Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Краткая история селекции и современное состояние возделывания ячменя ярового в условиях Европейского Севера России 9
1.2. Особенности селекции ячменя в условиях Европейского Севера РФ . 12
1.3. Влияние длины дня на развитие ячменя 18
1.4. Устойчивость ячменя к полеганию и короткостебельность 19
1.5. Устойчивость ячменя к основным болезням 21
1.6. Продуктивность ячменя и ее элементы 26
1.7. Качество зерна ячменя 29
1.8. Использование коллекции ВИР в селекции ячменя 30
2. Условия, исходный материал и методика проведения опытов
2.1. Почвенно-климатические условия земледельческих зон Архангельской области и их соответствие биологическим особенностям ячменя 33
2.2. Погодные условия в годы исследований 36
2.3. Исходный материал и методика проведения опытов 43
3. Исходный материал для селекции ярового ячменя в условиях европейского севера РФ
3.1. Вегетационный период 46
3.2. Высота растений и устойчивость к полеганию 54
3.3. Урожай зерна и его структура 61
3.3.1. Продуктивная кустистость 62
3.3.2. Масса зерна с главного колоса 65
3.3.3. Длина колоса 67
3.3.4. Число колосков в колосе 70
3.3.5. Число зерен в колосе 73
3.3.6. Плотность колоса 76
3.3.7. Масса 1000 зерен 78
3.3.8. Зерновая продуктивность 83
3.4. Устойчивость к болезням 92
3.5. Качество зерна 95
3.6. Сорта ячменя с комплексом хозяйственно ценных признаков 101
3.7. Обоснование параметров модели сорта 103
4. Итоги гибридизации
4.1. Использование перспективных сортов в гибридизации 105
4.2. Характер наследования хозяйственно ценных признаков 108
5. Результаты селекционной работы 114
5.1. Характеристика перспективных линий ячменя 116
5.2. Характеристика перспективных сортов ячменя 120
Выводы 125
Практические рекомендации 128
Литература 129
Приложения 160
- Краткая история селекции и современное состояние возделывания ячменя ярового в условиях Европейского Севера России
- Использование коллекции ВИР в селекции ячменя
- Погодные условия в годы исследований
- Высота растений и устойчивость к полеганию
Введение к работе
Актуальность темы.
Ячмень - универсальная культура по распространению и по использованию в сельскохозяйственном производстве. В северных районах Европейской России возделывают продуктивные двурядные {Hordeum vulgare subsp. distichon (L.) Koern.), сорта, которые пришли на смену скороспелым многорядным {Hordeum vulgare subsp. vulgare L.) ячменям, но совмещение скороспелости и продуктивности в одном сорте ячменя остается актуальной задачей селекции. Для каждой климатической зоны в зависимости от условий выращивания требуются сорта с определенной продолжительностью вегетационного периода. Скороспелость - это одно из условий получения гарантированного урожая в северных районах страны и зонах с контрастным климатом, что позволяет растениям избежать воздействия неблагоприятных факторов. Кроме того, скороспелость экономически важна для снятия напряженности в ходе уборочных работ.
Селекция на скороспелость затрудняется наличием тесной отрицательной связи между продолжительностью вегетационного периода и урожайностью. Проблема скороспелости сорта, сокращение вегетационного периода при увеличении и сохранении продуктивности - главная и ведущая проблема для северного земледелия. Одна из главных проблем селекции - повышение качества зерна, в частности его кормовых достоинств, за счет увеличения содержания белка с улучшенным составом незаменимых аминокислот, в первую очередь лизина.
В успешном решении селекционных задач большая роль принадлежит научно - обоснованному подбору исходного материала. На современном этапе селекции все острее ощущается недостаток надежных источников и доноров устойчивости к заболеваниям - пыльной головне, листовым пятнистостям, корневым гнилям, к стрессовым факторам (засухоустойчивость) и наиболее ценных компонентов качества.
