ИЗУЧЕНИЕ ТУРЕЦКИХ СОРТОВ РИСА В УСЛОВИЯХ ЮГА РОССИИ

Костылев П.И.¹, Краснова Е.В.², Редькин А.А.³, Костылева Л.М.⁴

¹ORCID 000-0002-4371-6848, Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ²0000-0002-4716-5676, Кандидат сельскохозяйственных наук, ³0000-0002-3933-0918, Кандидат сельскохозяйственных наук, ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур им. И.Г. Калиненко, ⁴Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВПО ДГАУ

ИЗУЧЕНИЕ ТУРЕЦКИХ СОРТОВ РИСА В УСЛОВИЯХ ЮГА РОССИИ

Аннотация

Выведение сортов риса для северных районов возделывания требует тщательного изучения и вовлечения в селекционный процесс разнообразного исходного материала. В результате изучения турецких сортов риса селекции Тракийского сельскохозяйственного научно-исследовательского института по важным в хозяйственном отношении количественным признакам установлено значительное их варьирование. Выявлены положительные корреляции длины метелки с высотой растений, количеством зерен с метелки, длиной и массой 1000 зерен; урожайности – с длиной метелки, количеством колосков и зерен на метелке и массой зерна с метелки. Для селекционной работы отобраны продуктивные, устойчивые к стресс-факторам сорта риса с комплексом хозяйственно-ценных признаков. Проведена их гибридизация с отечественными скороспелыми сортами.

Ключевые слова: рис, сорта, признаки, устойчивость, урожайность.

Kostylev P.I.¹, Krasnova E.V.², Red'kin A.A., Kostyleva L.M.⁴

¹ORCID 000-0002-4371-6848, PhD in Agriculture, professor, ²0000-0002-4716-5676, PhD in Agriculture, ³0000-0002-3933-0918, PhD in Agriculture, FSBSI All-Russian Research Institute of Grain Crops after named I.G. Kalinenko, ⁴PhD in Agriculture, Associate professor, Azov-Black Sea Engineering Institute FSBI HPE DSAU

RESEARCH OF TURKISH RICE VARIETIES IN THE SOUTH RUSSIA

Abstract

Breeding rice varieties for northern growing areas requires careful study and involvement in the selection process varied source material. A study of Turkish rice varieties selection Thracian Agricultural Research Institute on economically important quantitative traits found their significant variation. A positive correlation between the length of the panicle with plant height, number of grains panicle length and weight of 1000 grains; yield - with a length of panicle, number of spikelets and grains per panicle and grain weight with panicle. For breeding selected productive, resistant to stress factors of rice varieties with agronomic characters complex. Spend their hybridisation with Russian early-maturing varieties.

Keywords: rice, varieties, traits, resistance, productivity.

Рис представляет собой основной продукт питания для большинства населения мира. Мировое разнообразие сортов является генетической основой селекции, направленной на повышение продуктивности и качества риса, устойчивости к стрессовым факторам окружающей среды. В большинстве производящих рис стран ведется селекционная работа. По классификации Ляховкина А.Г. (2005) к российским сортам наиболее близки сорта европейской эколого-географической группы [1], к которым кроме итальянских, испанских и французских сортов, относятся и турецкие. Их селекцией занимается Тракийский сельскохозяйственный научно-исследовательский институт (TARI), расположенный в европейской части Турции (г. Эдирне) [2].

Самая северная зона выращивания риса находится в Российской Федерации. Рис высевают на Кубани, Дону, Поволжье, Дальнем Востоке на площади около 200 тыс. га. В Ростовской области он ежегодно выращивается на площади 14-15 тыс. га [3]. Поэтому основным направлением селекции риса в этой зоне является создание стрессоустойчивых среднеспелых сортов с высокой продуктивностью, хорошо приспособленных к местным условиям. Их создание ведется на основе изучения разнообразного исходного материала, выделения из него источников хозяйственно-ценных признаков и включения их в селекционных процесс.

Целью исследований являлось всестороннее изучение турецких сортов риса в лаборатории риса ВНИИ зерновых культур на полях ФГУП «Пролетарское» Ростовской области; отбор исходного материла для селекции устойчивых к стресс-факторам продуктивных сортов риса и использование их в гибридизации со своими сортами.

