Селекционная оценка образцов голозерного овса (Avena sativa subsp. 
nudisativa L.) в условиях северной лесостепи Западной Сибири

Актуальность темы

Овес — одна из наиболее распространенных и важных зерновых культур возделываемых в Российской Федерации. Основные посевы сосредоточены в Центральном районе Нечерноземной зоны, Волго-Вятском регионе, Сибири, на Урале, Дальнем Востоке. Широкий ареал культуры связан с богатством экотипов овса и его хорошей приспособляемостью к условиям возделывания [1].

С развитием современных ресурсои энергосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур и переработки сырья повышается интерес к голозерным сортам овса. Самые интересные и популярные голозерные формы посевного овса имеют свое происхождение из горной северо-западной части Китая. Эти формы известны давно, в XVIII веке они были описаны как A. chinen-sis Metzg., то есть китайский овес. До последнего времени, это была довольно малораспространенная зерновая культура, хотя ею начали заниматься в начале XX века в США и Канаде. В настоящее время внимание к голозерным сортам овса усилилось и сейчас практически каждая Европейская страна имеет по одному и более голозерному селекционному сорту [2].

Голозерные сорта овса имеют существенные преимущества перед пленчатыми по содержанию и наилучшему соотношению в белке ряда незаменимых аминокислот, характеризуются богатым составом витаминов (Вь В2) и минеральных веществ, а также хорошими энергетическими свойствами, благодаря высокому содержанию масла [3]. В отличие от других зерновых культур, зерно овса имеет высокую биологическую ценность, которая не снижается по мере накопления белка [4].

Отечественными и зарубежными исследованиями установлены следующие преимущества использования зерна голозерного овса: при переработке на пищевые продукты выход готовой продукции увеличивается на 20−25%- при кормлении голозерным овсом денежный доход на каждом килограмме прироста живой массы поросят выше на 3,0−3,5% по сравнению с шелушенным овсомвключение в рационы кур-несушек до 40% голозерного овса обеспечивает дополнительную прибыль и позволяет заменить в рационах часть дефицитного зерна кукурузы и пшеницы [5, 6].

Голозерный овес — это биологически и энергетически ценное продовольственное и фуражное сырье. Вместе с тем, существует ряд причин, ограничивающих успешную селекцию данной культуры и широкое внедрение сортов в производство. Это в первую очередь более низкая урожайность по сравнению с пленчатыми сортами [1, 7, 8, 9]. Так же одной из причин является сильное опушение зерновки, что затрудняет равномерный и качественный посев сортов в связи с тем, что семена зависают в семепроводах. При обмолоте растений и переработке семян обрушивается выпуклый зародыш, что снижает их посевные и технологические качества и ограничивает широкое использование таких сортов [10]. Голозерные сорта овса подвержены сильному поражению головневыми заболеваниями.

В России селекционные работы по голозерному овсу велись и ведутся не систематически. Так в Государственном реестре селекционных достижений находятся всего лишь семь сортов голозерного овса: Тюменский голозерный (НИИСХ Северного Зауралья, внесен в Госреестр РФ в 2002 г.), Левша (Кемеровский НИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2005 г.), Вятский голозерный (НИИСХ Северо-Востока, Фаленская СС, внесен в Госреестр РФ в 2007 г.), Голец (Красноярский НИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2008 г.), Сибирский голозерный (СибНИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2008 г.), Помор (Кемеровский НИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2011 г.), Тайдон (Кемеровский НИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2012 г.). Однако данного набора явно недостаточно, кроме того некоторые из них не полностью удовлетворяют запросам производства, так как не обладают комплексом хозяйственно-ценных качеств и экологической пластичностью.

Главным направлением селекции голозерного овса было и остается увеличение продуктивности, улучшение качественных показателей зерна. Для этого необходимо создание сортов не только с высоким потенциалом продуктивности и качества, но и устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды. В этой связи создание сортов голозерного овса с высоким уровнем урожайности, выровненным и крупным зерном, устойчивых к полеганию и распространенным патогенам, в первую очередь к возбудителям головневых заболеваний, является весьма актуальным. Успешное решение этих и вновь возникающих проблем возможно лишь при наличии соответствующего исходного материала.

Цель исследований: провести комплексную селекционную оценку коллекционных образцов голозерного овса с выделением источников хозяйственно-ценных признаков, создать селекционный материал для условий северной лесостепи Западной Сибири.

Задачи исследований:

— определить оптимальную величину параметров вегетационного периода, структурных элементов продуктивности и качества зерна образцов голозерного овса мировой коллекции ВИР в условиях северной лесостепи Западной Сибири;

— выделить источники хозяйственно-ценных признаков для практической селекции;

— установить зависимость показателей урожайности и качества зерна от гидротермических условий вегетационного периода;

— провести анализ изменчивости признаков и определить их корреляционные связи для улучшения качества отбора;

— создать новый селекционный материал голозерного овса адаптированный к условиям северной лесостепи.

