Новые перспективные пленчатые линии ярового овса в Омском аграрном научном центре

Полный текст

Введение

Овес — это традиционно культура северных районов, широко распространенная в Сибири, способная обеспечивать урожайность в холодном климате и разнообразная по использованию [1, 2].

Общемировая площадь возделывания овса составляет 26 млн га; средняя урожайность — 1,7 т/га ^[1].

По объему в сельском хозяйстве России культура овса составляет 4,3 % от производства зерна и занимает третье место после пшеницы и ячменя. Площади посева имеют тенденцию к ежегодному сокращению от 4,9 млн га в 2001 г. до 2,5 млн га в 2021 г. (рис. 1). В посевах, в основном, распространены пленчатые сорта овса.

Рис. 1. Площадь посева овса в России, млн га, 2001–2021 гг.
Источник: сделано авторами

Fig. 1. Oat cultivation area in Russia, million hectares, 2001–2021
Source: created by authors

Аналогично доля посевов овса, как в общей площади пашни, так и в зерновом клине, снизилась за двадцать лет в два раза (рис. 2). Это говорит о недооцененности овса как кормового и пищевого злака. Использование овса, как правило, ограничено зернофуражными целями, в то время как эта культура широко используется для производства пищевой и диетической продукции².

Рис. 2. Доля площади посева овса в РФ, %, 2001–2021 гг.
Источник: сделано авторами

Fig. 2. Share of oat cultivation area in Russia, %, 2001–2021
Source: created by authors

Омский аграрный научный центр является комплексным учреждением, ведущим селекцию и семеноводство по 14 культурам. Одним из структурных подразделений Центра является лаборатория зернофуражных культур. За более чем 100-летний период работы, коллективом данной лаборатории создано 18 сортов овса. В Госреестр РФ включены 11 сортов (из них 9 сортов пленчатые), еще 2 пленчатых сорта находятся на Государственном сортоиспытании [3].

Показателем востребованности сортов овса селекции Омского аграрного научного центра является их доля в сортовых посевах Омской области, составляющая около 95 %. Бесперебойная передача на государственное сортоиспытание новых перспективных сортов и дальнейшее их внедрение на рынок АПК позволяет актуализировать интерес к данной культуре у сельхозтоваропроизводителей. Однако, несмотря на имеющиеся успехи, необходимо улучшать показатели продуктивности и качества зерна овса [4, 5].

Цель исследований — выделение в питомнике конкурсного сортоиспытания (КСИ) Омского аграрного научного центра перспективных пленчатых линий овса.

Материалы и методы исследования

Питомник КСИ закладывали по пару. Посев производили в оптимальные для каждой исследуемой культуры сроки на площади 10 м² сеялкой ССФК-7М.

Повторность — четырехкратная.

Погодные условия были очень контрастными, что характерно для резкоконтинентального климата и позволило получить более полную характеристику селекционного материала.

В 2019 г. период май — сентябрь характеризовался гидротермическим обеспечением, близким к среднемноголетнему значению (ГТК = 1,1): средняя температура воздуха — 15,4 °C (–0,1 °C от нормы), сумма осадков — 240,7 мм (102,4 % от нормы).

Период май — сентябрь в 2020 г. в целом был засушливым (ГТК = 0,69):

средняя температура воздуха — 17,1 °C (+1,6 °C к норме), сумма осадков — 174,1 мм (74,1 %).

В 2021 г. период май — сентябрь характеризовался засушливыми погодными условиями (ГТК = 0,58): средняя температура воздуха — 16,7 °C (+1,2 °C к норме), сумма осадков — 168,0 мм (71,2 % от нормы). Засуха особенно сильно проявилась в конце мая и в июле.

Биохимические показатели определяли с использованием современных и традиционных методов и технологий: содержание азота в зерне — на автоматическом анализаторе Kjeltek Auto 1030 Analyzer (коэффициент пересчета азота на белок для зерна ячменя — 5,7); содержание сырого жира — в аппарате Сокслета по разности обезжиренного и необезжиренного остатка; содержание крахмала в зерне — поляриметрическим методом³.

Пластичность и стабильность линий ячменя по показателям качества зерна и продуктивности рассчитана по S.A. Eberhart, W.A. Russell [6].

Результаты исследований статистически обработаны по пособию Б.А. Доспехова ⁴ с использованием табличного процессора Microsoft Excel.

Результаты исследования и обсуждение

Овес — ценная кормовая и продовольственная культура, которая ценится за высокие качественные показатели зерна [7, 8]. Имеются указания на существенное улучшение качества зерна путем средств интенсификации производства [8, 9], а также фракционированием [11].

