Агроэкологическое обоснование повышения адаптивного потенциала пленчатых и голозерных серых хлебов в приенисейской сибири

На правах рукописи

Косяненко Лариса Петровна

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ АДАПТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПЛЕНЧАТЫХ И ГОЛОЗЕРНЫХ СЕРЫХ ХЛЕБОВ В ПРИЕНИСЕЙСКОЙ СИБИРИ

03.00.16 – экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Красноярск – 2008

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор

академик РАСХН, заслуженный деятель науки

РФ Сурин Николай Александрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Берзин Александр Михайлович

доктор биологических наук, профессор

Заушинцена Александра Васильевна

Ведущая организация – Сибирский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства Сибирского

отделения Россельхозакадемии

Защита состоится « » мая в « » часов на заседании диссертационного совета Д.220.037.01 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90

Телефон (факс) 8 (391) 227-86-52

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан « » ________________________________2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д.Е. Полонская

Актуальность проблемы. Проблема обеспечения населения продовольствием, а животноводства кормами в настоящее время стоит особенно остро. К 2008 году в мире насчитывалось 210 государств с общей численностью населения 6,6 млр. (www.priroda.ru, 2008). Согласно имеющимся прогнозам, к 2015 году население планеты возрастет до 7,1 млр. Количество продовольствия, произведенного в среднем на одного человека, в течение последних 35-40 лет остается неизменным и даже снижается, вследствие чего в мире недоедает примерно 1 млрд. человек, а каждый год от голода умирают 14 млн. детей в возрасте до четырех лет (Жученко, 2004).

В числе важнейших культур мирового зернового хозяйства находятся пшеница, серые хлеба и рис. Только за период 1990-2000 гг. общая площадь сельхозугодий в мире сократилась почти на 50 млн. га. Причем под зерновыми и зернобобовыми она уменьшилась с 786 млн. до 760 млн. Возможности увеличения площади пашни с целью наращивания производства зерна также весьма ограничены. Считается, что за период с 2000 до 2020 гг. в развивающихся странах потребность в зерне злаковых культур увеличится на 80%. При этом средняя урожайность злаковых культур к 2020 году должна увеличиться в 1,7 раза (Раджарам, 2003). Во многих странах мира уже достигнуты пороги экологически допустимой антропогенной нагрузки в сельскохозяйственных угодьях.

Применение техногенных средств (мелиорантов, удобрений, пестицидов и т.д.) в сельскохозяйственных технологиях часто приводит к нарушению экологического равновесия в агроэкосистемах и агроландшафтах. Современные процессы интенсификации характеризуются весьма высокой энерго- и ресурсоемкостью. В итоге все более возрастает энергетическая «цена» каждой пищевой калории. Так, на производство пищи, имеющей энергетическую ценность 1 Дж, к началу 80-ых годов расходовалось до 10 Дж энергии. Повышение урожайности с 2 до 4 т/га обуславливает десятикратное увеличение затрат энергии ископаемого топлива. Принципиально важно придать экологическую направленность сельскохозяйственным технологиям (Черников и др., 2000). Основным фактором придания экологической направленности растениеводству является сорт. Н.И. Вавилов, применяя немецкую формулу действенности, пришел к выводу, что вклад сорта в рост урожайности составлял 25%. По расчетам В. С. Шевелухи, А. В. Морозова (1986), на долю сортов приходится 35-40% прироста урожая. По нашим данным вклад сорта овса и ячменя в рост урожайности достигал до 38,5%-40,2% (Косяненко, 2008). Исследования зарубежных авторов показали, что селекционный прогресс привел к повышению урожая на 50-60% (Lupton, 1980; Reihard, 1987).

В вопросе обеспечения продовольственной безопасности особенно велика роль России как государства, имеющего огромный земельный и экологический ресурс. Сибирь считается зоной рискованного земледелия, однако ее природный потенциал позволяет в полной мере производить высокочественное зерно овса и ячменя. Если взять биопотенциал России за единицу, то в Восточной Сибири он составит 0,53-0,54%, в Хакасии, Якутии и Читинской области – 0,34%, в Краснодаре – 1,25-1,40% (Сурин, 2006).

В настоящее время овса и ячменя в Сибири производится в 3 раза меньше потребности в них, потенциал урожайности серых хлебов в Сибири реализуется на 30-50%. Существующий в настоящее время экспериментальный материал не позволяет в полной мере выявить резервы повышения урожайности и расширить ареал распространения культур с учетом их взаимодействия с экологическими факторами окружающей среды.

Для производства серых хлебов характерен декомпенсационный эффект (Раунер, 1981), т.е. превышение снижения валовых сборов в неблагоприятный год, по сравнению с прибавкой урожая в год благоприятный. В число «страхующих» должны быть включены в первую очередь культуры и сорта с минимальным декомпенсационным эффектом. Более того, нужен поиск сортов, а также мезо- и микрозон, обеспечивающих нейтрализующий и даже компенсационный эффект. В связи с этим является актуальным выявление резервов повышения урожайности пленчатого овса и ячменя, а также перспективных голозерных образцов серых хлебов.

Цель исследований – агроэкологическая оценка пленчатых и голозерных серых хлебов в Приенисейской Сибири.

Основные задачи:

– оценить селекционный прогресс на примере сортосмены овса и ячменя в Красноярском крае в связи с экологическими условиями;

– выявить устойчивость серых хлебов к биотическим и абиотическим факторам внешней среды;

– провести оценку на адаптивность пленчатых и голозерных серых хлебов, выявить с помощью показателей пластичности и стабильности сорта с широкой и узкой адаптивностью;

– выявить экологически устойчивые сорта серых хлебов по качеству продукции;

– показать экономическую и биоэнергетическую эффективность возделывания серых хлебов в различных агроэкоситемах.

– провести агроэкологическую оценку районированных и перспективных в плане включения их в Государственный реестр селекционных достижений сортообразцов голозерного овса и ячменя.

Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования по сравнительной оценке уровня продуктивности стародавних и современных пленчатых сортов овса и ячменя, бывших в районировании на территории Красноярского края и районированных в настоящее время. Проведена оценка продуктивности перспективных голозерных сортообразцов серых хлебов. Намечена стратегия селекции для рассмотренных выше групп зерновых культур. Выявлена роль предшественника и зоны выращивания в формировании продуктивности овса и ячменя. Определено соответствие созданных для Приенисейской Сибири сортов условиям их возделывания.

Защищаемые положения:

1. Изменчивость урожайности серых хлебов в условиях Приенисейской Сибири обусловлена фактором «зона возделывания» и взаимодействием факторов «зона годы».

2. Формирование урожайности и качественные показатели зерна зависят от группы спелости сорта и изучаемой географической зоны.

3. Пластичность и стабильность определяется генотипом сорта и экологическими условиями зоны исследований.

4. В агроэкосистемах Приенисейской Сибири голозерные овсы и ячмени превосходят пленчатые по содержанию белка и крахмала и имеют более развитую корневую систему.

5. Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания пленчатых и голозерных серых хлебов в различных экологических условиях региона.

Практическая и теоретическая значимость. Материалы диссертации представлены Красноярскому ФГУ «Госсорткомиссия» (акт внедрения, 2008 г.), рекомендованы для использования специалистам Красноярского НИИСХ (акт внедрения, 2008 г.), Краевого агенства по сельскому хозяйству, руководителям и специалистам предприятий сельскохозяйственного профиля с изданием рекомендаций (2008 г). Внедрены в производство в колхозе «Победа» Ирбейского района Красноярского края посевы овса на площади 1500 га, ячменя – 500 га, (акт внедрения, 2005 г.), в учхозе «Миндерлинское» – посевы овса на площади 800 га (акт внедрения, 2006, 2007 гг.), посевы голозерного овса сорта Тюменский голозерный (акт внедрения, 2008 г.). Используются в учебном процессе у студентов институтов агроэкологического менеджмента, прикладной биотехнологии и ветеринарной медицины (акты внедрения, 2008 г.).

Апробация. По теме исследований опубликовано 35 работ, в том числе 9 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а также монография «Серые хлеба в Восточной Сибири», рекомендации для слушателей ФПК «Биологические основы получения высоких урожаев зерновых культур в лесостепи Красноярского края», рекомендации для студентов, слушателей РЦДПО «Повышение экономической эффективности использования кормов в условиях рыночных отношений», рекомендации для руководителей и специалистов сельскохозяйственных организаций, крестьянско-фермерских хозяйств и индивидуальных предпринимателей «Организационно-технологические мероприятия проведения весенних полевых работ в Красноярском крае». Материалы диссертации докладывались на региональной научной конференции «Методические аспекты экспериментальной работы в исследованиях агрономического профиля» (Красноярск, 1995), на научной конференции «Почвенные ресурсы, рационализация землепользования и экологическая оптимизация агроландшафтов в Приенисейской Сибири» (Красноярске, 1997), на Всероссийских научных конференциях профессорско-преподавательского состава в КрасГАУ (Красноярск, 1997, 1998, 1999, 2005, 2006, 2007, 2008), на юбилейной Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве» (Барнаул, 2003), на Всероссийской научно-методической конференции «Повышение качества непрерывного образования» (Красноярск, 2005), на X Международной селекционно-генетической школе-семинаре, «Реализация идей Н. И. Вавилова на современном этапе развития генетики, селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур» (Новосибирск, 2007).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 341 странице печатного текста и состоит из введения, 6 глав, приложений. Список литературы включает 525 источников, в том числе 60 иностранных авторов.

