HISTORY AND PROSPECTS OF SPRING BARLEY BREEDING IN THE CENTRAL REGION OF THE NON-BLACK EARTH ZONE
HISTORY AND PROSPECTS OF SPRING BARLEY BREEDING IN THE CENTRAL REGION OF THE NON-BLACK EARTH ZONE
Abstract
The results of eighty years of breeding work on the development of spring barley varieties in the conditions of the Central region of the Non-Chernozem zone are considered. The main achievements of breeders of the older generation, who laid the foundation and created a unique base for the work of the new generation of researchers, are highlighted. The main role of the great scientist Engel Danilovich Nettevich, who gave a way to life to many varieties of the Non-Black Earth zone, is reflected in barley breeding. Prospects and tasks of barley breeding in new socio-economic and natural-climatic conditions of development of agro-industrial complex of the Non-Black Earth region are substantiated. Within the framework of import substitution, the creation and rapid development in production of domestic malting barley varieties of the world level is the most important guideline on the way to providing the brewing industry with domestic raw materials of high quality. With the observed climatic changes, selection of winter barley varieties that are winter-hardy and highly adapted to the soil and climatic conditions of the region will undoubtedly play a decisive role in increasing the yield and gross grain yield of this crop. Relatively good results of creation of hollow grain varieties in Russia and other countries, predetermine the expediency of further development of breeding work in this direction in our country. The historical excursion is a confirmation that the breeding work of FRC "Nemchinovka" on barley was in the right direction. This is convincingly evidenced by the spring barley varieties developed, which meet the main requirements of production. They are characterized by high productivity potential, resistance to lodging and disease damage, and high grain quality.
1. Введение
Ячмень является ценной продовольственной и зернофуражной культурой. В структуре посевных площадей зерновых культур Российской Федерации он занимает второе место после пшеницы. В Центральном районе Нечерноземной зоны ячмень также распространен на значительных площадях и является основной зерновой культурой. Важнейшим фактором, определяющим востребованность культуры, является сорт. В этой связи изучение истории, рассмотрение основных этапов, достижений и приоритетных направлений селекции ячменя в Нечерноземье представляется очень актуальным.
История создания сортов ярового ячменя в ФИЦ «Немчиновка» показала, что наиболее эффективным методом создания популяций для отбора ценных селекционных форм явилась гибридизация. Для скорейшего закрепления в популяции хозяйственно-ценных признаков и ускорения селекционного процесса успешно применялись методы получения удвоенных гаплоидов и скрининга исходного материала на провокационных фонах в условиях искусственного климата. Для более полной и объективной характеристики перспективных селекционных номеров по уровню адаптивности использовалась совокупность экологических сред, позволяющая оценить реакцию генотипов на изменение почвенно-климатических условий выращивания.
2. Основные результаты
Планомерные исследования по селекции ярового ячменя в бывшем тогда Институте зернового хозяйства, а ныне «ФИЦ «Немчиновка» были начаты в 1942 в отделе яровых зерновых, который с 1935 по 1969 г. возглавлял Герой социалистического труда, лауреат Государственной премии СССР, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Виктор Евграфович Писарев.
Период селекции ярового ячменя с 1942 по 2022 гг. представлен различными этапами, где в каждом из них решались определенные задачи, разрабатывались методы получения и использования исходного материала и на его основе выводились сорта, отвечающие данному времени.
Первые пятнадцать лет селекция ярового ячменя велась в ограниченных масштабах. За этот период провели скрещивание всего по 45 комбинациям, в среднем три в год. Первым был сорт Немчиновский 1, полученный методом индивидуального отбора из датского сорта Майя.
Творческая научная работа по ячменю была, по существу, начата в 1957 году, когда в лабораторию селекции ячменя по приглашению В.Е. Писарева был зачислен на должность научного сотрудника и принят в заочную аспирантуру будущий академик Российской академии сельскохозяйственных наук, лауреат Государственных премий СССР и России Энгель Данилович Неттевич.
Опытный руководитель и организатор В. Е. Писарев не ошибся, когда из лучших своих учеников он выбрал самого талантливого и назначил его своим приемником.
Под руководством и непосредственным участием главного селекционера института в Немчиновке было создано 15 высококачественных и высокоурожайных сортов ярового ячменя, из которых 14 были внесены в Государственные реестры селекционных достижений и до сих пор являются конкурентоспособными в производстве.