Изучение коллекции двурядных и многорядных ячменей непосредственно в суровых климатических условиях Европейского Севера России позволяет выявить и рекомендовать селекционерам и агрономам наиболее ценные формы и сорта для различных направлений селекционной работы.
Цель и задачи исследований. Основная цель наших исследований - выделить исходный материал для селекции ярового двурядного и многорядного ячменя на продуктивность и скороспелость в условиях Европейского Севера Российской Федерации.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Изучить местные и селекционные образцы двурядного и многорядного ячменя из мировой коллекции ВИР различного географического происхождения по важнейшим морфологическим и хозяйственно ценным признакам.
Выделить формы, сочетающие скороспелость с повышенной зерновой продуктивностью.
Определить основные элементы структуры продуктивности и вклад их в формирование урожая.
Выявить новые источники устойчивости к гельминтоспориозу и другим заболеваниям.
Изучить разнообразие содержания белка в зерне ячменя и выделить образцы с высоким содержанием белка.
Разработать и обосновать параметры модели сорта ярового ячменя кормового направления.
Методом гибридизации создать новый исходный материал для селекции ярового двурядного и многорядного ячменя в условиях Европейского Севера РФ.
Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые в условиях Европейского Севера Российской Федерации проведена оценка представительного набора образцов ярового ячменя из коллекции ВИР по агробиологическим признакам, устойчивости к листовым пятнистостям и по качеству зерна. По всем изученным хозяйственно ценным признакам выделены новые ценные источники
Впервые в полном объеме изучено все разнообразие староместных сортов ярового ячменя Европейского Севера РФ, выделены адаптивные формы, что позволило использовать их в качестве родительских форм при гибридизации.
Установлены корреляционные зависимости продолжительности всего вегетационного периода, его отдельных фаз с элементами структуры урожайности и с зерновой продуктивностью изученных сортов.
Предложены параметры модели сорта ярового ячменя кормового направления для Северного региона РФ.
Методом гибридизации создан новый селекционный материал, выделены скороспелые, продуктивные устойчивые линии, которые включены в селекционный процесс. На основании этого созданы и переданы в Госсортоиспытание сорта ярового двурядного ячменя Двина и многорядного - Колизей, а также созданный совместно с Ленинградским НИИСХ двурядный сорт Северянин.
Апробация работы. Основные результаты доложены на заседании секции зернофуражных культур РАСХН (Безенчук, 2006 г.), на научно-производственных конференциях (Пенза, 2006; Краснодар, 2007), координационном совещании по зернофуражным культурам (Ульяновск, 2008 г.), на заседаниях Ученых Советов Котласской семеноводческой опытной станции (Котлас, 2002-2008 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов, практиче-
Краткая история селекции и современное состояние возделывания ячменя ярового в условиях Европейского Севера России
Научная селекция ячменя, как и прочих зерновых культур, была начата в России с начала XX столетия, отставая от западноевропейских стран на несколько десятилетий. Впервые она была заложена на Московской селекционной опытной станции под руководством первого Российского селекционера Д. Л. Рудзинского.
Широкое изучение ячменя было развернуто в Бюро по прикладной ботанике, организованном в 1894 г. при Ученом комитете Министерства земледелия России. Возглавлял эту работу Р. Э. Регель (1910), который одним из первых исследовал ботанический состав ячменей и многообразие их форм, различающихся по биологическим и хозяйственным признакам. Особое внимание обращалось на сбор и систематизацию аборигенного материала, ценность которого обусловлена приспособленностью к местным условиям.
Н. И. Вавилов (1965) неоднократно указывал, что наряду с привлечением в селекцию мировых стандартов необходимо углубленно изучать местный сортимент, являющийся ценным генофондом хозяйственно полезных признаков.
Важное значение для развития отечественной селекции имели организованные за период 1892-1912 гг. опытные сельскохозяйственные учреждения: Харьковская, Днепропетровская, Одесская, Приекульская, Краснокутская опытные станции.