Материал и методика. В качестве материала для исследований использовали 10 сортов риса селекции Тракийского сельскохозяйственного научно-исследовательского института – TARI (Турция), которые любезно предоставил их автор Халил Сурек, и два итальянских сорта. Использовали методики ВИР (1982) [4] и ВНИИЗК [5]. В качестве стандартов использовали свои сорта Боярин, Южанин и Кубояр. Образцы высевали 25 апреля сеялкой ССФК-7 на делянках площадью 10 м². Математическую обработку данных проводили по методике Доспехова Б.А. (1985) [6].

Результаты. В результате изучения сортов по комплексу признаков установлены большие различия по вегетационному периоду, высоте растений, длине метелки, числу колосков и зерен на метелке, длине и ширине зерновки, массе 1000 зерен и массе зерна с метелки. Половина образцов оказались позднеспелыми и в наших условиях зацвели очень поздно – до 11 августа (сорт-стандарт Боярин – 20 июля). Продолжительность периода вегетации – главный лимитирующий фактор. В условиях Пролетарска могут гарантированно вызревать сорта с вегетационным периодом от посева до созревания 130 дней, поэтому большинство турецких сортов здесь не вызревают. Однако в 2015-2016 годы сложились очень теплые условия. Температурный режим лета 2015 года был на 2,3-3,6°С а 2016 года – на 1,8-4,3°С выше среднемноголетних значений. Май и сентябрь были близки к норме. Сумма биологически активных температур в апреле – сентябре составила 3505°С (2015 г.) и 3212°С (2016 г.) при среднемноголетней норме 2900°С, что способствовало созреванию зерна даже очень поздних сортов.

Изученный материал состоял из сортов, различных по вегетационному периоду: от 95 до 108 дней до цветения. Это на 9-22 дня больше, чем у стандартного сорта Боярин (табл. 1).

Таблица 1 – Характеристика сортов риса, Пролетарск, 2015-2016 г.

С использованием теплицы их удалось скрестить с раннеспелыми местными сортами Контакт и Боярин и довести до полного созревания. Из турецких сортов первыми зацвели 7721, EFE, Ergene (95 дней), затем Cakmak (97 дней) и Pasali (98 дней). Это уровень нашего среднепозднего сорта Кубояр. Наиболее поздними были сорта Gala, Gonen, Duragum (105 дней), Pusta Intaci Agato (108 дней) и итальянские сорта Virgo и Mecco (до 105 дней).

Рис. 1 – Взаимосвязь урожайности и вегетационного периода риса

 

Из графика видно, что турецкие сорта 7721, EFE, Ergene с таким же периодом до цветения, как у сорта Кубояр, значительно уступают ему по урожайности на 3,27-4,5 т/га. На одном уровне продуктивности с сортом Кубояр (9,38 т/га) были 2 турецких сорта: Cakmak (9,26 т/га) и Pusta Intaci Agato (9,13 т/га), но если первый зацвел лишь на 2 дня позже Кубояра, то второй – на 13.

Неплохая урожайность сформировалась также у сорта Pasali (8,52 т/га). Эти сорта можно использовать в скрещиваниях с российскими сортами в качестве источников продуктивности для получения трансгрессивных гибридов.

Изученная коллекция сортов была разнообразна по высоте растений – от 73 до 100 см (табл. 1). Преобладали формы 85-90 см с генами полукарликовости, которые способствуют увеличению индекса урожая. Это оптимальные размеры для производственных сортов риса. Относительно высокорослым сортом был Gonen (100 см). Остальные сорта имели современный низкорослый габитус с прямостоячими листьями и длинной поникающей метелкой. Кустистость растений достигала 4-5 продуктивных побегов.

Все турецкие сорта имели поникающий тип метелок. Длина метелок изученных сортов варьировала от 12,7 до 23,8 см (табл. 1), тогда как у стандарта Боярин она составила 15,7 см. В отличие от остальных образцов (кроме Кубояра) она была плотной, компактной, прямостоячей. Длина метелки положительно коррелировала с длиной зерновки (r = 0,62±0,10), урожайностью (r = 0,37±0,10), высотой растений (r = 0,28±0,10) количеством зерен с метелки (r = 0,22±0,10) и массой 1000 зерен (r = 0,36±0,10).

Количество колосков на метелке – один из главных признаков продуктивности риса. Этот признак варьировал в широких пределах: от 94 до 212 штук (табл. 2). Больше всего колосков формировалось в метелках сортов Кубояр, Pasali, Duragum, меньше всего – у более раннего образца 7721 из Турции. Среднегрупповое значение составило 155,4 колосков.