В длинном перечне сортов, созданных знаменитым селекционером, к числу выдающихся и самых известных относится сорт ярового ячменя Московский 121. Районированный в 1964 г. по площади посева в течение 1974-1978 гг. он занимал первое место среди возделываемых сортов этой культуры. Максимальная площадь под сортом достигала 4,03 млн. га. Благодаря урожайности, отзывчивости на внесение удобрений, хорошим пивоваренным качествам, а также выносливости к весенним засухам и почвенной кислотности возделывался он в производстве более 25 лет.
Очень трудно переоценить многолетние труды великого ученого-селекционера, который на протяжении своей созидательной деятельности непрерывно совершенствовал методы селекционной работы и создавал уникальные сорта ячменя.
В 1969 году, в связи с направлением на интенсификацию сельского хозяйства, был создан Московский селекционный центр и появились неплохие возможности для повышения результативности селекционной работы по созданию новых сортов ячменя, отличающихся высокой способностью к усвоению элементов питания и устойчивостью к полеганию . Важно отметить, что подход к решению селекционных задач того времени по ячменю у талантливого селекционера был новаторским. В обязательном порядке предусматривался скрининг мирового генофонда ячменей по устойчивости к поражению пыльной головней, мучнистой росой, вирусными заболеваниями, достаточно много внимания уделялось поиску эффективных источников селекционно-ценных признаков для гибридизации, в селекционном процессе активно использовались методы экспериментальной гаплоидии и прогрессивные методики оценки качественных показателей зерна на всех этапах селекционного процесса. В широком плане проводились исследования, связанные с созданием сортов с высоким уровнем белка и лизина в зерне в сочетании с высокой продуктивностью, которые в конечном итоге имели определенный практический выход. В техническом и селекционном плане было новым использование установок искусственного климата, позволяющих интенсивно вести работы по размножению гибридов в зимний период, проведение гибридизации, оценку селекционного материала на устойчивость к мучнистой росе и пыльной головне.
Исключительно большую роль в совершенствовании сортов в селекции ярового ячменя на комплексную адаптивность сыграла селекционная линия 27-13, отобранная в популяции от скрещивания источника высокого содержания белка и лизина Хайпроли с сортом Московский 121. Обладая высокой селекционной ценностью и эффективным источником устойчивости к пыльной головне с идентифицированным впервые доминантным геном Run 15, она в качестве родительской формы успешно использовалась в гибридизации при создании таких сортов, как Московский 2, Московский 3, Биос 1, Раушан, Суздалец, Мик 1, Нур, Вулкан, и в том числе нового сорта Рафаэль.
Усиление влияния абиотических стрессов, оказывающих значительное влияние на урожайность и качество ячменя, особенно в течение последних 30-и лет, предусматривало создание высокоурожайных сортов, характеризующихся стабильностью основных элементов продуктивности и показателей качества .
Повышению эффективности селекционной работы по отбору высокоадаптивных форм способствовала организация комплексных исследований с учеными других областей Центрального региона России.
Определенный прогресс при отборе селекционно-ценных генотипов достигнут благодаря одновременной проработке селекционного материала в нескольких пунктах Нечерноземной зоны . Комплексный показатель, позволяющий одновременно учитывать уровень и стабильность урожайности в таких исследованиях (Пусс) был предложен Э.Д. Неттевичем в 1985 году и до сих пор широко используется селекционерами как эффективный критерий конкурентного преимущества перспективных сортов. Именно новейшие сорта Рафаэль и Любояр, районированные по трем заявленным регионам, в двух пунктах экологического сортоиспытания по показателю Пусс на 38,7-39,4% превосходили сорт Надежный , являющийся стандартом во многих областях Центрального Нечерноземья и стремительно увеличивающий свои посевные площади в производстве.
В процессе разработки эволюционно-генетической концепции селекции ячменя было установлено, что проблема повышения урожайности и адаптивности культуры тесно связано с необходимостью существенных изменений в архитектонике ее растений . Анализ экспериментальных данных показал, что прогресс в селекции ячменя в Центральном Нечерноземье достигался в первую очередь за счет снижения высоты растения и значительного уплотнения продуктивного стеблестоя. Важно отметить, что наши новые высокоурожайные сорта, такие как Надежный, Рафаэль, Любояр и Белозар способны формировать очень высокую густоту продуктивного стеблестоя (до 850 шт./м2), являющуюся в условиях Нечерноземной зоны важнейшим признаком экологической пластичности.