В условиях периода вегетации 2021 г. все показатели качества сформировались на уровне 2020 г. (табл. 1); по отношению к данным 2019 г. наблюдалось превышение

по массовой доле белка и крахмала (+ 3,62 и 3,86 %), а также крупности зерна (+ ³ Плешков Б.В. Практикум по биохимии растений. 3‑е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 255 с.

2⁴ Доспехов Б.А. ,25 г). Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 6‑е. М.: Альянс, 2011. 350 с.

Таблица 1. Сравнительная характеристика качества зерна овса, в среднем за 2019–2021 гг.

Год	Массовая доля, %			Масса 1000 зерен, г
	белка	крахмала	сырого жира
2019	12,25	44,43	5,20	31,30
2020	16,20	49,06	2,31	33,30
2021	15,87	48,29	2,75	33,55
НСР05	0,90	0,48	0,89	3,00

Table 1. Comparative characteristics of oat grain quality (2019–2021)

Year	Mass fraction, %			1000 seed weight, g
	protein	starch	crude fat
2019	12.25	44.43	5.20	31.30
2020	16.20	49.06	2.31	33.30
2021	15.87	48.29	2.75	33.55
LSD05	0.90	0.48	0.89	3.00

Ценность использования овсяных продуктов в питании определяет качество белка [12], а также масличность [13] и крахмалистость [14] зерна. Показано, что в контрастных экологических условиях овес проявляет существенно более высокий уровень адаптивности по массе 1000 зерен в сравнении с ячменем и пшеницей [15].

В группе пленчатых у стандартного сорта Орион содержание белка составило 11,6 %, крахмала — 40,8 %, сырого жира — 2,5 %, массы 1000 зерен — 36,2 г, в среднем за период исследований (табл. 2). Изменчивость исследуемых признаков средняя (10 % < CV < 20 %).

Таблица 2. Характеристика пленчатых линий овса по качеству зерна, питомник КСИ, в среднем за 2019–2021 гг.

Сорт, линия	Массовая доля, %						Масса 1000 зерен, г
	белка		крахмала		сырого жира
	min…max	${\bar{x}}$	min…max	${\bar{x}}$	min…max	${\bar{x}}$	min…max	${\bar{x}}$
Орион, st.	10,2…13,6	11,6	39,2…42,1	40,8	1,5…3,3	2,5	32,6…40,2	36,2
Мутика 1147	9,2…14,6	11,9	41,5…43,5	42,5	2,5…4,2	3,5	36,0…38,9	37,6
Мутика 1178	11,2…15,4	13,3	36,2…43,5	39,8	2,3…2,9	2,6	34,1…47,3	39,6
Мутика 1180	11,7…13,8	12,6	39,5…43,1	40,9	2,1…3,0	2,5	30,9…36,7	33,3
Мутика 1195	12,7…15,6	14,2	39,2…39,8	39,5	2,9…3,2	3,1	33,9…34,6	34,2
Мутика 1196	11,8…14,6	13,2	39,5…39,5	39,5	2,5…3,0	2,8	35,5…37,2	36,3
Мутика 1200	11,0…12,7	11,9	39,8…42,8	41,3	3,6…3,9	3,8	31,1…34,1	32,6
Мутика 1202	11,5…13,8	12,6	38,8…41,8	40,3	3,5…4,5	4,0	33,1…33,5	33,3
Мутика 1205	11,0…13,9	12,5	37,9…44,1	41,0	3,0…3,7	3,4	34,3…35,8	35,0
НСР05	—	0,6	—	1,7	—	0,5	—	0,8
CV, %	—	18,9	—	16,1	—	18,0	—	10,5

Table 2. Characteristics of hulled oats by grain quality, competitive nursery (2019–2021)

