Реферат

Отчет 72 с., 1 ч., табл. 7, 31 источник, 13 приложений

Ключевые слова: колхицин, питательная среда, калусогенез, регенерация, пыльцевые зерна, гаплоиды, микроспоры, гибрид, цитоплазматическая мужская стерильность, фенотипы, invitro, invivo, фертильность, гетерозис, андрогенез, инцухт-линии, комбинационная способность, ксенийность.

Одним из важнейших технологических приемов решения проблемы ускоренной селекции высокопродуктивных гибридов кукурузы с целью получения полностью гомозиготных растений, является использование культуры клеток invitro. Наиболее результативным является метод использования андрогенеза. При этом важным моментом является создание условий для успешного перехода с гаметофитного пути развития на спорофитный. Установлено, что наиболее успешное решения этой задачи возможно с использованием различной питательной среды Мурасиге-Скуга стандартной концентрации, которая обеспечивает калусогенез от 14,3 до 17,3% и регенерацию от 4.8 до 7,1%. Установлено, что добавление азотнокислого серебра в дозе 3 мг/л позволяет увеличить калусогенез в зависимости от генотипа от 3,3 до 7.2 %, а также различие реакции отличающихся генотипов на условиях прохождения андрогенеза. Также воздействуя физическими и химическими средствами, такими как низкие и высокие температуры и азотнокислое серебро, доказана отличительная реакция разных генотипов на условия прохождения андрогенеза. Совершенствование методики и технологии выращивания гаплоидов из пыльников кукурузы позволит сделать процесс создания исходного материала результативным и предсказуемым.

Эффективность селекционного процесса кукурузы во многом зависит от количества и разнообразия исходного материала. Основным исходным материалом при создании гетерозисных гибридов кукурузы являются самоопыленные линии, которые получают путем принудительного самоопыления в течение 5-7 лет.

Выращивание гаплоидных линий из пыльцевых зерен позволит сократить этот процесс до двух лет, однако, полученныегаплоиды полностью стерильны. Практическое их использование возможно только после удвоения числа хромосом, что восстанавливает их фертильность. На основании экспериментальных данных установлены наиболее эффективные способы удвоения числа хромосом гаплоидных растений кукурузы, а именно введение колхицина в растение через половину корневой системы, концентрация раствора колхицина должна составлять 0,125-0,175% и продолжительность действия колхицина должна быть не менее 24 часов. Экспериментальные данные показывают, что использование данной методики позволяет достичь результативности колхицинирования от 66,6 до 88,8%. Селекционное исследование таких линий позволяет сократить сроки создания гибридов кукурузы на 5 лет и повысить эффективность селекционного процесса.

Использование изложенных методов позволило нам получить более трехсот абсолютно гомозиготных линий, часть из которых продолжают изучать вБрянском ГАУ, остальные переданы для размещения и практического использования при создании гетерозисных гибридов кукурузы в другие селекционные центры.

Широкое внедрение установленных закономерностей на одном гибриде Докучаевский 190 СВ за один год может обеспечить получение дополнительной прибыли в размере 48 млн. руб.

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем отчете о НИР использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 7.32-2017 СИБИД. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления (с Поправками)

ГОСТ 7.1-2003 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В отчете применяют следующие термины с соответствующими определениями:

Гаплоид— организм (клетка, ядро) с одинарным (гаплоидным) набором хромосом

Колхицин— алкалоид трополонового ряда, основной представитель семейства колхициновых алкалоидов (гомоморфинанов). Колхицинвыделяется из растений родов Colchicum, Merendera и Gloriosa семейства Мелантиевые (Melanthiaceae).

Ксенийность — отличие отдельных семян или плодов от других семян или плодов того же растения окраской, формой, величиной или иными признаками

Питательная среда — однокомпонентный или многокомпонентный субстрат, применяемый для культивирования микроорганизмов или культур клеток высших организмов

Пыльцевое зерно – мужской гаметофит, состоящий из вегетативной и генеративной клеток и двух оболочек (интины и экзины). У многих видов растений впыльцевомзернегенеративная клетка делится, образуя два спермия.

Самоопылённая линия, инбредная линия, инцухт-линия — потомство одного перекрёстноопыляющегося растения, полученное в результате многократного принудительногосамоопыления.

ВВЕДЕНИЕ

Посевные площади кукурузы в России составляют 2452,2 тысячи гектаров. Возделывание современных гибридов кукурузы и совершенствование технологий возделывания за последние десять лет позволили увеличить сбор зерна более чем на 70%, в 2019 г. он составил 13928, 7 тыс. тонн. Потенциальная урожайность кукурузы на зерно превышает двести центнеров с одного гектара, лучшие хозяйства приближаются к ее реализации.Так, в 2019 г. в Краснодарском крае была получена максимальная урожайность зерна кукурузы, которая составила 178,3ц/га.

Главным фактором повышения урожайности является успех в селекции гетерозисных гибридов кукурузы.Это позволяет создавать генотипы этой культуры, характеризующиеся высокой потенциальной урожайностью, пластичностью и высокой окупаемостью дополнительных затрат, т.е. интенсивностью.

В России, согласно Государственному реестру селекционных достижений, допущенных к производственному использованию (2018 г.), огромный выбор гибридов, по Российской Федерации 931, из них 98 — по Центральному региону.

К сожалению, около половины, из которых являются импортными, что усложняет разработку стратегии развития кукурузоводства в нашей стране. Среди гибридов, допущенных к производственному использованию, имеются простые межлинейные, двойные межлинейные и трехлинейные.

Благодаря сочетанию достаточно высокого гетерозиса и приемлемой цены семян наибольшее распространение получили простые межлинейные и трехлинейные гибриды. Независимо от типов гибридов основным исходным материалом для создания гетерозисных гибридов являются самоопыленные линии, которые в основном получают путем многократного принудительного опыления.

Для получения самоопыленных линий с высокой комбинационной способностью требуется в среднем семь лет, что существенным образом увеличивает сроки создания производственно-значимых гибридов.

Разработка и апробирование методов ускоренного создания гомозиготных линий кукурузы позволит сократить время создания гибридов и повысить эффективность селекционного процесса. Результаты исследований на эту тему представлены в данном отчете.

1. ЗНАЧЕНИЕ КУКУРУЗЫ

Кукуруза является древнейшим культурным растением американского континента. Здесь, по словам академика П.М. Жуковского, находится его первичная и вторичная родина.

В настоящее время кукуруза чрезвычайно широко распространилась по земному шару, зерно которой является традиционной пищей населения Латинской Америки, Мексики, а также ряда стран Европы, Азии и Африки.

Кукуруза – одна из самых распространенных и продуктивных культур в мировом земледелии. По валовым сборам зерна она стоит на первом месте в мире, по посевным площадям уступает только пшенице.Основные страны экспортеры зерна кукурузы:США, Китай, Франция, Аргентина (В.Е. Ториков, С.А. Бельченко, А.В. Дронов и др., 2018).

Это важнейшая зерновая и кормовая культура. Калорийность 100 г ее зерна -325 Ккал. Содержание моно- и дисахаридов — 1,16 г, крахмала — 58,2 г., ненасыщенных жирных кислот — 3,46 г., Кроме того, зерно содержит значительное количество витаминов группы В. Из макроэлементов в зерне кукурузы преобладают калий (340 мг/100 г), фосфор (301 мг на 100 г) и магний (104 мг на 100 г). Из микроэлементов: алюминий (440 мкг/100 г); бор (270 мкг/100 г) и медь (280 мкг/10 г). Кормовая ценность 1 кг зерна — 1,34 к.е., 1 кг проса — 1,23 к.е., пшеницы — 1,19 (Г.М. Полетаев, 2008; А.Ф. Стулин, 2009).

Кукуруза является основным видом комбикорма в животноводстве, причем преимущественно используется при производстве мяса. Кукурузный силос — универсальный корм. 1 центнер кукурузного силоса — это свыше 21 к.е. При этом содержание протеина в комбикорме из кукурузы сравнительно низкое, поэтому наиболее целесообразным считается ее использование как составной части (А.Б. Жерукова, 2006).

Кукурузный силос — прекрасный корм для крупного рогатого скота и свиней. На корм скоту используются зеленые листья и стебли, а в измельченном виде — стержни початков, сухие листья и стебли.

Кукурузное зерно используют для изготовления кондитерских изделий, поп-корна, круп, муки. Из этого ценного продукта в мире готовят множество национальных блюд. Вследствие высокого содержания крахмала зерно кукурузы нашло применение в крахмальной промышленности, достаточно высокое содержание Сахаров обеспечило его использование в паточном, спиртовом и пивоваренном производстве (А.И. Супрунов, О.В. Теркина, 2009).

В связи с тем, что содержание клейковины в зерне кукурузы невелико, кукурузная мука для хлебопечения непригодна. Она нашла применение в качестве добавки при производстве кондитерских изделий (B.C.Сотченко, 2009).

Кроме зерна в перерабатывающей промышленности нашли широкое применение стержни, стебли, листья и обертки початков (Е.В. Большакова, 2009).

Как пропашная культура она оставляет после себя поля, чистые от сорняков, в рыхлом состоянии, с большим запасом органического вещества в виде корней и стеблевых остатков. Поэтому она является хорошим предшественником для других культур.В южных районах России кукурузу высевают как пожнивную и поукосную культуру. Кукурузу используют и как кулисное растение для снегозадержания (В.Е. Ториков и др., 2018).

2. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КУКУРУЗЫ

Кукуруза (ZeamaysL) относится к семейству злаковые Gramineae Из трибы Мауае наиболее близки к роду Zea L. роды EuchlaenaSchrad. и TripsacumL.

В основу классификации кукурузы положена система, разработанная Стэртевантом в 1899 г., основанная на морфологических особенностях эндосперма в зерновке. Согласно этой классификации, вид Zeamays делится на следующие подвиды.

1. Ssp. amilacea- кукуруза крахмалистая. Зерновка сплошь выполнена мучнистым эндоспермом, состоящим из округлых крахмальных зерен. Тонкий слой роговидного эндосперма располагается по периферии зерновки и практически трудно различим невооруженным глазом.

2.Ssp. indentata-кукурузазубовидная.Верхушка зерна лишена роговидного эндосперма, который располагается по бокам зерна. В процессе созревания и высыхания зерновки на вершине ее образуется характерная впадина различной степени выраженности. К этому подвиду относится большинство районированных сортов и гибридов кукурузы во всех странах.

3.Ssp. indurata- кукуруза кремнистая. Наружная периферическая часть зерновки состоит из роговидного эндосперма разной толщины, внутренняя часть — из мучнистого. Кремнистая кукуруза, как и зубовидная, очень широко распространена в культуре. По свидетельству академика П.М. Жуковского, она первой среди других подвидов была завезена в Европу.

4. Ssp. everta- кукуруза лопающаяся. Зерновка почти полностью состоит из роговидного эндосперма и только в зоне, непосредственно примыкающей к щитку, имеются следы мучнистого эндосперма.

По форме зерновки лопающаяся кукуруза подразделяется на две подгруппы: рисовую и перловую. При нагревании сухого зерна эндосперм под давлением паров воды, содержащихся в крахмальных сферокристаллах и между ними, лопается и как бы выворачивается наружу. Этот подвид отличается высокой питательностью. Зерна содержат от 62 до 72% крахмала и до 12-14% белка.

5.Ssp. saccharata- кукуруза сахарная. Зерно характеризуется высоким содержанием декстрина. При созревании эндосперм сильно сморщивается и становится прозрачным. Ценный подвид для производства консервированной кукурузы. Сахарная кукуруза введена в культуру в 1779 г.

6.Ssp. amyleo-saccharata- кукуруза крахмалисто-сахарная. Периферическая часть зерновки, преимущественно верхняя, состоит из эндосперма, сходного с эндоспермом сахарной кукурузы. Внутренняя часть зерновки содержит крахмалистый эндосперм.

7.Ssp. tunicata- кукуруза пленчатая. Редкая форма кукурузы с зерновками, заключенными в пленки. Производственного значения не имеет.

8.Ssp. ceratina- кукуруза восковидная. Эндосперм зерновки состоит преимущественно из амилопектинового крахмала (75%), который в растворе йода в йодистом калии дает красно-бурое окрашивание. Амилозного крахмала в эндосперме содержится 25%.

И хотя такая классификация условна и не отражает филогенетические отношения внутри вида, но, по мнению М.И. Хаджинова, эта система крайне важная и ценная.

Ботаническое описание. Семена кукурузы прорастают одним зародышевым корешком, который достигает значительной длины и функционирует весь период жизни растения. Затем появляются боковые зародышевые корни, а позднее — первые придаточные узловые. Более крупные корни, образовавшиеся из нижних узлов, служат для опоры растения, обусловливая его устойчивость к полеганию. Корни образуют мочковатую корневую систему, проникающую на глубину от 1,5 до 4 м и более.

Стебель у кукурузы прямой, гладкий, высота его колеблется в очень широком интервале: от 0,6 до 5 м и более. Узлы делят стебель на междоузлия, длина которых возрастает от нижних к верхним. Число надземных междоузлий сильно варьирует у разных сортов и форм и может достигать 30.