Личный вклад автора. Выбор направления научного поиска, сбор и обработка исходной информации. Работа является обобщением результатов 15-ти летних исследований, выполненных лично автором, а также результатов опытов в рамках договора о творческом сотрудничестве с ФГУ «Госсорткомиссия».

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность д. с.-х. н., профессору, заведующему кафедрой растениеводства КрасГАУ Ведрову Н. Г., заведующей методическим кабинетом землеустроительного факультета КрасГАУ Кожуховой Е. В., начальнику и агрономам филиала ФГУ «Госсорткомиссия» по Красноярскому краю Количенко А. А., Останину Б. Н., Елсуковой А. И., Михаревой О. Г., коллективу кафедры растениеводства за помощь и поддержку, оказанную при подготовке и написании диссертации.

Глава 1

Зерновые фуражные культуры как средство обеспечения продовольственной безопасности населения

Приводится теоретическое обобщение имеющихся в научной литературе сведений об адаптивном потенциале овса и ячменя в постоянно изменяющихся условиях внешней среды.

Представляется история возделывания и селекции пленчатых и голозерных серых хлебов в Сибири.

Показано значение сортосмены в повышении адаптивного потенциала серых хлебов.

Глава 2

Условия, исходный материал и методика проведения исследований

Всю земледельческую часть Приенисейской Сибири относят к зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения. В среднем по всей земледельческой зоне выпадает 350-400 мм осадков, из которых 60-70% приходится на «теплый период» и больше всего на вторую половину вегетационного периода (июль-сентябрь). Почвенно-климатические условия отличаются по основным зонам.

Лесостепная зона. Обладает более благоприятными почвенно-климатическими условиями в сравнении с подтаежной и степной и лидирует в сельскохозяйственном отношении, как по площадям возделывания культур, так и по урожайности.

В зоне Канско-Красноярской лесостепи самым острозасушливым из лет исследований был 1998 г., самым влажным – 2004 г. Наиболее высокое теплонакопление произошло в 1994 г. - 23010С, самое низкое – в 1998 г. - 1764 0С. Сумма активных температур во все годы исследований была выше среднего многолетнего значения, ГТК – ниже за исключением 2004 и 2007 гг.

Лесостепь Причулымья отличалась от Канско-Красноярской лесостепи большей влагообеспеченностью и меньшей суммой активных температур. Гидротермический коэффициент превышал норму в 1996, 1997 и 2000-ом годах, в остальные годы исследований он был ниже нормы.

Степная зона. Гидротермический коэффициент, характеризующий степень увлажнения лет исследования, был выше среднего многолетнего значения лишь в 1997, 2002 и 2003 годах. Сумма активных температур степной зоны превышала норму во все годы исследований. Более теплым стал и зимний период: среднегодовая сумма температур в годы исследований находилась в пределах от -0,3 до +2,40С при среднемноголетнем значении -0,50С.

Подтаежная зона. Теплообеспеченность периода вегетации лет исследования в зоне значительно выросла, о чем свидетельствует сумма активных температур. В целом в годы исследований сумма активных температур находилась в пределах 1440оС-2056оС при среднемноголетнем значении 15880С. Гидротермический коэффициент был выше среднего многолетнего значения лишь в 2001 и 2004 годах.

Распределение осадков в подтаежной зоне, как впрочем, и других почвенно-климатических зонах края, было неравномерным. Из четырнадцати лет лишь три года были более увлажненными в сравнении с нормой. Более высокие среднемесячные температуры воздуха отмечались в июне и июле, что соответствовало норме.

Можно констатировать, что в Приенисейской Сибири за годы исследований, во-первых, улучшилась теплообеспеченность как периода вегетации, так и года в целом, снизилась влагообеспеченность вегетационного периода в подтаежной зоне. Во-вторых, в связи с различиями почвенно-климатических условий зон, в них необходимы разные как в количественном, так и в качественном выражении сорта. Более короткий период вегетации подтаежной зоны обуславливает целесообразность возделывания здесь 3-4 скороспелых сортов и 2-3 среднеспелых, причем предпочтение здесь необходимо отдать овсу, обладающему способностью извлекать из бедных питательными веществами почв зоны труднорастворимые для других культур элементы питания.

В степной зоне предпочтение нужно отдать ячменю как культуре, устойчивой к щелочной реакции почвенной среды. В лесостепной зоне необходимо иметь для возделывания 6-8 сортов каждой культуры с перевесом в сторону среднеспелых. В-третьих, в целом, погодные условия отвечали требованиям биологии овса и ячменя и способствовали формированию высокой продуктивности этих культур.

Полевые исследования в зоне лесостепи проводились в 1993, 1994, 1995, 1996, 1998, 1999, 2003, 2004, 2005, 2006 гг. на опытном поле кафедры растениеводства в учхозе «Миндерлинское» Красноярского Государственного Аграрного Университета, в 1993-2007 гг. на Сухобузимском, Уярском и Ужурском ГСУ. В 1993-2007 годах в степной зоне на Ширинском, Бейском и Новоселовском ГСУ, в подтаежной зоне на Казачинском ГСУ. Лабораторные – в лаборатории Красноярского НИИСХ, в лаборатории ФГУ «Госсорткомиссия».

Исходным материалом брали скороспелые и среднеспелые сорта серых хлебов, прошедших сортосмену в Красноярском крае за последние 70 лет, районированные в настоящее время; а также голозерные сортообразцы. Пленчатый овёс был представлен десятью сортами, из них три скороспелых (Золотой дождь, Таёжник, Саян); и семь среднеспелых (Сизу, Орел, Сельма, Нарымский 943, Писаревский, Мутант, Талисман). Из голозерных серых хлебов для исследования были взяты лучшие, выделившиеся в условиях Приенисейской Сибири сортообразцы: овса: Тюменский голозерный, К-1934, К-1932, К-2208, К-1766; ячменя: К-16003, К-18074, К-19334, К-17187, Омский голозерный, К-6889, К-29453. Пленчатый ячмень был представлен одиннадцатью сортами: Червонец; Красноярский 1; Агул; Агул-2; Вулкан, Винер; Красноярский 80, Новосибирский 80, Кедр; Одесский 115; Соболек.

Методика исследований была следующей: исследования проводились по двум предшественникам: чистому пару и второй зерновой культурой. Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным тяжелосуглинистым и глинистым в учхозе и на Сухобузимском ГСУ, черноземом выщелоченным легкосуглинистым - на Уярском ГСУ, черноземом обыкновенным тежелосуглинистым – на Ужурском ГСУ. В степной зоне на Новоселовском и Бейском ГСУ – черноземом обыкновенным тяжелосуглинистым, на Ширинском ГСУ – среднесуглинистым. Почва Казачинского ГСУ – зернистый, слабооглееный оподзоленный чернозем. Обработка почвы осуществлялась согласно требованиям зональных систем земледелия и общепринятых рекомендаций для зон. Посев проводился для каждой зоны в оптимальные сроки на делянках учетной площадью 6 м2 (в учхозе «Миндерлинское), 50 м2 (на ГСУ) в четырехкратной повторности. Размещение сортов и делянок методом рендомизированных повторений (Федин, 1985). Норма высева 4,5 млн. на гектар, способ посева – рядовой.

Закладка опытов и наблюдения проводилась в соответствии с методическими указаниями ВНИИР по изучению коллекции зерновых культур (1977), и методикой ГСИ (1985).

Проводили следующие наблюдения: подсчет густоты стояния растений в фазу всходов, к уборке. В фазу всходов определяли поврежденность ячменя хлебной блошкой, в фазу выхода в трубку на обеих изучаемых культурах пораженность внутристеблевыми вредителями, пораженность корневыми гнилями, в фазу выметывания, колошения определялась заселенность метелки или колоса трипсами, в молочно-восковую спелость – пораженность пыльной головней, полегаемость. Оценку полегания проводили визуально, в баллах по пятибалльной шкале, где 5 баллов присваивалось неполегающим сортам. При созревании проводилась откопка растений, по которым делали подсчет элементов структуры урожая и корневой системы.

Качественный анализ зерна проводился в лаборатории Красноярского филиала ГСУ «Госсортосеть» по методике ГСУ (1970, 1989). Осуществлялось определение качественных показателей: для пленчатых сортов натура зерна, пленчатость (ГОСТ 10843-76), содержание белка по Кьельдалю (ГОСТ 10846-91), для голозерных содержание крахмала по Эверсу и белка по Кьельдалю.