Cultivar, line	Mass fraction, %						1000 seed weight, g
	protein		starch		crude fat
	min…max	${\bar{x}}$	min…max	${\bar{x}}$	min…max	${\bar{x}}$	min…max	${\bar{x}}$
Orion, st.	10.2…13.6	11.6	39.2…42.1	40.8	1.5…3.3	2.5	32.6…40.2	36.2
Mutika 1147	9.2…14.6	11.9	41.5…43.5	42.5	2.5…4.2	3.5	36.0…38.9	37.6
Mutika 1178	11.2…15.4	13.3	36.2…43.5	39.8	2.3…2.9	2.6	34.1…47.3	39.6
Mutika 1180	11.7…13.8	12.6	39.5…43.1	40.9	2.1…3.0	2.5	30.9…36.7	33.3
Mutika 1195	12.7…15.6	14.2	39.2…39.8	39.5	2.9…3.2	3.1	33.9…34.6	34.2
Mutika 1196	11.8…14.6	13.2	39.5…39.5	39.5	2.5…3.0	2.8	35.5…37.2	36.3
Mutika 1200	11.0…12.7	11.9	39.8…42.8	41.3	3.6…3.9	3.8	31.1…34.1	32.6
Mutika 1202	11.5…13.8	12.6	38.8…41.8	40.3	3.5…4.5	4.0	33.1…33.5	33.3
Mutika 1205	11.0…13.9	12.5	37.9…44.1	41.0	3.0…3.7	3.4	34.3…35.8	35.0
LSD05	—	0.6	—	1.7	—	0.5	—	0.8
CV, %	—	18.9	—	16.1	—	18.0	—	10.5

Достоверно превышали стандарт по содержанию белка в зерне линии Мутика 1178, Мутика 1180, Мутика 1195, Мутика 1196, Мутика 1200, Мутика 1202 и Мутика 1205 (+0,9…2,6 % к st); по содержанию крахмала — линия Мутика 1147 (+1,5…2,3 % к st); сырого жира — Мутика 1147, Мутика 1195, Мутика 1200, Мутика 1202, Мутика 1205 (+0,6…1,3 % к st); по массе 1000 зерен — Мутика 1147 и Мутика 1178 (+0,9…3,4 г к st).

Вновь создаваемые сорта должны характеризоваться не только повышенными показателями качества зерна и продуктивности, но также должны обладать адаптивностью к изменяющимся условиям окружающей среды [16].

Анализ коэффициентов регрессии b_i (табл. 3) позволил все исследуемые сорта по основным показателям качества зерна и продуктивности разделить на три группы:

1. b_i > 1: Мутика 1147, Мутика 1178 (массовая доля белка); Мутика 1178 и Мутика 1180 (массовая доля крахмала); Мутика 1147 (массовая доля сырого жира); Мутика 1178, Мутика 1180 (масса 1000 зерен) — линии интенсивного типа;
2. b_i от 0,96 до 1,06: Мутика 1195, Мутика 1196, Мутика 1205 (массовая доля белка) — полное соответствие показателей качества изменению условий выращивания;
3. остальные сорта (при b_i < 1) относятся к экстенсивному типу.

Таблица 3. Адаптивность пленчатых линий овса, в среднем за 2019–2021 гг.

Сорт, линия	Массовая доля						Масса 1000 зерен
	белка		крахмала		сырого жира
	${b_i}$	${\sigma_d^2}$	${b_i}$	${\sigma_d^2}$	${b_i}$	${\sigma_d^2}$	${b_i}$	${\sigma_d^2}$
Пленчатая группа
Орион, st.	1,43	0,21	0,72	3,83	1,33	1,14	1,59	2,21
Мутика 1147	1,57	5,11	0,44	1,64	1,44	0,89	0,53	3,87
Мутика 1178	1,27	2,88	2,71	1,65	0,28	0,18	6,83	2,89
Мутика 1180	0,79	0,27	2,02	0,57	0,11	0,44	2,74	6,78
Мутика 1195	0,99	0,63	0,08	0,20	0,17	0,02	0,19	0,18
Мутика 1196	0,96	0,60	0,00	0,01	0,35	0,07	0,45	1,00
Мутика 1200	0,56	0,20	0,38	4,11	0,19	0,02	0,80	3,19
Мутика 1202	0,80	0,41	0,38	4,13	0,69	0,28	0,09	0,04
Мутика 1205	0,97	0,61	0,79	1,33	0,48	0,14	0,42	0,88

Table 3. Adaptability of hulled oats (2019–2021)

Cultivar, line	Mass fraction, %						1000 seed weight, g
	protein		starch		crude fat
	${b_i}$	${\sigma_d^2}$	${b_i}$	${\sigma_d^2}$	${b_i}$	${\sigma_d^2}$	${b_i}$	${\sigma_d^2}$
Hulled group
Orion, st.	1.43	0.21	0.72	3.83	1.33	1.14	1.59	2.21
Mutika 1147	1.57	5.11	0.44	1.64	1.44	0.89	0.53	3.87
Mutika 1178	1.27	2.88	2.71	1.65	0.28	0.18	6.83	2.89
Mutika 1180	0.79	0.27	2.02	0.57	0.11	0.44	2.74	6.78
Mutika 1195	0.99	0.63	0.08	0.20	0.17	0.02	0.19	0.18
Mutika 1196	0.96	0.60	0.00	0.01	0.35	0.07	0.45	1.00
Mutika 1200	0.56	0.20	0.38	4.11	0.19	0.02	0.80	3.19
Mutika 1202	0.80	0.41	0.38	4.13	0.69	0.28	0.09	0.04
Mutika 1205	0.97	0.61	0.79	1.33	0.48	0.14	0.42	0.88

Дополнительный параметр изменчивости — это степень стабильности. При условии пониженных значений данного показателя наблюдается более высокая устойчивость исследуемого признака.