Весь период развития отечественного ячменеводства можно разделить на определенные этапы. Первоначально была проведена большая работа по выявлению местного сортимента и его сборы с последующим внедрением в производство наиболее перспективных линий и сортов. Использовался и зарубежный исходный материал. К 1910-1913 гг. появились первые отечественные сорта, из которых наибольшее значение имел сорт Европеум 353/133, выведенный на бывшей Харьковской селекционной станции (Лукьянова, 1981). В 1892-1894 гг. на северо-востоке России были организованы первые опытные учреждения — это Вятская, Орловская, Уржумская опытные станции, а позднее - Вятская земская сельскохозяйственная опытная станция, преобразованная в 1920 году в Северо-Восточную областную станцию.
Селекция на Вятской селекционной станции привела к созданию в 1915 г. из местного сортимента универсального сорта Винер, который был районирован в 1929 г. и возделывался в производстве более 50 лет. В первые годы Советской власти был составлен проект организации массового размножения сортовых семян, который был положен в основу декрета о семеноводстве. В нем предусматривалась организация массового размножения и распространения чистосортных семян, создание Государственного семенного фонда (Гуляев, Гужов, 1972; Попова и Абрамова, 1968). Успехи селекционеров нашей страны в значительной степени стали возможными благодаря огромной работе Н. И. Вавилова по сбору и изучению растительных богатств (Шевцов, Серкин, 2007). По предложению Н. И. Вавилова (1935) была организована Государственная комиссия по сортоиспытанию. Ранний период селекции ячменя связан с именами Н. В. Рудницкого, В. Я. Юрьева, П. Н. Константинова, В. Н. Громачевского, А. К. Гольбека, и других (Алиев, 2007). Темпы селекции возросли в 1960-1970-е годы. Создаются крупные научные подразделения - селекцентры (по ячменю их - 24), имеющие достаточно хорошую материально-техническую базу и подготовленные кадры. Значительную помощь селекционным центрам оказывает коллектив Всероссийского НИИ растениеводства имени Н. И. Вавилова (ВИР) по мобилизации, изучению и эффективному использованию мировых растительных ресурсов, созданию и включению в селекционную проработку доноров важнейших биологических и хозяйственно ценных признаков и свойств (Василенко, 1990; Бутакова, 2007; Шевцов, Серкин, 2007). В 1970-1988 гг. возросли требования к сортам и стали более сложными методы их выведения. Ежегодно в сортоиспытание поступает 15-18 сортов ярового и озимого ячменя (Пухальский, 1981). За период начала 90-х XX века селекционный научный потенциал Нечерноземной зоны был сосредоточен главным образом в четырех селекционных центрах - НПО «Белогорка» (Лениградский НИИСХ), НИИСХ ЦРНЗ, НПО «Луч» (НИИСХ Северо-Востока), НПО «Среднеуральское» (Уральский НИИСХ). Также вели и ведут работу по селекции ячменя НПО «Приокское» (Рязанский НИПТИ АПК), Владимирский НИИСХ и Орловский НИИСХ, Котласская семеноводческая опытная станция (Данилова, 1993; Неттевич, 1983; 1998). В настоящее время в селекции ярового ячменя состояние материально-технической базы и сельскохозяйственного производства не позволяет успешно решать главную задачу отрасли - быструю и наиболее полную реализацию достижений селекции (Гуляев, 1991). До сих пор положение с финансированием селекцентров очень сложное. Анализируя работу селекционных центров России за предыдущие годы, можно видеть, что большинство из них вносят большой важный вклад в качественное и количественное улучшение и пополнение агробиоразнообразия культурной флоры России. Ежегодно по всем сельскохозяйственным культурам 300-400 сортов и гибридов передается на государственное сортоиспытание и 200-250 вносится в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Как утверждает В. В. Шмаль (2002), анализ новых сортов зерновых культур, включенных в Госреестр за последние годы по устойчивости к наиболее вредоносным болезням показал, что есть отдельные достижения, но в больший- стве случаев селекционная работа