Статистическая обработка результатов проведена по методикам Б.А. Доспехова (1985), Д.У. Снедекора (1961) с использованием программ «Однофакторный дисперсионный анализ» (ОДА), «Многофакторный дисперсионный анализ» (МДА), корреляционный анализ. Параметры экологической пластичности и стабильности серых хлебов: I (индекс условий внешней среды), Bi (коэффициент линейной регрессии, показывающий реакцию сортов на изменение условий выращивания) по методу S.A. Eberhart и W.A.Russel (1996), ПУСС (показатель урожайности и стабильности сорта) по Э. Д. Неттевичу (1985), Нom (показатель гомеастатичности, означающий степень приспособляемости генотипа к условиям среды) по В. В. Хангильдину (1976). Расчет биоэнергетической оценки был сделан по методу Г. С. Посыпанова, В. Е. Долгодворова (1995), А. М. Берзина, З. И. Михайловой (1997), экономической оценки – по методике О.М. Харченко (1990).

Глава 3

Влияние экологических условий на основные хозяйственно-биологические свойства серых хлебов

Анализ урожайных данных овса и ячменя в Красноярском крае с 1981 года показал, что в 50% случаев индекс условий среды был отрицательным. Урожайность обеих культур возрастала пропорционально росту индексов условий среды от отрицательных значений к положительным. Средняя урожайность обеих рассматриваемых культур по краю находится примерно на одном уровне, с небольшим превышением по ячменю (табл. 1).

Таблица 1 – Влияние условий выращивания на урожайность овса и ячменя в Красноярском крае (1981-2007 гг.)

Урожайность, ц/га культура	Индекс условий среды (I)					Сред-няя урожай- ность, ц/га	Коэффи-циент вариа-ции, V, %
	от -8 до -3	от -2,99 до 0	от 0 до 2,99	от 3 до 8	от 8,1 и выше
Овес	12,70	14,55	18,10	23,46	26,0	16,89	25,45
Ячмень	11,75	16,52	18,98	24,72	26,9	17,23	27,36

Это можно объяснить лучшим уровнем агротехники ячменя в последнее время. К сожалению, возделыванию овса не всегда уделяется должное внимание: он в большинстве случаев выступает замыкающей культурой севооборота, не всегда соблюдаются сроки его посева и уборки. Особенно пагубно сказывается значительное запоздание с уборкой, которое приводит к потерям урожая. На 2006 год 33% от посевных площадей овса было занято не сортовыми посевами.

Варьирование урожайности в производственных условиях региона было значительным как по овсу, так и по ячменю. Проведенный нами анализ данных урожайности серых хлебов в Красноярском крае, несмотря на уровень варьирования, показал его рост.

Экологическое сортоиспытание плёнчатого овса в лесостепи края в зависимости от времени введения и снятия с районирования сортов было поделено на три периода: 1993 – 2003гг, 2003 – 2006 гг. и 2005, 2006 гг.

В годы исследования современные сорта овса с разными периодами вегетации показали прибавки к стародавним сортам. Средняя прибавка по зерновому предшественнику для всех сортов плёнчатого овса за период 1993 – 2003 гг. составила для скороспелой группы 7,8%, для среднеспелой 5,2%. Наибольшую прибавку к стародавнему сорту дал сорт Саян 17,6%.

За период 2003 – 2006 гг. для скороспелой группы исследуемых сортов прибавка к стародавнему сорту составила 19,7%, для среднеспелой – 18,2%, за 2005 и 2006 годы – 17% и 6,6% соответственно. Максимальную прибавку дали сорта: скороспелый Таёжник (30,6% - за 2003 – 2006 гг. и 28,3% - за 2005 г, 2006 г), а также среднеспелый Талисман (18,5% - за 2005 г, 2006 г).

Анализ урожайных данных периода исследований 1993-2006 гг. позволил установить наличие прибавок современных сортов овса, за исключением сорта Писаревский по паровому предшественнику (рис. 1).

Рисунок 1 – Вклад сортов овса в рост урожайности в связи с сортосменой,

(1993 – 2006 гг.)

Результаты показали, что наибольшее влияние на урожай овса и ячменя оказывают зоны возделывания – 63,6% и 61,9%. Достоверно, значительно меньше влияет взаимодействие факторов «зона годы» - 34,1% и 24,7% (табл. 2, 3). Причину низкой доли вклада фактора «сорта» можно объяснить тем, что изучаемые генотипы достаточно близки по своему потенциалу продуктивности.

При анализе урожайности плёнчатого ячменя по зерновому предшественнику наблюдались прибавки к стародавнему сорту по всем группам спелости и во все периоды исследований. Наилучшие показатели по скороспелой группе в 1993 – 2003 гг. имел сорт Агул-2. Прибавка к стародавнему сорту у него составила 43,4%. Из среднеспелых сортов в эти годы возделывания высокие прибавки были у сортов Красноярский-80 (49,5%). Новосибирский-80 (44.1%), Кедр (56,5%).

Таблица 2 – Результаты дисперсионного анализа урожайности плёнчатого овса в трехфакторном опыте (1993-2007 гг.)

Дисперсия	Сумма квадратов	Степени свободы	Средний квадрат	F(ф)	F05	Доля фак-тора, %
Общая	91454,8	335	273,0	-	-	-
Фактор А (сорта)	42,0	1	42,0	14,9	3,9	0,02
Фактор В (зоны)	52078,9	3	26039,5	9248,5	2,7	63,60
Фактор С (годы)	12001,6	13	923,2	327,9	1,6	0,17
Взаимодействие: (А В)	37,1	2	18,6	6,6	3,0	0,08
(В С)	25668,8	26	987,3	350,6	1,6	34,10
(А С)	171,5	13	13,2	4,7	1,8	0,25
(А В С)	742,3	26	28,6	10,1	1,6	1,70
Остаток (ошибка)	709,5	252	2,8	-	-	0,08

В период 2003 – 2006 гг. в скороспелой группе, представленной сортом Вулкан, прибавка к стародавнему сорту составила 6,1%. В среднеспелой группе наибольшую прибавку дал сорт Кедр (53,7%).

Таблица 3 – Результаты дисперсионного анализа урожайности плёнчатого ячменя в трехфакторном опыте (2000-2007 гг.)

Дисперсия	Сумма квадратов	Степени свободы	Средний квадрат	F(ф)	F05	Доля фак-тора, %
Общая	56723,2	383	148,1	-	-	-
Фактор А (сорта)	149,2	3	49,7	8,4	2,6	0,1
Фактор В (зоны)	34606,4	2	17303,2	2927,1	3,0	61,9
Фактор С (годы)	5213,1	7	744,7	126,0	2,1	6,8
Взаимодействие: (А В)	287,1	6	47,8	47,8	2,1	0,3
(В С)	12481,7	14	891,6	891,6	1,8	24,7
(А С)	1107,5	21	52,7	52,7	1,6	0,9
(А В С)	1175,7	42	28,0	28,0	1,5	2,6
Остаток (ошибка)	1702,5	288	5,9	-	-	2,7

Все сорта ячменя на интенсивном фоне показали прибавку к стародавним. Из сортов скороспелой группы 1993-2003 годов возделывания наибольшую прибавку урожайности, как и на экстенсивном фоне, дал сорт Агул-2 (37,2). Среди среднеспелых сортов лучшие показатели были у сортов Кедр (44,4%) и Новосибирский-80 (37,2%).

За период 2003-2006 гг. скороспелый сорт Вулкан показал прибавку урожайности к стародавнему сорту Червонец (11,1%) а из среднеспелой группы наибольшую прибавку дал сорт Соболёк (34,1%).

Прибавки сортов, находящихся в районировании на протяжении всего периода исследований отражены на рис. 2. Максимальную прибавку в сравнении со стародавним Винером показал сорт Кедр по обоим предшественникам.

Рисунок 2 – Вклад сортов ячменя в рост урожайности в связи с сортосменой,

(1993 – 2006 гг.)

В зоне Красноярской лесостепи лучшие условия для роста и развития генотипов в период исследований 1993-2006 гг. были в 1996, 1995 годах при возделывании по паровому предшественнику, где Ii (индекс условий среды) составлял +25,1 и +23,6 соответственно. Худшие условия наблюдались при возделывании по предшественнику зерновые в 1998, 2003 годах (Ii=-19,2; -18,9).

Наглядную информацию по реакции сортов на условия внешней среды дают линии регрессии урожаев на изменение условий выращивания.

Пересечение средней по опыту (L), коэффициент регрессии которой всегда равен единице, с ординатой урожая, восстановленной из точки с индексом условий среды, равной нулю, фиксирует среднюю урожайность по опыту – 39,5 ц/га. Сорта Золотой дождь, Орел, Сизу имеют среднюю урожайность меньше средней по опыту, в связи, с чем их линии регрессии находятся ниже ее. Средняя урожайность сорта Таежник находится примерно на одном уровне со средней по опыту – линии регрессии их урожаев пересекаются очень близко. Линии регрессии урожая сортов Саян, Сельма и Писаревский пересекают ординату выше точки средней по опыту, что объясняется более высоким урожаем в среднем по всем годам исследования. Наиболее весомое превышение средней линии регрессии было сделано линией регрессии сорта Саян (рис. 3).

