию осадков составило 87,5 мм, что на 37 % меньше среднемноголетней нормы.

В 2018–2020 гг. проводили конкурсное сортоиспытание нового сорта Поволжский янтарь. Предшественник – чистый пар. Агротехника возделывания ячменя ярового – общепринятая, включала вспашку поля с осени на зябь, весеннее боронование в два следа, две культивации, прикатывание кольчатыми катками. Посев проводили в оптимальные сроки (первая декада мая) селекционной сеялкой СНЦ-10 с нормой высева 4,5 млн всхожих семян на 1 гектар. Учетная площадью делянки – 30 м2, повторность – четырехкратная.

Закладку селекционных опытов, фенологические наблюдения, учеты и измерения осуществляли по общепринятой методике. Изучение физических и химических свойств селекционного материала – по следующим методикам: масса 1000 зерен – ГОСТ 12042-80; натура зерна – ГОСТ 10840-2017; содержание белка в зерне – ГОСТ 10846-91; пленчатость зерна – ГОСТ 10843-76.

Для определения перспективности нового сорта ячменя ярового рассчитывали селекционные индексы признаков продуктивности, представляющий собой отношение компонента свойств продуктивности сорта к тому же компоненту стандартного сорта, выраженное в процентах.

Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием пакета анализа компьютерной программы «Microsoft Excel». Селекционная работа была начата в 2002 г. Метод выведения перспективного сорта – внутривидовая гибридизация с последующим индивидуальным отбором. В 2009 г. выделено элитное растение. В 2014–2017 гг. проводили малые станционные испытания, в 2018–2020 гг. – конкурсные станционные испытания.

По итогам конкурсного сортоиспытания селекционная линия Нутанс 2054/02 была передана на Государственное сортоиспытание под названием Поволжский янтарь. Перспективный сорт рекомендован для возделывания в Средневолжском регионе Российской Федерации (Самарская, Ульяновская, Пензенская области, республики Татарстан и Мордовия). В дальнейшем планируется расширение сортоиспытания сорта в Уральском и Западно-Сибирском регионах Российской Федерации.

Перспективный сорт Поволжский янтарь получен методом внутривидовой гибридизации с использованием родительских форм: Агат × Субмедикум 1389/01. Разновидность – нутанс (nutans Schübl.). Растения среднерослые 50…70 см (в среднем за 2018–2020 гг.). Длина стебля от 1-го узла до последнего в среднем 43,1 см, в 2020 г. она составила 54,9 см. Стебель средней толщины, соломина не выполненная. Перспективный сорт устойчив к полеганию (4,7 балла).

Форма куста в период кущения полупрямостоячая. Продуктивная кустистость в среднем 2,25 стеблей, что на 0,35 больше стандарта. Опушение листа в период кущения отсутствует, имеется восковой налет. Листья средней длины, зеленой окраски, ушки имеют антоциановую окраску. Колос желтого цвета, двурядный, цилиндрической формы. Колос средней длины (5…7 см), средней плотности (10…12 члеников на 4 см длины колосового стержня). Колосковая чешуя узколанцетная, равна длине зерновки. Ости длинные, параллельные, желтые, имеется антоциановая окраска, зазубренность по всей длине.

Зерно жёлтой окраски, полуудлиненной формы, среднего размера, голое, щетинка у основания зерна длинная с волосистым опушением. Антоциановая окраска нервов наружной цветковой чешуи средняя-сильная. Зазубренность на нервах цветочной чешуи слабо выражена. Переход цветковой чешуи в ость постепенный.

Крупность зерна – один из важных признаков, определяющих урожайность. Сорта с крупным зерном, формируют растение с хорошо развитой корневой системой и вегетативной массой. Поэтому сочетание массы 1000 зёрен с количеством зёрен в колосе в значительной степени определяет урожайность.

По озернённости главного колоса перспективный сорт Поволжский янтарь (12…18 шт.) не отличается от стандарта Беркут (13…17 шт.), однако масса зерна с колоса у него была значительно выше, чем у стандарта – на 0,8 г. По сравнению с Беркутом, перспективный сорт формирует зерно с массой 1000 зёрен 45…49 г, что на 2,3 г выше, чем у стандарта. Величина показателя «натура зерна» у перспективного сорта находится на уровне стандарта. Его зерно характеризуется содержанием сырого протеина на уровне стандартного сорта и отличается от стандарта Беркут меньшим содержанием плёнок (на 1,39 %).

В среднем за три года продолжительность вегетационного периода перспективного сорта составила 72 суток, что позволяет отнести его к среднеспелым генотипам. Период от колошения до хозяйственной спелости 33 суток, что на уровне стандарта.

За годы конкурсного сортоиспытания (2018–2020 гг.) Поволжский янтарь по урожайности значительно превышал стандартный сорт Беркут (табл. 1).

Средний сбор зерна перспективного сорта за этот период был на 0,24 т/га выше, чем у стандарта, и составил 2,93 т/га. Максимальную в опыте урожайность Поволжского янтаря зафиксировали в 2020 г. – 3,82 т/га. Реализация потенциала продуктивности у растений перспективного сорта, в сравнении с сортом-стандартом, происходит благодаря формированию большего количества продуктивных побегов (на 21 %), большей массы зерна с колоса (на 6 %), большей массы 1000 зёрен (на 5 %).

Новый сорт более устойчив к полеганию – на 0,7 баллов, чем стандарт Беркут. Обладает полевой устойчивостью к стеблевой ржавчине, пыльной головне ячменя и каменной головне ячменя – за 2018–2020 гг. проявлений этих заболеваний у Поволжского янтаря не наблюдали.

В то время, когда остро стоит проблема импортозамещения семян сельскохозяйственных культур, сельхозтоваропроизводителям требуются новые, более урожайные, пластичные сорта, способные максимально использовать агроклиматические и почвенные условия произрастания, а также конкурировать с иностранными гибридами и сортами.

Использование перспективного сорта Поволжский янтарь в производстве сыграет определенную роль в увеличении урожайности зерна ячменя, стабильности культуры и более полного обеспечения ценным зернофуражом.

Выводы

Таким образом, сорт ярового ячменя Поволжский янтарь отличается высокой зерновой продуктивностью. Средняя урожайность за период конкурсного сортоиспытания на 9 % превышает среднюю урожайность стандартного сорта в 2018–2020 гг. – 2,93 т/га (прибавка к стандарту Беркут составила 0,24 т/га). Поволжский янтарь среднеспелый (65…80 сут.), более устойчив к полеганию, чем стандартный сорт. Обладает полевой устойчивостью к головнёвым заболеваниям ячменя и стеблевой ржавчине.

Растения перспективного сорта по высоте на уровне стандарта (50…70 см), характеризуются более высокой продуктивной кустистостью – на 21 % выше, чем у стандарта. Перспективный сорт Поволжский янтарь формирует зерно с показателями натуры на уровне 650…670 г/л, с высокой массой 1000 зёрен (на 5 % выше стандарта), с содержанием белка в зерне на уровне стандарта, сочетающемся с меньшим содержанием плёнок в зерне – 86 % от величины этого показателя у стандартного сорта.