велась неэффективно. В последние годы усилилась вредоносность возбудителей головни, разных видов ржавчинных болезней, гельминтоспориоза, септориоза, фузариоза и других. Создание устойчивых к этим патогенам сортов остается одной из важнейших задач селекции, решение которой позволит повысить экономическую эффективность сельхозпроизводст-ва. Работа по селекции ярового ячменя была начата Н. А. Блиновым в 1925 г. на Северо-Двинском отделении Института прикладной ботаники и нрвых культур, которое в последствии было преобразовано в Котласскую семеноводческую опытную станцию, и продолжается до настоящего времени. До 1946 г. на станции в селекции ячменя преимущественно использовался метод индивидуального отбора из местных сортов, возделываемых в области. Исходным материалом для селекционной работы были местные сорта, собранные бывшим Северодвин ским отделением Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур (ныне ВИР) (Рогозин и др., 1960; Харионовская, Лысцева, 1970). В качестве исходного материала для селекции наиболее широко использовались местные сорта ячменя: Лешуконский, Устьянский, Мезенский, Емец-кий, Красноборский, Вилегодский и другие. Из местного Лешуконского ячменя методом индивидуального отбора О.В. Серебровой и В. И. Толченовой был выведен сорт Паллидум 18, районированный в 1954 г. На Котласской опытной станции в 1975 г. селекционером 3. Н. Лысцевой был выведен сорт Светик. В 1987 г. селекционерами станции В. А. Корелиной, 3. Н. Лысцевой, Л. Н. Мининой был выведен новый скороспелый районированный сорт ярового ячменя Гандвиг. Отмечая определенные положительные сдвиги в области селекции зерновых культур, в то же время следует признать, что эта работа нуждается в значительном улучшении. Не случайно по некоторым культурам все еще преобладают сорта созданные в других регионах страны и за рубежом. (Неттевич, 1982а, б; 1998).
Использование коллекции ВИР в селекции ячменя
Архангельская область (без Ненецкого национального округа и островов Арктики), по сведениям В. В. Рогозина (1960), занимает обширную территорию на северо-востоке Европейской части России от 60...40 до 66...28 с. ш. и от 35...54 до 50...30 в.д. На севере область омывается Белым морем, на западе граничит с Карелией, на востоке и юго-востоке с Коми республикой и на северо-востоке - с Ненецким национальным округом. Территория области в указанных границах составляет 308,6 тысяч км2.
Сельское хозяйство имеет молочно-животноводческое направление. Под сельскохозяйственными культурами используется повсеместно небольшая часть территории. В среднем по области она составляет 3,4%. Из них: 2,2% сенокосы и пастбища и 1,2% пашня. Пахотные земли в Архангельской области располагаются в основном полосами вдоль рек и речек. Сформировавшись на целинных почвах, пахотные земли обладают всеми особенностями последних, т. е. представляют измененные сельскохозяйственной культурой подзолистые, подзоли-сто-глеевые и прочие целинные почвы.
В северной части области преобладают тундровые, подзолисто-глеевые, болотные почвы. Центральная часть отличается сильно подзолистыми почвами, нередко встречаются иллювиально-железисто-гумусовые подзолы, торфяно-болотные почвы и торфяники преимущественно верхового типа. Почвенный покров южной части области характеризуется собственно-подзолистыми почвами и железистыми подзолами, местами слабо и среднеподзолистыми, встречаются и подзоло-болотные почвы. Все поймы рек характеризуются аллювиальными почвами.
Преобладающее количество почв (70%) относятся к слабо окультуренным. Для них характерно очень низкое содержание питательных веществ и гумуса, повышенная кислотность, пестрота механического состава и наличия мелкого пахотного (гумусового) горизонта. Серьезным препятствием для сельскохозяйственной культуры на них является мелкоконтурность участков, частая за-валуненность, дальность от усадеб сельскохозяйственных предприятий. На многих участках проявляется временное повышенное увлажнение со всеми его отрицательными последствиями.