Селекция сегодня – это творчество всего коллектива. Поэтому фактором успеха любого руководителя является создание сильной научной школы, воспитание нового поколения преданных ученых-исследователей, способных в такой же мере как инновационные сорта выдерживать любую конкуренцию. В свое время была подготовлена целая плеяда талантливых селекционеров и семеноводов, которые внесли неоценимую лепту в создание отечественных сортов ячменя и внедрение их в производство. Среди них доктора сельскохозяйственных наук Владимир Петрович Смолин и Валентина Николаевна Чистякова, кандидаты с.-х. наук Любовь Васильевна Денисова и Анатолий Николаевич Ерошенко.
Сегодня в лаборатории селекции и первичного семеноводства ячменя работают последователи старшего поколения селекционеров, молодые ученые, выпускники ФГБОУ ВО РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева – М.М. Ромахин, Н.А. Ерошенко, И.А. Дедушев, В.В. Ромахина, М.А. Болдырев.
Научное наследие, остановленное нашими великими предшественниками, является очень ценным вкладом в исследовательскую и созидательную работу коллектива современной научной школы по созданию новых, более совершенных сортов ячменя.
В настоящее время в связи с изменением климата и широкомаштабным загрязнением окружающей среды важнейшей задачей является селекция высокоурожайных сортов с минимальной ответной реакцией на неблагоприятные био- и абиотические факторы среды . Выведение энергоресурсноэкономных сортов, в первую очередь за счет повышенной устойчивости к полеганию, слабой восприимчивости к основным листовым болезням и стресс-факторам позволяет не только уменьшить неблагоприятное воздействие на окружающую среду, но и поднять рентабельность производства.
Из-за экономических и логических ограничений на поставку импортного солода после введенных санкций, появились новые возможности для перехода на производство пивоваренного сырья из зерна отечественных сортов . Поэтому важной задачей, обуславливающей конкурентоспособность продукции в условиях современного рынка, было и остается улучшение качества пивоваренных сортов и разработка специальных агротехнологий с целью получения зерна с заданными характеристиками.
Учитывая, что озимый тип ячменя обеспечивает более высокий уровень урожая, особенно при наблюдаемых климатических изменениях, в современных селекционных программах очень важное место должно уделяться работе по созданию озимых форм этой культуры . На ближайшую перспективу селекция озимого ячменя будет направлена в первую очередь на повышение зимостойкости, которая станет определяющим моментом при расширении посевных площадей под озимую форму ячменя .
Относительно неплохие перспективы связаны с селекцией голозерного ячменя . Уникальность голозерного ячменя заключается в повышенном содержании белка и незаменимых аминокислот в зерне, а также в высоких значениях показателей стекловидности и натурной массы зерна. Все это определяет их пригодность и особую ценность при использовании для крупяного и фуражного направления. Важнейшим условиями широкого внедрения производство голозерных сортов будет являться повышение их адаптивного потенциала и разработка специальных стандартов по посевным и сортовым качествам.
3. Заключение
За 80-летнюю историю селекции в ФИЦ «Немчиновка» в Государственный реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию, внесено 24 сорта ярового ячменя, из них 5 сортов включено за последнюю пятилетку.
Создателем многих сортов стал талантливый ученый Энгель Данилович Неттевич, который стоял у истоков Немчиновской селекции и своими теоретико-экспериментальными исследованиями способствовал ее становлению и развитию.
В ходе многолетней и плодотворной селекционной работы сформировалась научная школа селекционеров, основной задачей которой является создание, размножение и внедрение в производство высокотехнологичных сортов ячменя.
Приоритетным направлением селекции ячменя на ближайшую перспективу считается выведение более совершенных сортов, которые бы обладали максимальной устойчивостью к полеганию, толерантностью к болезням и высокими показателями адаптивной способности урожайности и качества зерна.
Для успешного решения многих селекционных программ очень важно расширение рамок взаимовыгодного сотрудничества по обмену научно-технологической информацией, совместному экологическому испытанию, стажировке с целью обмена опытом и повышения квалификации молодых кадров не только с российскими коллегами, но и с зарубежными учеными из стран СНГ.