Лист кукурузы, как и у других злаковых растений, имеет линейно-ланцетную форму. Расположение листьев по стеблю очередное, хотя описаны редкие случаи получения гибридов с супротивным расположением.

Установлена определенная положительная корреляция между числом листьев на растении и вегетационным периодом.

Кукуруза отличается от других злаков тем, что является однодомным раздельнополым растением.

Мужское соцветие кукурузы называется метелкой. Она образуется на вершине стебля. Метелка состоит из центральной оси и боковых веточек, на которых располагаются колоски. На центральной оси они размещаются в несколько рядов, а на боковых веточках чаще всего в два ряда. Отдельный колосок состоит из двух колосковых чешуи травянистого типа, заостренных кверху, и 1-3 (чаще двух) цветков. Колосковые чешуи опушены. Колоски располагаются попарно, прячем один из них сидячий (нижний), а второй на короткой ножке (верхний).

Цветок состоит из двух тонких цветковых чешуи, трех тычинок, двух лодикул и рудиментарного пестика.

Женское соцветие — початок, образуется в пазухах стеблевых листьев. На стержне початка попарно продольными рядами располагаются колоски. В каждом колоске имеется два цветка, из которых развивается и плодоносит только верхний. Колосковые чешуи короткие, кожистые, а цветковые тоже короткие, но тонкие, пленчатые. Кроме цветковых чешуи, цветок имеет три рудиментарные тычинки, две нефункционирующие лодикулы и пестик, состоящий из круглой завязи, длинного столбика и двухлопастного рыльца. Быстрый рост столбика определяется меристематическим слоем клеток, расположенным у его основания.

Початок плотно закрыт листьями обертки, у которых сильно развито влагалище, а пластинка листа в той или иной степени редуцирована. Число початков на растении разнообразно и колеблется от 1 до 10. У большинства современных гибридов на стебле образуется 1-2 початка.

Плод -зерновка различной формы, величины и окраски.

Биологические особенности. Кукуруза — теплолюбивое растение, погибает при понижении температуры до -2, -4°С. Оптимальная температура для роста и развития 15-24°С. Это ограничивает распространение кукурузы в районах с суммами температур за вегетационный период менее 2500°.

Кукуруза, хотя и не засухоустойчивая культура, очень эффективно использует воду: на образование 1 кг сухого вещества расходуется 256 кг воды (у овса — 468 кг).

Кукуруза очень требовательна к плодородию почвы и агрофону, хотя в ряде случаев может давать хорошие урожаи на торфяниках и при слабом засолении солями хлора (до 0,04%).

Кукуруза — растение короткого дня, что сказывается при продвижении ее в северные районы.

Цветение мужского соцветия начинается через 6-12 дней после того, как веточки метелки покажутся из влагалища листа. С середины центральной оси оно распространяется вверх и вниз и постепенно переходит на боковые веточки. Цветение различных цветков в колоске и в каждой паре их происходит неодновременно. Одновременно зацветают верхний цветок нижнего (сидячего) колоска и нижний цветок верхнего колоска. Сам процесс раскрывания цветка и выход пыльников, сопровождающийся высыпанием пыльцы, происходит быстро.

Начало цветения, как правило, приходится на 7-9 ч утра и продолжается оно до полудня. Но при дожде и последующей за ним солнечной погоде цветение метелок наблюдается и во второй половине дня.

Продолжительность цветения отдельной метелки зависит от погодных условий, размеров самой метелки и сортовых особенностей и колеблется от 3 до 15 дней.

Каждое растение кукурузы продуцирует огромное количество пыльцы: в каждом пыльнике, а их на метелке около 7000, в среднем содержится около 2000 пыльцевых зерен.

Жизнеспособность пыльцы кукурузы невелика и в нормальных условиях практически редко превышает 24 часа.

Цветение женского соцветия начинается с появления пестичных нитей из обертки початка. Первыми из нее выходят рыльца нижних цветков, а затем верхних. Разница во времени их появления может достигать 7 дней, хотя обычно колеблется от 2 до 3 дней. За 1-2 дня до выхода рылец из обертки они уже готовы к восприятию пыльцы, а яйцеклетка — к оплодотворению. Нить столбика по всей длине покрыта мелкими волосками, что благоприятствует задерживанию пыльцы и ее прорастанию, при этом пыльцевая трубка врастает в ткани столбика-нити, даже если пыльцевое зерно не попало на двухлопастное рыльце. Нити и завязи сохраняют жизнеспособность 10-12 дней. Вплоть до оплодотворения нити продолжают свой рост и могут достигать длины 20-35 см. После оплодотворения в течение 2-3 дней они буреют и засыхают.

Цветение женского соцветия у большинства форм кукурузы начинается через 2-4 дня после зацветания метелки. Но встречаются формы, у которых этот период растягивается до 20 дней или же женские соцветия зацветают на 1-2 дня раньше мужских (некоторые образцы из Средней Азии).

Кукуруза — перекрестноопыляющееся растение, но, как показали наблюдения, в естественных условиях происходит и самоопыление, хотя количество таких цветков невелико — не превышает 5%.

Ксенийность. Пыльцевые зерна кукурузы прорастают через 2-4 часа после попадания на рыльце пестика. Рост самой пыльцевой трубки в тканях пестика проходит довольно интенсивно, т.е. через 20-24 часа пыльцевая трубка достирает зародышевого мешка и изливает в него свое содержимое. Происходит двойное оплодотворение, которое и обусловливает появление ксений. Ксенийность заключается в непосредственном проявлении признаков отцовского организма в гибридном семени. Выявление ксений у кукурузы облегчается благодаря ряду признаков структуры и окраске эндосперма и алейронового слоя.

Ксенийность у кукурузы может проявляться только в следующих случаях, когда материнские растения отличаются от отцовских тем, что являются рецессивными по определенным признакам эндосперма и алейронового слоя, а также в случае появления признаков эндосперма и алейронового слоя, обусловленных комплементарным действием доминантных генов, находящихся до оплодотворения у каждой родительской формы отдельно.

3. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ

Создание высокопродуктивных гибридов зернового и силосного направлений. Современные гибриды кукурузы в производственных условиях различных районов возделывания дают высокие урожаи зерна (до 200 ц с 1 га) и силосной массы. Поэтому создание новых, еще более продуктивных гибридов — задача сложная, для решения которой необходимо преодолеть трудности в приспособленности кукурузы к условиям возделывания и повысить уровень гетерозиса. Особое значение приобретает тип гибридов для той или иной зоны, который зависит от агроэкологических условий зоны, особенностей использования урожая (зерно или силос), организации и экономики семеноводства и других факторов.

Повышение продуктивности (уровня гетерозиса) различных типов гибридов зернового направления зависит, прежде всего, от максимального улучшения признаков, определяющих структуру урожая: число початков на растении, размеры початков, число зерен на початке, вес одного зерна.

В последнее время повышение продуктивности гибридов кукурузы связывают с отбором линий по признаку двухпочатковости и передачи этого признака гибриду. Трудность заключается в небольшом количестве двухпочатковых инцухт-линий, имеющихся в распоряжении селекционера (2 %), что объясняется их происхождением из однопочатковых форм, сортов и гибридов; Поэтому сначала создают исходный гибридный материал, из которого в дальнейшем выделяют двухпочатковыесамоопыленные линии. В Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства в качестве донора для создания двухпочатковых форм используют многопочатковый сорт перловой кукурузы Леди Фигнер, который скрещивают с хорошими стандартными линиями. Двухпочатковыесамоопыленные линии превосходят однопочатковые по числу зерен на одно растение на 52% и по среднему урожаю зерна на 25%. Установлен высокий уровень наследуемости признака двухпочатковости. При этом отбор на двухпочатковость, повышая урожай зерна у самоопылепных линий, не уменьшает их комбинационную способность.

Селекция на продолжительность вегетационного периода. Широкому распространению кукурузы препятствует продолжительный вегетационный период, сильно ограничивающий районы ее возделывания, как на зерно, так и на силос. Гибриды силосного направления к моменту уборки должны иметь зерно в молочно-восковой спелости, когда содержание сухого вещества в растении около 25%, а в початке без оберток -28-35%.

Продолжительность вегетационного периода — сильно варьирующий признак. Для получения скороспелых гибридов нужно использовать различные по скороспелости линии. Установлено, что при сочетании в гибриде пар с различным вегетационным периодом он будет приближаться по скороспелости к более раннеспелой родительской форме. Если же линии, использующиеся при создании гибрида, имеют одинаковый вегетационный период, то гибрид, как правило, созревает на несколько дней позже. Исследованиями Всесоюзного научно-исследовательского института кукурузы для самоопыленных линий, используемых селекционерами, установлено пять групп скороспелости: 1 — раннеспелая (вегетационный период 80-90 днем),2 — среднераннеспелая (90-100 дней), 3 — среднеспелая (101 — 110 дней), 4- среднепозднеспелая (111-120 дней), 5 — позднеспелая (свыше 120 дней).

Для основных районов возделывания кукурузы на зерно ее вегетационный период не должен превышать 110-120 дней.

Проблема селекции на скороспелость важнейшая не только для нашей страны, но и почти для всех стран Европы, в которых возделывается кукуруза. Для сравнения гибридов различных стран мира по скороспелости ФАО разработана шкала из 9 классов скороспелости с определенным стандартом (гибрид) для каждого класса. Наиболее скороспелые формы относятся к классу 100-199. Они имеют вегетационный период 78-85 дней. Стандартом для данного класса служит гибрид W (Висконсин) 1600. Позднеспелые гибриды (продолжительность вегетационного периода от 145 и выше дней) отнесены к последнему классу 900-999. Стандартом в этой группе является гибрид YC 523W.

Создание неполегающих форм. Механизация возделывания кукурузы, особенно ее уборки, требует создания неполегающих форм. Устойчивость к полеганию — очень сложный признак, который определяется развитием корневой системы (подземных и воздушных корней), гибкостью стебля и сопротивляемостью его излому, устойчивостью к некоторым болезням (стеблевой гнили) и вредителям (кукурузному мотыльку).

Установлена положительная корреляция между устойчивостью к полеганию и одревеснением стебля. В то же время известно, чтоустойчивость кукурузы к полеганию не связана с высотой растений. Например, линия W187 при высоте растений 152 см имела 60 % полегших растений, а линии Ну и WF-9 при высоте растений 170 см не полегали совсем.

Использование в скрещиваниях самоопыленных линий, устойчивых к полеганию, позволяет получать устойчивые к полеганию гибриды. В то же время, если в создании гибрида участвует одна устойчивая к полеганию линия, а вторая неустойчивая, то гибрид, как правило, бываетмалоустойчив или неустойчив к полеганию. В таком случае целесообразно использовать устойчивую к полеганию линию в качестве материнской формы.

Создание форм для условий орошения. Это направление связано с развитием орошения в южных районах Российской Федерации. Гибриды, создаваемые для орошаемых земель, должны с максимальной полнотой использовать влагу и удобрения и эффективно окупать затраты. Однако необходимо помнить, что продуктивность гибридов в условиях полива во многом зависит от таких факторов, как воздушный режим, продолжительность светового дня, продолжительность вегетационного периода гибрида. Наибольший эффект при орошении дают гибриды с максимально допустимой для данной зоны продолжительностью вегетационного периода. Например, для Средней Азии наиболее перспективны позднеспелые гибриды, возделываемые и на зерно, и на силос, а для полузасушливого юга России — среднеспелые. Очень эффективны в условиях орошения и пожнивные посевы кукурузы. Поэтому создание скороспелых гибридов типа Днепровский 56Т, который показал хорошие результаты при пожнивных посевах, также имеет большое значение.

При поливе хорошо проявляется такой ценный хозяйственный признак, как двухпочатковость.

Исследованиями показана значительная разница в проявлении гетерозиса у простых межлинейных гибридов на поливе и без него.

Улучшение качества зерна и зеленой массы. Зерно и зеленая масса кукурузы содержат мало протеина (в среднем 10%). К тому же качество его низкое, так как в нем преобладает зеиновая фракция. Попытки улучшить протеиновый комплекс методом отдаленной гибридизации практических результатов не дали.

Кардинальное решение этой проблемы стало возможным лишь в самое последнее время после открытия в США мутантных генов опейк-2 и флаури-2. Использование этих мутантов позволило резко повысить содержание незаменимых аминокислот в зерне, и зеленой массе. В частности, ген О₂ в хромосоме VII повышает содержание лизина на 1/3. При скармливании такой кукурузы животным их ежесуточные привесы увеличиваются в два и более раза, чем у животных, в рацион которых входит обычная кукуруза.

Самоопыленные линии кукурузы. Современная селекция кукурузы немыслима без использования самоопыленных линий (инцухт-линий). Их получают путем контролируемого самоопыления растений. Как правило, самоопыление растений проводят в течение 5-6 и более лет.

Наблюдения и расчеты показали, что при самоопылении растения кукурузы очень быстро достигается гомозиготкость по большинству локусов

Через семь поколений инбридинга меньше чем одно растение из 100 сохраняет гетерозиготность по какому-либо одному локусу.