Посевные площади в основном сосредоточены в южных и юго-западных районах, где наиболее благоприятны климатические условия и лучшая тепло-обеспеченность культур. Чтобы успешно выполнить задачи, поставленные в области по увеличению производства продуктов животноводства, необходимо расширить кормовую базу, увеличить посевы кормовых культур. За последние годы, за счет сокращения посевов малоурожайных зерновых культур, площадь под многолетними травами и силосными культурами значительно увеличилась.
Архангельская область имеет умеренно-континентальный климат лесной зоны. Территория области за весенние и летние месяцы получает большое количество солнечной энергии в виде тепла и света. Особенностью климата Архангельской области, как и соседних, с ней территорий, является частая смена воздушных масс различного происхождения. При возврате весенних холодов, связанных с вторжением арктического воздуха и сопровождаемых снегопадами, часто вновь устанавливается кратковременный снежный покров.
Продолжительность всего вегетационного периода со средними суточными температурами выше 5С составляет, в среднем, в южных районах 150-155 дней и 120-125 дней - в северных. Сумма положительных средних суточных температур за этот период понижается с юга на север (в южной точке - Вельск она равна 1980С, в северной точке - Мезень - 1290С).
Годовая сумма осадков на большей части территории составляет в среднем около 500 мм при 200-213 днях с осадками за год. За период активной вегетации культур (со средними суточными температурами выше 10С) осадков выпадает от 230 мм в южных районах до 133 мм в Мезени, что соответственно составляет 32-46% годовой суммы. За период с амплитудой выше 0С, осадков выпадает от 70% на юге области до 62% годовой суммы в Мезени.
Несмотря на сравнительно невысокие годовые суммы осадков на данной территории создается переувлажненность почвы, так как солнечного тепла, по ступающего на поверхность земли, здесь меньше того количества, которое необходимо для испарения осадков.
Успешное произрастание сельскохозяйственных культур в Архангельской области осложняется следующими неблагоприятными климатическими факторами: избытком увлажнения в вегетационный период и во время уборочных работ при большом числе дней с осадками и недостатком количества тепла, частыми возвратами холодов поздней весной и летом, приостанавливающими нормальный ход вегетации и сопровождающими период роста и развития растений. Опасные заморозки наблюдается не только в северных и северо-восточных районах, но и в южных.
Развитие сельского хозяйства и его направленность, находится в тесной взаимосвязи с климатическими и физико-географическими условиями местности. Климатическими факторами, влияющими на формирование урожая сельскохозяйственных культур, является свет, тепло и влага. В период вегетации растений света на территории Архангельской области вполне достаточно. Количество выпадающих осадков обычно удовлетворяет потребность растений во влаге и лишь в отдельные годы наблюдается ее избыток или недостаток.
Основным фактором, определяющим урожай и агроклиматические условия произрастания сельскохозяйственных культур, является тепловой режим вегетационного периода. Этот показатель и принят за основу при агроклиматическом районировании. Агроклиматические районы разграничиваются изотермами суммы положительных температур за период со среднесуточными температурами выше 10С. Поэтому признаку область разделена на пять, расположенных с севера на юг, агроклиматических районов.
При совмещении карты почвенного районирования и карты агроклиматического районирования определилась обусловленность почвообразования климатическими условиями. Поэтому В. В. Рогозин и др. (1960) основываясь на агроклиматическом районировании, выделяли почвенно-климатические районы, которые существуют и до настоящего времени: 1) Полярный почвенно-агроклиматический район 2) Приполярный почвенно-агроклиматический район 3) Северный почвенно-агроклиматический район 4) Средний почвенно-агроклиматический район 5) Южный почвенно-агроюшматический район. Наиболее благоприятные природные условия для развития земледелия складываются в южном почвенно-агроклиматическом районе, в который входит всего лишь около 20% территории области, сконцентрирована почти половина всех сельскохозяйственных угодий и до 60% пашни.