Таблица 2 – Характеристика сортов риса, Пролетарск, 2015 г. (продолжение)

При этом фертильность изученных сортов варьировала от 81,5 (у сорта Gala+) до 97,3% (у Южанина) (у стандарта Боярин – 88,7%). Поэтому число сформировавшихся зерен было несколько ниже: от 87,3 до 185,7 штук (табл. 2). Анализ взаимосвязей признаков показал, что число зерен на метелке положительно коррелирует с урожайностью (r=0,64±0,18) и числом колосков на метелке (r=0,96±0,11) и отрицательно – с массой 1000 зерен (r=-0,46±0,13).

По массе зерна с метелки сорта варьировали от 2,8 до 5,6 г, в среднем 4,4 г (табл. 2). Наиболее тяжелые метелки (более 5 г) формировались у сортов Кубояр, Duragum, Pasali, тогда как у стандарта Боярин – 3,8 г.

В условиях Ростовской области при хорошей освещенности и оптимальной температуре создаются благоприятные условия для формирования риса с высокой массой 1000 зерен. В наших исследованиях она варьировала от 25 (Pusta Intaci Agato) до 41 г (Gonen), причем у стандарта составляла 31 г. Крупа таких крупнозерных форм ценится дороже обычных. Корреляционный анализ показал, что масса зерновки имеет положительную связь с высотой растений (r=0,47±0,11), длиной зерна (r=0,29±0,08), шириной зерна (r=0,46±0,08), но отрицательную – с числом колосков (r= -0,41±0,18) и зерен на метелке (r= -0,46±0,18) и урожайностью (r= -0,41±0,15).

У изученных сортов длина зерен варьировала от 7,5 до 9,7 мм (у стандарта 7,8 мм) (табл. 2). При этом ширина их колебалась от 2,4 до 3,8 мм. Между этими признаками выявлена средняя отрицательная корреляция (r=-0,42±0,12). Это хорошо демонстрирует рисунок 1. С увеличением длины зерновки на 1 мм ее ширина снижается на 0,25 мм. Однако сорт Gonen является исключением: при длине зерновок 9,3 мм их ширина составляет 3,8 мм.

Рис. 2 – Взаимосвязь длины и ширины зерен риса

 

Самыми длиннозерными были сорта Ergene (9,7 мм) и Pusta Intaci Agato (9,5 мм) (табл. 2). При этом ширина зерна у них существенно различалась: 3,3 и 2,4 мм, соответственно.

Было проведено сравнение некоторых признаков трех турецких сортов по предоставленным их автором (H. Sürek) описаниям и нашим данным (табл. 3).

Таблица 3 – Сравнительная характеристика турецких сортов риса

Признаки сорта	EFE		Cakmak		Pasali
	Турция	Россия	Турция	Россия	Турция	Россия
Период «посев-созревание», дни	125-130	125	130	127	120-125	128
Высота растения, см	100-105	95	95-100	85	95-100	78
Длина зерна, мм	8,6	8,2	8,5	8,1	8,8	8,5
Ширина зерна, мм	3,6	3,3	3,5	3,5	3,5	3,5
Масса 1000 зерен, г	37	33	33	28	37-38	29
Урожайность, т/га	8-9	6,11	8-10	9,26	7,5-8,5	8,52

 

Из таблицы видно, что величины признаков растений, сформировавшихся в условиях Турции и России, во многом сходны. Однако есть некоторые различия. Сорт Cakmak в условиях Ростовской области зацвел на 3 дня раньше, чем на родине, а Pasali, наоборот, на 3 дня позже. Высота растений в наших условиях снизилась на 5-10 см, масса 1000 зерен – на 4-8 г, длина зерна 0,3-0,4 мм. Тем не менее, урожайность сортов Cakmak и Pasali была на том же уровне, что и в Турции и лишь у сорта EFE существенно снизилась. Это связано с различным уровнем адаптационных механизмов этих сортов.

Большое значение имеет устойчивость к болезни, вызываемой Fusarium moniliforme. Это заболевание значительно снижает урожайность зерна при заражении восприимчивых сортов. Все турецкие сорта устойчивы к нему, в России этой болезни пока нет, но она может появиться, в связи с чем необходимо привлечение в селекционный процесс этих иммунных форм.