Во время работ по самоопылению отбраковывают уродливые и нежизнеспособные формы, а также формы, поражаемые болезнями и склонные к полеганию. В дальнейшем потомство одного инцухтированного растения будет вполне однородным по всем признакам и может размножаться на изолированных участках. Это и будет инцухт-линия. Инцухтированные растения, составляющие инцухт-линии, низкорослы, имеют мелкие початки. Урожайность таких линий составляет в среднем около 10-20% урожайности исходного сорта или гибрида.

Практическое использование инцухт-линий началось после блестящих исследований Шелла (1908-1909 гг.), показавшего пути их использования. В настоящее время самоопыленные линии широко применяют в различных скрещиваниях для получения гибридов с высоким уровнем гетерозиса.

Установлено, что не все инцухт-линий при вовлечении их в гибридизацию способны давать высокопродуктивные гибриды. Из десятков тысяч самоопыленных линий кукурузы для производства гибридов используется в настоящее время менее 0,1%. Для получения гибридов приходится отбирать линии с высокой комбинационной способностью. Это очень сложно, так как отсутствует связь (корреляция) между внешними признаками линий и их комбинационной ценностью. В начале работ по гибридной кукурузе, когда инцухт-линий было немного, их просто скрещивали друг с другом во всевозможных комбинациях, стремясь отобрать формы, лучшие по комбинационной способности.

Селекционеры вначале стремятся оценить общую комбинационную способность всех имеющихся в их распоряжении линий и выбраковать линии с низкой комбинационной способностью, а оставшиеся линии в дальнейшем испытывают на специфическую комбинационную способность.

Общая комбинационная способность определяется в специальных скрещиваниях, получивших название топкросса (top-crossing). В этом случае все линии скрещиваются с одним тестером (сорт, двойной гибрид, гибридная популяция). Основой для применения метода топкросса служит высокая положительная корреляция между поведением чистой линии в простых гибридах и в топкроссе с сортом. При этом число скрещиваний соответствует числу инцухт-линий, имеющихся в распоряжении селекционера.

Немаловажное значение при проведении топкроссов имеет выбор тестера. Оказалось, что если в качестве тестера брать самоопыленную линию, то результаты будут высокоспецифичны именно для данного тестера и не могут быть использованы для предсказания результатов при скрещивании с другим, неродственным тестером. Поэтому предпочтительнее в качестве тестера использовать свободноопыляющийся сорт (можно двойной гибрид), обладающий широкой наследственной основой.

Для более точной оценки селекционеры часто используют 2-3 тестера.

Линии, отобранные по признаку высокой общей комбинационной способности, в дальнейшем скрещиваются между собой во всех возможных комбинациях для изучения специфической комбинационной способности и выявления наиболее продуктивных комбинаций.

Очень важен в селекции самоопыленных линий вопрос о том, на каком этапе инцухта проводить оценку линий на общую комбинационную способность. С одной стороны, раннее освобождение от бесперспективных линий значительно облегчает работу селекционера и экономически очень выгодно. С другой, нельзя не учитывать расщепление по признаку комбинационной способности в процессе инцухта и возможность выщепления высокоценных по этому признаку линий. По этим вопросам не существует единого мнения.

Чрезвычайно важно в селекции инцухт-линий найти признаки, связанные с комбинационной способностью линий, что значительно облегчило бы труд селекционера. Имеются некоторые данные, свидетельствующие о положительной корреляции между продуктивностью инцухт-линий и их комбинационной способностью. Поэтому общепризнано, что для испытания на комбинационную способность следует отбирать лучшие по продуктивности инцухт-линии.

В настоящее время самоопыленные линии используют для следующих целей.

1. Получение простых межлинейных гибридов, т.е. гибридов между двумя самоопыленными линиями. Примером могут быть гибриды Слава и Светоч. Слава получена в результате скрещивания двух инцухт-линий — ВИР 44 х ВИР 38, а Светоч от скрещивания линий ВИР 40 х ВИР 43.

Простые гибриды наиболее высокопродуктивны из всех возможных гибридных форм с участием самоопыленных линий. Но их распространение в производстве сдерживалось, с одной стороны, высокой стоимостью семян, так как материнские формы низкопродуктивны, а с другой — слабой экологической пластичностью этих гибридов. В настоящее время в связи с отбором высокопродуктивных инцухт-линий и интенсификацией земледелия (полив, удобрения) роль простых гибридов все больше возрастает. В СССР первый простой гибрид Краснодарский 303ТВ районирован в 1973 г. По урожаю зерна он значительно превышает районированный двойной межлинейный гибрид ВИР 42.

Во Всесоюзном селекционно-генетическом институте создан перспективный простой гибрид сахарной кукурузы ДН 756-12-4 х 252, который по урожаю зерна превышает стандарт (сорт Одесская сахарная) на 7 ц с 1 га. Здесь же выведен перспективный простой гибрид лопающейся кукурузы Старт (Ар 1 х Sg 30 D), превысивший по урожаю зерна стандарт Днепровский 921 на 20,1 ц с 1 га.

2. Получение сортолинейных гибридов двух типов, т. е. гибридов между сортом и линией или между простым межлинейным гибридом и сортом. К первому типу относится уже упоминавшийся гибрид Буковинский 3, ко второму — гибрид Буковинский 11 [Местная кремнистая X (линия Черновицкая 21 X линия Черновицкая 5)].

В этом скрещивании участвуют сорт Местная кремнистая и простой межлинейный гибрид, полученный от скрещивания двух инцухт-линий: Черновицкая 24 и Черновицкая 5.

3.Получение трехлинейных гибридов, т. е. гибридов от скрещивания трех инцухт-линий. Например, гибрид Днепровский 927 Т получен от скрещивания (Р 18Т Х Р 40зТ) Х Sа 56.

4. Получение двойных межлинейных гибридов, т. е. гибридов от скрещивания двух простых межлинейных гибридов:

Слава (линия ВИР 44 X линия ВИР 38) X Светоч (линия ВИР 40 X линия ВИР 43)- ВИР 42.

В нашей стране в настоящее время гибридами такого типа заняты основные посевные площади кукурузы, возделываемой на зерно. Число двойных гибридов, которые могут быть получены при наличии nсамоопыленных линий, можно вычислить по формуле:

При создании двойных межлинейных гибридов неизвестным остается порядок соединения самоопыленных линий в пары. Предварительно предсказать правильные сочетания линий в ряде случаев можно, основываясь на исследованиях Экхардта и Бриана. Эти исследователи, изучая закономерность соединения самоопыленных линий в пары, обозначили символами А и В линии, происходящие от одного сорта, а Y и Z, от другого. Испытание гибридов типа (А Х В) X (Y Х Z) и (А Х Y) X (В Х Z) показало, что наиболее урожайны гибриды типа (А Х В) X (Y Х Z). При этом линии можно менять местами: А Х В или В Х А, чтобы использовать положительные цитоплазматичеcкие эффекты.

5. Получение сложных гибридных популяций в результате смешения и переопыления линий, простых межлинейных или двойных гибридов. Примером может служить гибридная популяция Краснодарская 1/49, полученная от переопыления четырех межлинейных гибридов: ВИР 37, ВИР 57, ВИР 114 и Краснодарский 3.

Сложные гибридные популяции иногда называют «множественными гибридами» и «синтетическими сортами» или «синтетиками». Основная идея создания «синтетиков» заключается в получении более дешевых семян, так как не надо ежегодно производить F₁, а также в получении более пластичного материала для посева в районах, неблагоприятных для кукурузы по погодным условиям.

Селекция кукурузы прошла длительный период развития, на отдельных этапах которого использовали различный материал и применяли разные методы. Это связано и с эволюцией самой селекции как науки, которая ежегодно обогащается новыми данными и методами.

Метод массового отбора. Это наиболее древний из всех применявшихся методов для улучшения форм кукурузы. Он был основан на отборе лучших початков, которые использовались для воспроизведения последующих поколений. При этом происходило переопыление между растениями и, таким образом, улучшались средние показатели, но не фиксировался лучший тип растения.

Все-таки этим методом были выведены хорошие сорта кукуруы- Воронежская 76, Зубовидная 3135, Абашская желтая, а из американских — знаменитый сорт Рид еллоудент, который был самым распространенным сортом кукурузного пояса США более 100 лет. В настоящее время из него получена самоопыленная линия WF 9, входящая в родословную наиболее урожайных простых гибридовWF 9X38-11 и WF 9ХНy.

Межсортовая гибридизация. Межсортовую гибридизацию применяли как метод создания новых сортов, а также для использования гетерозиса в F₁. К межсортовым гибридам относился Первенец (Броун-КонтиХ Грушевская), который был районирован в 1939 г., по затем снят с производства, так как межлинейные и сортолинейные гибриды оказались значительно более продуктивными.

Початкорядный отбор. Этот метод впервые применен американским ученым Гопкинсом в 1896 г. на Иллинойской опытной станции.

В основу его был положен отбор лучших початков, изучение и выделение впоследствии лучших потомств. Этот метод не оправдал возлагавшихся на него надежд и в настоящее время не применяется.

Селекция самоопыленных линий. Как указывает М.И. Хаджинов, применение метода самоопыленных линий не только не исключает тщательный отбор линий в процессе самоопыления, но, наоборот, резко подчеркивает его значение и делает такой отбор важнейшим методом в селекции.

В настоящее время разработаны схемы селекции самоопыленных линий, которые не только позволяют получить, отобрать и улучшить соответствующие инцухт-линии, но и определить в процессе селекции их общую и специфическую комбинационную способность.

Стандартный метод. Это наиболее распространенный метод создания самоопыленных линий. В посеве популяции или гибрида отбирают наилучшие растения, которые подвергают самоопылению. На следующий год семенами каждого початка, полученного от самоопыления, засевают одну одворядковую делянку (30-40 растений). Для дальнейшего самоопыления выбирают потомства без признаков депрессии, а внутри этих потомств — лучшие растения и проводят самоопыление. На третий год — то же самое. На четвертый год семена высевают тем же способом, а отобранные потомства наряду с самоопылением скрещивают с тестером. На пятый год проводят отбор среди потомств от самоопыления и продолжают самоопыление, испытывают полученные гибриды, а также применяют скрещивание с тестером. На шестой год проводят отборы среди потомств от самоопыления на основе испытания гибридов, отбирают растения внутри потомств и подвергают их самоопылению, а также испытывают гибриды. На седьмой год проводят отбор и самоопыление внутри потомств и диаллельные скрещивания. На восьмой год применяют отбор и самоопыление внутри линий, давших наилучшие результаты при диаллельных скрещиваниях. На 9-10-й год размножают лучшие самоопылнные линии.

Гнездовой метод. Этот метод, предложенный Джонсом иСинглтоном в 1934 г., более прост, чем стандартный метод. В первый год среди исходных популяций отбирают растения и проводят самоопыление. На второй год от каждого початка, полученного от самоопыления, высевают в гнезда по три зерна. Из этих трех растений выбирают лучшее, подвергают его самоопылению и скрещивают с тестером. На третий год эти операции повторяют, а также проводят испытание F₁ от скрещивания с тестером. Худшие потомства выбраковывают. На четвертый, пятый и шестой год повторяют все названные выше приемы. На седьмой год высевают на делянках полученные линии и проводят диаллельные скрещивания. Этот метод дает возможность вести испытание большого числа потомств, усилить отбор среди них, но возможность отбора в пределах каждого потомства уменьшается.

Кумулятивный отбор. Создают линии одним из описанных выше методов и лучшие из них скрещивают для получения популяции (7-й год работы). С этого момента начинают теми же методами создавать линии, но основываются на уже полученной популяции. Это второй цикл работы.

Метод отбора гамет. Этот метод был предложен Стадлером и основан на том, что частота встречаемости гамет с нужным (желательным) уровнем комбинационной ценности выше в популяции, чем частота зигот. Поэтому уловить в популяции необходимые гаметы легче, чем путем инбридинга выделить линию с такой жекомбинационной способностью. Практически работа ведется в такой последовательности.

Одна хорошая линия (А) из двойного межлинейного гибрида X (А Х В) опыляется пыльцой произвольно отобранных растений сорта или гибрида, из которого хотят выделить гаметы с высокой комбинационной ценностью и тем самым улучшить линию А. F₁дифференцировано только благодаря пыльце растений отцовского сорта.

Лучшие растения F₁ самоопыляются и скрещиваются с тестером (простой гибрид С Х D). С этим же тестером-анализатором скрещивают и линию А.

На следующий год потомства от самоопыления высевают на отдельных делянках, испытывают гибриды F₁Х(СХD), сопоставляя их с АХ(СХD). Отбирают для посева в следующем году растения с делянок, давших гибриды с (СХD), лучшие, чем АХ(СХD), проводят самоопыление этих растений S₁), а также скрещивают S₁ X (СХ D) иАХ(СХD).

На четвертый год испытывают S₁ Х (С Х D). Применяют самоопыление S₂ на тех делянках, которые дали гибриды с (С Х D), превысившие А Х (С Х D).