Рисунок 3 – Линии регрессии урожайности сортов овса на изменение условий (1993-2006 гг.)

Широкоадаптивными или стабильными сортами ячменя в условиях лесостепи Приенисейской Сибири являлись Красноярский 1, Агул-2, Винер и Новосибирский 80. Соответствие уровня урожайности изменению условий выращивания было у Красноярского-80 и Соболька в 2003-2006 гг.

Червонец, Вулкан, Кедр, Одесский-115 – сорта с узкой адаптивностью, дающие максимум отдачи при высоком уровне агротехники. С практической точки зрения наибольший интерес представляют Кедр и Новосибирский-80, сочетающие высокий уровень средней урожайности с высокими показателями гомеастоатичности.

Более высоким уровнем стабильности урожая в разные периоды возделывания обладали Красноярский-80, Новосибирский-80, Кедр и Соболек (табл. 4).

Результаты дисперсионного анализа показали, что значение массы 1000 зёрен овса находится в большей зависимости от взаимодействия факторов В С – зона годы. На его долю приходится 58,42 % влияния на исследуемый показатель. На долю взаимодействия факторов А В С – сорт зона годы, приходится 17,95 % влияния. Отдельное влияние факторов на массу 1000 зерен овса было незначительным.

По результатам дисперсионного анализа большее влияние на массу 1000 зёрен ячменя оказывал сорт (33,4%). Это связано с особенностями сортов и их принадлежностью к разным подвидам. Масса 1000 зерен двурядного ячменя существенно превосходит этот показатель у многорядных сортов.

Это генетически обусловленный признак и он сохраняется в любых почвенно-климатических условиях. Тем не менее, условия произрастания растений также сыграли немаловажную роль в формировании рассматриваемого показателя. Чуть меньшее влияние на массу 1000 зерен оказывал фактор В – зона. На его долю приходится 29,5 % значимости. И в меньшей степени масса 1000 зёрен плёнчатого ячменя зависела от фактора С – годы (0,4%). Если рассматривать взаимодействие двух факторов, то на массу 1000 зёрен наибольшее влияние оказывало совместное влияние факторов В С (зона годы) – 16,7%, наименьшее – А С (сорт годы) – 0,7%. Взаимодействие всех трёх рассматриваемых факторов оказывало воздействие на величину исследуемого показателя на 7,6%.

Таблица 4 – Параметры экологической пластичности и стабильности сортов ячменя

Сорт	Средняя урожайность, ц/га			Bi			ПУСС			Нom
Период*	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
Червонец	24,86	31,9	28,9	0,84	1,19	1,09	64,34	68,81	60,21	1,73	1,41	1,44
Краснояр- ский-1	26,38	-	-	0,82	-	-	73,03	-	-	1,73	-	-
Агул	30,4	-	-	1,21	-	-	69,65	-	-	0,95	-	-
Агул-2	27,91	-	-	0,83	-	-	83,57	-	-	1,95	-	-
Вулкан	-	34,89	-	-	1,32	-	-	80,0	-	-	1,79	-
Винер	29,47	24,97	28,73	1,01	0,84	0,94	80,07	76,85	76,4	1,47	2,28	2,58
Краснояр- ский-80	37,06	34,56	34,26	1,15	1,08	1,12	106,79	82,76	85,73	1,21	1,65	1,77
Новосибир- ский-80	32,05	30,5	32,36	0,79	0,75	0,70	122,05	97,58	124,3	2,27	3,67	4,26
Кедр	39,14	36,96	37,71	1,18	0,75	1,15	131,11	144,9	110,9	1,77	5,57	2,83
Одесский- 115	29,23	-	-	1,16	-	-	63,49	-	-	0,96	-	-
Соболек	-	36,98	-	-	1,08	-	-	111,2	-	-	2,80	-
НСР05 сорта	1,01	1,30	0,88
НСР05 года	1,07	1,39	1,57

Примечание*: 1: 1993-2003 гг.; 2: 2003-2006 гг.; 3: 1993-2006 гг.

Между массой 1000 зерен овса и урожайностью во всех почвенно-климатических зонах региона Приенисейской Сибири существовала положительная связь. Такая зависимость прослеживалась как по зонам, так и в целом по региону (табл. 5).

С увеличением массы 1000 зерен увеличивалась урожайность ячменя во всех почвенно-климатических зонах Красноярского края. В подтайге и степи между названными показателями связь была слабой, в лесостепи – средней степени. В целом по региону у всех сортов ячменя была средняя прямая связь (табл. 5).

Наименьшей изменчивостью из элементов структуры урожая серых хлебов обладала масса 1000 зерен по обоим предшественникам, а также густота стояния растений в фазу всходов и к уборке. Варьирование этих показателей преимущественно имело среднюю степень. По остальным элементам структуры урожая коэффициенты вариации был более 20%.

Таблица 5 – Связь массы 1000 зёрен с урожайностью овса и ячменя в различных почвенно-климатических зонах

Культура	Почвенно-климатическая зона			В целом по региону
	Подтайга низменности	Канско-Красноярская лесостепь	Степь предгорий (Хакассия)
Овес (1993-2007)	+0,190*±0,091	+0,655*±0,054	+0,460*±0,106	+0,524*±0,063
Ячмень (2000-2007)	+0,244*±0,083	+0,363*±0,077	+0,333*±0,149	+0,340*±0,081
*Достоверно при t 05 n=45 -40 (по зоне); n=120 – 160 (по региону)

Выявление особенностей взаимосвязи между урожайностью и количеством развивающихся зародышевых, колеоптильных и узловых корней в связи с сортосменой овса позволило установить наличие достоверных связей лишь по зародышевым корням при возделывании по зерновому предшественнику и по узловым корням при возделывании по паровому предшественнику. Между урожайностью и числом узловых корней и у стародавних и у современных сортов существовала средняя и сильная прямая корреляционная зависимость.

Стародавние сорта ячменя при возделывании по зерновому предшественнику показали среднюю прямую корреляционную зависимость между количеством узловых корней и урожайностью. Средняя положительная степень связи была между урожайностью и зародышевыми корнями. У современных сортов ячменя средняя положительная степень связи была между зародышевыми корнями и урожайностью, а также между узловыми корнями и урожайностью.

При возделывании по паровому предшественнику, как у стародавних, так и у современных сортов, во все периоды исследования между урожайностью и количеством узловых корней была положительная связь различной степени.

Многорядные сорта ячменя формировали большее число узловых корней, чем двурядные по обоим предшественникам (рис.4).

Степень варьирования как первичных, так и вторичных корней сортов овса и ячменя была значительной, о чём свидетельствуют коэффициенты вариации, находящиеся в пределах от 16 до 34%.

Зависимость урожайности от числа корней определялась сортом, предшественником и видом корней. Больший вклад в формирование урожайности плёнчатых сортов овса и ячменя при достаточной влагообеспеченности вегетационного периода, которая была преимущественно в годы исследований, вносили узловые корни.

Рисунок 4 – Роль экосистем ячменя в формировании числа узловых корней (1993 – 2006 гг.)

Примечание: 1-4 многорядные сорта (Червонец, Агул, Агул-2, Соболек); 5- среднее; 6-12 двурядные сорта (Винер, Красноярский-1, Красноярский-80, Новосибирский-80, Кедр, Одесский-115, Вулкан); 13-среднее

Содержание крахмала в зерне овса в различных почвенно-климатических зонах колебалось от 43,3 до 47,9%. В зависимости от группы спелости содержание крахмала изменялась весьма значительно.

В группе скороспелых сортов содержание крахмала составляло 43,3 - 46,3%, среднеспелых 46,8 - 47,9%. В скороспелой группе сортов содержание крахмала возрастало от подтаежной к степной зоне, в среднеспелой наоборот (рис. 5).

Рисунок 5 – Зависимость содержания белка (%) и крахмала (%) в зерне овса от почвенно-климатической зоны и группы спелости сортов

По классификации М.П. Козьминой (1969) во всех почвенно-климатических зонах сорта овса имели средний уровень белковости: 10-13%. В среднем по всем сортам наименьшее содержание белка было при возделывании овса в более влажных условиях подтаежной зоны: 11,4%. В лесостепи и степи овсы формировали одинаковое содержание белка: 11,6%.

В скороспелой группе установлена средняя положительная связь урожайности с содержанием белка в зерне (r =+0,545) в подтаежной зоне. В лесостепной и степной зонах с увеличением уровня урожайности содержание белка в зерне уменьшалось (табл. 6).

Таблица 6 – Связь урожайности с качеством урожая овса в экосистемах основных земледельческих зон региона (1999-2004 гг.)