К данному району относится и Котласская СОС. Территория ее находится в 1 км от г. Котласа на левом берегу реки Малая Северная Двина. Основной земельный участок занимает три террасы: 1) пойменная, 2) припойменная и 3) водоразделы рек Малая Северная Двина и Удима. Сложный рельеф полей создает сильную пестроту в почвенных разностях. По механическому составу большинство почв - средние глины, а таюке тяжелые и средние суглинки и очень немного встречается легких суглинков и супесей.
Погодные условия в годы исследований
Скороспелые сорта зерновых культур высевают в северных районах, где они могут использовать зимние и ранние весенние осадки и способны давать высокие урожаи (Гуляев, 1999). Основные фазы развития растений и этапы органогенеза у скороспелых сортов проходят быстрее, чем у среднеспелых и позднеспелых сортов. Скороспелые сорта сравнительно быстро проходят фазу выхода в трубку, колошения, цветения, налива и созревания зерна; в результате у них закладывается меньше основных элементов, обуславливающих продуктивность, поэтому скороспелые сорта часто бывают менее продуктивными в сравнении с позднеспелыми.
Создание и подбор сортов приспособленных к различным эколого-географическим условиям позволяет реализовывать признак скороспелости в различающихся условиях произрастания. Научный подход к подбору исходного материала по этому вопросу является одной из важнейших проблем селекции.
Вегетационный период определяется генетическими особенностями сорта и в сильной степени зависит от температурного режима и влагообеспеченности региона выращивания (Бахтеев, 1953; Трофимовская, 1972; Альдеров, Баташева, 2007; Баташева, Альдеров, 2007;). Установлено, что для периода всходы-колошение оптимальной является температура 20-22С, а для периода колошение-созревание 23-24С. Повышение температуры с одновременным понижением влажности воздуха и почвы ускоряет развитие и созревание ячменя и, напротив, низкие температуры (до 15С), особенно во вторую половину лета, в сочетание с высокой влажностью, как правило, затягивают созревание хлебов (Расу-лов, 1984; Lekes, 1972).
Основное направление в селекционной работе в условиях Европейского севера с яровым ячменем - это внутривидовая гибридизация скороспелых высокоурожайных сортов, так как для экстремальных климатических условий севера фактор скороспелости является решающим для выведения нового сорта.
В нашем исследовании период вегетации сорта и ритм его фенофаз устанавливается путем фенологических наблюдений (приложение № 1 и 2, табл. 3). Средняя продолжительность вегетационного периода изученного набора скороспелых образцов за все годы изучения составил 79 дней. За годы исследований длина вегетационного периода сильно варьировала. В жаркие засушливые годы (2000, 2002 гг.) вегетационный период был коротким от 60 до 75 дней, и значительно длиннее в холодные и сырые годы (2003, 2004, 2006 гг.) от 80 до 92 дней, при чем это наблюдалось как у двурядных, так и многорядных ячменей (рис. 3). Амплитуда изменчивости абсолютных величин вегетационного периода по годам у изученных сортов составила 32 дня, а по средним данным 11 дней, что говорит о больших возможностях использования коллекции для селекции на скороспелость.