На пятый год проводят отбор среди и внутри потомства и самоопыление растений S₃ На шестой год размножают улучшенную линию А¹.

Метод параллельной селекции. Улучшают при помощи беккроссов четыре линии, входящие в состав двойного межлинейного гибрида. По мнению автора данного метода Брандолини, эта схема позволяет улучшить линии без дополнительного их испытания.

Периодический отбор. Этот метод основал па положения, что быстрое возрастание гомозиготности самоопыляющихся потомств при селекции инцухт-линий лимитирует использование многих генов, которые представляют практический интерес, особенно генов, определяющих непрерывную изменчивость (количественные признаки). Разработано несколько схем для работы этим методом.

1. Повторяющийся отбор по морфологическим признакам. По этой схеме в первый год на посевах сорта отбирают растения и проводят их самоопыление. На второй год применяют переопыление между потомствами от самоопыления, отобранными по желаемому признаку. На третий год высевают семена созданной популяции и начинают новый цикл отбора и самоопыления и т.д. Этот метод оказался очень эффективным при создании линий с повышенным содержанием масла, лизина, триптофана, устойчивых к болезням.

2. Отбор линий по признаку общей я специфической комбинационной способности на ранних этапах самоопыления. Эта схема также состоит из отдельных циклов, каждый из которых длится три года. Первый год — отбор растений, их самоопыление и скрещивание с тестером; второй год — испытание гибридов; третий год- посев потомств, давших хорошие результаты от скрещивания с тестером и скрещивания их между собой. Полученные семена смешивают. На четвертый год высевается популяция и начинается новый цикл.

3. Повторяющийся отбор на фоне реципрокных скрещиваний был предложен в 1949 г. Комстоком, Робинсоном и Харвей. Этот метод предполагает реципрокные скрещивания между растениями из популяцийА и В, их самоопыление и проведение отбора на комбинационную способность. Работа делится на ряд этапов (циклов), каждый из которых длится 3 года. В первый год работы лучшие растения из популяцииА подвергают самоопылению и скрещивают с растениями из популяции В. То же проделывают с растениями из популяции В. На второй год работы испытывают две группы гибридов. На третий год высевают потомства от самоопыления в первый год тех растений, которые в скрещиваниях дали наилучшие результаты. В этом же году производят скрещивания в различных комбинациях между линиями из популяцияА и между линиями из популяции В. Семена, полученные от этих скрещиваний, смешивают (раздельно в пределах групп линий А и В) и на следующий год высевают, создавая популяции А¹ и В¹, на основе которых и начинается в этом же году новый цикл отбора.

При использовании методов периодического отбора в каждом поколении следует отобрать такое число растений, чтобы свести к минимуму инбридинг (2,8 %).

Метод конвергентной селекции. Это метод улучшения уже существующих линий за счет взаимного добавления к каждой из двух линий доминантных генов, отсутствующих у одной родительской формы и имеющихся у другой. Он включает следующие этапы.

1. Скрещивание двух линий АхВ.

2. Взаимный беккросс (АхВ)хА и (АхВ)хВ и в последующих трех поколениях отбор форм, имеющих признаки второй родительской формы.

3. Самоопыление и отбор для получения гомозиготных форм А^b иВ^а, т. е. линии А с признаками линии В и линии В с признакамилинии А.

Использование цитоплазматической мужской стерильности. Благодаря цитоплазматической мужской стерильности гибриды широко распространились в производстве. Был получен огромный экономический эффект, так как значительно снизились затраты ручного труда на производство семян гибридов. ЦМС была открыта Родсом в 1931 г. и М.И. Хаджиповым в 1932 г. Первая попытка практического использования ее в селекции кукурузы принадлежит Ричи и Уоллесу, но она окончилась неудачей, так как источник стерильности, открытый Родсом, не проявил стабильности по этому признаку. И только после открытия Мангелъсдорфом и Дженкинсом новых источниковстерильности работа в этом направлении была возобновлена. Первые простые гибриды на стерильной основе в США были получены Джонсом и Мангельсдорфом в 1947 — 1948 гг.

Практическое использование ЦМС-системы у кукурузы предполагает следующие факторы.

1. Создание гибридов, соответствующих по урожайности и другимпоказателям.

2. Перевод на стерильную основу материнских форм гибрида(линия, простой гибрид, сорт) — создание стерильных аналогов.

3. Передача восстанавливающей способности линиям или другим формам, использующимся в качестве отцовских, -создание аналогов — восстановителей фертильности.

Методы получения гибридов были описаны выше, здесь же излагаются способы создания стерильных аналогов и аналогов – восстановителей фертильности.

Генетическое исследование ЦМС-системы показало, что стерильность пыльцы проявляется только при сочетании «стерильной» цитоплазмы с генами rf в рецессивном состоянии. В доминантном же состоянии гены RFтормозят действие «стерильной» цитоплазмы, не изменяя ее структуры.

Согласно гипотезе Джонса, ЦМС контролируется плазменно-ядерной системой, включающей плазмогены (специфические элементыцитоплазмы, способные к саморепродукции и передающиеся черезцитоплазму материнской половой клетки), и генами, локализованными в хромосомах.

В настоящее время описано несколько типов стерильности кукурузы, по в нашей стране используются три: техасcкийи бразильский и молдавский.

Молдавский и техасский типы стерильности различаются между собой по специфической реакции на гены — восстановители фертильности. Например, установлено, что линия ВИР 44 является закрепителем стерильности для форм с молдавским типом стерильности и восстановителем фертильности для ЦМС техасского типа.

У растений с техасским типом стерильности пыльники полностью стерильные, а растения молдавского типа стерильности могут иметь в пыльниках небольшой процент фертильных пыльцевых зерен, но пыльники не вскрываются. Чаще встречается молдавский тип стерильности.

Перевод самоопыленных линий па стерильную основу (создание стерильных аналогов) осуществляется методам беккроссов.

При этом селекционер должен учитывать, что в ряде случаев «стерильная» цитоплазма оказывает угнетающее действие на развитие таких признаков, как высота прикрепления верхнего початка, длина метелки, общее число листьев и некоторых других. Например, стерильный аналог самоопыленной линии Иллинойс 90 уменьшает высоту растений на 12% по сравнению с фертильной формой. Установлено, что ЦМС молдавского типа вызывает меньшую депрессию, чем ЦМС техасского типа.

Создание стерильных аналогов облегчается тем, что большинство созданных самоопыленных линий (94-96%) относится к закрепителям стерильности.

Сравнение продуктивности стерильных и фертильных аналогов простых, двойных и сортолинейных гибридов показало, что перевод гибридов на стерильную основу не сказывается на их продуктивности.

Селекционер должен знать, что сравнительная ценность техасского и молдавского типов ЦМС в гибридах одинакова. Поэтому он может выбирать наиболее удобный для него источник ЦМС при переводе создаваемых гибридов на стерильную основу.

В программе селекции кукурузы с использованием ЦМС создание аналогов – восстановителей фертильности занимает центральное место. Это объясняется тем, что среди самоопыленных линий, используемых селекционерами, линии, восстанавливающие фертильность, встречаются крайне редко (4-6%).

Аналоги — восстановители фертильности создаются, как правило, методом беккроссов или выделяются из различных популяций. При насыщающих скрещиваниях доминантные гены — восстановители фертильности (Rf) переносятся в генотип линий, которым стремятся придать восстановительную способность. Существует несколько схем создания аналогов — восстановителей фертильности. Наиболее распространены из них: создание таких аналогов на фертильной основе, па стерильной основе (метод Э. Экхарда и М.И. Хаджинова) и комбинированная схема, предложенная М.И. Хаджиновым и Э.И. Вахрушевой.

4. ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ

В качестве исходного материала использовались гибриды кукурузы, получившие наибольшее распространение в Центральном регионе, имеющие разное происхождение: Машук 185 МВ — простой межлинейный гибрид, Докучаевский 190 СВ – трехлинейный гибрид и Воронежский 160 СВ — двойные межлинейный гибрид.

Докучаевский 190 СВ. Включён в Госреестр по Центральному (3), Волго-Вятскому (4) и Центрально-Чернозёмному (5) регионам на зерно в 2018 г. Учреждение оригинатор-ФГБНУ НИИСХ Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева.

Раннеспелый трёхлинейный гибрид. Антоциановая окраска влагалища первого листа средняя, верхушка округлая. Лист слегка изогнутый, угол между пластинкой листа и стеблем средний. Антоциановая окраска корней у стебля слабая. Время цветения метёлки раннее. Антоциановая окраска колосковой чешуи слабая, её основания — отсутствует или очень слабая, пыльников — средняя, колоски средней плотности. Главная ось метёлки выше верхней боковой ветви длинная, образует с боковыми веточками средний угол. Первичные боковые веточки метёлки слегка изогнутые-изогнутые, средней длины, веточек средних -много. Антоциановая окраска шёлка очень слабая, влагалища листа — отсутствует или очень слабая. Растение высокое, лист узкий-средний. Початок средний-длинный, среднего диаметра-тонкий, слабоконический, ножка средней длины, рядов зёрен много, антоциановая окраска стержня средней интенсивности. Тип зерна промежуточный, ближе к кремнистому, окраска верхней части зерна оранжевая, нижней — жёлто-оранжевая.

Средняя урожайность зерна в Центральном (3) регионе составила 108,1 ц/га (+17,6% к уровню стандарта), Волго-Вятском (4) — 48,8 ц/га (+18,2% к уровню стандарта) и в Центрально-Чернозёмном (5) — 70,3 ц/га (+18,4% к стандарту). Максимальная урожайность зерна — 153,3 ц/га получена на Обоянском зерновом ГСУ Курской области в 2015 году. Влажность зерна при уборке в среднем по регионам составила: в Центральном — 31,4% (+3,3% к уровню стандарта), в Волго-Вятском — 33,2% (-0,3% от уровня стандарта) и в Центрально-Чернозёмном — 23,1% (+0,6% к уровню стандарта). Вегетационный период в различных условиях уборки в среднем по регионам составил от 114 дней до 154 дней. Высокая устойчивость к стеблевому кукурузному мотыльку.

Направление использования -зерновой. Срок созревания — раннеспелый.

Машук 185 МВ. Простой, линейный гибрид.

Включён в Госреестр по Волго-Вятскому (4) Центральному (3)регионам на силос и Центрально-Чернозёмному (5), Восточно-Сибирскому (11) регионам на зерно в 2009 г. Учреждение оригинатор – ФГБНУ Всероссийский НИИ кукурузы.

Раннеспелый. Лист изогнутый, угол между пластинкой листа и стеблем средний. Антоциановая окраска корней у стебля слабая. Время цветения метелки раннее. Антоциановая окраска колосковой чешуи, основания чешуи и пыльников — слабая, колоски средней плотности. Главная ось метелки выше верхней боковой ветви средней длины, образует с боковыми веточками средний угол. Первичные боковые веточки метелки слегка изогнутые, средней длины, веточек мало — среднее количество. Антоциановая окраска шелка слабая, влагалища листа — отсутствует или очень слабая. Растение средней высоты — высокое, лист узкий — средней ширины. Початок средней длины и толщины, слабоконический, ножка короткая, рядов зерен среднее количество — много, стержень окрашен средне. Зерно зубовидное, в верхней части жёлтое.

Средняя урожайность нормализованного сухого вещества в Волго-Вятском регионе — 75,7 ц/га, выше стандарта на 4,7 ц/га. Средняя урожайность зерна в Центрально-Черноземном регионе — 66,8 ц/га, на уровне стандарта. Устойчив к южному гельминтоспориозу, слабо поражался пузырчатой головней, сильно — фузариозом початков. Восприимчив к бактериозу. Сильно повреждался стеблевым кукурузным мотыльком.

Регион допуска к производственному использованию: Центральный, Волго-Вятский, Центрально-черноземный, Восточно-Сибирский, Дальневосточный.

Направление использования -универсальный. Срок созревания — ранний (раннеспелый).

Воронежский 160 Св. Допущен к производственному использованию в 2016 г. Учреждение оригинатор – ФГБНУ Всероссийский НИИ кукурузы.

Раннеспелый двойной межлинейный гибрид.

Антоциановая окраска влагалища первого листа средняя, верхушка острая — округлая. Лист слегка изогнутый — изогнутый, угол между пластинкой листа и стеблем средний. Антоциановая окраска корней у стебля слабая. Время цветения метёлки раннее. Антоциановая окраска колосковой чешуи метёлки и её основания очень слабая — слабая, пыльников — средняя, колоски средней плотности — плотные. Главная ось метёлки выше верхней боковой ветви длинная, образует с боковыми веточками маленький — средний угол. Первичные боковые веточки метёлки прямые, средней длины — длинные, веточек много. Антоциановая окраска шёлка слабая, влагалища листа — отсутствует или очень слабая. Растение высокое, лист средней ширины. Початок средней длины и диаметра, слабоконический, ножка короткая — средней длины, рядов зёрен среднее количество — много, антоциановая окраска стержня отсутствует. Тип зерна промежуточный, ближе к зубовидному, окраска верхней и нижней части зерна жёлтая.