Группа спелости	Почвенно – климати-ческая зона	Признаки
		Белок- урожайность	Крахмал- урожайность	Пленчатость- урожайность
Скорос-пелая	Подтайга	+0,545*±0,114	-0,380*±0,183	+0,632*±0,069
	Лесостепь	-0,677*±0,042	+0,731*±0,008	-0,304±0,206
	Степь	-0,654*±0,056	+0,833*±0,137	-0,427*±0,166
Средне- спелая	Подтайга	+0,854*±0,121	-0,238*±0,022	+0,242*±0,021
	Лесостепь	-0,795*±0,111	+0,780*±0,118	-0,531*±0,216
	Степь	-0,121*±0,028	+0,685*±0,177	-0,140*±0,027

*Достоверно при t05 n= 12 (для скороспелой) n=24 (для среднеспелой)

Примерно такая же закономерность прослеживалась между урожайностью и пленчатостью скороспелых сортов овса. В подтаежной зоне зависимость была положительной, а в лесостепной и степной зонах отрицательной.

С увеличением урожайности у скороспелых сортов снижалось содержание крахмала на подтаежном Казачинском ГСУ r= -0,380 и увеличивалась на лесостепном Сухобузимском и степном Новоселовском ГСУ. Аналогичная зависимость была у среднеспелых сортов овса между урожайностью и содержанием крахмала.

Рисунок 6 – Влияние экологических условий на содержание белка в зерне ячменя двурядных сортов, %

Связь урожайности с содержанием белка у среднеспелых сортов овса была аналогичной со скороспелыми: в подтаежной зоне прослеживалась положительная связь сильной степени r= +0,854, в лесостепной и степной зонах - отрицательной: в лесостепи сильной степени r = -0,795, в степи слабой r=-0,121.

С увеличением урожайности пленчатость среднеспелых сортов также увеличивалась. Максимальная отрицательная степень связи была в лесостепной зоне r=-0,531(средняя связь) В подтаежной и степной зонах связь была слабой r= +0,242 и r= -0,140 соответственно (табл. 6).

Динамика содержания белка в зерне ячменя существенно различалась в зависимости от подвида и места проведения исследования (рис.6,7).

Рисунок 7 – Влияние экологических условий на содержание белка (%) в зерне ячменя многорядного сорта Соболек

Максимальное содержание белка в зерне ячменя было в лесостепи 13,4%, а минимальное в подтайге 11,2%. Достоверная связь между урожайностью и содержанием белка существовала лишь в лесостепной зоне. С увеличением урожайности здесь содержание белка снижалось: в лесостепной зоне между этими показателями была средняя степень связи.

Между урожайностью и содержанием крахмала в лесостепной и степной зонах связь была достоверная положительная средней степени.

Глава 4

Устойчивость серых хлебов к биотическим и абиотическим факторам внешней среды

Устойчивость серых хлебов к биотическим факторам внешней среды зависела от сорта и предшественника (табл. 7, 8).

К сожалению, современные сорта овса в некоторых случаях были менее устойчивыми к повреждениям вредителями и поражениям болезнями (табл. 7). Такая ситуация в условиях лесостепи Красноярского края вполне закономерна, так как селекция здесь на устойчивость к вредителям не велась и не ведется. Тем не менее, по отдельным группам был отмечен селекционный прогресс по устойчивости сортов овса к вредителям и болезням.

Таблица 7 – Влияние селекции на устойчивость сортов овса к вредителям и болезням (1993 – 2006 гг.)

Пред-шест-вен-ник	Группа спелости, отношение к райониро- ванию	Поврежденность, пораженность
		Внутристебл. вредители		Трипсы		Корневые гнили
		%	±	шт/100 раст.	±	%	±
Зерно-вые	Скороспелые: Стародавние	26,9		50		10,8
	Современные	27,93	-1,03	43,45	-6,55	8,3	-2,5
	Среднеспелые: Стародавние	26,5		46,2		8,56
	Современные	18,38	-8,12	32,9	-13,3	9,25	-0,69
Пар	Скороспелые: Стародавние	36		56,4		7,3
	Современные	25,35	-10,65	48,75	-7,65	9,4	+2,1
	Среднеспелые: Стародавние	31,1		47,15		9,3
	Современные	30	-1,1	54,55	+7,4	7,5	-1,8

Примечание: Скороспелая группа: Стародавний сорт – Золотой дождь; Современные – Таёжник, Саян. Среднеспелая группа: Стародавние сорта: Сизу, Орёл; Современные – Сельма, Писаревский

Данный факт можно объяснить тем, что иммунитет растений является косвенным признаком, и если вести отбор по другим свойствам в зону отбора попадут именно устойчивые сорта, как наилучшим образом приспособленные к условиям среды обитания и дающие более высокий урожай с лучшим качеством продукции. Это утверждение вполне согласуется с литературными данными, в которых приводятся довольно существенные цифры потерь урожая от болезней и вредителей (Володичев, 1980; Чулкина, Чулкин, 1995:). Следовательно более устойчивые сорта серых хлебов будут меньше снижать урожайность.

Между урожайностью и поврежденностью, а также пораженностью сортов овса корневыми гнилями в большинстве случаев не выявлено достоверных связей.

На экстенсивном фоне поврежденность и пораженность овса вредителями и болезнями не оказывала прямого влияния на уровень его продуктивности, что связано с незначительным повреждением и поражением сортов. Во все годы исследований у сортов овса была первая степень развития болезни (Терехова, 1980).

Между повреждённостью ячменя трипсами и урожайностью была выявлена среднеотрицательная корреляционная зависимость у скороспелой группы сортов и слабая отрицательная – у сортов среднеспелой группы за период 1993-2006 гг. на экстенсивном фоне.

Между поврежденностью внутристеблевыми вредителями, полосатой хлебной блошкой и урожайностью среднеотрицательная достоверная корреляционная зависимость отмечалась у среднеспелых сортов ячменя при возделывании на интенсивном фоне в период 1993-2003 гг. В некоторых случаях между поврежденностью и урожайностью сортов была достоверная прямая зависимость. Этот факт объясняется высокой толерантностью сортов к данного рода вредителям, их способностью к восстановлению, а также степенью повреждения. В большинстве случаев она не превышала экономического порога вредоносности, в связи с чем и не оказывала существенного влияния на уровень урожайности.

Пораженность и поврежденность сортов ячменя в большей степени определялась предшественником, нежели подвидом. При возделывании на интенсивном фоне за 1993 – 2003 гг. как двурядные, так и многорядные ячмени поражались вредителями значительнее, чем при возделывании на экстенсивном фоне. За период 2003 – 2006 гг. ситуация сохранилась по поражённости хлебной блошкой и внутристеблевыми вредителями.

На экстенсивном фоне поражённость корневой гнилью была в два раза выше, чем на интенсивном фоне для всех подвидов ячменя (табл. 8).

Таблица 8 – Вредоносность вредителей и болезней у сортов ячменя в зависимости от подвида (2003-2006 гг.)

Период, фактор	Зерновые		Пар
	многорядные	двурядные	многорядные	двурядные
Хлебная блошка, %	6,7	7,1	12,3	13,8
Внутристеблевые вредители, %	21,9	18,7	33,5	35,5
Трипсы, шт/1000 растений	55,6	45,1	27	35,1
Корневые гнили, %	22	20,1	10,6	10,5

Наряду с высокой урожайностью, массой 1000 зёрен, натурой зерна и высотой стеблестоя в лесостепной зоне была зафиксирована более высокая полегаемость овса (табл. 9). Это связано с тем, что помимо высоты стеблестоя устойчивость к полеганию зависит от ряда других факторов, таких как количество междоузлий, их длины, диаметра, соотношения длины и ширины междоузлия, кольца механической ткани, числа сосудисто-волокнистых пучков и т. д.

Высокостебельные сорта овса в лесостепи Красноярского края, являлись и более урожайными (табл. 9). Следовательно, одним из направлений селекции на увеличение продуктивности, является создание высокоустойчивых к полеганию сортов.

Аналогичной была ситуация по культуре ячмень. Наиболее устойчивыми к полеганию были сорта ячменя в подтаёжной и лесостепной зонах края, этим же зонам соответствовала и большая высота стеблестоя, см. Интересен тот факт, что при незначительной полегаемости (4,7-4,9 балла) была самая высокая урожайность сортов ячменя. Такая полегаемость не оказывала негативного влияния на хозяйственно-ценные признаки сортов.

Таблица 9 – Влияние полегаемости овса на хозяйственно – биологические параметры в различных почвенно-климатических зонах

Параметры	Почвенно-климатическая зона
	Подтайга	Лесостепь	Степь
Полегаемость, балл	5	4-4,6	5
Урожайность, ц/га	5,8-15,2	42,3-45,9	4,2-23,7
Масса 1000 зёрен	36,5-39,8	35,6-42	34,1-35,8
Натура зерна, г/л	448,5-486,3	500,8-566,5	477,5-529,3
Высота стеблестоя, см.	66,3-71,7	94,7-104	43-46

Урожайность ячменя в Приенисейской Сибири зависела в средней степени от высоты стеблестоя и в слабой от натуры зерна. По почвенно-климатическим зонам края коэффициенты корреляции высоты стеблестоя и натуры зерна с урожайностью сильно изменялись. В подтайге и степи урожайность зависела от высоты стеблестоя в сильной и средней степени соответственно. В лесостепи сильно зависела от натуры зерна.

