Выпуск 3(27) 2021г.
Дата выхода: 24.11.2021
Базанов Т. А., Ущаповский И. В., Логинова Н. Н., Смирнова Е. В., Михайлова П. Д.
ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА СОРТОВ КОНОПЛИ ПОСЕВНОЙ РОССИЙСКОЙ СЕЛЕКЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ISSR–МАРКЕРОВ
Bazanov T. A., Uschapovsky I. V., Loginova N. N., Smirnova E. V., Mikhailova P. D.
STUDY OF GENETIC POLYMORPHISM OF RUSSIAN ORIGIN HEMP CULTIVARS WITH THE USE OF ISSR–MARKERS
Реферат. Современное коноплеводство предъявляет высокие требования к эффективности селекции и надёжности семеноводства конопли посевной (Cannabis sativa L. subsp. sativa), поэтому актуальным становится изучение генетического полиморфизма, межсортовой и внутрисортовой изменчивости, особенностей формирования фонда доступного генетического разнообразия культуры. Цель исследований – изучение генетического полиморфизма ряда современных российских сортов технической конопли с использованием молекулярных ISSR-маркеров. Исследования проведены в 2021 г. в лаборатории молекулярно-генетических исследований и клеточной селекции ФНЦ ЛК. Изучено 10 сортов конопли посевной российской селекции из коллекции Территориального обособленного структурного подразделения Федерального научного центра лубяных культур – Пензенского исследовательского института сельского хозяйства: Милена, Вера, Сурская, Надежда, Ингреда, Диана, Юлиана, Гентус, Димра, Марго. ДНК выделяли из отдельных семян методом CTAB. При постановке ПЦР использовали 20 ISSR-праймеров, продукты амплификации разделяли в агарозном геле. Определено 99 аллелей размером 430–1500 п.н., при этом генетический профиль каждого образца индивидуален. Кластерный анализ и дендрограмма генетического подобия позволили выявить наличие внутри- и межсортового генетического полиморфизма, визуализировать филогенетические отношения сортов. Образцы сформировали плотные внутрисортовые группы и распределились на три межсортовых кластера. Наличие в родословных изученных сортов сходных компонентов скрещивания связано с особенностью выявленной кластеризации и обуславливает предпосылки формирования генетической узости современных сортов конопли посевной. Набор из 20 использованных ISSR–маркеров отличается хорошей разрешающей способностью для изучения генетического полиморфизма конопли посевной. У 10 сортов конопли посевной среднерусского типа выявлен внутрисортовой полиморфизм со средней генетической дистанцией 0,14 и межсортовой полиморфизм с дистанцией 0,61. По результатам кластерного и факторного анализов, показавших сходство выводов, образцы распределились на три основных кластера, в основном, отличающихся оригинатором сорта. Изучение полиморфизма ДНК семян сорта Диана, полученных при репродукции двух лет, указывает на его генетическую стабильность.
Ключевые слова: конопля посевная, молекулярные маркеры, ISSR, ПЦР, генетический полиморфизм, селекция.
Summary. Nowadays, hemp production places high demands on the efficiency of breeding and the reliability of seed multiplication of hemp (Cannabis sativa L. subsp. Sativa). Therefore, a detailed study of genetic polymorphism, intervarietal and intravarietal variability, and the peculiarities of the formation of the fund of available genetic diversity of culture becomes urgent. The aim was to study the genetic polymorphism of some modern Russian species of industrial hemp using molecular ISSR markers. Experimental data were obtained in 2021 in the laboratory of molecular-genetic researching and cell selection of the Federal Research Center of Bast Crops. We studied ten varieties of hemp of Russian breeding from the collection of Penza Unit of Federal Research Center for Fiber Crops: ‘Milena’, ‘Vera’, ‘Surskaya’, ‘Nadezhda’, ‘Ingreda’, ‘Diana’, ‘Juliana’, ‘Gentus’, ‘Dimra’, ‘Margo’. DNA was isolated from individual seeds by the CTAB method. When setting up PCR, 20 ISSR primers were used; amplification products were separated in agarose gel. A total of 99 alleles of 430–1500 bp were identified, the genetic profile of each studied sample turned out to be individual. Cluster analysis and genetic similarity dendrogram construction made it possible to reveal the presence of intra- and intervarietal genetic polymorphism, visualize the phylogenetic relationships of the studied species. The studied samples formed dense intravarietal groups and were divided into three intervarietal clusters. The presence of similar components of crossing in the pedigrees of the studied varieties is associated with the peculiarity of the identified clustering and determines the prerequisites for the formation of the genetic narrowness of modern varieties of cannabis. The set of 20 used ISSR-markers is distinguished by good resolution for studying the genetic polymorphism of hemp. Intravarietal polymorphism with an average genetic distance of 0.14 and intervarietal polymorphism with a distance of 0.61 were revealed in 10 cultivars of hemp of the Central Russian type. According to the results of cluster and factor analyzes, which showed the similarity of conclusions, the samples were divided into three main clusters, mainly differing in the originator of the variety. The study of DNA polymorphism of seeds of the ‘Diana’, obtained after reproduction of two years, indicates its genetic stability.
Keywords: hemp, molecular markers, ISSR, PCR, genetic polymorphism, breeding.
Бондарчук Е. Ю., Цыгичко А. А., Асатурова А. М.
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ ЭНТОМОПАТОГЕННОЙ АКТИВНОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ В ОТНОШЕНИИ НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ IN VITRO (ОБЗОР)
Bondarchuk E. Yu., Tsygichko A. A., Asaturova A. M.
METHODOLOGICAL APPROACHES TO THE ASSESSMENT OF THE ENTOMOPATHOGENIC ACTIVITY OF MICROORGANISMS AGAINST INSECT PESTS IN VITRO (REVIEW)
Реферат. Чрезмерная интенсификация аграрной деятельности химическими инсектицидами привела к ряду серьезных проблем, угрожающих окружающей среде и здоровью человека. Одним из путей их решения является переориентация на применение препаратов на основе энтомопатогенных биоагентов. Целью данного обзора является поиск и систематизация методических подходов к определению энтомопатогенной активности микроорганизмов различных таксономических групп в лабораторных условиях. Целесообразность выбора необходимого метода при изучении того или иного явления или процесса является важным моментом как в фундаментальной сфере исследований, так и в прикладной. Первичная оценка энтомопатогенной активности микроорганизмов in vitro лежит в основе расширения спектра их действия, введения новых штаммов в коллекции, а также способствует пополнению знаний об уже известных свойствах различных видов микроорганизмов. Все это безусловно связано с дальнейшим выбором их в качестве биологических агентов. Каждая из представленных групп энтомопатогенов имеет свои отличительные особенности механизмов действия, детерминированные целевым насекомым. В отношении выбора методических подходов оценки энтомопатогенного действия грибов авторы опирались на физиологические особенности насекомого и его стадию вредоносности. Изучая активность штаммов бактерий, исследователи руководствовались методическими подходами перорального заражения насекомых, используя инфицированный источник питания, и отмечали патологические изменения в клеточной структуре, а также деформации элементов кишечника. Наиболее распространенным способом оценки действия энтомопатогенных вирусов в лабораторных условиях является метод поверхностного заражения источника питания тестируемого насекомого, учитывая высокую специализацию агента. При изучении механизмов действия грибных, бактериальных и вирусных агентов, исследователи вводили в тело насекомого инъекции с суспензией патогена. Поиск и систематизация актуальных методических подходов для оценки энтомопатогенных микроорганизмов в зависимости от таксономической принадлежности является важной частью работы, непосредственно связанной с разработкой качественного и эффективного биоинсектицида.
Ключевые слова: методические подходы, энтомопатогенные микроорганизмы, энтомопатогенное действие, бактерии, грибы, вирусы.
Summary. Excessive application of chemical insecticides in agriculture has led to some serious problems that threaten the environment and human health. One of the possible ways to overcome the situation is to shift to environmentally-friendly preparations based on entomopathogenic bioagents. The purpose of this review was to search for and systematize methodological approaches to determine the entomopathogenic activity of microorganisms of various taxonomic groups in laboratory conditions. The expediency of choosing the necessary method when studying a particular phenomenon or process is an important point both in the fundamental and applied field of research. The primary assessment of the entomopathogenic activity of microorganisms in vitro is the basis for expanding the spectrum of their action, introducing new strains into collections. It also contributes to the replenishment of knowledge about the already known properties of various types of microorganisms. All this, certainly, is connected with the further choice of them as biological agents. Each of the presented groups of entomopathogens has its distinctive features of the mechanisms of action determined by the target insect. Concerning the choice of methodological approaches for assessing the entomopathogenic effect of fungi, the authors relied on the physiological characteristics of the insect and its stage of harmfulness. The researchers were guided by methodological approaches of oral infection of insects using an infected food source to study the activity of bacterial strains. Pathological changes in the cellular structure, as well as deformations of intestinal elements, were noted. The most common way to assess the effect of entomopathogenic viruses in the laboratory is the method of surface infection of the food source of the tested insect, taking into account the high specialization of the agent. When studying the mechanisms of action of fungal, bacterial and viral agents, researchers injected a suspension of the pathogen into the insect’s body. The search and systematization of relevant methodological approaches to assess entomopathogenic microorganisms depending on the taxonomic affiliation is an important part of the work directly related to the development of a high-quality and effective bioinsecticide.
Keywords: methodological approaches, entomopathogenic microorganisms, entomopathogenic effects, bacteria, fungi, viruses.
Гаврин Д. С., Бартенев И. И., Нечаева О. М.
ВЛИЯНИЕ ОСНОВНОГО МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ И ВНЕКОРНЕВЫХ ПОДКОРМОК МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ НА УРОЖАЙ СЕМЯН САХАРНОЙ СВЕКЛЫ, ЕГО СТРУКТУРУ И КАЧЕСТВО
Gavrin D. S., Bartenev I. I., Nechaeva O. M.