Средняя урожайность зерна в Центральном регионе составила 80,5 ц/га (+5,5% к уровню стандарта), в Волго-Вятском — 26,6 ц/га (+15,6% к стандарту), в Средневолжском — 58,4 ц/га (+7,4% к стандарту). Высокая урожайность — 93,5 и 93,8 ц/га — (она же максимальная) была получена в 2015 г. на Сасовском ГСУ Рязанской области и Старо-Синдровском ГСУ Республики Мордовия соответственно. Предуборочная влажность зерна составила 32,6%; 38,3% и 28,4%% соответственно. Вегетационный период составил от 118 до 140 дней по регионам в зависимости от условий уборки.

Средняя урожайность нормализованного сухого вещества составила в Северо-Западном регионе 64,2 ц/га (+4,9% к уровню стандарта), в Центральном — 114,4 ц/га (+10,6%), в Волго-Вятском — 135,7 ц/га (+9,5%), в Центрально-Чернозёмном — 131,5 ц/га (+1,4%), в Средневолжском — 132,5 ц/га (+6,0%) и Западно-Сибирском — 66,8 ц/га (+15,4% к уровню стандарта). Максимальная урожайность — 149,6; 249,0; 483,2; 340,0; 419,7 и 169,0 ц/га получена в 2015 г. соответственно на Псковском ГСУ Псковской, Плавском ГСУ Тульской, Больше-Болдинском ГСУ Нижегородской, Липецкой ГСИС Липецкой областей, Старо-Синдровском ГСУ Республики Мордовия и Новосибирском зерновом ГСУ Новосибирской области. Среднее содержание сухого вещества в зелёной массе составило по регионам 20,8% (-1,7% к стандарту), 26,2% (-0,9%), 25,4% (+1,0%), 44,6% (+1,7%), 37,8% (на уровне стандарта) и 24,5% (-0,7%).

Регионы допуска к производственному использованию -Северо-Западный, Центрально-Черноземный, Волго-Вятский, Западно-Сибирский.

Направление использования -универсальный. Срок созревания — ранний (раннеспелый).

5. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для выращивания гаплоидов использовали наиболее распространённые питательные среды: Гамборга В5 и Мурасиге-Скуга, которые стандартизированные и рекомендованы для выращивания культуры растений invitro.

Перечисленные питательные среды в своем составе содержат одни и те же группы химических веществ и соединений, среди нихмикробиогенные соли, микробиогенные вещества и компоненты, витамины и компоненты к средам (табл.1,2).

Микробиогенные соли в среде Мурасиге-Скуга на один литр составляют 4,232720 г, а Гамборга В5- 2,86933 г.

В пределах каждой группы компонентов, в зависимости от питательной среды их количество может существенно различаться. Так, в зависимости от среды на порядок различается содержание аммония и его форма. В среде Мурасиге-Скуга включен Нитрат аммония в количестве 1,650000 г/л, а в среде Гамборга В5 Сульфат аммония в количестве 0,134000 г/л.

Содержание микробиогенных веществ в зависимости от питательной среды различается в значительно меньшей степени. В среде Мурасиге-Скуга их содержание составляет 0,097890 г/л, а в среде Гамборга В5 – 0,081150 г/л.

Существенное различие составляет содержание Борной кислоты-в среде Мурасиге-Скугав два раза больше, и в четыре раза больше содержание Сульфата цинка – 7Н20.

Общее количество витаминов в представленных питательных средах существенно не различается, но по отдельным компонентам различия присутствуют.

В среде Гамборга В5 отсутствует витамин Глицин, а в среде Мурасиге-Скуга его содержание составляет 0,003 г/л. Содержание Никотиновой кислоты и Пиридоксин – НСI в среде Гамборга В5 в два раза больше, а Тиамина — НСI в сто раз больше, чем в Мурасиге-Скуга.

Таблица 1- Состав питательной среды Мурасиге-Скуга

Таблица 2- Состав питательной среды Гамборга В5

Продолжение таблицы 2

На 10 г/л сахарозы в Мурасиге-Скугабольше агар-Агара (природный желатин, полученный путем экстрагирования, преимущественно из красных морских водорослей PhyllophoraGrailarial

По мнению В.С Шевелуха. и др., в отдельные питательные среды включают кроме аукинов и цитокинов гибереллиновую кислоту. Иногда к питательной среде добавляют растительные экстракты или соки.

Наибольший ростактивирующей способностью обладает кокосовое молоко — жидкий эндосперм кокосового ореха.

В последние годы возрос интерес исследователей к салициловой кислоте – стрессовому метаболиту, сочетающему свойства сигнального интермедиата и фитогормона. Салициловую кислоту используют и как регулятор роста растений. Добавляя в питательную среду в концентрации от 0,7 до 5 мг/л стимулируют корнеобразование у ряда плодовых культур.

Показано, что стимулирующий или ингибирующий эффект зависит от концентрации салициловой кислоты. А также видовой и сортовой специфики растений (М.Б.Янковская, С.А.Муратова, 2011).

Такие различия питательных сред для выращивания invitro, тем более разных культурных растений не могут не сказаться на эффективности выращивания гаплоидов, что подчеркивает актуальность изучения индивидуальной эффективности используемых сред.

6. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

6.1. ПОЛУЧЕНИЕ ГАПЛОИДОВ

Совершенствование методов селекции позволяет процесс создания сортов и гибридов сделать предсказуемым, и более эффективным, а так же уменьшить срок создания сортов и гибридов сельскохозяйственных культур.

По мнению Е.Г. Савенко и др. (2016): «Сочетание методов классической селекции с биотехнологическими методами позволяет решать поставленные задачи в более короткий срок. Метод культуры изолированных пыльников — один из перспективных способов получения гаплоидных растений».

Использование гаплоидных растений нашло широкое применение в селекции многих культур: в селекции проса (С.В. Бобков, 2013); ежевики, малины черной (М.Т. Упадышев,1995), риса (М.В. Илюшко, М.В. Скапцов, М.В. Романова, 2018) и других культур.

Особую значимость получение гаплоидов имеет при создании гетерозисных гибридов кукурузы, поскольку основным исходным материалом при их селекции являются самоопылённые линии.

Наиболее распространенным методом при их создании является многолетнее принудительное самоопыление. Наибольшую общую и специфическую комбинационную способность у линии кукурузы можно получить после семилетнего принудительного самоопыления линиикукурузы.

Перспективным методом создания гомозиготных линий кукурузы является получение гаплоидов. По данным Ю.Л. Гужова(2003), получить гаплоидные растения можно разными методами:

1. Отбор близнецов;
2. Межвидовые скрещивания;
3. Радиологический метод;
4. Гибридизация;
5. Культура микроспор.

В Национальном центре зерна им. П.П. Лукьяненкоразработана оригинальная технология массового получения гаплоидов кукурузы и их диплоизации. Использование этой технологии сокращает время на получение гомозиготных линий до двух лет. Сущность этой методики в том,что матроклинные (материнского типа) вовлекаются в скрещивание специально созданные линии – гаплоиндукторы с маркерными генами окраски зерновки (О.А. Шацкая, М.В. Паршина, 2017).

По данным Н.В. Шаминой, О.А. Шацкой (2011) изученные линии имеют довольно низкий процент фертильных растений, несмотря на то, что фенотип растений внутри линии сходен, и все они потенциально фертильны. Это объясняется, вероятнее всего, действием в мейозе большинства гаплоидных растений механизма апоптоза.Апоптоз уничтожает аномальные клеточные клоны, реально фертильными оказываются,по-видимому, те немногие растения, в мейозе которых механизмы апоптоза дают сбой и неэффективны.

Все это указывает на то, что, несмотря на высокую перспективность, недостаточность изученности данного вопроса сдерживает широкое производственное использованиегаплоидов.

Изложенная информация позволяет сделать предположение, что изучение данной проблемы позволит шире использовать полученные гаплоиды в практической селекции гетерозисных гибридов кукурузы.

Гаплоиды представляют большой интерес для генетиков и селекционеров. У гаплоидов рецессивные гены не подавляются доминантными аллеями и поэтому все они проявляются фенотипический, если угаплоидов используя колхицин удвоить число хромосом, то возникает диплоидный организм гомозиготный абсолютно по всем генам (при обычном самоопылении этого достигнуть практически невозможно).

Отбор пыльцевых зерен проводили с указанных гибридов (Машук 185 МВ — простой межлинейный гибрид, Докучаевский 190 Св – трехлинейный гибрид и Воронежский 160 Св — двойные межлинейныйгибрид) растения которых переходили к VII этапу органогенеза. В этот период развиваются мужской и женский гаметофиты, образуются обособленные одноядерные пыльцевые зерна. Одновременно идет усиленный рост соцветий и их покровных органов. В конце VII этапаоргогенеза образуется двухядерная пыльца(Ф.Н. Куперман, 1973).

На сегодня существуют разные способы получения дигаплоидов растений. Можно выделить несколько основных методов экспериментальнойгаплоидии:

1. Получение дигаплоидных растений путем отдаленной гибридизации часто применяется в селекционных программах

2. Гиногенез – получение гаплоидов в культуре женского гаметофита.

3.Андрогенез – процесс образования гаплоидного растения из микроспоры или клеток пыльцевого зерна.

У кукурузы возникновение гаплоидных растений матроклинного типа – редкое явление. Несмотря на научную и практическую значимость гаплоидии, многие вопросы, касающиеся генетической детерминации, закономерностей и особенностей процессов, приводящих к образованию гаплоидных растений, до сих пор остаются открытыми. Одна из объективных причин недостаточной изученности гаплоидии – практически полное отсутствие форм растений, у которых это явление носило бы наследуемый характер и возникало стабильно и регулярно.

На кафедре генетики и лаборатории биотехнологии и репродуктивной биологии Саратовского госуниверситета разработан принципиально новый метод создания линий кукурузы с наследуемой гаплоидией, основанный на скрещивании с линиями-донорами партеногенеза. Частота гаплоидии у таких линий может достигать десятков процентов.

Андрогенез может быть прямым (эмбриогенез) или непрямым, т.е. черезкаллусогенез. Андрогенез может происходить различными путями, в том числе через развитие генеративной или вегетативной клеток, а также через образования суспензора. Основными же методами получения гаплоидных растений на основе андрогенезаявляются культуры пыльников (КП), который считается самым технологичным на сегодняшний день. Этим методом пользуются практически все биотехнологические подразделения селекционно-генетических компаний Европы и США.

Широко используется метод культуры пыльников и в России при селекции прочих культур: Е.Г. Савенко — при селекции риса, Д.В. Шумилина, Н.А. Шлыкова- при селекции перца и др.

Метод культуры пыльников использован при изучении и селекции 427 видоврастений, относящихся к 88 родам и 33 семействам. Наибольшее использование получил при селекции таких культур, как пшеница, рис, кукуруза, виноград, перец и другие культуры.

Получение гаплоидных растений из изолированных пыльников может идти по двум направлениям:прямая регенерация и косвенная – через каллусогенез. В первом случае внутри пыльников из отдельныхпыльцевых зерен формируются проэмбриональные структуры, которые при определенных условияхкультивирования развиваются в эмбриоиды, дающие начало гаплоидным растениям. Эмбриоиды- зародышеподобные структуры. Во втором – пыльца делится, а клетки, возникшие в результате делений, быстроувеличиваются в размерах и, разрывая оболочку пыльцевого зерна, образуют каллус. В результате дальнейшегоморфогенеза из этих каллусных клеток регенерируют растения. При этом растения могут иметь разную степеньплоидности – ди-, поли-, анеуплоидные. Последние часто стерильны, но после обработки растений колхициномпроисходит удвоение числа хромосом, в результате чего можно получить фертильные гомозиготы. Культурапыльников все еще остается возможностью для специализированных групп с относительно однороднымгенетическим пулом и может в будущем еще развивать эффективные методы. Поэтому мы использовали этот метод.

Перед посадкой пыльников на питательную среду проводили их дезинфекцию путем обработки 70% раствором этанола, с последующим промыванием в дистиллированной воде. Часть пыльников подвергали холодному стрессу, выдерживая их в температуре +3⁰С в течение 10 дней.

Такое же количество пыльников выдерживали при температуре +35⁰С (высокотемпературный ток) в течение 3 дней. Перед посадкой пыльников в каждую питательную среду добавляли азотнокислое серебро (AgNO₃) из расчета 1,3 и 5 мг/л. Для успешного доступа питательной среды к пыльцевым зернам пыльники прокалывали иглой.

Калусогенез (стадию развития) пыльники проходили в термостате при температуре +22-24⁰С без освещения на протяжении 120 дней.

Для прохождения следующей стадии – регенерации, помещали чашки петри на светоустановку. Предварительно по количеству пыльцевых зерен, которые попадали в объектив микроскопа и образовавшие калусы определяли процент калусообразования.

Освещенность стадии регенерации поддерживалась в пределах 12-14 тысяч люкс, влажность воздуха не допускали снижения ниже 80%. Продолжительность светового периода составляла 16 часов, температурный режим находился в пределах +22-24⁰С.