Научная новизна исследований. Проведена комплексная оценка образцов голозерного овса мировой коллекции ВИР, а также сортов и гибридов собственной селекции, выделены источники хозяйственно-ценных признаков, выявлены корреляционные связи показателей структурных элементов урожайности и признаков качества зерна. Создан новый перспективный селекционный материал и сорта, адаптированные к местным почвенно-климатическим условиям.

Практическая значимость работы. Дана характеристика генофонда голозерного овса применительно к задачам селекции на высокую урожайность и качество зерна в Западной Сибири. Выделенные коллекционные образцы, как по отдельным показателям, так и по комплексу хозяйственно-ценных признаков предложено использовать в качестве исходного материала при создании новых сортов голозерного овса.

Проведенный анализ изменчивости признаков и определение их корреляционных связей позволили выделить ряд параметров (оптимальная продолжительность вегетационного периода 91−101 день с периодами всходы-выметывание 3640 дней и выметывание-созревание 54−62 дня, озерненность метелки более 60 шт. и продуктивность метелки 1,0−1,5 г, показатели массы 1000 зерен 28−33 г и урожайности сорта в целом более 300 г/м), способствующих повышению эффективности отбора в процессе создания нового сорта голозерного овса.

Выделен перспективный гибридный материал для создания сортов адаптированных к местным условиям. При творческом участии соискателя созданы пять сортов голозерного овса: Алдан (авторское свидетельство № 43 995, патент на селекционное достижение № 3932 от 14.05.2008 г, доля авторства 40%) — Муром (авторское свидетельство № 46 634, патент на селекционное достижение № 5008 от 16.12.2009 г, доля авторства 40%) — Помор (авторское свидетельство № 48 647, патент на селекционное достижение № 5937 от 12.05.2011 г, доля авторства 40%) — Тайдон (авторское свидетельство № 51 775, патент на селекционное достижение № 5894 от 06.04.2011 г, доля авторства 40%) — Гаврош (проходит Государственное испытание, заявка № 57 902/8854334 с датой приоритета 01.12.2011 г, доля авторства 35%).

Положения, выносимые на защиту:

— выделенные источники голозерного овса с комплексом хозяйственно-ценных признаков;

— перспективность сортов голозерного овса среднепоздней и позднеспелой групп спелости формирующих высокую урожайность в различных погодных условиях вегетационного периода;

— новый селекционный материал и сорта голозерного овса для условий северной лесостепи Западной Сибири.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на заседаниях научно-методической комиссии и Ученого совета ГНУ Кемеровский НИИСХ (20 032 011 гг.), а так же представлены на научно-практической конференции «Адаптивные системы селекции и семеноводства» г. Колпашево, 2008 г., выездном заседании селекцентра Сибирского НИИРС проводимого на базе ГНУ Кемеровский НИИСХ, 2008 г, научно-практической конференции «Селекция сельскохозяйственных культур на устойчивость к абиотическим и биотическим стрессам» г. Барнаул, 2008 г., международной научно-практической конференции «Современные проблемы селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур» пос. Крас-нообск, 2011 г., XI международной генетико-селекционной школе-семинаре «Современное состояние, приоритетные направления развития генетики, эпигенети-ки, селекции и семеноводства» пос. Краснообск, 2012 г., V международной научно-практической конференции «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых» пос. Краснообск, 2012 г.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка и приложений. Содержит 49 таблиц, 25 рисунков, 31 приложение. Библиографический список включает 193 наименования, в том числе 21 на иностранных языках.

Результаты исследования показали, что меньшее выщепление пленчатых зерен проявляется в основном у сортов с высотой соломины 96−110 см входящих в среднепозднюю (91−100 дней) группу спелости (рисунок 3.7). а) б) 12 10 8.

6 -4 -2 +0 8 7 6.

5 -I— 4 — 3 — 2 — 1 —.

50−61 62−71 72−81 82−95 96−110 1 11 120.

Высота растений, см 0.

81−90 91−100 101−110 111−120 Период вегетации, дней.

Рисунок 3.7 — Выщепление пленчатых зерен: а) различных по высоте растенийб) различных групп спелости.

В зависимости от эколого-географического происхождения у сортов также наблюдаются различия по выщеплению пленчатых зерен. Небольшое выщепление пленчатых зерен свойственно для северной русской (1,1%), лесостепной европейской (1,5%), дальневосточной (1,6%), китайско-монгольской (1,7%) эколого-географических групп. Очень сильное выщепление характерно для сортов скандинавской (8% по группе) и североамериканской (5,3%) групп.

Из литературных данных известно, что признак голозерности обусловлен наличием доминантных аллелей генов N-1, N-2 и N-3, наличие хотя бы одной рецессивной аллели п-2 или п-3 обусловливает мозаичность проявления признака, а наличие сразу двух рецессивных аллелей п-1 и п-2 или п-3 — полную пленчатость зерновок [16, 82]. Поэтому для селекции голозерного овса важны генотипы с полным доминированием голозерности. Такие образцы присутствуют практически во всех эколого-географических группах. Причем преимущественно это староместные сорта среднепоздней группы спелости. Очень большое выщепление пленчатых зерен (более 25%) присуще позднеспелым сортам селекции последних десятилетий из Бельгии, США и Канады при возможном использовании в скрещиваниях пленчатых сортов (таблица 3.19).