INFLUENCE OF BASIC MINERAL FERTILIZER AND FOLIAR FEEDING WITH MICROELEMENTS ON SUGAR BEET SEEDS YIELD, STRUCTURE AND QUALITY
Реферат. Сахарная свекла (Beta vulgaris L.) является одной из важнейших технических культур, основным сырьем для получения сахара – продукта стратегического значения, широко используемого в пищевой и фармацевтической промышленности. Поэтому особую важность имеет обеспечение отечественного свекловодства семенами отечественных гибридов, конкурентоспособных с лучшими зарубежными. Цель исследований – изучение влияния основного минерального удобрения и микроэлементов бора и цинка на величину урожая семян сахарной свеклы, его структуру и показатели качества. Место проведения исследований – опытные поля ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара имени А. Л. Мазлумова», расположенные в зоне неустойчивого увлажнения Центрально-Черноземного региона в северо-западной части Воронежской области (п. Рамонь). Почва опытных участков представлена черноземом выщелоченным тяжелосуглинистым со средним содержанием гумуса 4,5 %. Полевые опыты закладывали в 2018–2020 гг. в соответствии с методикой Б. А. Доспехова. Схема опыта включала следующие варианты: 1) контроль (без удобрений), 2) фон основного удобрения N160P160K160, 3) двукратная внекорневая подкормка семенных растений 0,1 % раствором смеси борной кислоты и сульфата цинка до фазы цветения, 4) фон + внекорневая подкормка. Лабораторные анализы качества семян проводили в соответствии с ГОСТ 22617.2-94. Полученные данные свидетельствуют о значительном влиянии фона основного удобрения N160P160K160, который обеспечил прибавку урожайности к контролю 0,53 т/га (45,3 %). Значительно повысились и посевные качества семян: энергия прорастания в среднем на 10,3 % абс., всхожесть – на 9,8 % абс., доброкачественность – на 5,4 % абс. Внекорневая подкормка микроэлементами влияния на урожайность практически не оказала, однако обеспечила увеличение показателей посевных качеств семян: энергии прорастания в среднем на 3,3 % абс., всхожести – на 4,7 % абс., доброкачественности – на 4,6 % абс. Выявлена также прямая зависимость величины урожая семян от слагающих его элементов структуры: количества продуктивных побегов, их высоты и обсемененности на единице длины – коэффициент корреляции (r) для всех трех парных зависимостей величин составил 0,99.
Ключевые слова: сахарная свекла (Beta vulgaris L.), семенные растения, семена, структура урожая, посевные качества, основное удобрение, микроэлементы, внекорневая подкормка.
Summary. Sugar beet (Beta vulgaris L.) is one of the most important industrial crops, which is the main raw material for sugar production – a product of strategic importance widely used in food and pharmaceutical industries. In this regard, the provision of domestic beet growing with seeds of domestic hybrids that are competitive with the best foreign ones is particularly relevant. The purpose of the research is to study the effect of the basic mineral fertilizer and microelements boron and zinc on the sugar beet seeds yield, structure and quality indicators. The studies were carried out in the experimental fields of the All-Russian Scientific Research Institute of Sugar Beet and Sugar named after A.L. Mazlumov, located in the zone of unstable moistening in the Central Black Soils region in the northwestern part of the Voronezh region (Ramon village). The soil of the experimental site is represented by leached hard loamy chernozem with a medium humus content of 4.5 %. Field experiments were laid in 2018–2020 according to the methodology of B. A. Dospekhov. The experiment scheme included the following options: control (without fertilizers); double foliar feeding of seed plants with a 0.1 % solution of a mixture of boric acid and zinc sulfate before the flowering; N160P160K160; N160P160K160 + foliar feeding. Laboratory analyzes of seed quality were carried out according to GOST 22617.2 – 94. The data obtained indicate a significant effect of the basic fertilizer (N160P160K160), which contributed to a 0.53 t/ha (45.3 %) yield increase compared to the control. The sowing qualities of seeds also increased significantly: germination energy by an average of 10.3 % abs., germination – by 9.8 % abs., good quality – by 5.4 % abs. Foliar dressing with microelements had practically no effect on the yield; however, it provided a significant increase in the indicators of the sowing qualities of seeds: germination energy – by an average of 3.3 % abs., germination – by 4.7 % abs., good quality – by 4.6 % abs. Direct dependence of the value of the yield of seeds on the constituent elements of the structure was also revealed: the type of bush of seed plants, the number of productive shoots, their height and seeding per unit length. The correlation coefficient (r) for all three paired dependences of the quantities was 0.99.
Keywords: sugar beet (Beta vulgaris L.), seed plants, seeds, crop structure, sowing qualities, basic fertilizer, microelements, foliar feeding.
Гулянов Ю. А., Николаев Н. А., Яковлев И. Г.
СОРТОВАЯ СПЕЦИФИЧНОСТЬ ОПТИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ФИТОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОСЕВОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Gulyanov Yu. A., Nikolaev N. A., Yakovlev I. G.
VARIETAL SPECIFICITY OF OPTO-BIOLOGICAL PROPERTIES AND PHYTOMETRIC PARAMETERS OF WINTER WHEAT CROPS
Реферат. Выявление сортовой специфичности оптико-биологических свойств полевых культур необходимо для правильной интерпретации спутниковых снимков, оперативного определения фитометрических параметров посевов, индикации уровня их развития и обоснования корректирующих технологических решений. Цель исследований заключалась в проведении оценки оптико-биологических свойств и фитометрических параметров разнобиологических сортов озимой пшеницы, выявлении их связи и межсортовой вариабельности в высокотехнологичных эталонных посевах на основе спутникового и наземного мониторинга. Полевые исследования проводили в 2019 –2020 гг. на участке конкурсного экологического сортоиспытания, заложенном на учебно-опытном поле Оренбургского ГАУ, в зоне южных степей Оренбургского Предуралья. Агроценозы различных сортов озимой пшеницы заметно различаются по оптико-биологическим свойствам, выражающимся в величинах нормализованного вегетационного индекса (NDVI). Наименьшими средними за вегетацию значениями NDVI (0,57–0,59) характеризовались сорта Гром, Дон 95, Быстрица, Спартак, Станичная и Синтетик. Более высокие значения NDVI (0,67) наблюдали в посевах сортов Жемчужина Поволжья, Колос Оренбуржья, Оренбургская 105, Рифей и Пионерская 32. Вариабельность между сортами по наименьшему (0,51 – Гром, 0,52 – Дон 95) и наибольшему (0,69 – Колос Оренбуржья, 0,70 – Пионерская 32, 0,69 – Оренбургская 105) значениям NDVI в период максимального развития ассимиляционного аппарата достигала 0,17–0,19 единиц (фаза полного весеннего кущения). К фазе колошения, когда NDVI составлял 0,78–0,79 и 0,85 единиц соответственно, указанная разница несколько нивелировалась, но в целом оставалась весомой – на уровне 0,08–0,11 единиц (10,9–14,9 %). Наибольшей площадью листовой поверхности (30 тыс. м2/га) характеризовались посевы сортов Саратовская 17, Колос Оренбуржья, Оренбургская 105, Рифей и Пионерская 32. Прямой межсортовой зависимости между площадью листовой поверхности и нормализованным вегетационным индексом посевов (NDVI) озимой пшеницы не выявлено (R2=0,38).
Ключевые слова: агроценозы, оптико-биологические свойства, фитометрические параметры, космический мониторинг, степная зона, озимая пшеница Triticuma estivum L.
Summary. Identification of varietal specificity of opto-biological properties of field crops is necessary for adequate interpretation of satellite images, rapid determination of phytometric parameters of crops, indication of the level of their development and justification of corrective technological solutions. The aim of the research was to evaluate the opto-biological properties and phytometric parameters of diverse biological varieties of winter wheat; identify their relationship and inter-variety variability in high-tech reference crops based on satellite and ground monitoring. Field studies were conducted in 2019-2020 on the site of competitive ecological variety testing laid on the experimental field of the Orenburg State Agrarian University in the zone of the southern steppes of the Orenburg Cis-Urals (Preduralye). During the study, we found that agrocenoses of different winter wheat varieties differ markedly in opto-biological properties expressed in normalized difference vegetation index (NDVI) values. Varieties ‘Grom’, ‘Don 95’, ‘Bystritsa’, ‘Spartak’, ‘Stanichnaya’ and ‘Sintetik’ were characterized by the lowest average NDVI values during the growing season (0.57-0.59). Higher NDVI values (0.67) were observed in the crops of ‘Zhemchuzhina Povolzhya’, ‘Kolos Orenburzhya’, ‘Orenburgskaya 105’, ‘Rifey’ and ‘Pionerskaya 32’ varieties. The variability between the varieties according to the lowest (0.51 – ‘Grom’, 0.52 – ‘Don 95’) and the highest (0.69 – ‘Kolos Orenburzhya’, 0.70 – ‘Pionerskaya 32’, 0.69 – ‘Orenburgskaya 105’) NDVI values during the maximum assimilation apparatus development reached 0.17-0.19 units (phase of full spring tillering). By the heading, when NDVI was 0.78–0.79 and 0.85 units, respectively, this difference somewhat leveled but, in general, remained significant – at the level of 0.08-0.11 units (10.9–14.9 %). The largest leaf area (30 thousand m2/ha) was typical for the crops of ‘Saratovskaya 17’, ‘Kolos Orenburzhya’, ‘Orenburgskaya 105’, ‘Rifey’ and ‘Pionerskaya 32’. There was no direct inter-variety relationship between the leaf area and NDVI of winter wheat crops (R 2= 0.38).
Keywords:agrocenoses, opto-biological properties, phytometric parameters, space monitoring, steppe zone, winter wheat Triticum aestivum L.
Дидович С. В., Пась А. Н., Данилова И. Л., Алексеенко О. П.
БИОРАЦИОНАЛЬНЫЙ СПОСОБ ИНГИБИРОВАНИЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ AMBROSIA ARTEMISIIFOLIA L.
Didovich S. V., Danilova I. L., Pas’ A. N., Alekseenko O. P.
BIORATIONAL METHOD OF AMBROSIA ARTEMISIIFOLIA L. GROWTH AND DEVELOPMENT INHIBITION
Реферат. В настоящее время актуален поиск альтернативных химическим биологических средств защиты агроценозов от карантинных объектов – разных видов амброзии, причиняющих биологический и технологический ущерб окружающей среде и оказывающих негативное влияние на здоровье людей. Цель исследований – поиск биотически активных элиситоров растительного и микробного происхождения для индукции, реинфорса окислительного стресса и ингибирования роста Ambrosia artemisiifolia L. Поиск штаммов и их исследование проводили в 2019–2021 гг. в лабораторных и вегетационных опытах на базе НИИСХ Крыма. Растения амброзии полыннолистной выращивали в сосудах на черноземе южном, обрабатывали в фазе четырех–шести листьев биорациональными препаративными формами на основе микробных и растительных элиситоров, ПАВ в дозе 200 мкл/растение. Для приготовления биогербицидных композитов использовали штаммы-ингибиторы из коллекции НИИСХ Крыма (ККМ), растительные экстракты из амброзии полыннолистной, глицерин. Эффективность ингибирования оценивали через три недели после обработки по показателям высоты, фитомассы, антиоксидантному статусу и степени поражения амброзии. Выявлено семь штаммов, угнетающих рост растений на 0,13–1,08 г/растение в сравнении с контрольными вариантами – обработкой водой и бактеризацией фитопатогенным штаммом Stagonosporopsis heliopsidis из коллекции ФГБНУ «ВНИИЗР». Впервые нами использованы амброзиевые БАВ для разработки биорациональных гербицидов и контроля численности амброзии полыннолистной. Бактеризация биорациональными препаративными формами на основе биотически активных элиситоров растительного и микробного происхождения влияет на гомеостаз амброзии полыннолистной, индуцирует стресс растения путем блокирования системы антиоксидантной защиты. В зависимости от компонентов биогербицидных препаративных форм активность каталаз и полифенолоксидаз снижалась в 2,9–85,6 и 1,2–658,0 раза соответственно с достоверной корреляцией между собой (r = 0,66) и корреляцией активности каталаз с фитомассой растений (r = 0,72); содержание глутатиона уменьшалось в 2,5–2,7 в сравнении с контролем, а также значимо коррелировало с активностью каталаз (r = 0,63) и фитомассой амброзии полыннолистной (r = 0,80) (p < 0,05).