Продолжительность вегетационного периода стандартного многорядного сорта Варде варьировала от 60 до 83 дней, в среднем составила 75 дней, стандартного двурядного сорта Дина от 68 до 86, в среднем составила 79 дней. По результатам изучения продолжительности вегетационного периода выделено три группы сортов: - ультраскороспелые (70-74 дней), с продолжительностью вегетационного периода короче, чем у стандарта Варде - 9 сортов; - скороспелые (75-79 дней), с продолжительностью вегетационного периода на уровне стандарта Варде - 194 сорта; - среднеспелые (80-84 дня), с продолжительностью вегетационного периода на уровне стандарта Дина - 67 сортов, (рис. 4). В результате нами установлено, что самая многочисленная группа сортов ячменя относилась к скороспелой группе, а самая малочисленная к ультраскороспелой группе. В наиболее многочисленной группе скороспелых образцов представлены в основном сорта Скандинавии, России и Северной Америки. Все ультраскоро- спелые образцы представлены местными сортами Архангельской области (табл. 2). Метеоусловия вызывают ежегодное перераспределение образцов по группам спелости. В благоприятные годы проявляется сортовая индивидуальность сорта. В самый благоприятный 2003 год продолжительность вегетационного периода составляла от 81 до 92 дней. Благодаря удлинению вегетационного периода, межфазные периоды растений прошли в лучших условиях, что позволило полностью сформировать хорошо развитые растения и сказалось на продуктивности ячменя, которая в данном году бьша наивысшей. Из этого можно сделать вывод, что увеличение продолжительности вегетационного периода в данных условиях у скороспелых сортов напрямую связано с увеличением продуктивности. Продолжительность периода от всходов до кущения у всех изученных сортов была одинаковой, поэтому для изучения нами были выбраны периоды от всходов до колошения и от начала колошения до полной спелости. За все годы изучения продолжительность периода всходы-колошение, как у многорядных ячменей, так и у двурядных и составляла 36-47 дней. Период от начала колошения до полной спелости у многорядных ячменей составлял 25-43 дней, а у двурядных 32-45 дней (приложение № 1 и 2). Наиболее скороспелыми являются сорта, у которых оба периода короткие, увеличение продолжительности любого межфазного периода приводит к увеличению продолжительности всего вегетационного периода (табл. 3).
Высота растений и устойчивость к полеганию
Для двурядных ячменей выявлена слабая корреляционная зависимость массы 1000 зерен с урожайностью (г=0,12), продолжительностью вегетационного периода (г=0,14), массой зерна с главного колоса (г=0,17) и отрицательная связь с числом зерен в колосе (г = - 0,19) и с длиной колоса (г= -0,10).
У многорядных ячменей отмечена связь массы 1000 зерен с урожайностью (г=0,27), с вегетационным периодом (г=0,65), при чем с периодом всходы колошение выявлена отрицательная корреляция (г= -0,17) и сильная взаимосвязь с периодом колошение-созревание (г=0,48), массой зерна с главного колоса (г=0,81). Выявлена отрицательная связь с продуктивной кустистостью (г= -0,97), числом зерен в колосе (г= -0,51), числом колосков в колосе (г= -0,29).
Таким образом, величина массы 1000 зерен положительно коррелирует с длиной вегетационного периода, и, прежде всего, зависит от продолжительности межфазного периода колошение-созревание.
Анализируя результаты структурного анализа двурядных и многорядных ячменей можно выделить сорта с высокими показателями структуры урожая (приложение № 1 и 2).
Погодные условия за годы исследований были резко контрастными и, в основном, отражали все разнообразие абиотических факторов, характерных для зоны Европейского Севера России. Влияние погодных условий на элементы продуктивности изменяли их в ту или иную сторону и все это в совокупности реализовалось в урожайности. Вегетационный период 2003 и 2005 года характеризовался как благоприятный. Сложные погодные условия 2002 года привели к удлинению вегетационного периода и к формированию щуплого зерна. Условия 2004 года отличались большим количеством выпавших осадков, что привело к удлинению вегетационного периода и снижению урожая.
По сравнению с благоприятным 2003 годом наибольшая депрессия от избыточного переувлажнения 2004 года отмечалась по массе зерна 1000 зерен и продуктивной кустистости у многорядных ячменей.
Таким образом, масса 1000 зерен в большей степени зависит от агроклиматических условий и наследственных особенностей сорта в условиях Европейского севера и не является результирующим признаком, влияющим на конечную продуктивность. Увеличение значения этого признака у двурядных ячменей находится в прямой зависимости от продолжительности вегетационного пе риода и обратной связи с числом зерен в колосе и длиной самого колоса. У многорядных ячменей масса 1000 зерен тесно связана с длиной вегетационного периода, при чем с периодом всходы-колошение выявлена отрицательная корреляция, так же как и с массой зерна с главного колоса.