Прослеживалась высоко отрицательная корреляция между высотой растений у овса и баллом полегаемости для скороспелых сортов в период 2003 – 2006 гг. Средне-отрицательная зависимость была свойственна для скороспелых и среднеспелых сортов.

В большинстве случаев в разные периоды, как для овсов, так и для ячменей существовала среднеотрицательная корреляция между баллом полегаемости и суммой осадков за вегетационный период.

Рисунок 8 – Недобор зерна от полегания сортов серых хлебов в лесостепи Приенисейской Сибири

На экстенсивном фоне отмечена среднеотрицательная корреляция между баллом полегаемости и урожайностью для скороспелых ячменей, это означает, что увеличение урожайности на 10-20% связано с уменьшением балла полегаемости, т.е. с большей полегаемостью посевов. С высотой растений сильноотрицательная корреляция наблюдалась для среднеспелых сортов в период 2003 – 2006 гг.

Больший недобор зерна был получен при возделывании серых хлебов по паровому предшественнику: по овсу он достигал 56,6%, по ячменю 46,6% (рис. 8).

Глава 5

Агроэкологическая оценка голозерных серых хлебов в Приенисейской Сибири

Выявлена индивидуальная реакция генотипов перспективных голозерных сортов и номеров серых хлебов в лесостепи Приенисейской Сибири на окружающие условия.

Расчет коэффициента линейной регрессии по методу S.A. Eberhart и W.A.Russel (1996), показал, что образцы исследуемых культур разделяются на три группы: Первая группа – К-1932, К-17187, Омский голозерный у которых Bi>1, что говорит о прогрессивном увеличении их урожайности под влиянием улучшения условий выращивания. Возделываемые в крае сорта и номера требовательны к высокому уровню агротехники, в этом случае они дают максимум отдачи. Вторая группа – К-1766, К-1934, К-2208, К-6889, К-16003, К-29453, К-18074 у которых Bi в пределах единицы, что свидетельствует о полном соответствии урожайности возделываемых в крае голозерных образцов изменению условий выращивания. Третья группа – Тюменский голозерный, К-19334, у которых Bi<1. Возделываемые образцы слабо реагировали на изменение условий среды. Способны давать максимум отдачи при минимуме затрат и являются широкоадаптивными.

Практический интерес представляют те сорта и номера, которые сочетают в себе высокий уровень средней урожайности с высокими показателями гомеастатичности. Такими в нашей коллекции являлись Тюменский голозерный и К-1766, К-17187, К-6889, К-16003 (табл. 10).

Таблица 10 – Параметры экологической пластичности и стабильности голозерных сортов и номеров овса и ячменя (2003-2006 гг.)

Пока-затель	Овес					Ячмень
	К-1766	К-1932	К-1934	К-2208	Тюм. голоз.	К-6889	К-16003	К-17187	К-19334	К-29453	К-18074	Омс. Голоз.
Урожай- ность, ц/га	20,3	21,3	19,3	18,7	22,7	27,2	31,5	30,6	24,1	27,7	24,6	29,8
Bi	0,99	1,30	0,96	1,00	0,75	0,95	1,09	1,12	0,70	1,02	0,97	1,16
ПУСС	96,7	82,2	90,8	81,4	148,2	93,1	95,2	117,1	108,3	90,1	79,3	94,3
Нom	2,36	1,32	2,12	1,69	4,98	3,37	2,87	4,18	4,33	2,63	2,15	2,34

Анализ основных хозяйственно-биологических показателей показал существенное преимущество голозерных овсов перед пленчатыми по продуктивному стеблестою.

Таблица 11 – Хозяйственно-биологические показатели голозерных серых хлебов в сравнении с пленчатыми (экстенсивный фон)

Показатель	Овес			Ячмень
	стан-дарт (Саян)	голозёр-ные овсы	± к стан-дарту	стан- дарт (Кр.-80)	голозёр-ные ячмени	± к стан-дарту
Энергия прораст., %	82,5	74,0	-8,5	56,1	69,0	+12,9
Лаборат. всхожесть, %	87,6	81,4	-6,2	69,3	81,5	+12,2
Полевая всхожесть, %	66,0	65,1	-0,9	77,6	60,3	-17,3
Масса 1000 зёрен, г	38,9	23,74	-15,16	43,98	44,64	+0,66
Продуктивная кустистость	1,25	1,54	+0,29	1,9	1,9	0
Озернённость метёл-ки, колоса, шт	26,5	24	-2,5	17,3	20,94	+3,64
Озернённость растения, шт	32,0	32,42	+0,42	32,88	35,46	+2,58
Число продуктивных стеблей, шт/м2	322,4	426	+103,6	489,67	365,14	-124,5
Урожайность, ц/га	28,05	16,7	-11,35	18,89	20,8	+1,91
Узловые корни, шт/раст.	10,3	10,6	+0,3	8,9	9,7	+0,8
Внутристеблевые вредители,%	16,3	16,3	0	22,0	21,7	-0,3
Трипсы, шт/100 раст.	25,8	52,4	+26,6	41,3	43,5	+2,2
Корневая гниль, %	8,0	12,2	+4,2	21,5	15,8	-5,7
Пыльная головня, %	0,36	0,88	+0,52	-	-	-
Степень полегания, балл	4,6	4,0	+0,6	4,5	3,9	+0,6

Голозерные ячмени превосходили пленчатые по девяти из представленных в таблице 11 пятнадцати показателях, в том числе по урожайности на экстенсивном фоне. В целом ситуация при возделывании по пару была аналогичной зерновому предшественнику, однако из-за более низкой продуктивной кустистости и продуктивного стеблестоя голозерного ячменя его урожайность была ниже чем у пленчатого.

Между поражённостью сортообразцов голозёрного овса пыльной головнёй существовала сильная положительная корреляционная зависимость по паровому предшественнику с ГТК и суммой осадков за период вегетации. Отрицательная зависимость наблюдалась с суммой активных температур (табл. 12). Следовательно, более низкое значение суммы активных температур влияло на распространение болезни. Так, как горизонтальная передача возбудителя от растения к растению происходит воздушными течениями, то более высокий ГТК и увеличение суммы осадков за период вегетации благотворно сказывается на развитии инфекции.

Таблица 12 – Значения коэффициентов корреляции между поражённостью сортообразцов голозёрного овса пыльной головнёй и агроэкологическими факторами

Предшест-венник	активных температур	ГТК	осадков за период вегетации	Урожайность
Зерновой	-0,799*±0,245	+0,506±0,352	+0,385±0,377	+0,247±0,157
Паровой	-0,329±0,386	+0,831*±0,227	+0,707*±0,289	+0,020±0,162
*Достоверно при t 0,5

Урожайность голозерного овса на интенсивном фоне находилась в сильной зависимости от густоты стояния растений в фазу всходов и к уборке. Средняя положительная корреляция отмечалась на экстенсивном фоне между урожайностью и озерненностью главной метелки, растения, а также их продуктивностью.

У голозерных ячменей сильная зависимость урожайности на экстенсивном фоне была от густоты стояния растений к уборке и средняя от продуктивного стеблестоя. Средняя зависимость между урожайностью и продуктивным стеблестоем, продуктивной кустистостью и озерненность растения наблюдалась по паровому предшественнику.

Рисунок 9 – Процент вклада голозерных овсов и ячменей в повышение уровня белковости и крахмалистости

Во все годы исследований голозерные сортообразцы превосходили пленчатые стандарты по содержанию белка. По содержанию белка голозерные сортобразцы овса превзошли пленчатый стандарт Саян на 25,7-36,8%. Процент вклада голозерных ячменей в повышение уровня белковости был меньшим, чем у голозерных овсов, но, тем не менее, достаточно существенным. Отмечен положительный вклад агрофитоценозов голозерных образцов и в повышение уровня крахмалистости (рис. 9).

Глава 6

Экономические и биоэнергетические показатели формирования продуктивности серых хлебов в агроэкосистемах

Ведение экологически аргументированного земледелия должно основываться на экологической безопасности и экономической целесообразности при осуществлении любых взаимодействий человека с природой (Щербаков, 1991). При анализе экономической эффективности стародавних и современных сортов серых хлебов наилучшие экономические показатели (выручка от реализации, прибыль, уровень рентабельности) имели современные сорта. Рассматривая эффективность возделывания с точки зрения предшественника, можно отметить большую ее эффективность при возделывании по пару за счет более высокой урожайности по этому предшественнику.

Таблица 13 – Оценка экономической эффективности возделывания овса по зонам региона

Показатели	Подтайга	Лесостепь	Степь
1. Площадь, га	100	100	100
2.Урожайность 1га, ц	17,7	44,3	16,8
3.Валовый сбор, ц	1770	4430	1680
4. Цена 1ц зерна, руб.	560	560	560
5.Полная себестоимость, руб	841220,5	850813,5	823243,0
6. Выручка от реализации, руб	991200	2480800	940800
7. Прибыль, руб	149979,5	1629986,5	117557
8.Уровень рентабельности, %	17,83	191,58	14,28

При оценке селекционного прогресса овса по биоэнергетическому коэффициенту выявлено, что энергетические коэффициенты современных сортов, как по всей биомассе растений, так и по хозяйственно-ценной части урожая были выше энергетических коэффициентов стародавних сортов.