Ключевые слова: микроорганизмы, биогербициды, антиоксиданты, стресс, ингибирование роста, Ambrosia artemisiifolia L.
Summary. Currently, the search for biological agents that are alternative to chemical ones to protect agrocenoses from weeds, including quarantine objects like different types of ragweed, is relevant because they cause biological and technological damage to the environment, agriculture and have a negative impact on human health. The research was aimed at searching for biotically active elicitors of plant and microbial origin for the induction, reinforce of oxidative stress and inhibition of Ambrosia artemisiifolia L. growth. Strains were searched for and studied in 2019–2020 in laboratory experiments and greenhouse trials in the Research Institute of Agriculture of Crimea. Ragweed plants were grown in pots. Soil – chernozem southern. In the phase of 4–6 leaves, plants were treated with biorational preparative forms based on microbial and plant elicitors at a dose of 200 mkl/plant. For bioherbicidal composites, strains-inhibitors from the Research Institute of Agriculture of Crimea collection (CCM), plant extracts from the ragweed and glycerin were used. The inhibition efficiency was evaluated three weeks after treatment. The indices of height, phytomass, antioxidant status and ragweed damage degree were taken into account. We identified seven strains that inhibited plant growth by 0.13–1.08 g/plant (37–38 %) compared to the control variants: 1) water treatment, 2) bacterization with a phytopathogenic strain of Stagonosporopsis heliopsidis from the All-Russian Scientific Research Institute of Plant Protection collection. For the first time, we used ambrosia BAS to develop a birational herbicide to control the ragweed. Bacterization with biorational preparative forms based on biotically active elicitors of plant and microbial origin affected the homeostasis of ragweed, induced plant stress by blocking the enzymatic activity and the antioxidant protection systems. The activity of catalases and polyphenoloxidases decreased by 2.9–85.6 and 1.2–658.0 times, respectively, with a significant correlation between themselves (r = 0.66) and the correlation of catalase activity with plant phytomass (r = 0.72). The content of glutathione decreased by 2.5–2.7 compared to the control and had significant correlations with the activity of catalases (r = 0.63) and the phytomass of ragweed (r = 0.80) (p < 0.05) depending on the components of the biohebicidal formulations.
Keywords: microorganisms, bioherbicides, antioxidants, stress, growth inhibition, Ambrosia artemisiifolia L.
Капустин С. И., Володин А. Б., Капустин А. С.
НОВЫЙ СОРГО-СУДАНКОВЫЙ ГИБРИД ГВАРДЕЕЦ
Kapustin S. I., Volodin A. B., Kapustin A. S.
‘GVARDEETS’ – NEW SORGHUM-SUDAN HYBRID
Реферат. Засушливые условия в Центральном Предкавказье вызвали недостаток зеленых кормов для животноводства. Эту ситуацию может компенсировать создание и внедрение в производство новых сорго-суданковых гибридов. Цель исследований – оценка продуктивности и качества зеленой массы, сена, зерна, определение основных морфологических признаков, уровня гетерозиса нового сорго-суданкового гибрида Гвардеец. Эксперименты выполняли в конкурсном и экологическом испытаниях. В среднем за 2015–2020 гг. новый гибрид обеспечил получение в условиях Ставропольского края 53,87 т/га зелёной и 11,55 т/га сухой массы, превысив стандарт Навигатор соответственно на 5,03 и 1,26 т/га (10,3 и 12,2 %). В Новгородской области сбор зеленой массы нового гибрида составил 43,0 т/га, в Алтайском ФАНЦ – 42,1 т/га, что больше, чем у стандарта Навигатор на 2,6 т/га и 0,9 т/га соответственно. Гвардеец относится к группе среднеспелых гибридов, первый укос которых в фазе вымётывания можно осуществлять в конце июня – первой половине июля, второй укос – во второй половине августа, а в умеренно тёплые и влажные летние периоды возможно проведение третьего укоса в конце сентября – начале октября. Новый гибрид Гвардеец характеризуется высокими темпами начального роста растений на 30-й день вегетации (80 см) и высоким содержанием листьев в зелёной массе (34,7 %). Содержание протеина в сухом веществе зелёной массы составляет 11,8 %, жира – 1,9 %, клетчатки – 30,9 %, золы – 6,3 %. В 1 кг корма новой комбинации содержится 0,67 кормовых единиц, 70 г переваримого протеина, 31,9 г сахара, 81,2 мг каротина. Обеспеченность одной кормовой единицы переваримым протеином составляет 123 г. Обменной энергии содержится 8,59 МДж/кг, что выше, чем у стандартного гибрида Навигатор. Растения Гвардейца имеют сочную сердцевину стеблей, устойчивы к засухе, полеганию, вредителям и болезням. Родительские формы гибрида (Зерста 90С × Спутница) отличаются высокой комбинационной способностью и обеспечивают уровень истинного гетерозиса урожайности зелёной массы на уровне 20,81 т/га (62,9 %). Новый сорго-суданковый гибрид Гвардеец внесен в Государственный реестр селекционных достижений РФ с 2021 г. по Северо-Кавказскому, Нижне-Волжскому, Центрально-Чернозёмному и Западно-Сибирскому регионам.
Ключевые слова: сорго-суданковый гибрид (Sorghum× drummondii Stend.) Гвардеец, урожайность, зелёная масса, гетерозис, протеин, облиственность.
Summary. Arid conditions in Central Ciscaucasia caused a shortage of green fodder for animal husbandry. In the current circumstances,new sorghum-sudan hybrids creation and introduction into production are of great importance. The aim of the research is twofold: to assess green mass, hay and grain productivity and quality; to determine the main biomorphological characteristics and level of heterosis of the new sorghum-sudan hybrid ‘Gvardeets’. The experiments were carried out in competitive and environmental testing. In the Novgorod Oblast, the new hybrid provided 43.0 t/ha of green mass; the same indicator in the Altai FASC comprised 42.1 t/ha exceeding standard hybrid ‘Navigator’ by 2.6 and 0.9 t/ha, respectively.The data were obtained in a competitive test by methods of field and laboratory experiments, as well as environmental testing in various regions of Russia. On average for 2015–2020, in the conditions of the Stavropol Territory, the new hybrid provided 53.87 t/ha of green and 11.55 t/ha of dry matter exceeding standard hybrid ‘Navigator’ by 5.03 and 1.26 t/ha or 10.3 and 12.2%, respectively. ‘Gvardeets’ is a mid-ripening hybrid. The first mowing can be carried out in the booting phase or at the end of June/first half of July, the second one – in the second half of August. Furthermore, in moderately warm and humid summers, it is possible to obtain the third mowing in late September/early October. The new hybrid ‘Gvardeets’ has a high rate of initial plants growth on the 30th day of vegetation (80 cm), as well as a high content of leaves in the green mass (34.7 %). The content of protein in dry matter is 11.8 %, fat – 1.9 %, fiber – 30.9%, ash – 6.3 %. One kilogram of new combination feed contains 0.67 feed units, 70 g of digestible protein, 31.9 g of sugar, 81.2 mg of carotene. The provision of one feed unit with digestible protein is 123 g. There is 8.59 MJ/kg of exchange energy, which is better than that of the standard hybrid ‘Navigator’. The stems of ‘Gvardeets’ plants have a juicy core; plants are resistant to drought, lodging, pests and diseases. The parental forms of the hybrid (‘Zersta 90C’ x ‘Sputnitsa’) are distinguished by a high combinational ability and provide a level of true heterosis of the yield of green mass in the amount of 20.81 t/ha (62.9%). The new sorghum-sudan hybrid ‘Gvardeets’ has been included in the State Register of Breeding Achievements of the Russian Federation since 2021 in the North Caucasus, Lower Volga, Central Black Earth and West Siberian regions.
Keywords: sorghum-sudan hybrid (Sorghum × drummondiiStend.) ‘Gvardeets’, yield, green mass, heterosis, protein, foliage.
Козлова Л. М., Носкова Е. Н., Попов Ф. А., Светлакова Е. В.
БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В СЕВООБОРОТАХ В УСЛОВИЯХ БИОЛОГИЗИРОВАННОГО АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Kozlova L. M., Noskova E. N., Popov F. A., Svetlakova E. V.
BALANCE OF NUTRITION ELEMENTS IN CROP ROTATION UNDER BIOLOGIZED ADAPTIVE LANDSCAPE FARMING
Реферат. В технологиях возделывания культур необходимо расширять использование биологических приемов. Возрастает роль севооборотов с высокой долей в структуре бобовых трав, сидеральных и промежуточных посевов. Цель исследований – изучение динамики плодородия почвы по основным элементам питания и определение их баланса для разработки адаптивно-ландшафтной системы земледелия Северо-Восточного региона Европейской части России. Опыты проводили на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве на опытном поле ФАНЦ Северо-Востока. Проанализированы данные длительного стационарного опыта в четырех зернопаротравяных восьмипольных полевых севооборотах. Метеорологические условия в годы исследований (2002–2009 гг.) были близки к средним многолетним значениям и являлись благоприятными для возделывания культур севооборотов. Внесение невысоких доз удобрений (N45Р45К45 минеральных, 11,5–22,5 т/га сидеральных) увеличило в почве содержание подвижного фосфора на 11–14 мг/кг (НСР05 = 9,5) в севооборотах с занятыми и сидеральными парами. Увеличение обменного калия на 15 мг/кг (НСР05 = 14,1) отмечено в севообороте с двумя полями клевера на сидерат. Положительный баланс азота и фосфора получен в севооборотах с занятыми и сидеральными парами. Баланс по азоту был с более высоким приходом (+157,8…+483,5 кг/га) и интенсивностью 115–140 %. Баланс фосфора сложился при +6,0…+49,6 кг/га. Положительный баланс калия получен только в севооборотах с внесением сидеральных удобрений и промежуточной культуры +69,9…+175,8 кг/га. Интенсивность баланса этих элементов составила 101–118 %. В контрольном севообороте с чистым паром при минимальном поступлении питательных элементов баланс азота, фосфора и калия был отрицательным с интенсивностью ниже 100 %. Продуктивность севооборотов составила 4,90–5,41 тыс. корм. ед. По оптимальному сочетанию продуктивности и баланса элементов питания выделился севооборот с двумя полями клевера на сидерат и промежуточной культурой.