После завершения стадии регенерации (образования листочков и корешков) переносили растения в теплицу на плодородную почву (50% серо-лесных почв и 50% перегноя) помещенную в мешки. Приживаемость таких растений составила в среднем 65,4%.

Перепрограммирование развития микроспор с нормального гаметофитного пути на спорофитный для образования андрогенных зародышей может быть достигнута и другими способами, что достаточно полно отражено в научной литературе.

Отличительной особенностью их является подбор специализированных питательных сред для более успешного прохождения стадии калусогенеза, регенерации с использованием двухслойных питательных сред и др.

Считается рациональным высевать отделенные пыльцевые зерна предварительно отделенные от оболочки пыльников путем разрушения миксером со скоростью вращения 6-8 тыс. оборотов в минуту, фильтрацией, центрифурированияи доведения плотности микроспор до 3-7 х 10⁴ микроспор/мл., а затем перенос на питательную среду и т.д.

Используя описанную методику, нами были получены экспериментальные данные, показывающие успешное получение гаплоидов. При этом установлено влияние питательной среды и генотипа пыльцевых зерен на эффективность получения гаплоидов. Наиболее успешно этапы калусогенеза и регенерации проходили пыльцевые зерна с гибрида Воронежский 160 СВ, соответственно 17,3% и 7,1% на питательной среде МурасигеСкуга и 17,0% и 6,9% на питательной среде Гамборга В5 (табл.3,4,5). Уменьшение концентрации используемых питательных сред на 50% привело к незначительному снижению калусогенеза и регенерации пыльцевых зерен испытываемых генотипов не зависимо от питательной среды. Действие изменения температуры несколько повышало калусогенез и регенерацию, при этом высокие температуры более эффективно влияли на эти процессы.

Более значимым оказалось включение в питательную среду азотнокислого серебра. Независимо от питательной среды калусогенез и регенерация увеличивались у всех генотипов при увеличении количества AgNO₃. Превышение 3мг/л азотнокислого серебра приводило к снижению физиологических процессов и калусогенез и регенерация уменьшались. Оптимальная доза 3мг/л позволяла увеличить калусообразованиена 4-6%, а регенерацию на 3-5%. При этом экспериментальные данные показывают, что на всех этапах выращивания гаплоидов большей эффективностью характеризовалась питательная среда МурасигеСкуга. а влияние генотипа на прохождения калусогенеза достигает 4%.

Таким образом, испытанная технология получения гаплоидов позволяет благодаря неограниченному объему исходного материала, т.е. пыльников, обеспечить селекционеров в полном объеме их потребности в исходном материале.

Таблица 3 — Калусообразование и регенерация пыльцевых зерен гибрида Докучаевский 190 СВ в зависимости

от изучаемых факторов, (%)

Таблица 4 — Калусообразование и регенерация пыльцевых зерен гибрида Машук 185 МВ в зависимости

от изучаемых факторов, (%)

Таблица 5 — Калусообразование и регенерация пыльцевых зерен гибрида Воронежский 160 СВ в зависимости от изучаемых факторов, (%)

6.2. РЕЗУЛЬТАТЫ КОЛХИЦИРОВАНИЯ ГАПЛОИДОВ

Полученные invitro из пыльцевых зерен представляются гаплоидами в соматических клетках которых содержится половина хромосом, свойственных для исследуемого вида, при этом из двух гомологичных хромосом присутствует одна хромосома.

Гаплоиды при обычных способах выращивания абсолютно стерильны из-за значительных нарушений мейоза. Для восстановления фертильности необходимо проводить удвоение числа хромосом. Эффекта удвоения числа хромосом можно достичь, используя многие химические вещества: закись азота, аценафтен, линдан, колхицин и другие соединения.

Спонтанное удвоение хромосом обычно низкое. Поэтому иногда применяют антимитотические агенты. Число эмбрионов было ниже, но число зеленых проростков удвоилось, число гаплоидов на колос было выше. Однако уровень диплоидизации из года в год меняется, и часто получаются химеры. Успех также очень зависит от среды и условий культивированияи и самой технологии обработки растений колхицином.

Поэтому в последние годы ученые все чаще используют спонтаннуюдиплоидизацию из-за ее простоты и безопасности. Хотя процент получения дигаплоидов и ниже, зато, учитывая огромное количество задействованных микроспор, можно получать значительное количество полностью фертильных, взрослых, дигаплоидных растений.

Благодаря простоте использования и высокой эффективности мы использовали колхицин. Колхицин — это алколоид растительного происхождения, выделенный из клубнелуковиц Безвременника осеннего(Colchicumautamnale), принадлежащего к семейству Liliaceae. Химическая формула С₂₂Н₂₅О_6. эффект удвоения числа хромосом достигается благодаря действиям колхицина на делящиеся клетки, парализуя действие веретена и хромосомы предназначенные для двух клеток остаются в одной.

Существует несколько технических приемов введения колхицина в растение, начиная от замачивания семян в растворе колхицина и заканчивая добавлением колхицина в питательную среду при выращивании гаплоидов. Несмотря на высокоэффективное действие при удвоении числа хромосом колхицин имеет один существенный недостаток, а именно, он приводит к угнетению развития корневой системы, вследствие чего растения слабо приживаются. Для уменьшения таких отрицательных последствий мы использовали колхицинирование через корневую систему, которую перед колхицинированием промывали, условно делили пополам. Одну половину помещали в воду, вторую в раствор изучаемой концентрации колхицина. Такой подход предполагает – если под действием колхицина корневая система будет угнетаться, то вторая часть, будучи в воде, полностью сохранит свою жизнеспособность и обеспечивает приживаемость.

Для колхицинирования использовали растения гаплоидоввыращенныхinvitro. Растения в этом питомнике сильно различались между собой по развитию и росту. Отдельные растения засыхали, не достигнув фенологической фазы пять-шесть листьев. Около пятидесяти процентов растений по фенотипу не проявляли признаков угнетения.

Это позволяет предположить,что генотипы несущие гомозиготный ген определяют положительные качества растений.

Такие растения мы использовали для колхицинирования. Для выбора оптимальной концентрации для кукурузы мы использовали шесть вариантов концентрации колхицина, от 0,1% до 0,225% с интервалом 0,025. Экспозиция обработки для всех вариантовсоставляла 24 часа. Колхицинирование проводили в лабораторных условиях с повышенной влажностью воздуха (70-80% и оптимальной температурой -18-20⁰С). После колхицинирования растения пересаживали в тепличные условия, где на протяжении 20 дней поддерживались оптимальные условия.

При достижении молочно-восковой спелости определяли количество растений, в початках которых формировались семена, что служило критерием успешного колхицинирования. При 100% приживаемости растений после пересадки эффект колхицинирования в зависимости от концеентрации раствора существенно различался (табл.6).

Наилучший результат эффективности колхицинирования был получен при использовании концентрации колхицина 0,150-0,175%. Такая концентрация колхицина обеспечивала удвоение числа хромосом от 55,1 до 86,8% обработанных гаплоидных растений. При этом установлено, что разные генотипы гибридов кукурузы избирательно реагировали на концентрацию раствора колхицина. Так, гаплоиды, выращенные из пыльцевых зерен гибридов Докучаевский 190 СВ и Воронежский 160 СВ имели наибольшую эффективность колхицинирования при использовании концентрации раствора от 0,150 до 0,175% (71,4-83,7%). В то же время как у гаплоидов выращенных из пыльцевых зерен гибрида Машук 185 МВ удвоение числа хромосом происходило больше при обработке растений раствором колхицина 0,125-0,150% и составляло от 80.9 до 88,8%. Такая реакция разных генотипов исходных гибридов кукурузы может объясняться несколькими причинами:

1. влияние разного типа цитоплазматической мужской стерильности используемого при семеноводстве перечисленных гибридов, при переводе семеноводства на стерильную основу гибридов Докучаевский 190 СВ и Воронежский 160 СВ использовался бразильский тип ЦМС, а Машук 185 МВ – молдавский тип ЦМС;
2. различием генетики исходного материала для получения самоопыленных линий и др.

При использовании разной экспозиции действия колхицина существенных различий не было получено. Определяя эффективность колхицинирования мы использовали экспозицию 24 часа. Это связано с продолжительностью циклов митоза, а поскольку интенсивность деления клеток во многом определялась внешними условиями, которые в наших опытах контролируются, мы обосновано рекомендуем обрабатывать растения колхицином в течение 24 часов.

В Национальном центре зерна им. П.П. Лукьяненко для удвоения числа хромосом у гаплоидных линий кукурузы обработку колхицином проводили путем введения раствора в стебель растения (Шацкая О.А.,Паршина М.В., 2017). Преимущество данного метода заключается в том, что растение не выкапывают с почвы, а, следовательно, оно меньше травмируется и меньше тратится времени.

Таблица 6- Результаты колхицинированиягаплоидов

от разных гибридов через корневую систему

По нашим данным введение раствора колхицина шприцем выше корневой шейки на пять сантиметров концентрацией не выше 0.125% не приводило к гибели растений и выживаемость растений составила 96,2%

При концентрации раствора 0,150% и при дальнейшем увеличении концентрации раствора выживаемость резко снижалась и при обработке растений концентрацией раствора 0,225% число выживаемых растений составила 0,3%.

Анализ корневой системы погибших растений показал, что у них вторичная корневая система была сильно угнетена. По нашему мнению это результат отрицательного действия колхицина.

Не зависимо от концентрации раствора колхицина и способа введения мы использовали гаплоидные растения не старше IV этапа органогенеза, когда еще не формируются генеративные клетки.

Таким образом, мы можем сделать следующие выводы.

1. Для удвоения числа хромосом гаплоидных растений кукурузы необходимо использовать введение колхицина в растения через половину корневой системы;
2. Экспозиция обработки растений должна быть не менее 24 часов;
3. При колхицинированиирастений значительно различающихся по генотипу для увеличения эффективности подбирать оптимальную концентрацию раствора в пределах 0,125-0,175%.

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

По нашим расчетам, в условиях испытательной лаборатории Центра коллективного пользования приборным и научным оборудованием Брянского ГАУ себестоимость одного растения, полученного invitro, а затем invivo составляет не более 100 руб.

По данным ведущего научного сотрудника отдела селекции и семеноводства кукурузы и проса ФГБНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, кандидата с.-х. наук Потапова Александра Петровича, который является автором 22 гибридов кукурузы зернового и универсального направления использования: РОСС 144 МВ, РОСС 211 МВ, РОСС 197 МВ, РОСС 195 МВ, РОСС 148 МВ, Российская 1, Докучаевский 250 МВ, Докучаевский 190 СВ и др., внесенных вГосударственный реестр селекционных достижений допущенных к использованию, себестоимость выращивания самоопыленной линии в полевых условиях составляет не менее 200 руб.

Однозначно убедительно подтверждается более высокая экономическая эффективность получения гомозиготных линий с пыльцевых зерен на питательных средах с последующим колхицинированием.

Основную прибыль использования гомозиготных линий кукурузы выращенных invitro при создании гетерозисных гибридов приносит ускорение создания новых гибридов и внедрение их в производство.расчетную экономическую эффективность мы определяли, используя результаты Государственной комиссии Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений. По всем регионам допуска гибрид Докучаевский 190 СВ достоверно превышает контроль (табл.7).

По данным учреждения оригинатораФГБНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева в 2019 г. было реализовано 195 т семян гибрида Докучаевский 190 СВ, что обеспечивает посевные площади в пределах 10000 га. Если взять минимальную величину превышения урожайности над контролем в 4 ц/га и цену реализации товарного зерна кукурузы – 12 руб./кг, то прибыль от возделывания нового гибрида составляет 48000 тыс. руб.

Таблица 7 — Результаты государственного сортоиспытания гибрида

Докучаевский 190 СВ

• по данным НО СРО НАПСКИП https://napksk.ru/products/corn/126

Таким образом, внедрение в производство новых гибридов с опережением в один год окупается с высокой рентабельностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Отбор с пыльников растений кукурузы для выращивания гаплоидов на питательной среде следует проводить на стадии VII этапа органогенеза (по Ф.М. Куперман).

Для выращивания гаплоидов кукурузы методом андрогенеза наиболее эффективна питательная среда МурасигеСкуга;

Добавление в питательную среду азотнокислого серебра в дозе 3мл/г повышает калусообразования на 4-6%, а регенерацию на 3-5%;

Для удвоения числа хромосом гаплоидных растений кукурузы необходимо использовать введение колхицина в растения через половину корневой системы.

При колхицинировании растений, значительно различающихся по генотипу, для увеличения эффективности следует подбирать оптимальную концентрацию раствора в пределах 0,125-0,175%.Экспозиция обработки растений должна быть не менее 24 часов.