Так, высокая стабильность отмечена у сортов по следующим показателям качества: Мутика 1180, Мутика 1195, Мутика 1196, Мутика 1200, Мутика 1202, Мутика 1205 (массовая доля белка); Мутика 1180, Мутика 1195 и Мутика 1196 (массовая доля крахмала); Мутика 1147, Мутика 1178, Мутика 1180, Мутика 1195, Мутика 1196, Мутика 1200, Мутика 1202, Мутика 1205 (массовая доля сырого жира); Мутика 1195, Мутика 1202, Мутика 1205 (масса 1000 зерен), при  < 1.

Высокой отзывчивостью на улучшение условий среды и высокой стабильностью (при b_i >1 и  < 1) обладали линии Мутика 1147 (массовая доля сырого жира); Мутика 1180 (массовая доля сырого крахмала).

Заключение

1. В условиях периода вегетации 2021 г. все показатели качества сформировались на уровне 2020 г. по отношению к данным 2019 г. Наблюдалось превышение по массовой доле белка и крахмала (+3,62 и 3,86 %), а также крупности зерна (+ 2,25 г).
2. Для дальнейших исследований рекомендуются следующие перспективные линии:

• Мутика 1147: +1,0 % к st по массовой доле сырого жира; +1,4 г к st по массе 1000 зерен; отзывчивость на улучшение условий среды, стабильность по содержанию сырого жира.
• Мутика 1178: +1,7 % к st по массовой доле белка; +3,4 г к st по массе 1000 зерен; интенсивность по содержанию белка и крахмала (b_i > 1), стабильность ( < 1) по содержанию сырого жира.
• Мутика 1180: +1,0 % к st по массовой доле белка. Отзывчивость на улучшение условий среды, стабильность (при b_i > 1 и  <1) по массовой доле крахмала, стабильность ( < 1) по белку и сырому жиру.
• Мутика 1195: выделяется по содержанию белка и сырого жира (+2,6 и 0,6 % к st соответственно), стабилен по указанным признакам, а также по массе 1000 зерен.
• Мутика 1196: +1,6 % к st по содержанию белка; стабильность по массовой доле крахмала и сырого жира.
• Мутика 1200: +1,3 % к st по массовой доле сырого жира; стабильность ( < 1) по содержанию белка и сырого жира.
• Мутика 1202: превосходит стандарт по содержанию белка (+1,0 %) и сырого жира (+1,5 %); стабильна по указанным признакам, а также массе 1000 зерен.
• Мутика 1205: превышает стандарт по массовой доле белка и сырого жира на +0,9 %; стабильна по массовой доле белка, сырого жира и массе 1000 зерен.

 

_{¹ Инновации в технологии возделывания овса — Раздолье // ИКАР. 2020. Режим доступа: http://ikar.ru/articles/282.html. Дата обращения 07.06.2022.}

_{² ГОСТ 28673—90. Овес. Требования при заготовках и поставках. 2009. 7 с.}

Об авторах

Петр Николаевич Николаев

Омский аграрный научный центр

Email: nikolaev@55anc.ru
ORCID iD: 0000-0003-3679-8985
SPIN-код: 7096-6529

кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией селекции зернофуражных культур

Российская Федерация, 644012, г. Омск, пр. Королева, д. 26

Оксана Александровна Юсова

Омский аграрный научный центр

Автор, ответственный за переписку.
Email: yusova@55anc.ru
ORCID iD: 0000-0002-5192-2967
SPIN-код: 5611-8777

кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией биохимии и физиологии растений

Российская Федерация, 644012, г. Омск, пр. Королева, д. 26

Сергей Владимирович Васюкевич

Омский аграрный научный центр

Email: s.vasyukevich@anc55.ru
SPIN-код: 8372-4260
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции зернофуражных культур Российская Федерация, 644012, г. Омск, пр. Королева, д. 26

Список литературы

Дополнительные файлы