Ключевые слова: баланс азота, фосфора, калия, интенсивность баланса, минеральные и сидеральные удобрения, плодородие.
Summary. In the light of recent developments, the use of biological techniques in crop cultivation technologies needs to be expanded. The role of crop rotations with a high proportion of legume grasses, green manure crops and intermediate crops is increasing. The purpose of the research is to study soil fertility dynamics in terms of the main nutritional elements and determine their balance for the development of the adaptive landscape farming system in the North-Eastern region of the European part of Russia. Experiments were carried out on the experimental plots of the FARC of the North-East in 2002–2009. Soil – sod-podzolic middle loamy. We analyzed data of a long-term stationary experiment in four grain-fallow-grass field crop rotations. Meteorological conditions during the years of research were close to the average long-term values and favorable for crop cultivation. The introduction of low doses of fertilizers (N45P45K45 as mineral, 11.5–22.5 t/ha as green manure) increased the content of mobile phosphorus in the soil by 11–14 mg/kg (LSD05 = 9.5) in crop rotations with occupied and green manure fallows. An increase in exchangeable potassium by 15 mg/kg (LSD05 = 14.1) was noted in crop rotation with two clover fields for green manure. A positive balance of nitrogen and phosphorus was obtained in crop rotation with occupied and green manure fallows. The nitrogen balance was with a higher intake of +157.8 – +483.5 kg/ha and balance intensity – 115–140 %. The balance of phosphorus has developed at +6.0…+49.6 kg/ha. The positive balance of potassium was only in crop rotations with the introduction of green manure fertilizers and intermediate crop (+69.9…+175.8 kg/ha). The intensity of the balance of these elements was 101–118 %. In the control crop rotation with bare fallow at a minimum intake of nutrients, the negative balance of nitrogen, phosphorus and potassium was obtained; the intensity was below 100 %. Productivity of crop rotation was at the level of 4.90–5.41 thousand fodder units. According to the optimal combination of productivity and the balance of nutritional elements, crop rotation with two clover fields for green manure and an intermediate crop stood out.
Keywords: balance of nitrogen, phosphorus, potassium, balance intensity, mineral fertilizers and green manure, fertility.
Кривошеев Г. Я., Шевченко Н. А., Игнатьев А. С.
ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ НОВЫХ САМООПЫЛЕННЫХ ЛИНИЙ КУКУРУЗЫ И МЕТОДЫ ЕЕ ОЦЕНКИ
Krivosheev G. Ya., Shevchenko N. A., Ignatiev A. S.
DROUGHT TOLERANCE OF THE NEW SELF-POLLINATED LINES OF MAIZE AND THE METHODS OF ITS ESTIMATION
Реферат. Учитывая, что в Российской Федерации более половины посевов кукурузы расположены в зонах с недостаточным и неустойчивым увлажнением, селекция на засухоустойчивость крайне актуальна для этой культуры. Цель исследований – изучение засухоустойчивости самоопыленных линий кукурузы различными методами, выделение лучших образцов для дальнейшей селекции, выявление косвенных критериев оценки засухоустойчивости. Исследования выполнены в АНЦ «Донской», расположенном в южной зоне Ростовской области, характеризующейся неустойчивым увлажнением. Годы проведения исследования оказались засушливыми (ГТК = 0,32–0,89). В качестве исходного материала использованы новые самоопыленные линии кукурузы, которые по мере завершения создания изучали по устойчивости к водному стрессу (в 2011–2013 гг. – 41 шт., в 2015–2017 гг. – 39 шт., 2018–2020 гг. – 25 шт.). Используя методические указания по селекции кукурузы, учитывали следующие признаки продуктивности: количество початков на одном растении, массу одного початка, массу 1000 зерен, количество зерен на початке и др. В 2011–2013 гг. на основе комплексной оценки выделены новые среднеранние засухоустойчивые самоопыленные линии кукурузы: ДК47111, СП203, КС211, С204 и С238. Они характеризовались невысокими значениями остаточного водного дефицита как в фазе цветения (6,9–12,8 %), так и в фазе молочно-восковой спелости (9,0–13,4 %), высоким индексом засухоустойчивости (68,6–85,6 %), мощной корневой системой (усилие отрыва растений от грунта 54,0–67,7 кгс), минимальным разрывом в цветении мужских и женских соцветий (1–2 сут). В 2015–2017 гг. по остаточному водному дефициту (ОВД) были выделены линии: КВ334, RD6, ДС498/217-4, ДС257/85-3, ДС257/85-1, ДС257/85-6, ДС257/85-4. В исследованиях 2018–2020 гг. высокую устойчивость к водному стрессу проявили новые самоопыленные линии кукурузы: КС317А, КВ240, ЛШ16, С86, ЛШ17 и ЛШ2. Рекомендованы критерии отбора при создании новых линий – это отсутствие бесплодия и озерненность початков.
Ключевые слова: кукуруза (Zea mays L.), самоопыленные линии, гибриды, индекс засухоустойчивости, остаточный водный дефицит.
Summary. More than half of the maize crops in the Russian Federation are located in areas with insufficient and unstable moisture. With this in mind, Z. mays breeding for drought tolerance is extremely important. The purpose of the current study is: investigate the drought tolerance of self-pollinated maize lines by various methods, identify the best samples for further breeding, establish indirect criteria for estimating drought tolerance. The study was conducted at the Agricultural Research Center “Donskoy” located in the southern part of the Rostov region, which is characterized by unstable moisture. The years of the study turned out to be dry (Selyaninov Hydrothermal Coefficient (HTC) = 0.32–0.89). The new self-pollinated lines of maize were used as initial material and studied for resistance to water stress (41 pcs. in 2011–2013, 39 pcs. in 2015–2017, 25 pcs. in 2018–2020). According to the guidelines for maize breeding, the following indicators of productivity were taken into account: number of ears per plant, weight of one ear, 1000-grain weight, number of grains per ear, etc. In 2011–2013, based on the comprehensive estimation, new middle-early drought-tolerant self-pollinated lines of maize ‘DK47111’, ‘SP203’, ‘KS211’, ‘S204’ and ‘S238’ were identified. They were characterized by the low values of residual water deficit both in the flowering (6.9 – 12.8%) and milk-wax (9.0 – 13.4%) stage, high drought tolerance index (68.6 – 85.6%), deep root system (force of uprooting the plants from the ground was 54.0–67.7 kgf), minimum gap in the flowering of male and female inflorescences (1–2 days). In 2015–2017, according to the method of residual water deficit (RWD), the following lines were identified ‘KV334’, ‘RD6’, ‘DS498/217-4’, ‘DS257/85-3’, ‘DS257/85-1’, ‘DS257/85-6’, ‘DS257/85-4’. In 2018–2020, the new self-pollinated lines of maize ‘KS317A’, ‘KV240’, ‘LSh16’, ‘S86’, ‘LSh17’ and ‘LSh2’ showed high resistance to water stress. We recommend the following selection criteria when creating new lines: absence of infertility and kernel percentage of the ears
Keywords: maize (Zea mays L.), self-pollinated lines, hybrids, index of drought resistance, residual water deficit.
Лукьянов В. А., Нитченко Л. Б.
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ БЕЗОТВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТАХ ЦЧР
Lukyanov V. A., Nitchenko L. B.
YIELD AND QUALITY OF WINTER WHEAT GRAIN UNDER NON-MOLDBOARD SOIL TILLAGE DEPENDING ON DOSES OF MINERAL FERTILIZERS IN THE CROP ROTATIONS OF THE CENTRAL CHERNOZEM REGION
Реферат. В современном земледелии ресурсосберегающие технологии возделывания зерновых культур и их оптимизация приобретают высокую актуальность. Использование научно обоснованных севооборотов, способов основной обработки почвы и доз минеральных удобрений позволяет повысить экономическую эффективность возделывания озимой пшеницы. Цель исследований заключалась в оценке урожайности и качества зерна озимой пшеницы с применением разных доз минеральных удобрений при безотвальной обработке почвы в севооборотах ЦЧР. Исследования проводили в 2012–2020 гг. в стационарном многофакторном полевом опыте ФГБНУ «Курский ФАНЦ». Схема опыта: фактор А – севообороты (зернопаропропашной, зернотравянопропашной, зернотравяной); фактор В – минеральные удобрения (без удобрений, N20P40K40, N40P80K80 кг д.в./га). Почва опытного участка представлена чернозёмом типичным, среднесуглинистым. Установлено, что урожайность зерна озимой пшеницы при безотвальной обработке почвы была выше в зернопаропропашном севообороте и составила 3,34 т/га, в зернотравянопропашном севообороте она снижалась на 6,6 %, в зернотравяном – на 10,2 %. Максимальная урожайность зерна – 3,98 т/га отмечена в зернопаропропашном севообороте с дозой минеральных удобрений N40P80K80. Увеличение доз удобрений повышало содержание белка (от 12,6 до 13,3 %) и клейковины (от 22,8 до 25,6 %), однако по севооборотам различия находились в пределах ошибки опыта. Натура зерна изменялась по изучаемым факторам от 708 до 735 г/л и была выше в зернопаропропашном севообороте при N40P80K80. Несмотря на более высокий чистый доход с применением увеличенной дозы удобрений N40P80K80, прибавка урожая зерна озимой пшеницы не позволила получить более высокий уровень рентабельности по сравнению с N20P40K40. Наиболее экономически эффективно было возделывание озимой пшеницы в зернотравянопропашном севообороте с дозой минеральных удобрений N20P40K40, где зафиксирована самая низкая себестоимость зерна – 4,92 тыс. руб./т и самая высокая рентабельность – 103,4 %.
Ключевые слова: озимая пшеница (Triticum aestivum L.), безотвальная обработка почвы, урожайность и качество зерна, севообороты, минеральные удобрения, агротехнологии, экономическая эффективность, Центрально-Черноземный регион.