Использование изложенных методов позволило нам получить более трехсот абсолютно гомозиготных линий, часть из которых продолжают изучатьсявБрянском ГАУ, остальные переданы для размещения и практического использования при создании гетерозисных гибридов кукурузыв другие селекционные центры России.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Апанасова, Н.В. Особенности проявления наследуемого партеногенеза у линии кукурузы/ Н.В. Апанасова, Ю.А. Беляченко, О.И. Юдакова// Инновационные агротехнологии в растениеводстве засушливых регионов России: материалы международной заочной научно-практической конференции. — Саратов, 2019 -С.97-104.
2. Бобков, С.В. Эмбриогенез в культуре изолированных пыльников проса / С.В. Бобков // Зернобобовые и крупяные культуры. – 2013. — №1 (15). — С.3-7.
3. Большакова, Е.В. Влияние энергосберегающих технологий обработки почвы, удобрений и гербицидов на засоренность посевов и урожайность полевых культур / Е.В. Большакова //Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. — 2009. — №3. — С. 26-37.
4. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т.1 «Сорта растений». — М.:ФГБНУ «Росинформагротех», 2018.-508с.
5. Гужов, Ю.Л.Селекция и семеноводство культивируемых растений/Ю.Л. Гужов, А. Фукс, П.Валичек / — И.: Мир, 2003.-536 с.
6. Гуторова, О.В. Оценка материнских форм кукурузы на способность к индуцированному партеногенезу и маркированию при опылении гаплоиндуктором ЗМС-П/ О.В. Гуторова, О.И. Юдакова, С.А. Зайцев// Инновационные агротехнологии в растениеводстве засушливых регионов России: материалы международной заочной научно-практической конференции. — Саратов. – 2019.- С. 104-110.
7. Жерукова, А.Б. Рынок зерна кукурузы южного федерального округа России / А.Б. Жерукова // АПК: экономика, управление. — 2006. — № 6. -С. 32-33.
8. Илюшко. М.В. Содержание ядерной ДНК у регерентов риса (Oryzasativa L.), полученные в культуре пыльников invitro/ М.В. Илюшко, М.В. Скапцов, М.В. Ромашова //Сельскохозяйственная биология. — 2018.-т.53.-№3.-С.531-538.
9. Куперман Ф. М. Морфофизиология растений /Ф. М. Куперман. — М.: Высшая школа.-1973.-288 с.
10. Полетаев, Г.М. Новые сорта и гибриды кукурузы и сорговых культур / Г.М. Полетаев, В.Ф. Воловик, В.М. Гончаров и др. // Кукуруза и сорго. — 2008. -№3.-С.8.
11. Савенко, Е.Г. Использование метода культуры пыльников для создания исходного материала сельскохозяйственных культур/Е.Г., Савенко, С.О. Королева, Ж.М. Мухина, В.А. Глазырина //Рисоводство. -2016.-№1-2 (30-31).- С. 76-79.
12. Савенко, Е.Г. Каллусогенез и регенерация гибридов риса при различных концентрациях абсцизовой кислоты (А.Б.К.) / Е.Г. Савенко, В.А. Глазырина, Э.Н. Кострюкова, Л.А Шундырина // Рисоводство. — 2017. — № 2.- С. 46-51.
13. Сотченко, B.C. Изучение и использование исходного материала в создании белозерных гибридов кукурузы / B.C. Сотченко, О.В. Теркина // Кукуруза и сорго. — 2009. — № 2. — С. 9-12.
14. Стулин, А.Ф. Продуктивность гибридов кукурузы в зависимости от густоты растений и уровня минерального питания / А.Ф. Стулин // Кукуруза и сорго. — 2009. — № 1. — С. 4.
15. Супрунов, А.И. Селекция гибридов лопающейся кукурузы / А.И. Супрунова, Н.Ф. Лавренчук, Л.Ю. Горяинова // Кукуруза и сорго. — 2009. -№6.-С. 12-14.
16. Ториков, В.Е. Кукуруза и сорго в интенсивном земледелии Центрального региона России / В.Е. Ториков, С.А, Бельченко, А.В. Дронов, В.В. Дьяченко и др. – Брянск: Изд-во Брянского ГАУ, 2018. – 208 с.
17. Упадышев, М.Т. Клональноемикроразмножениеплодово ягодных культур/М.Т. Упадышев// Молодые ученые садоводу России: тезисы докладов совещания. — М.,1995.-С.165-167.
18. Уразалиев, К.Р. Гаплоидные технологии в селекции растений /К.Р. Уразалиев //Биотехнология. Теория и практика.-2015.-№3.-С.33-43.
19. Хохлов, С.С. Гаплоидия у покрытосеменных растений / С.С. Хохлов, Е.В. Гришина, М.И. Зайцева и др. / Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1970. — 137 с.
20. Чалык, С.Т. Методы гаплоидии в генетике и селекции кукурузы/ С.Т. Чалык// Акад. наук Респ. Молдова. Ин-т генетики. — Кишинев, 2003. — 179 с.
21. Шамина, Н.В., Два оригинальных механизма генетической реструкции у гаплоидов кукурузы (Zeamays L.)/ Н.В. Шамина, О.А. Шацкая. // Генетика. — 2011.-т.47.-№4.- С. 499-507.
22. Шацкая, О.А. Получение линий кукурузы методом гаплоидии: оценка всхожести гаплоидных семян и выживаемости обработанных колхицином растений/ О.А. Шацкая, М.В. Паршина //Научное обеспечение агропромышленного комплекса. — Краснодар,2017.-С.1311-1312.
23. Шевелуха В.С. Сельскохозяйственная биология / В.С. Шевелуха, С.В. Калашникова С.В. Дегтярев, Е.ЗКашева. — М.: Высшая школа, 1998. — 216 с.
24. Шевелуха, В.С. Сельскохозяйственная биология / В.С. Шевелуха, С.В. Калашникова, С.В. Дегтярев, Е.З. Кашева. — М.: Высшая школа, 1998. -216 с.
25. Шумилина Д.В. Методы получения гаплоидных и дигаплоидных растений перца в культуре пыльников и микроспор / Д.В.Шумилина, Н.А. Шмыкова // Сельскохозяйственная биология.-2011.-№5.-С.56-62.
26. Янковская, М.Б. Влияние салициловой кислоты на размножение и ускорение ягодных культур invitro / М.Б. Янковская, С.А. Муратова // Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК: материалы VIII международной научной конференции. – Брянск: Брянская ГСХА, 2011. — С. 337-339.
27. Lantos, C. Efficient application ofin vitro anther culture for different European winter wheat (Triticumaestivum L.) breeding programmes / C. Lantos, J. Weyen, J.M. Orsini, H. Gnad// Plant Breeding. – 2013. – Vol. 132. – P. 149-154.
28. Orłowska, R. Improvement of anther cultures conditions using the Taguchi method in three cereal crops / R.Orłowska, K.A.Pachota, J.Machczyńska,A.Niedziela// Electronic Journal of Biotechnology. -2020. — Volume 43. –P. 8-15.
29. Rubtsova, M. The auxins centrophenoxine and 2,4-D differ in their effects on non-directly induced chromosome doubling in anther culture of wheat (T. aestivum L.) / M.Rubtsova, H.Gnad, М.Melzer, J.Weyen // Plant Biotechnol Rep. – 2012. – Vol. 7. – Р. 247-255.
30. Seguí-Simarro, J.M. How microspores transform into haploid embryos: changes associated withembryogenesis induction and microspore-derived embryogenesis / J.M. Seguí-Simarro, F.Nuez// PhysiolPlantarum. – 2008. – Vol. 134, №1. – Р. 1-12.
31. Touraev, A. in haploid production in higher plants / A.Touraev, B.P.Forster, S.M. Jain, Media B.V. // SpringerScience + Business– 2009. – 347 p.

Приложения

РЕФЕРАТ

Отчет 86 с., 4 рисунков, 32 таблиц, 102 источников.

Ключевые слова: система удобрения, биологизация, севооборот, дерново-подзолистая почва, радиоактивное загрязнение, урожайность, люпин на зеленую массу, озимая пшеница, овес, ячмень, качество продукции растениеводства.

Объект исследований – система удобрения полевых культур.

Цель работы – изучение эффективности удобрений в зависимости от их видов, соотношений, уровня насыщенности в комплексе с биопрепаратами на продуктивность и качество продукции культур севооборота в условиях радиоактивного загрязнения почвы.

Основой методологии научно-исследовательской работы послужила концепция альтернативного пути развития современного растениеводства с использованием широкого спектра биопрепаратов. При разработке программы исследований использован обширный теоретический и экспериментальный материал, представленный в научных публикациях по вопросам современного развития растениеводства на почвах с низким естественным плодородием в условиях радиоактивного загрязнения. Основой работы послужили экспериментальные данные, полученные в полевых опытах на дерново-подзолистой песчаной почвы. Полевые и лабораторные исследования проводились по общепринятым методикам: «Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований», «Методические указания по проведению длительных опытов с удобрениями», «Методические указания по определению естественных радионуклидов в почве и растениях ».

Разработаны системы удобрения полевых культур, адаптированные к легким почвам низкого естественного плодородия Центрального региона России, в том числе загрязненным ¹³⁷Cs от 248 кБк/м², обеспечивающие получение стабильно высоких урожаев продукции растениеводства высокого качества и экологическую безопасность. Доказана возможность в экстремальной ситуации, вызванной аварией на Чернобыльской АЭС при загрязнении почв ¹³⁷Cs производства нормативно чистой продукции растениеводства. Применительно к проблематике результативно использован экологический мониторинг качества продукции; на основании глубокого анализа научно обоснованы технологии производства продукции растениеводства соответствующие трем основным критериям – экологическая безопасность, ресурсосбережение, экономическая целесообразность.

Впервые в условиях юго-запада Брянской области при возделывании сельскохозяйственных культур в рамках действующих севооборотов изучено влияние систем удобрения с разным уровнем насыщенности в комплексе со средствами защиты растений и биопрепаратами на продуктивность и качество продукции растениеводства при радиоактивном загрязнении ароландшафтов. Определены основные факторы, определяющие миграцию ¹³⁷Cs из почвы в сельскохозяйственные культуры, дана развернутая оценка применения защитных мероприятий в технологиях возделывания полевых культур в условиях радиоактивного загрязнения ароландшафтов.

Внедрение рекомендаций по использованию органо-биологической системы удобрения при возделывании сельскохозяйственных культур в полевых севооборотах на радиоактивно загрязненных дерново-подзолистых почвах включающие защитные мероприятия позволит стабилизировать и максимально повысить урожайность возделываемых культур и получать продукцию растениеводства, отвечающую санитарно-гигиеническому нормативу по содержанию ¹³⁷Cs. А также результаты исследований буду использованы в рабочих образовательных программах дисциплин «Агрохимия», «Растениеводство», «Земледелие», что позволит студентам на современном уровне освоить новые способы получения высоких урожаем полевых культур и снижения влияния радиоактивного загрязнения почв при производстве продукции растениеводства.

Рекомендации по применению систем удобрения полевых культур в условиях радиоактивного загрязнения на почвах легкого гранулометрического состава будут способствовать возврату радиоактивно загрязненных территорий в сельскохозяйственное производство, что увеличит сбор продукции зерновых культур и позволит сельскохозяйственным предприятиям с разной обеспеченностью финансовыми средствами и агрохимическими ресурсами получать материальные доходы.

Применение рекомендуемых систем удобрения в растениеводстве позволит получить высококачественное продовольствие отвечающее радиационной безопасности, а также увеличит белковость зерна и позволит более рационально и направленно использовать средства химизации

Для дальнейшего углубления темы исследований нужно определить роль не только систем удобрения, но и обработки почв, агроклиматических условий на продуктивность полевых агроценозов. Также необходимо провести исследование по изучению различных видов органического удобрения в комплексе с минеральными и биопрепаратами на урожайность полевых культу и качество получаемой продукции.

ВВЕДЕНИЕ

В результате интенсификации сельского хозяйства удалось значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Однако одновременно с этим происходила деградация почв и агроэкосистем.

В мире появились различные концепции экологизации земледелия. Наиболее радикальные направления представлены альтернативными системами земледелия (органическими, биодинамическими, биологическими).

В настоящее время существует ряд систем альтернативного земледелия: органическая система, органо-биологическая система, биологическая (экологическая) система.

Все эти направления альтернативного земледелия сравнительно молоды и пока еще недостаточно апробированы, кроме того использование той или иной системы затрудняется природными и техногенными условиями того региона где ее применяют.

Так, сущность органо-биологической системы заключается в создании «живой и здоровой» почвы путем активизации жизнедеятельности микрофлоры. Хозяйство рассматривается как единый организм, в котором в совершенстве отлажены кругооборот и цикличность. Деятельность хозяйства базируется на принципах подражания природной экосистеме: поля долгое время под растениями, остатки растений заделываются в верхний слой почвы, в севообороте возделываются бобово-злаковые травосмеси. Разрешено применять только органические (навоз, солома, сидераты) удобрения и минеральные медленно растворимые туки.

Для борьбы с сорняками рекомендуются агротехнические меры, с вредителями и болезнями – предупредительные меры. Допускается применение нетоксичных препаратов, биологических препаратов.