Зерновая продуктивность - наиболее важное свойство сорта, являющееся целью всего сельскохозяйственного производства и поэтому определяется, как одна из основных задач селекции. Трудно переоценить роль сорта в увеличении зерновой продуктивности. Урожайный потенциал сортов является наследственным свойством, зависящим от данных экологических условий. Можно предположить, что каждый сорт имеет наследственный максимум по этому показателю, который реализуется в зависимости от условий среды.
При возделывании сортов в контрастных эколого-географических зонах страны на первое место выступают различные элементы продуктивности, определяющие продуктивность в целом. Так как детерминация любого признака зависит от влияний внешней среды и генотипа сорта (Цильке, 2003), то изучение характера изменчивости, наследования и наследуемости этих признаков требует исследований в конкретной зоне и только тогда они представляют наибольшую ценность (Сурин, Ляхова, 1993). При этом, в селекции на урожайность должны учитываться продуктивная кустистость, число и масса зерен с главного колоса, масса зерна с растения и другие признаки (Трофимовская, Лукьянова, 1986).
Урожай зерна складывается из ряда факторов: I) числа продуктивных растений на единицу площади; 2) числа продуктивных колосьев на растение; 3) числа зерен в колосе; 4) массы 1000 зерен. В зоне Европейского Севера РФ главное направление в селекции, от которого будет зависеть перспектива возделывания ячменя, связано, прелсде всего, с повышением общего потенциала продуктивности данной культуры. Трудность селекции в данном районе усложняется тем, что здесь лимитированы основные факторы среды: тепло и в какой-то мере минеральное питание. Согласно Международному классификатору (1983) урожай зерна с единицы площади считается средним, если он составляет 95,1-115,0% по отношению к стандарту, высоким 115,1-135,0% и очень высоким при значении более 135,1%.
В нашем опыте большинство изученных образцов ячменя относились к низкоурожайным, так как в данный набор были включены исключительно скороспелые сорта. Так, у двурядных ячменей за годы исследований из 177 изученных образцов, среднеурожайными были 49 образцов, а высокоурожайными - 20, у многорядных ячменей из 104 изученных образцов, среднеурожайными были 12 образцов, а высокоурожайными только 5 (рис. 11).
Анализируя изученный материал по зерновой продуктивности, нами отмечена изменчивость этого признака в зависимости от метеорологических условий года. Так, в благоприятные 2003 и 2005 гг. (количество осадков и сумма активных температур была в пределах нормы) урожайность сортов ячменя была выше, чем в неблагоприятные 2002 и 2004 гг. Кроме того, как видно их наших данных в условиях Архангельской области двурядные образцы были более продуктивными, чем многорядные (рис. 12).
Среди двурядных ячменей выделены высокоурожайные и очень высокоурожайные образцы (табл. 21). В группу очень высокоурожайных (более 135% от стандарта) вошли сорта: Вулкан (Красноярский кр.), Торос (Свердловская обл.), Mojar (Норвегия), Balder (Финляндия), Sune (Дания), Crystal (Канада), Elrose (Канада). В зависимости от метеорологических условий года урожайность данных сортов менялась (табл. 22). Так, в 2003 году отмечено увеличение урожайности у всех выделенных образцов более, чем на 270% к стандарту, это сорта — Вулкан (Красноярский кр.), Arvo (Норвегия), Balder (Швеция), Зипе(Дания), Elrose, Crystal (Канада). В 2004 году урожайность этих сортов снизилась, однако была значительно выше урожайности стандартного сорта Дина. Резкое снюкение урожайности отмечено в 2002 году, который характеризовался засухой в период налива зерна. В этот год сорт Дина превысил по урожайности практически все выделенные образцы. Высокая продуктивность в среднем за все годы изучения отмечена у сортов Торос (Свердловская обл.), Mojar (Норвегия), Kymppi (Финляндия), Viivi (Финляндия). Данные сорта наиболее адаптивны к условиям возделывания на Европейском севере РФ.