Summary. In modern agriculture, resource-saving technologies for cultivating grain crops and their optimization are becoming more and more relevant. The use of scientifically-based crop rotations, tillage methods and doses of mineral fertilizers allow increasing economic efficiency of winter wheat cultivation. The purpose of the research was to assess the yield and quality of winter wheat grain depending on different doses of mineral fertilizers under non-moldboard soil tillage in the crop rotations of the Central Chernozem Region. The research was carried out in 2012-2020 in a stationary multifactorial field experiment in Federal Agricultural Kursk Research Center. The experimental design included the following options: Factor A – crop rotations (grain-fallow-row, grain-grass-row, grain-grass); Factor B – mineral fertilizers (without fertilizers, N20P40K40, N40P80K80 kg ha-1). The soil of the experimental site is represented by typical, medium-loamy chernozem. The paper shows that the yield of winter wheat grain in the context of non-moldboard soil tillage was higher in the grain-fallow-row crop rotation and amounted to 3.34 t ha-1. In the grain-grass-row and grain-grass crop rotations, yield decreased by 6.6 % and 10.2 %, respectively. The maximum grain yield (3.98 t/ha-1) was obtained in grain-fallow-row crop rotation with N40P80K80. An increase in fertilizers doses led to protein and gluten content increment from 12.6 to 13.3 % and from 22.8 to 25.6 %, respectively; however, the differences in crop rotations were within the limits of experimental error. The grain nature varied according to the studied factors from 708 to 735 g/l-1 and was higher in the grain-fallow-row crop rotation with a dose of mineral fertilizers N40P80K80. Despite more significant net income after increased fertilizers dose (N40P80K80), the increase in the winter wheat grain yield did not allow obtaining a higher level of profitability compared to N20P40K40. Winter wheat cultivation in grain-grass-row crop rotation with N20P40K40 was the most cost-effective. In this variant, the cost of grain was the lowest (4.92 thousand rubles t-1); the profitability, on the contrary, was the highest (103.4 %).
Keywords: winter wheat (Triticum aestivum L.), non-moldboard soil tillage, grain yield and quality, crop rotations, mineral fertilizers, agricultural technologies, economic efficiency, Central Chernozem region.
Лыжин А. С., Лукъянчук И. В.
АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГИБРИДНЫХ ФОРМ ЗЕМЛЯНИКИ ПО ГЕНАМ FAOMT И FAFAD1 АРОМАТА ПЛОДОВ
Lyzhin A. S., Luk’yanchuk I. V.
ANALYSIS OF PROMISING STRAWBERRY HYBRID FORMS BY FAOMT AND FAFAD1 FRUIT AROMA GENES
Реферат. Важной потребительской характеристикой плодов земляники является их аромат. К числу важнейших ароматообразующих соединений плодов земляники относятся γ-декалактон и мезифуран. Содержание γ-декалактона в плодах определяется экспрессией гена FaFAD1, мезифурана – гена FaOMT. Выявление генотипов, несущих целевые аллели генов ароматического комплекса, является важным этапом совершенствования сортимента земляники и создания сортов с ароматными плодами. Цель исследования – молекулярно-генетический анализ гибридных сеянцев земляники по генам FaOMT и FaFAD1 для идентификации генотипов, перспективных для селекции на аромат плодов. В качестве биологических объектов использованы отборные и элитные гибриды земляники садовой (Fragaria × ananassa Duch.), полученные в ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина». Идентификацию аллелей гена FaOMT проводили с использованием кодоминантного маркера FaOMT-SI/NO. Наличие гена FaFAD1 определяли с использованием маркера FaFAD1. С использованием маркера FaOMT-SI/NO функциональный аллель гена FaOMT (FaOMT+) выявлен у отборных гибридных сеянцев 298-19-9-43 (FB2 F. orientalis Los., F. moschata Duch., F. × ananassa Duch.), 932-29 (F. virginiana subsp. platypetala (Rydb.) Staudt × Фейерверк), 928-12 (298-19-9-43 × Привлекательная), 69-29 (Фейерверк × Былинная), 72-25, 72-71 (Привлекательная × Былинная), 26-5 (Рубиновый кулон × 298-19-9-43). Ген FaFAD1 идентифицирован у гибридов 72-25 (Привлекательная × Былинная), 56-8 (Гигантелла × Привлекательная) и 61-12 (Былинная × Олимпийская надежда). Отборный сеянец 72-25 (Привлекательная × Былинная) характеризуется сочетанием функциональных аллелей обоих генов (FaOMT + FaFAD1). Вовлечение в гибридизацию указанных форм позволит ускорить процесс создания новых сортов земляники с улучшенным ароматом плодов.
Ключевые слова: земляника садовая (Fragaria × ananassa Duch.), генотип, аромат плодов, γ-декалактон, мезифуран, молекулярные маркеры.
Summary. An important consumer trait of strawberry fruits is their aroma. Among the most important strawberry fruit aroma compounds are γ-decalactone and mesifurane. The content of γ-decalactone in fruits is controlled by the expression of the FaFAD1 gene. The content of mesifurane in fruits is controlled by the FaOMT gene. Identification of genotypes carrying the target alleles of the aromatic complex genes is an important stage in improving the strawberry assortment and creating strawberry varieties with aromatic fruits. The purpose of the study is molecular genetic analysis of strawberry hybrid seedlings by the FaOMT and FaFAD1 genes to identify genotypes promising in breeding for fruit aroma. Promising selected and elite forms of strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) created at the FSSI “I.V. Michurin FSC” were used as biological objects. To identify the allelic state FaOMT gene, the codominant molecular marker FaOMT-SI/NO was used. To identify FaFAD1 gene, the molecular marker FaFAD1 was used. Using the FaOMT-SI/NO marker, the functional allele of the FaOMT gene (FaOMT+) was identified in the following strawberry selected forms: 298-19-9-43 (FB2 F. orientalis Los., F. moschata Duch., F. × ananassa Duch.), 932-29 (F. virginiana subsp. platypetala (Rydb.) Staudt × ‘Feyerverk’), 928-12 (298-19-9-43 × ‘Privlekatelnaya’), 69-29 (‘Feyerverk’× ‘Bylinnaya’), 72-25, 72-71 (‘Privlekatelnaya’ × ‘Bylinnaya’) and 26-5 (‘Rubinovyy kulon’× 298-19-9-43). The FaFAD1 gene was identified in strawberry hybrids 72-25 (‘Privlekatelnaya’ × ‘Bylinnaya’), 56-8 (‘Gigantella’ × ‘Privlekatelnaya’) and 61-12 (‘Bylinnaya’ × ‘Olimpiyskaya nadezhda’). The strawberry selected form 72-25 (‘Privlekatelnaya’ × ‘Bylinnaya’) is characterized by a combination of functional alleles of both genes (FaOMT + FaFAD1). Involvement of these forms in hybridization will make it possible to intensify the process of creating new strawberry varieties with improved fruit aroma.
Keywords: strawberry (Fragaria × ananassa Duch.), genotype, fruit aroma, γ-decalactone, mesifurane, molecular markers.
Маслова М. В., Грошева Е. В., Будаговский А. В., Будаговская О. Н., Каменева И. А.
АНТАГОНИСТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ В ОТНОШЕНИИ ФИТОПАТОГЕНОВ У БАКТЕРИЙ PAENIBACILLUS POLYMYXA, BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS И ИХ ЛАЗЕРНАЯ СТИМУЛЯЦИЯ
Maslova M. V., Grosheva E. V., Budagovsky A. V., Budagovskaya O. N., Kameneva I. A.
ANTAGONISTIC ACTIVITY OF PAENIBACILLUS POLYMYXA, BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS AND THEIR LASER STIMULATION AGAINST PHYTOPATHOGENS
Реферат. Биологическому способу защиты растений от болезней уделяется особое внимание благодаря развитию органического земледелия. Поэтому создание новых биопрепаратов и изучение их эффективности является перспективным направлением. Цель исследований – изучение антагонистической активности у бактерий Paenibacillus polymyxa и Bacillus amyloliquefaciens в отношении ряда фитопатогенов (Pseudomonas syringae van Hall, Fusarium oxysporum Schltdl, Alternaria alternata (Fr.) Keissl.), а также их реакции на лазерное облучение. Исследования проводили на базе научно-исследовательской проблемной лаборатории «Биофотоника» ФГБОУ ВО «Мичуринский ГАУ», а также отдела сельскохозяйственной микробиологии ФГБУН «НИИСХ Крыма» в 2016–2021 гг. Антагонистическую активность бактерий оценивали методом двойных культур. Эффективность лазерного облучения определяли по изменению числа клеток бактерий в суспензии в результате их обработки когерентным светом. Изучение активности бактерий-антагонистов в отношении патогенов показало, что по сравнению с контрольными вариантами степень подавления роста колоний P. syringae, F. oxysporum, A. alternata в двойной культуре с P. polymyxa составила 32,5 %; 4,0 % и 77,9 % соответственно. B. amyloliquefaciens подавляла рост P. syringae на 25,9 %, F. oxysporum на 49,0 % и A. alternata на 61,1 %. Так же установлено увеличение числа клеток в суспензиях P. polymyxa и B. amyloliquefaciens после облучения когерентным светом на 23,8 % и 36,1 % соответственно. Таким образом, для биоконтроля P. syringae более эффективным оказался бактериальный штамм P. polymyxa П. В отношении F. oxysporum антагонистическую активность проявлял бактериальный штамм B. amyloliquefaciens 01-1. Против A. alternata эффективны оба исследуемых микроорганизма. С целью повышения активности деления клеток штаммов-антагонистов фитопатогенов целесообразно применять облучение когерентным светом. В дальнейшем планируется проведение испытания уровня антагонистической активности бактерий P. polymyxa и B. amyloliquefaciens после облучения лазером.
Ключевые слова: биоконтроль фитопатогенов, Paenibacillus polymyxa, Bacillus amyloliquefaciens, лазерная стимуляция бактерий-антагонистов.
Summary. Nowadays, thanks to organic farming development, particular attention is paid to the biological methods of plants protection, especially from diseases. Therefore, new biological preparations creation and studying their effectiveness are promising directions. The aim of the research was to study the antagonistic activity of the bacteria Paenibacillus polymyxa and Bacillus amyloliquefaciens against some phytopathogens (Pseudomonas syringae van Hall, Fusarium oxysporum Schltdl, Alternaria alternata (Fr.) Keissl.), as well as their reaction to laser irradiation. The research was carried out in the Research Problem Laboratory “Biphotonika” of the Michurinsk State Agrarian University and the Department of Agricultural Microbiology of the Research Institute of Agriculture of Crimea in 2016–2021. The antagonistic activity of the bacteria was evaluated by the double culture method. The effectiveness of irradiation (as a result of their treatment with coherent light) was determined by the change in the number of bacterial cells in the suspension. The study of the activity of bacteria-antagonists against pathogens showed that the suppression of P. syringae, F. oxysporum, A. alternata growth in the double culture with P. polymyxa compared to the control variants was 32.5 %; 4.0 % and 77.9 %, respectively. B. amyloliquefaciens suppressed the growth of P. syringae by 25.9 %, F. oxysporum – by 49.0 %; A. alternate – by 61.1 %. An increase in the number of cells in suspensions of P. polymyxa and B. amyloliquefaciens after coherent light irradiation by 26.6 % and 36.7 %, respectively, was also found. Thus, to control P. syringae, bacterial strain of P. polymyxa P was more effective. The bacterial strain B. amyloliquefaciens 01-1 showed antagonistic activity against F. oxysporum. Both studied microorganisms were effective against A. alternata. To increase the activity of cell division of antagonist strains of phytopathogens, it is advisable to use coherent light irradiation. In future, it is advisable to test the level of antagonistic activity of the bacteria P. polymyxa and B. amyloliquefaciens after laser irradiation.