При анализе экономической эффективности сортов овса по зонам региона наилучшие экономические показатели были в лесостепи.

Возделывание овса в зоне лесостепи было рентабельнее, чем в подтайге и степи в 10,7-13,4 раза (табл. 13).

Оценка экономической эффективности возделывания ячменя в различных экологических зонах Красноярского края показала ситуацию, аналогичную возделыванию овса: лучшие экономические показатели у сортов обоих подвидов были получены в лесостепной зоне (табл. 14).

Таблица 14 – Оценка экономической эффективности возделывания ячменя по зонам региона

Показатели	Двурядный			Многорядный
	Подтайга	Лесостепь	Степь	Подтайга	Лесостепь	Степь
Площадь, га	100	100	100	100	100	100
Урожайность 1га, ц	17,5	36	20,2	16	34,5	19,7
Валовый сбор, ц	1750	3600	2020	1600	3450	1970
Цена 1ц зерна, руб.	560	560	560	560	560	560
Полная себестоимость, руб	855935,1	865182,8	850069,0	836667,1	853322,0	835803,6
Выручка от реализации, руб	980000	2016000	1131200	896000	1932000	1103200
Прибыль, руб	124064,9	1150817,2	281131,0	59332,9	1078678	267396,4
Уровень рентабельности, %	14,49	133,01	33,07	7,09	126,41	32,00

Экономическая оценка эффективности возделывания голозерных серых хлебов позволила установить что производственные затраты при возделывании голозёрных культур были ниже, чем при возделывании пленчатых. Наименьшая разница производственных затрат (1221 руб./100 га) плёнчатых и голозёрных культур наблюдалась при возделывании ячменя по зерновому предшественнику. Однако себестоимость 1 ц. продукции была ниже при возделывании пленчатых культур.

Таблица 15 – Биоэнергетическая оценка плёнчатых и голозёрных сортов овса в экосистемах разных типов

Показатели		Предшественник
		Зерновые		Пар
		Плёнчатые	Голозёрные	Плёнчатые	Голозёрные
Урожайность, ц/га		30,3	16,7	50,1	23,4
Затраты совокупной энергии, МДж/га		14535,3	14433,2	15573,1	15000,3
Выход энергии с урожаем (без побочной продукции), МДж/га		48914,25	27003,9	81011,7	37837,8
Выход энергии с урожаем (с побочной продукцией), МДж/га		63588,5	35105,1	105315,2	49189,1
Коэффициенты	К1	3,4	1,9	5,2	2,5
	К2	4,4	2,4	6,8	3,3
Прирост валовой энергии, зерно, МДж/га		34379,0	12570,7	65438,6	22837,5
Прирост валовой энергии, с побочной продукцией, МДж/га		49053,2	20671,9	89742,1	34188,8

При возделывании плёнчатых и голозёрных сортов овса по зерновому предшественнику наблюдался значительный перевес по всем экономическим показателям в сторону плёнчатых сортов.

При анализе экономической эффективности возделывания голозёрных сортов ячменя выявлена сравнительно меньшая их рентабельность, чем плёнчатых сортов. Более рентабельным было возделывание голозерных ячменей по паровому предшественнику.

На интенсивном фоне рентабельность производства как плёнчатого, так и голозёрного ячменя превышала 100%. Разница в выручке от реализации и прибыли плёнчатых и голозёрных ячменей составляла более 400 тыс. рублей.

Биоэнергетическая оценка пленчатых и голозерных серых хлебов показала эффективность их возделывания во всех вариантах опыта.

Биоэнергетические коэффициенты как плёнчатых, так и голозёрных сортов по обоим предшественникам были выше 1, что доказывает энергетическую эффективность их возделывания (табл. 15, 16). Но всё же энергетические коэффициенты у плёнчатых сортов были выше, чем у голозёрных.

Таблица 16 – Биоэнергетическая оценка плёнчатых и голозёрных сортов ячменя в экосистемах разных типов

Показатели		Предшественник
		Зерновые		Пар
		Плёнчатые	Голозёрные	Плёнчатые	Голозёрные
Урожайность, ц/га		27,1	20,8	42,8	35,0
Затраты совокупной энергии, МДж/га		14541,7	14528,2	15397,6	15324,7
Выход энергии с урожаем (без побочной продукции), МДж/га		44579,5	34216	70406	57575
Выход энергии с урожаем (с побочной продукцией), МДж/га		53495,4	41059,2	84487,2	69090,0
Коэффициенты	К1	3,1	2,4	4,6	3,8
	К2	3,7	2,8	5,5	4,5
Прирост валовой энергии, зерно, МДж/га		30037,8	19687,8	55008,4	42250,3
Прирост валовой энергии, с побочной продукцией, МДж/га		38953,7	26531,0	69089,6	53765,3

В целом, возделывание плёнчатых сортов серых хлебов в Приенисейской Сибири является более рентабельным и эффективным с биоэнергетической точки зрения, по сравнению с голозёрными. Однако во всех случаях производство зерна голозерных серых хлебов было рентабельными и энергетически эффективным. Самым рентабельным и энергетически эффективным среди голозерных серых хлебов было возделывание ячменя по паровому предшественнику.

Выводы

1. Сорта серых хлебов достаточно близки по своему потенциалу продуктивности в связи, с чем формирование их урожайности в условиях Приенисейской Сибири в большей степени обусловлено фактором «зона возделывания» и взаимодействием факторов «зона годы». По обеим культурам очевиден селекционный прогресс. Больший вклад сорта в рост урожайности наблюдался при возделывании по зерновому предшественнику, и достигал у ячменя до 40,2%, у овса – до 38,5%.
2. Из элементов структуры урожая минимальным варьированием обладала масса 1000 зерен (V=2,7-21,1%), чуть большим – густота стояния растений (V=8,1-24,8%). Современные сорта серых хлебов были более крупнозерными по обоим предшественникам. Масса 1000 зерен ячменя зависела также от сорта, подвида и группы спелости. Увеличение массы 1000 зерен овса приводило к росту урожайности у всех сортов и почвенно-климатических зонах региона.
3. Отмечены зональные экологические различия зависимостей урожайности и качественных показателей зерна: урожайность скороспелых и среднеспелых сортов овса и ячменя в лесостепной и степной зонах находится в отрицательной связи с содержанием белка и пленчатостью r=-0,795±0,111 – -0,121±0,028, и в положительной с содержанием крахмала r=+0,833±0,137 – +0,625±140. В подтаежной зоне содержание крахмала обратно-пропорционально содержанию белка. Пленчатость многорядных сортов ячменя выше, чем двурядных.
4. Фитосанитарное состояние овса и ячменя зависело от сорта и предшественника. Внутристеблевые вредители и трипсы на посевах серых хлебов, а также хлебная блошка на посевах ячменя наиболее вредоносны при возделывании по паровому предшественнику, корневые гнили – по зерновому. Незначительная поврежденность и пораженность серых хлебов вредителями и болезнями не оказывала прямого влияния на уровень их продуктивности.
5. Полегаемость до четырех баллов не оказывает отрицательного влияния на уровень урожайности и является ЭПВ. Выявлена высокая отрицательная корреляция зависимость полегаемости с суммой осадков за вегетационный период и высотой стеблестоя. Большей полегаемостью обладали сорта овса при возделывании по пару, где недобор зерна от полегания достигал 56,6 %. Недобор зерна от полегания ячменя был до 46,6%.
6. Экологические условия определяли число развивающихся у серых хлебов корней: больший вклад в формирование их урожайности при достаточной влагообеспеченности вегетационного периода вносили узловые корни. Максимальное число узловых корней формировали многорядные сорта ячменя.
7. Установлена роль окружающей среды на рост и развитие генотипов серых хлебов за тридцатишестилетний период: в пятидесяти процентах лет индекс условий среды в регионе был отрицательным. Выявлена пластичность и стабильность пленчатых и голозерных серых хлебов. По реакции на условия выращивания установлена принадлежность сортов ко всем трем группам.
8. Голозерные образцы овса и ячменя превосходили пленчатые по содержанию белка, крахмала, по числу корней (на 28,1% - 7,3%) на интенсивном фоне, возделывание этих культур было экономически (рентабельность от 14,8% до 103,9%) и энергетически (прирост энергии зерна от 12,6 ГДж/га до 42,3 ГДж/га) целесообразным. Вклад голозерного овса по белковости составлял 25,7-36,8%, ячменя 5,5-23,9%, по содержанию крахмала соответственно 16,1-25,7% и 3,7 -3,0%.
9. По ряду экологических и хозяйственно-биологических показателей голозерные серые хлеба уступали пленчатым. Голозёрные сортообразцы ячменя менее урожайны, чем пленчатые, лишь при возделывании по зерновому предшественнику они превышали пленчатый стандарт на 9,5%. Более значительный разрыв урожайности был по овсу: по пару он составлял - 101,6%, по зерновым - 40,6%. Голозёрные сортообразцы овса и ячменя менее устойчивы к поражённости, повреждённости и полегаемости за исключением устойчивости голозерных ячменей к корневым гнилям по зерновому предшественнику. Сортообразцы голозерного овса и ячменя имели меньшую полевую всхожесть и показатели элементов структуры урожая за исключением кустистости, озерненности растения и продуктивного стеблестоя голозерного овса и основных элементов структуры урожая ячменя на экстенсивном фоне.
10. Возделывание современных сортов пленчатого овса обеспечивает экономический эффект в размере 2839 руб./га – 663 руб./га, ячменя 4542 руб./га – 2031 руб./га на экстенсивном и интенсивном фоне. Возделывание современных сортов серых хлебов по зерновому предшественнику энергетически эффективнее, по сравнению со стародавними.
11. Экологически аргументированное растениеводство подтверждено экономической и энергетической целесообразностью: производство зерна овса и ячменя являлось рентабельным и энергетически эффективным во всех почвенно-климатических зонах региона Приенисейской Сибири. Самой благоприятной для возделывания серых хлебов была лесостепная зона.