По данным автора, сорт EFE обладает также толерантностью к опасному заболеванию – пирикуляриозу, вызываемому грибом Pyricularia oryza. Сорт Pusta Intaci Agato устойчив к гербицидам имидазольной группы, что позволяет использовать его в качестве донора этого признака.

Все изученные турецкие сорта были скрещены в 2015 году со скороспелыми сортами Контакт и Боярин для объединения в одном генотипе различных генов. В 2016 году получены гибриды первого поколения.

Проведенное изучение новых турецких генотипов риса дает возможность использовать ценные гены из мирового потенциала при создании сортов для конкретных почвенно-климатических условий Ростовской области. Вновь выводимые сорта должны относиться к ранне- и среднеспелой группам с периодом вегетации от 110-120 дней и обладать урожайностью 8-10 т/га. Растения должны быть устойчивы к полеганию, осыпанию, болезням и абиотическим стресс-факторам. Такая модель сорта лежит в основе нашей селекционной работы.

Выводы и предложения.

1. Изучена коллекция 10 турецких и 2 итальянских сортов риса, способных вызревать в северных условиях России и скрещиваться с местными сортами.
2. Выявлены положительные корреляции урожайности с длиной метелки (r = 0,37±0,10), количеством колосков на метелке (r = 0,67±0,10) количеством зерен на метелке (r = 0,64±0,10) и массой зерна с метелки (r = 0,37±0,10).
3. Для селекционной работы отобраны лучшие сорта риса с комплексом хозяйственно-ценных признаков. Проведена их гибридизация с отечественными скороспелыми сортами Контакт и Боярин.

Список литературы / References

1. Ляховкин А.Г. Рис. Мировое производство и генофонд / А.Г. Ляховкин. – 2-е изд., Спб.: «Профи-информ», 2005. – 288 с.
2. Sürek H. Correlation and path coefficient analysis for some yield-related traits in rice (Oryza sativa) under Thrace conditions / H. Sürek, N. Beşer // Turk. J. Agric. For. – – 27(200). – Р.77-83.
3. Костылев П.И. Рекомендации по выращиванию риса в Ростовской области / П.И. Костылев, В.И. Степовой, А.А. Парфенюк. – Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2004. – 112 с.
4. Методические указания по изучению мировой коллекции риса и классификатор рода Oryza L. – Ленинград, 1982. – 36 с.
5. Костылев П.И. Методы селекции, семеноводства и сортовой агротехники риса / П.И. Костылев. – Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2011. – 267 с.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. – 5-е изд., М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Ljahovkin A.G. Ris. Mirovoe proizvodstvo i genofond [World production and gene pool] / A.G. Ljahovkin. – 2-e izd., Spb.: «Profi-inform», [2nd edition, St. Petersburg .: "Pro-Inform"]. – 2005. – 288 p. [in Russian]
2. Sürek H. Correlation and path coefficient analysis for some yield-related traits in rice (Oryza sativa) under Thrace conditions / H. Sürek, N. Beşer // Turk. J. Agric. For. – 2003. – 27(200). – P.77-83.
3. Kostylev P.I. Rekomendacii po vyrashhivaniju risa v Rostovskoj oblasti [Recommendations for the cultivation of rice in the Rostov Region] / P.I. Kostylev, V.I. Stepovoj, A.A. Parfenjuk. – Rostov-na-Donu: ZAO «Kniga», [Rostov-on-Don: CJSC "The Book"]. – 2004. – 112 p. [in Russian]
4. Metodicheskie ukazanija po izucheniju mirovoj kollekcii risa i klassifikator roda Oryza L. [Guidelines for the study of world collection of rice and classifier genus Oryza L.] – Leningrad [Leningrad]. – 1982. – 36 p. [in Russian]
5. Kostylev P.I. Metody selekcii, semenovodstva i sortovoj agrotehniki risa [Breeding methods, seed production and varietal rice farming techniques] / P.I. Kostylev. – Rostov-na-Donu: ZAO «Kniga» [Rostov-on-Don: CJSC "The Book"]. – 2011. – 267 p. [in Russian]
6. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta [Methods of field experience] / B.A. Dospehov. – 5-e izd., M.: Agropromizdat [5th ed, M .: Agropromizdat]. 1985. – 351 p. [in Russian]