Keywords: biocontrol of phytopathogens, Paenibacillus polymyxa, Bacillus amyloliquefaciens, laser stimulation of bacteria-antagonists.
Понажев В. П.
СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЛЬНА С МАРКЕРНЫМ ПРИЗНАКОМ – ЖЕЛТОЙ ОКРАСКОЙ СЕМЯН
Ponazhev V. P.
CREATION OF LINUM USITATISSIMUM INITIAL MATERIAL WITH MARKER SIGN – YELLOW-COLORED SEEDS
Реферат. Создание исходного материала льна-долгунца (Linum usitatissimum L.) с маркерными признаками – перспективное направление селекции, определяющее эффективность выведения сортов с улучшенными свойствами. Цель исследований – создание исходного материала льна для получения семян, обладающих маркерным признаком (желтой окраской) и повышенной массой. Исследования выполняли в ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур» в 2015–2018 гг. В работе использованы сорта льна-долгунца: Смолич, Антей, С-108, формы, полученные из этих сортов. Указанные сорта являлись контролем. Закладку питомников осуществляли в условиях выровненного агрофона, с высевом семян квадратным способом (2,5×2,5 см). Эксперименты проведены в соответствии с действующими методиками, в том числе фитопатологического тестирования. Почва участка – дерново-подзолистая, среднесуглинистая, окультуренная. Гидротермический коэффициент составлял: в 2015 г. – 1,3, 2016 г. – 2,2, 2017 г. – 1,8, 2018 г. – 1,3 единицы. При проведении отбора растений льна получены три его формы с маркерным признаком – желтой окраской семян. Селекционной ценностью обладала желтосемянная форма 1. Она превосходила сорт-стандартСмоличпо массе семени на 0,8 мг (16,0 %), урожайности семян – 0,06 т/га (9,8 %). Форма 1 отнесена к улучшенной линии льна-долгунца. Форма № 3 по сравнению с сортом-стандартом С-108 имела более высокую массу семени (5,6 мг). По урожайности семян эта форма превосходила стандарт на 0,08 т/га (14,8 %), массе 1000 семян – 0,49 г (10,6 %). Форма № 3 – это селекционный материал для создания сортов двустороннего использования. Форма № 2 имела признаки линии льна масличного. Она превышала сорт стандарт Антей по урожайности семян на 0,18 т/га (40 %), массе 1000 семян – 0,53 г (11,2 %). Созданный материал, обладающий селекционной ценностью, передан для пополнения биоресурсной коллекции льна, банка признаковой коллекции и включен в селекционный процесс.
Ключевые слова: лен-долгунец (LinumusitatissimumL.), окраска семян, масса семян, волокно, отбор, посев.
Summary. Creation of the initial material of fiber flax (Linum usitatissimum L.) with marker signs is a promising direction of breeding, which determines the efficiency of breeding varieties with improved properties. The purpose of the research was to create initial flax material for obtaining seeds with a marker sign (yellow color) and increased weight. The studies were carried out at the Federal Research Center for Bast Fiber Crops in 2015–2018. In our work, we used flax varieties ‘Smolich’, ‘Antey’, ‘C-108’, as well as forms obtained from these varieties. These varieties were used as control. Nurseries were laid under conditions of a leveled agricultural background. Seeds were sown in a square way (2.5×2.5 cm). The experiments were conducted according to the current methods, including phytopathological testing. Soil sod-podzolic, medium loamy, cultivated. Selyaninov Hydrothermal Coefficient (HTC) in 2015 was 1.3; in 2016 2.2; in 2017 1.8; in 2018 1.3. During the flax plants selection, we obtained three forms with yellow-colored seeds. Yellow-seeded form No. 1 was valuable from the breeding point of view. It exceeded standard variety ‘Smolich’ in seed weight by 0.8 mg (16.0%), in seed yield – by 0.06 t/ha (9.8%). Form No. 1 belongs to the improved fiber flax line. Form No. 3 had a higher seed mass (5.6 mg) compared to standard variety ‘C-108’. In terms of seed yield and 1000-seed weight, this form exceeded the standard by 0.08 t/ha or 14.8% and 0.49 g or 10.6%, respectively. Form No. 3 is a breeding material for creating varieties of bilateral use. Form No. 2 had signs of the oil flax line. It exceeded standard variety ‘Antey’ in seed yield by 0.18 t/ha (40%); 1000-seed weight – by 0.53 g (11.2%). The created material has a breeding value. It was transferred to the bioresource collection of flax for its replenishment, to the bank of the characteristic collection and was additionally included in the breeding process.
Keywords: fiber flax (Linum usitatissimum L.), seeds colour, seeds weight, fiber, selection, sowing.
Приходько А. В., Черкашина А. В.
ПРОДУКТИВНОСТЬ СИДЕРАЛЬНЫХ КУЛЬТУР В РАЗЛИЧНЫХ ГИДРОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Prikhodko A. V., Cherkashyna A. V.
PRODUCTIVITY OF GREEN MANURE CROPS DEPENDING ON HYDROTHERMAL CONDITIONS
Реферат. Сидерация способствует повышению биологической активности почвы, обогащает её органическим веществом и элементами питания, улучшает агрофизические и агрохимические свойства. Цель исследований – установить влияние видового состава сидеральных культур на продуктивность агрофитоценозов и поступление в почву органических веществ в различных гидротермических условиях. Исследования проводили в 2016–2019 гг. в ФГБУН «НИИСХ Крыма» на черноземе южном слабогумусированном. Среднесуточная температура воздуха составила: в 2016 г. 11,8 ℃, 2017 – 12,7 ℃, 2018 – 12,5 ℃, 2019 – 12,6 °С при среднемноголетней норме 10,8 ℃. Количество осадков по годам было на уровне 162, 67, 129, 108 % нормы. Опыты заложены в соответствии с методическими указаниями Б. А. Доспехова. Размещение вариантов систематическое, повторность трёхкратная. Площадь делянки 720 м2. Предмет исследования – агроценозы сидеральных культур. Объект исследования – процесс формирования продуктивности сидеральных культур. В среднем за годы исследований наибольший урожай зеленой массы сформировали посевы многолетних трав донника и эспарцета (29,1 и 27,1 т/га соответственно), и озимых злаковых –тритикале и ржи (24,5 и 25,8 т/га соответственно). Клевер луговой и фацелия характеризовались низкой продуктивностью. Наибольшее количество органики поступило в почву при использовании в качестве зеленого удобрения ржи – 5,88 т/га; тритикале – 5,72 т/га; эспарцета – 5,56 т/га и донника – 5,52 т/га. Установлена достоверная средняя корреляционная связь на 5 % уровне значимости между количеством осадков за период «посев–укосная спелость» в 2016–2017 гг. и урожайностью зеленой массы сидеральных культур (r = 0,52), а также урожайностью сухого вещества (r = 0,59). Достоверная отрицательная корреляция средней силы установлена между среднесуточной температурой периода «посев – укосная спелость» в 2017–2018 гг. и урожайностью зеленой массы (r= –0,66), а также урожайностью органического вещества (r= –0,64).
Ключевые слова:почва, сидерация, плодородие, температура, атмосферные осадки, органическое вещество.
Summary. Green manuring can increase biological activity of the soil, enrich it with organic matter, nutrients and improve its agrophysical and agrochemical properties. The aim of the research was to establish the influence of green manure crops species composition on the productivity of agrophytocenoses and the input of soil organic matter under various hydrothermal conditions. The studies were conducted in 2016–2019 on the experimental fields of the Research Institute of Agriculture of Crimea. Soil – chernozems southern low-humus. Average daily air temperature was: in 2016 – 11.8 °С; in 2017 – 12.7 °С; in 2018 – 12.5 °С; in 2019 – 12.6 °С (average long-term values – 10.8 °С). The amount of precipitation over the years was at the level of 162, 67, 129, 108 % of the norm. The experiments were laid according to B.A. Dospekhov “Methods of field research”. Position of the variants is systematic, triple replication. Fields square 720 m2. The research subject is green manure crops agrocenoses. The object of the research is the process of forming the productivity of green manure crops. On average, over the years of research, the highest yield of green mass was formed by sweet clover and sainfoin (29.1 and 27.1 t/ha, respectively), winter triticale (24.5 t/ha) and winter rye (25.8 t/ha). T. pratense and P. tanacetifolia were low-yielding. The largest amount of accumulated soil organic matter was detected when rye, triticale, sainfoin and sweet clover were used as green manure; it was 5.88, 5.72, 5.56 and 5.52 t/ha, respectively. We established an average correlation (at 5 % significance level) between the amount of precipitation for the period “sowing – ripeness” in 2016–2017 and the yield of green mass of green manure crops (r = 0.52), as well as dry matter yield (r = 0.59). A negative correlation of average strength was also established between the average daily temperature of the period “sowing – ripeness” in 2017–2018 and yield of green mass (r = –0.66), as well as organic matter yield (r = –0.64).
Keywords: soil, green manuring, soil fertility, temperature, precipitation, organic matter.
Пташник О. П.
ИЗУЧЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА СОРТОВ И СОРТООБРАЗЦОВ ЛЮПИНА БЕЛОГО (LUPINUS ALBUS L.)
Ptashnik O. P.
YIELDAND GRAIN QUALITY OF VARIETIES AND CULTIVARS OF WHITE LUPINE (LUPINUS ALBUS L.)