Практические рекомендации

1. При переходе к ресурсоэнергоэкономным и экологически безопасным технологиям в отрасли растениеводства расширить набор сортов овса и ячменя, хорошо приспособленных к условиям почвенной климатической зоны. Рекомендовать к использованию в лесостепной зоне Красноярского края сорта Таежник, Саян, Сельма и Писаревский, для подтаежной – Таежник, Талисман и Саян, для степной зоны - Талисман и Саян.

Для лесостепной зоны при возделывании по зерновому предшественнику рекомендуются сорта ячменя местной селекции Красноярский 80, Кедр и Соболек, по пару – Красноярский 80, Кедр, Вулкан, Соболек, для подтаежной зоны рекомендовать для возделывания Вулкан и Кедр, для степной Красноярский-80 и Соболек.

2. Использовать включенные в Госреестр голозерные сорта серых хлебов как высокобелковые, технологичные для переработки и рентабельные в производстве.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Косяненко, Л. П. Влияние уровня плодородия чернозема выщелоченного на ассимиляционную поверхность листьев сортов овса / Л. П. Косяненко // Почвенные ресурсы, рационализация землепользования и экологическая оптимизация агроладшафтов в Приенисейской Сибири: мат. конф., посвящ., 150-летию со дня рожд. В.В. Докучаева – Красноярск, 1997. – С. 88–89.
2. Косяненко, Л. П. Вклад сорта в рост урожайности серых хлебов в Красноярском крае / Л. П. Косяненко // Почвенные ресурсы, рационализация землепользования и экологическая оптимизация агроладшафтов в Приенисейской Сибири: мат. конф., посвящ., 150-летию со дня рожд. В.В. Докучаева – Красноярск, 1997. – С. 162–164.
3. Косяненко, Л. П. Эколого-генетические аспекты оптимизации урожайности серых хлебов в условиях Красноярского края / Л. П. Косяненко // Агроэкология и устойчивое развитие регионов. Тезисы докладов всероссийс. конф., посвящ. 45-летию КрасГАУ. – Красноярск, 1998. – С. 11, 12.
4. Изучение районированных и перспективных сортов ячменя, овса и озимой ржи на соответствие моделям сорта для условий Красноярского края / Л. П. Косяненко // Информационный листок №177-98. – Красноярский ЦНТИ, 1998. 1-4 с.
5. Изучение влияния сортов овса на устойчивость к внутристеблевым вредителям / Л. П. Косяненко // Информационный листок №321-98. – Красноярский ЦНТИ, 1998. 1-4 с.
6. Косяненко, Л. П. Формирование элементов структуры урожая и урожайности сортов овса в связи с сортосменой / Л. П. Косяненко // Вестник КрасГАУ. – № 5. – Красноярск, 1999. – С. 21–24.
7. Косяненко, Л. П. Селекционный прогресс на примере сортосмены овса в лесостепи Красноярского края / Л. П. Косяненко // Тезисы докладов IV всерос. научн.-практ. конференции «Селекция и семеноводство сельскохозяйст-венных культур». – Пенза, 2000. – С. 86-88.
8. Косяненко, Л. П. Оценка сортов серых хлебов по устойчивости к полеганию / Л. П. Косяненко // Зерновые культуры. – 2000.– № 3. – С. 14–16.
9. Косяненко, Л. П. Использование признаков корневой системы в оценке селекционного прогресса сортов овса / Л. П. Косяненко // Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве. Сборник статей. Часть I. – Барнаул, 2000. – С. 53–56.
10. Косяненко, Л. П. Сорт как ведущий фактор эффективности зернового производства / Л. П. Косяненко // Зерновое хозяйство. – 2002.– № 5. – С. 22–23.
11. Косяненко, Л. П. Использование признаков корневой системы в оценке селекционного прогресса сортов овса / Л. П. Косяненко // Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве. Часть 1: сб. статей междунар. научн.-практ. конф. – Барнаул, 2003. – С. 82-85.
12. Косяненко, Л. П. Влияние сортосмены серых хлебов на повышение урожайности в Красноярском крае / Л. П. Косяненко // Вестник КрасГАУ. – № 5. – Красноярск, 2004. – С. 65–69.
13. Ведров, Н. Г. Хозяйственно-биологическая оценка сортообразцов голозерного ячменя и овса / Н. Г. Ведров, Л. П. Косяненко // Вестник КрасГАУ. – № 7. – Красноярск, 2005. – С. 78–81.
14. Косяненко, Л. П. Экологическая пластичность овса в лесостепи Красноярского края / Л. П. Косяненко // Вестник КрасГАУ. – № 10. – Красноярск, 2006. – С. 108–112.
15. Косяненко, Л. П. Экологическая пластичность ячменя в лесостепи Красноярского края / Л. П. Косяненко // Вестник КрасГАУ. – № 10. – Красноярск, 2006. – С. 113–117.
16. Халипский, А. Н. Эффективность сортосмены основных полевых культур / А. Н. Халипский, Л. П. Косяненко // Адаптивные технологии в современном земледелии Восточной Сибири: мат-лы междунар. научн.-практ. конф. – Улан-Уде, 2005. – С. 153-155.
17. Косяненко, Л. П. Агроэкологическая оценка овса при его использовании на продовольственные и кормовые цели / Л. П. Косяненко, Д. В. Степанов // Вестник КрасГАУ. – № 12. – Красноярск, 2006. – С. 102–105.
18. Косяненко, Л. П. Вклад сорта в повышение качества зерна голозерного овса в лесостепи Красноярского края / Л. П. Косяненко // Мат-лы конф., посвященной 119-ой годовщине дня рождения Н.И. Вавилова. Секция растениеводства: мат-лы конф., посвящ. 119-ой годовщ. Со дня рожд. Н.И. Вавилова – Саратов, 2006. – С. 20–22.
19. Косяненко, Л. П. Роль влагообеспеченности в изменении хозяйственно-биологических признаков овса / Л. П. Косяненко // Вестник КрасГАУ. – № 1. – Красноярск, 2007. – С. 117–121.
20. Косяненко, Л. П. Влияние погодных условий зон Красноярского края на изменчивость урожайности овса / Л. П. Косяненко, Е.В. Кожухова // Актуальные проблемы экологии и гидрометеорологии: сб. статей междунар. научн.-техн. конф., посвящ. 75-летию Одесского ЭУ – Одесса, 2007. – С. 197, 198.
21. Косяненко, Л. П. Эффективность сортосмены овса в условиях Красноярского края / Л. П. Косяненко // Вестник КрасГАУ. – № 6. – Красноярск, 2007. – С. 132–136.
22. Косяненко, Л. П. Экологическая изменчивость урожайности традиционных сортов овса и ячменя во времени и в пространстве / Л. П. Косяненко // Мат-лы десятой междунар. генетико-селекционной школы-семинара. – Новосибирск, 2007. – С. 142–147.
23. Косяненко, Л. П. Серые хлеба в Восточной Сибири: монография / Л. П. Косяненко – Красноярск, 2008. – 299 с.
24. Косяненко, Л. П. Параметры продуктивности голозерного ячменя в лесостепи Красноярского края / Л. П. Косяненко, Е. В. Кожухова // Аграрная наука. – 2008.– № 5. – С. 20,21.
25. Аветисян, А. Т. Организационно-технологические мероприятия про-ведения весенних полевых работ в Красноярском крае. Рекомендации / А. Т. Аветисян, Р. В. Алхименко, Л. П. Косяненко и др. Красноярск, 2008. – 59 с.
26. Косяненко, Л. П. Зерновые фуражные культуры как средство обеспечения продовольственной безопасности населения / Л. П. Косяненко // Инновации в науке и образовании: опыт, проблемы, перспективы развития. – Красноярск, 2008. – С. 121–125.
27. Косяненко, Л. П. Мониторинг культурных экосистем рода avena на предмет продуктивности / Л. П. Косяненко // Экосистемы центральной Азии: исследования, проблемы охраны и природопользования: мат-лы IV Убсу-нурского междунар. симпозиума. – Кызыл, 2008. – С. 66–68.