Реферат. Отсутствие орошения в Крыму поставило задачу замены сои на равнозначную по питательной ценности и более приспособленную к условиям Крыма культуру. Одна из таких культур – люпин белый (Lupinus albus L.). Цель исследований – оценка продуктивности и содержания сырого протеина в зерне, выделение наиболее перспективных сортов и селекционных номеров люпина белого при выращивании в условиях степного Крыма. Исследования проводили в 2016–2018 гг. на опытном поле НИИСХ Крыма в соответствии с методиками полевого опыта и Госсортоиспытания. Изучали влияние биоклиматических условий степного Крыма на рост, развитие, формирование урожайности зерна и содержание белка у четырех сортов (Мичуринский, Алый парус (St.), Дега и Деснянский 2) и четырех перспективных сортообразцов (СН-1022-09, СН-1677-10, СН-1397-10 и СН-6-11). Погодные условия лет исследований различались и дали возможность провести оценку образцов в благоприятных и стрессовых условиях. В наиболее засушливые годы продолжительность вегетационного периода была 93–97 дня благодаря сокращению межфазных периодов, а в более мягкий год – 101 день. Показатели урожайности неоднозначны по годам: в 2016 г. они составили 0,48–1,45 т/га, в 2017 г. – 0,35–0,56 т/га и в 2018 г. – 0,39–0,54 т/га. В среднем за годы изучения наиболее урожайными были селекционные номера СН-1022-09 и СН-1677-10, урожайность которых составила 0,65 и 0,81 т/га соответственно. В 2017 г. содержание протеина варьировало от 24,02 до 28,49 %, в 2018 г. – от 26,05 до 31,1 %. В среднем за годы изучения наибольшее содержание белка было у сортов Алый парус (29,30 %) и Мичуринский (29,03 %). Самой высокой продуктивностью и урожайностью отличались селекционные номера СН-1022-09 и СН-1677-10, а по содержанию сырого протеина — сорта Алый парус и Мичуринский, которые рекомендованы для выращивания.
Ключевые слова: люпин белый (Lupinus albus L.), сорт, селекционный номер, вегетационный период, погодные условия, урожайность, качество зерновой продукции.
Summary. Due to the lack of irrigation, the question of replacing soybean with an equivalent crop in the context of nutritional value and adaptation to the weather conditions of Crimea arises. One of such crops can be white lupine (Lupinus albus L.). The purpose of the research was twofold: assess L. albus productivity and crude protein content in grain; identify the most promising varieties and breeding numbers of white lupine under conditions of the steppe Crimea. In 2016-2018, the research was carried out on the experimental field of the Research Institute of Agriculture of Crimea according to the B.A. Dospekhov methods of field research and methodology of the State variety testing of agricultural crops. We studied the influence of bioclimatic conditions of the steppe Crimea on the growth, development, grain yield formation and protein content of four varieties (‘Michurinsky’, ‘Alyi Parus’ (standard), ‘Dega’ and ‘Desnyansky 2’) and four promising breeding numbers (‘CH-1022-09’, ‘CH-1677-10’, ‘CH-1397-10’ and ‘CH-6-11’). A wide diversity of weather conditions during the years of research made it possible to evaluate the samples in favorable and stressful conditions. In drier years, the growing season lasted 93–97 days because of the reduction in interphase periods; in milder ones it was101 days. The results in grain yield have been mixed: from 0.48 to 1.45 t/ha in 2016; from 0.35 to 0.56 t/ha in 2017; from 0.39 to 0.54 t/ha in 2018. On average, over a three-year study, breeding numbers ‘CH-1022-09’ and ‘CH-1677-10’ were the most productive. Their yield was 0.65 and 0.81 t/ha, respectively. In 2017, crude protein content varied from 24.02 to 28.49%; in 2018 – from 26.05 to 31.1%. On average, over the years of study, the highest protein content was typical for the varieties ‘Alyi Parus’ (29.30%) and ‘Michurinsky’ (29.03%). Breeding numbers ‘CH-1022-09’ and ‘CH-1677-10’ were distinguished by the highest indicators of productivity and yield; in terms of crude protein content, varieties ‘Alyi Parus’ and ‘Michurinsky’ were the best. Consequently, they are the ones that are recommended for cultivation.
Keywords: white lupine (Lupinus albus L.), variety, breeding number, growing season, weather conditions, yield, grain quality.
Соколенко Н. И., Галушко Н. А., Комаров Н. М.
ИСТОЧНИКИ ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА ЗЕРНА В СЕЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
Sokolenko N. I., Galushko N. A., Komarov N. M.
SOURCES OF HIGH-QUALITY GRAIN IN WINTER COMMON WHEAT BREEDING
Реферат. Исследования по улучшению сортов озимой мягкой пшеницы в направлении сочетания высокой урожайности и качества зерна являются актуальными. Цель исследований – оценка и отбор сортообразцов озимой мягкой пшеницы с высокими технологическими показателями качества зерна для использования в селекционном процессе. В исследованиях использовали зерно 10 сортообразцов мировой коллекции и стандарт Айвина, выращенных в зоне с неустойчивым увлажнением по чистому пару на черноземе обыкновенном среднесуглинистом среднемощном слабогумусированном в ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ». Стекловидность зерна сортообразцов урожая 2019 г. составила 44,0–53,0 %, урожая 2020 г. – 30,5–50,0 %, у стандарта Айвина в эти же годы – 56,0 и 48,0 % соответственно. Содержание клейковины в зерне зависело от условий года и генотипа. Зерно урожая 2019 г. в отличие от зерна урожая 2020 г. у всех сортообразцов и у стандарта Айвина отличалось высоким содержанием клейковины (28,2–35,6 %), что соответствует сильной пшенице. Количество клейковины в зерне урожая 2020 г. составило по сортообразцам от 22,9 до 34,6 %, у стандарта – 26,9 %. Качество клейковины у всех сортообразцов в оба года исследований было второй группы. Сортообразцы отличались высоким содержанием белка в зерне – 16,7–20,8 % и 13,5–20,4 %, у стандарта Айвина – 16,7 и 15,8 % в эти же годы. Показатели седиментации у сортообразцов соответственно по годам составили 50–81 мл и 34–64 мл, у стандарта Айвина – 50 и 43 мл. Максимальные значения седиментации отмечены у сорта Престиж, что свидетельствует о возможности формировать зерно по силе характерное для пшеницы-улучшителя. Корреляционная связь между седиментацией и содержанием клейковины (r = 0,63), между седиментацией и числом падения (r = 0,73) была положительной значительной в оба года исследований. Все изученные генотипы перспективны в селекции новых сортов пшеницы как источники высокого качества зерна.
Ключевые слова: озимая пшеница (Triticum aestivum L.), сортообразец, отбор, зерно, признак, качество, белок, клейковина.
Summary. Research on improving winter common wheat varieties in the context of combining high yield and grain quality is relevant. The research aimed to evaluate and select variety samples of winter common wheat with high technological indicators of grain quality for breeding purposes. In this study, we analyzed grain from 10 variety samples of the world collection; winter wheat grain of variety ‘Aivina’ served as a standard. Soil – ordinary medium-loamy medium-thick low-humus chernozem. Wheat was grown on the experimental fields of the North Caucasus FARC in the zone with unstable moistening on bare fallow. Grain vitreousness percentage in 2019 ranged between 44.0 and 53.0 %, in 2020 – 30.5–50.0 %. In the same years, this indicator for variety-standard ‘Aivina’ was 56.0 and 48.0 %, respectively. The gluten content in the grain depended on the weather conditions and genotype. Grain of all varieties harvested in 2019, including standard ‘Aivina’, had a high gluten content (28.2–35.6 %) and corresponded to strong wheat. In 2020, the situation was absolutely different. The amount of gluten in the grain of variety samples harvested in 2020 ranged between 22.9 and 34.6 %; for ‘Aivina’, this indicator reached 26.9 %. The gluten quality in all variety samples during the years of research was typical for class 2. The variety samples were characterized by a high protein content in the grain – 16.7–20.8 % and 13.5–20.4 %; the same indicator for ‘Aivina’ was 16.7 and 15.8 %. Sedimentation rate in the variety samples was 50–81 ml and 34–64 ml; in ‘Aivina’ – 50 and 43 ml. Maximum sedimentation values were noted for the variety ‘Prestizh’. It indicates the ability to form grain, the strength of which is typical for wheat-improver. The correlation between sedimentation and gluten content (r = 0.63), as well as between sedimentation and the falling number (r = 0.73), was positive and significant during the years of research. All studied genotypes are promising for breeding new wheat varieties as sources for obtaining high-quality grain.
Keywords: winter wheat (Triticum aestivum L.), variety sample, selection, grain, trait, quality, protein, gluten.
Филиппов Е. Г., Брагин Р. Н., Донцова А. А., Донцов Д. П.
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ СОРТОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ
Filippov E. G., Bragin R. N., Dontsova A. A., Dontsov D. P.
ASSESSMENT OF ECOLOGICAL PLASTICITY AND STABILITY OF SPRING BARLEY
Реферат. Селекция ярового ячменя в Ростовской области направлена на создание скороспелых, засухоустойчивых, стабильно высокоурожайных сортов с хорошими технологическими качествами зерна. Основное влияние на урожайность оказывают хозяйственно-биологические параметры сорта и условия внешней среды в зоне выращивания. Цель исследований – провести сравнительную оценку сортов ярового ячменя по показательным параметрам экологической пластичности и стабильности урожайности к изменениям условий среды. В 2018–2020 гг. проводили исследования по оценке экологической пластичности и стабильности 18 сортов ярового ячменя российской и зарубежной селекции в экологическом сортоиспытании. Опыт проводили в трехкратной повторности с площадью делянки 10 м². Почвенный покров опытного участка был представлен черноземом обыкновенного подтипа с содержанием гумуса в пахотном слое – 3,0–3,5 %, pH = 7,0–7,1. Содержание фосфора – 15–20 мг/кг почвы, обменного калия – 300–500 мг/кг. Оценку влияния на экологическую пластичность и стабильность сортов осуществляли по методикам S.A. Eberhart, W.A. Rassel в редакции В. А. Зыкина (2005). По методике В. В. Хангильдина и Н. А. Литвиненко (1981) проводился расчет показателей гомеостатичности и селекционной ценности. За годы исследований на формирование урожайности оказали влияние факторы «сорт» – 66,1 % и «год» – 31,7 %. Индекс условий среды показал, что более благоприятные условия выращивания сложились в 2020 г. (Ij = +0,23), а относительно неблагоприятные – в 2018 г. (Ij = –0,19). Наибольшая урожайность отмечена у сортов Формат (4,9 т/га), Федос (4,8 т/га) и Грис (4,8 т/га). В сумме по комплексу параметров адаптивности выделился сорт Формат, обладающий селекционной ценностью (Sc = 4,6), стрессоустойчивостью (Ymin–Ymax = −0,3), высокой стабильной продуктивностью, а также высоким показателем гомеостатичности (Hom. = 531) и низким значением коэффициента вариации (СV = 3,1 %).
Ключевые слова: экологическая пластичность, стабильность, Hordeum sativum L., яровой ячмень, урожайность, сорт.
Summary. Spring barley breeding in the Rostov region is aimed at developing early maturing, drought-resistant, high-yielding varieties with good technological qualities of grain. Productivity is mainly affected by the economic and biological parameters of the variety and the environmental conditions in the growing area. The purpose of the research is to conduct a comparative assessment of spring barley varieties by indicative parameters of ecological plasticity and yield stability to changes in environmental conditions. In 2018-2020, for a targeted study of this impact, trials with 18 spring barley varieties of Russian and foreign breeding to estimate their ecological adaptability and stability were carried out. Square of the plot – 10 m2; experiment was replicated thrice. Soil – chernozem ordinary with humus content in the arable layer at the level of 3.0–3.5%, pH = 7.0–7.1. Phosphorus content – 15–20 mg/kg of soil, exchangeable potassium – 300–500 mg/kg. The estimation of the effect on the ecological plasticity and stability of varieties was carried out according to the method of S.A. Eberhart, W.A. Rassel edited by V.A. Zykin (2005). Indicators of homeostaticity and breeding value were calculated according to the V.V. Khangildin and N.A. Litvinenko method (1981). Over the years of research, the productivity formation was mainly influenced by the factors ‘variety’ (66.1%) and ‘year’ (31.7%). The environmental conditions index showed that more favorable growing conditions were in 2020 (Ij = +0.23); in 2018, on the contrary, they were relatively unfavorable (Ij = –0.19). As a result of the three-year analysis, the highest productivity was identified in the varieties ‘Format’ (4,9 t/ha), ‘Fedos’ (4,8 t/ha) and ‘Gris’ (4,8 t/ha). In general, according to the complex of adaptivity parameters, ‘Format’ variety was distinguished. It has high indicators of breeding value (Sc = 4.6), stress resistance (Ymin-Ymax = –0.3), high stable productivity, as well as a high homeostatic index (Hom = 531) and a low coefficient of variation (V = 3.1%).
Keywords: ecological plasticity, stability, Hordeum sativum L, spring barley, productivity, yield, variety.
Фомина Т. И.
БИОЛОГИЯ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ЛУКА (ALLIUM L.)
Fomina T. I.
BIOLOGY OF SEED GERMINATION IN SOME ONION SPECIES (ALLIUM l.)
Реферат. Семенное размножение – один из факторов успешного культивирования растений в конкретных природно-климатических условиях. Цель исследований – изучение характера прорастания, качества и долговечности семян у 15 представителей рода лук (Allium L.) для оценки их репродуктивного потенциала. Исследования выполнены в 1996–2019 гг. в ЦСБС СО РАН (г. Новосибирск). Лабораторную всхожесть семян определяли по общепринятым методикам. Семена проращивали спустя три–семь месяцев после сбора в комнатных условиях – при температуре 17–23 °C на свету, в двух повторностях по 25–50 шт. семян каждая, в случае затрудненного прорастания применяли двухмесячную стратификацию при 4 °C. В дальнейшем тестирование семян проводили после трех, пяти и семи лет комнатного хранения. Семена луков по характеру прорастания и величине всхожести представляют три типа. У семян типа I (восемь видов, одна разновидность из подрода Rhizirideum) период покоя отсутствует. Прорастание быстрое и дружное, со средней всхожестью 77,1–92,2 %. Семена типа II (A. leucocephalum и A. microdictyon из подрода Rhizirideum, A. caeruleum и A. flavum из подрода Allium) отличаются растянутым прорастанием и различной величиной всхожести – от 32,6 % до 81,1 %. Глубоко покоящиеся семена типа III (A. obliquum из подрода Rhizirideum и виды подрода Melanocrommyum) не прорастают или прорастают с низкой всхожестью, при стратификации ее величина повышается до 47–67 %. Период хозяйственной долговечности семян луков составляет три–пять лет, а биологическая долговечность варьирует в пределах пяти–восьми лет. Наибольшим репродуктивным потенциалом обладают виды, продуцирующие полноценные семена с хорошей всхожестью, пригодные для длительного хранения: A. altaicum, A. bidentatum, A. flavum, A. microdictyon, A. nutans, A. ramosum, A. rubens, A. schoenoprasum, A. senescens, A. senescens var. glaucum и A. strictum.
Ключевые слова:AlliumL., дикорастущие луки, характер прорастания, всхожесть, долговечность семян.
Summary. The possibility of seed reproduction is one of the factors of successful cultivation of resource plants in specific environmental conditions. The aim of the work was to study the germination behavior, quality and longevity of seeds in 15 onions (Allium L.) from the collection of the Central Siberian Botanical Garden SB RAS, Novosibirsk. The research was carried out in 1996–2019. Laboratory germination of seeds was determined according to generally accepted methods. Seeds were tested 3–7 months after harvesting at 17–23 °C in the light. The number of seeds in each Petri dish – 25–50; double replication. In the case of hindered germination, a two-month chilling at 4 °C was applied. In the future, laboratory germination was determined after 3, 5 and 7 years of room storage. We have established that onion seeds have three types of germinating. Seeds of type I – eight species, one variety from the subgenus Rhizirideum – usually lack dormancy. Germination is fast and simultaneous, and average germination percentages are 77.1–92.2 %. Seeds of type II – A. leucocephalum and A. microdictyon from the subgenus Rhizirideum, also A. caeruleum and A. flavum from the subgenus Allium – are characterized by stretched germination period due to the shallow dormancy, and their germination percentages vary from 32.6 % to 81.1 %. Seeds of type III – A. obliquum from the subgenus Rhizirideum and two species of the subgenus Melanocrommyum – do not germinate in room conditions, or germinate with low germination percentages, whereas chilling increases them up to 47.0–67.0 %. The hindered germination of these seeds is due to the deep organic dormancy. The economic longevity of onion seeds is 3–5 years, and the biological longevity varies at interspecific level within 5–8 years. Thus, the species that produce plump and good germinating seeds suitable for long-term storage – A. altaicum, A. bidentatum, A. flavum, A. microdictyon, A. nutans, A. ramosum, A. rubens, A. schoenoprasum, A. senescens, A. senescens var. glaucum, and A. strictum – have the highest reproductive potential in culture.
Keywords: Allium, wild onions, germination behavior, germination percentage, seed longevity.
Хомяк А. И., Асатурова А. М., Сидоров Н. М., Дубяга В. М.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ФИТОПАРАЗИТИЧЕСКИХ НЕМАТОД НА ОСНОВЕ МИКРООРГАНИЗМОВ (ОБЗОР)
Homyak A. I., Asaturova A. M., Sidorov N. M., Dubyaga V. M.
BIOLOGICAL CONTROL OF PHYTOPARASITIC NEMATODES BASED ON MICROORGANISMS (REVIEW)
Реферат. Фитопаразитические нематоды являются опасными вредителями сельскохозяйственных и декоративных культур. Ежегодно потери урожая вследствие поражения фитонематодами составляют до 15 %, а ущерб оценивается в миллиарды долларов. Целью исследований является обобщение и анализ научных публикаций, посвященных вредоносности фитопаразитических нематод, и микроорганизмам, оказывающим антагонистическое действие по отношению к ним, для дальнейшей разработки биопрепаратов нематицидного действия на основе бактерий-антагонистов. Задачами исследования является установление наиболее распространённых групп нематод, обзор микроорганизмов, оказывающих нематицидный эффект, и биопрепаратов на их основе. В обзоре рассмотрены основные представители нематод – паразитов растений, отмечен их ареал, вредоносность, поражаемые культуры и симптомы заражения. Даны краткие описания жизненных циклов и систематической принадлежности. Анализ научных публикаций по исследуемой теме показал, что существует большое количество микроорганизмов, способных проявлять нематицидную активность, прямо или косвенно влияя на нематод в почве. Способностью проявлять антагонистический эффект по отношению к фитопаразитическим нематодам обладают как грибы, так и бактерии. Для обеих групп микроорганизмов существует несколько механизмов действия, таких как хищничество, паразитизм, конкуренция и др. Грибы и бактерии синтезируют метаболиты различной природы, обладающие нематицидным эффектом: токсины, литические ферменты, антибиотики, сидерофоры. Отмечено, что микроорганизмы-антагонисты способны проявлять нематицидную активность в отношении разных стадий жизненного цикла нематод: яиц, ювенильных и взрослых особей. Существуют коммерческие препараты на основе микроорганизмов-антагонистов, которые успешно применяются в сельском хозяйстве в разных странах. На сегодняшний день найдено небольшое количество вирусов, способных поражать нематоды, установлена их систематическая принадлежность. Отмечено, что по сравнению с бионематицидами на основе грибов и бактерий не разработано ни одного бионематицида на основе вирусов. Тематика разработки бионематицидов на основе микроорганизмов-антагонистов является перспективной, но требует дальнейших исследований взаимодействий в системе растение-нематода-микроорганизм.
Ключевые слова: фитопаразитические нематоды, бионематициды, микроорганизмы-антагонисты, вирусы, грибы.
Summary. Phytoparasitic nematodes are dangerous pests of agricultural crops. Annually, yield losses due to damage by phytonematodes are up to 15%, which is estimated at billions of dollars. The aim of the research is to summarize and analyze scientific publications concerning the harmfulness of phytoparasitic nematodes and microorganisms that have an antagonistic effect against them for the further development of biopreparations of nematicidal action based on antagonist bacteria. The study objectives are to identify the most common groups of nematodes, review the information concerning microorganisms that have a nematicidal effect and biological products based on them. The review considers the main representatives of nematodes – plant parasites and notes their habitat, harmfulness, affected crops and symptoms of infection. Brief descriptions of life cycles and systematic affiliation are given. Analysis of scientific publications on the studied topic shows that numerous microorganisms are capable of exhibiting nematicidal activity, directly or indirectly affecting nematodes in the soil. In the course of the analysis of literary sources, it was found that both fungi and bacteria can exhibit an antagonistic effect against phytoparasitic nematodes. It is noted that for both groups of microorganisms, there are several mechanisms of action: predation, parasitism, competition, etc. It has been found that fungi and bacteria synthesize metabolites of various natures with a nematicidal effect: toxins, lytic enzymes, antibiotics, siderophores. It should be noted that microorganisms-antagonist are capable of exhibiting nematicidal activity to nematodes of different stages of the life cycle: eggs, juveniles and adults. Nowadays, some commercial preparations based on antagonist microorganisms are successfully used in agriculture in different countries. During the analysis, it was discovered that to date, few viruses are capable of infecting nematodes; their systematic affiliation has also been established. It is noted that, if compared to bionematicides based on fungi and bacteria, not a single bionematicide based on viruses has been developed. The development of bionematicides based on antagonist microorganisms is a promising area but requires further studies of interactions in the plant-nematode-microorganism system.
Keywords: phytoparasitic nematodes, bionematicides, antagonist microorganisms, viruses, fungi.
 |
 |
 |
 |
 |
|||||||||||||||||
 |
 |
 |
 |
 |