В условиях запада Брянской области существует несколько препятствий для классического применения органо-биологической системы удобрение: во-первых повсеместное радиоактивное загрязнение, во-вторых низкое плодородие легких почв, в-третьих слаборазвитое животноводство.

Поэтому при разработке органо-биологической системы удобрения принимали во внимания эти проблемы и решали их.

Так, в условиях радиоактивного загрязнения почв невозможно получать экологически «чистую» продукцию растениеводства без применения калийных удобрений, которые снижаю переход радионуклидов в урожай полевых культур.

Для обогащения почв азотом и органическим веществом низкоплодородных почв легкого гранулометрического состава использовали посевы бобовых культур и солому, так как в условиях радиоактивного загрязнения невозможно вести животноводство без применения специальных мероприятий, а завозить навоз из других районов экономически нецелесообразно.

Поэтому в условиях Центрального региона Нечерноземной зоны РФ наравне с природно-климатическим фактором, оказывающим значительное влияние на получение стабильно высоких урожаев зерна хорошего качества и практически не подверженным антропогенному воздействию, огромное значение приобретает фактор комплексного применения новых агрохимических средств, позволяющий получать качественную и относительно недорогую продукцию.

Наши исследования четко свидетельствуют о высокой эффективности технологий возделывания различных сельскохозяйственных культур, основанных на комплексном использовании удобрений, химических средств защиты растений и биологически активных препаратов различной природы, способных повышать устойчивость растений к абиотическим и биотическим стрессам, укреплять неспецифический иммунитет растений. Обладая широким спектром действия, регуляторы роста целенаправленно способствуют усилению устойчивости и повышению продуктивности растений. Кроме того, на территориях, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, ведущим дозообразующим радионуклидом является ¹³⁷Cs, определяющий дозу внутреннего облучения населения за счет потребления загрязненных продуктов питания.

ГЛАВА 1 ПОЧВЕННО-АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ ЗАПАДА БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

Огромное воздействие на формирование высокой урожайности сельскохозяйственных культур и качества получаемой продукции оказывают зональные почвенно-климатические особенности. Погода для одной и той же территории характеризуются среднемноголетними отклонениями данных, что определяет эффективность органических и минеральных удобрений, урожайность культур и качества получаемой продукции [1-4].

Эффективность органических и минеральных удобрений выражается сложным комплексом условий: рельефом, плодородием почв, физиологическими особенностями сельскохозяйственных культур и их сортов, агротехникой, способами, сроками, количеством и качеством вносимых удобрений, погодными условиями, которые зачастую имеют решающее значение. Изменчивостью погодных условий объясняется 25-60% колебаний эффективности удобрений по Нечерноземной зоне России [5-8].

1.1 Агроклиматические параметры запада Брянской области

Проблема оценки зависимости сельского хозяйства от глобального изменения климата сложна в том отношении, что для ее разрешения необходимо знать, с одной стороны, по какому направлению пойдет это изменение, а с другой – каким образом, и на какой методологической основе учитывать это изменение в прогнозе развития сельского хозяйства [9, 10].

При изменении климата, росте содержания СО₂ на 20% и тропосферного озона на 30%, при оптимизации почвенных условий урожайность сельскохозяйственных культур в обоих случаях потепления возрастает (при аридном потеплении – на 67-99%, при гумидном – на 136-144%) [11].

В соответствии с общими представлениями о климате как о случайном ансамбле погодных реализаций доказано, что данную проблему следует рассматривать с позиции статистических решений. Разработана общая схема сравнительного анализа конкурирующих хозяйственных альтернатив, предлагаемых к применению в конкретных климатических условиях. В качестве одного из практических приложений предложенного подхода рассматривается вопрос о влиянии предполагаемых изменений климата на эффективность различных технологий проведения азотных подкормок. К этой же группе вопросов можно отнести работы по агрометеорологическому прогнозу урожайности пастбищ и агрометеорологической обстановки проведения на них фитомелиоративных мероприятий. Разработана эмпирическая модель технологических трендов урожайности сельскохозяйственных культур и оценено влияние агротехнических факторов на урожайность в основных зернопроизводящих регионах страны и мира [12].

Установлено, что сельскохозяйственные культуры весьма по-разному реагируют на климатические изменения в зависимости от видов и сортов, характеристик почв, уровня минерального питания, наличия вредителей и патогенных организмов, прямых воздействий двуокиси углерода, а также взаимодействия между концентрацией СО₂, температуры воздуха и условий увлажнения [11].

Даже если повышение атмосферного содержания СО₂ может стимулировать продуктивность культур, подобная выгода далеко не всегда компенсирует отрицательные эффекты чрезмерной жары и засухи или усиливающегося влияния других неблагоприятных погодных и климатических факторов.

Между тем, степень уязвимости сельского хозяйства в разных регионах мира к негативным проявлениям изменений климата различна. С одной стороны, она определяется характером, величиной и скоростью региональных климатических вариаций. С другой – способностью государств противостоять потенциальному ущербу от воздействия ожидаемых климатических изменений, включая изменчивость климата и его экстремальные явления [13].

Такое положение приводит к необходимости адаптации к изменяющимся агроклиматическим условиям для того, чтобы смягчить ряд нежелательных для хозяйственной деятельности последствий или использовать преимущества от повышения температурного фона в определённых широтных зонах для развития сельскохозяйственного производства.

Для оценки потенциального воздействия экстремальных факторов при изменяющихся агроклиматических условиях большое значение приобретает моделирование продукционного процесса сельскохозяйственных культур. В этом отношении, динамическая модель продукционного процесса, в которой, в частности, описывается адаптивная реакция растений на продолжительный водный стресс, представляется весьма перспективной [14].

Предсказываемые изменения дат перехода температуры воздуха через 0 °С весной и сроков снеготаяния свидетельствуют в пользу возможности проведения более ранней весенней вспашки, особенно там, где она ведётся по тало-мёрзлой почве. Смещение сроков весенней вспашки в сторону более ранних дат для Нечерноземья составляет до 20 дней. В свою очередь, более ранний переход температуры через 5 °С весной и более поздний переход через 5 °С осенью может обеспечить перенос весеннего сева на более ранние сроки, а осеннего на более поздние. В Нечерноземье при потеплении к уровню 2020-2030 гг. сев яровой пшеницы может осуществляться на 15-18 дней ранее средних многолетних дат, а озимой пшеницы – примерно на 1.5-2 недели позже [15].

Однако происходящие в настоящее время агроклиматические изменения оказывают влияние не только на объёмы производимой земледельческой продукции, но и на качественное состояние сельскохозяйственных угодий. К негативным последствиям следует отнести возрастающую уязвимость культур к воздействию вредителей и болезней, и, кроме того, засорённость посевов новыми видами сорняков [16, 17].

Агроклиматические условия запада Брянской области характеризуются умеренно-континентальным климатом с достаточным увлажнением [18, 19].

Климатические условия территории, на которой проводился эксперимент, получены на метеорологическом посте Новозыбковской сельскохозяйственной опытной находящейся 52°30’50» северной широты и 31°51’36» восточной долготы на высоте 190 м над уровнем моря [20, 21].

Значения температур воздуха колебались как по месяцам, так и по годам постановки эксперимента (табл. 1).

В весенний период, вне зависимости от года исследования, месяцы по изменению температуры воздуха расположились в следующем возрастающем порядке: апрель, май. При этом в среднем за годы исследования весенние месяцы по средней температуре воздуха расположились в следующем порядке: апрель (9,5 °С), май (16,8 °С).

Наиболее холодный весенний месяц – март. Наиболее теплый весенний месяц – май наблюдали в 2014 году, средняя температура воздуха которого составила 18,3 °С.

В летний период в зависимости от года исследования месяцы по изменению температуры воздуха расположились в следующем убывающем порядке: 2015-2018 года – июль, июнь, август, 2014 года – июнь, август, июль. При этом в среднем за годы исследования летние месяцы по средней температуре воздуха расположились в следующем порядке убывания: июнь (19,6 °С), июль (21,0 °С), август(21,3 °С).

Наиболее холодный летний месяц – июнь наблюдали в 2014 году, средняя температура воздуха которого составила 18,9 °С. Наиболее теплый летний месяц – июль наблюдали в 2014 году, средняя температура воздуха которого составила 23,0 °С.

Таблица 1 – Среднесуточная температура воздуха по годам исследования, °С

В период с 2014 по 2018 год средняя температура воздуха за вегетационный период составляла 17,6 °С, это на 1,7 °С выше среднегодовой температуры воздуха вегетационного периода за 87 лет наблюдений (рис. 1).

Рисунок 1 – Температура воздуха в вегетационный период, °С

Как следует из рисунка 1, среднемесячный показатель температуры воздуха вегетационного периода в период с 2014 по 2018 год был больше по всем месяцам в сравнении с этим показателем за 87 лет наблюдений. Это говорит об увеличении теплового режима территории запада Брянской области.

Значения количества выпавших осадков колебалось как по месяцам, так и по годам (табл. 2).

В весенний период в зависимости от года исследования месяцы расположились в следующем порядке убывания количества выпавших осадков: 2014-2017 года – апрель, май, 2018 – май, апрель. При этом в среднем за годы исследования весенние месяцы по количеству выпавших осадков расположились в следующем порядке: май (48,4 мм), апрель(23,9 мм).

Наиболее сухой весенний месяц – май наблюдали в 2018 году, количество выпавших осадков которого составила 13,3 мм. Наиболее влажный весенний месяц – май наблюдали в 2016 году, количество выпавших осадков которого составила 87,8 мм.

В летний период в зависимости от года исследования месяцы расположились в следующем порядке убывания количества выпавших осадков: 2014, 2015 и 2018 года – август, июнь, июль, 2016 и 2017 года – июнь, август, июль. При этом в среднем за годы исследования весенние месяцы по количеству выпавших осадков расположились в следующем порядке: август (41,0 мм), июнь (46,5 мм), июль (105,7 мм).

Таблица 2 – Количество выпавших осадков по годам исследования, мм

Наиболее сухой летний месяц – август наблюдали в 2018 году, количество выпавших осадков которого составила 13,6 мм. Наиболее влажный летний месяц – июль наблюдали в 2017 году, количество выпавших осадков которого составила 157,0 мм.

В период с 2014 по 2018 год количество выпавших осадков в среднем за месяц за вегетационный период составляло 54 мм, это на 10 мм ниже среднемноголетнего количества осадков за 91 год наблюдений (рис. 2).

Рисунок 2 – Осадки в среднем в месяц за вегетационный период, мм

Как следует из рисунка 2, среднемесячное количество выпавших осадков в период с 2014 по 2018 год в вегетационный период меньше по месяцам в сравнении с этим показателем за 91 год наблюдений.

Таким образом, агроклиматические условия запада Брянской области позволяют получать стабильно высокие урожаи полевых культур на дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава.

1.2 Почвы агроландшафтов запада Брянской области

Почвенный покров Брянской области характеризуется большим разнообразием и пестротой. Принадлежность территории к одной почвенно-биоклиматической области определила только наиболее общие закономерности развития и распределения почв. Вместе с тем геолого-геоморфологические особенности территории области обуславливают чрезвычайно сложную дифференциацию почвенного покрова [18, 22]

В результате обобщения материалов крупномасштабной почвенной съемки был установлен состав почвенного покрова сельскохозяйственной территории Брянской области, данные о котором приведены в таблице 3.

Основной фон почвенного покрова области составляют дерново-подзолистые почвы, более 20% приходится на долю серых лесных почв, остальные 8 типов занимают всего 31% территории. Следует отметить, что за счет определенной доли генерализации мелких контуров площади основных, фоновых почв, приведенные в таблице 5, несколько завышены, а распространение почв с мелкими контурами приуменьшено [22].

Таблица 3 – Состав почвенного покрова сельскохозяйственной территории Брянской области

Дерново-подзолистые почвы на территории Брянской области связаны со всеми почвообразующими породами области, приурочены в основном к водораздельным пространствам, террасам и склонам, встречаются во всех ландшафтах, даже в условиях лессовых плато. Общая площадь, занимаемая этим подтипом, составляет 1143,2 тыс. га, они занимают почти 60% пашни в хозяйствах области.

По степени подзолистости дерново-подзолистые почвы представлены тремя видами: слабододзолистые, среднеподзолистые и сильноподзолистые; кроме того, в каждом виде встречаются три разновидности: песчаные, супесчаные и легкосуглинистые.

Начиная с времен В.В. Докучаева почвы в первую очередь характеризуются с помощью определенного набора количественных и качественных морфологических признаков вертикального профиля, позволяющих отнести почвенное тело к определенным классификационным единицам. После выполнения типологической части характеристики почвы, как правило, должны следовать исследования ее региональных особенностей, т.е. необходимо определить площадь распространения, установить границы ареала. Являясь трехмерным природным телом, почва должна и характеризоваться по всем трем координатам, что может быть достигнуто при помощи почвенной съемки. Анализ пространственных свойств почв важен потому, что он позволяет детализировать причины дифференциации почвенного покрова, вскрыть генетические особенности, показать характер взаимосвязи и взаимною влияния почв. Такой анализ необходим для оценки производственных качеств почвенного покрова, что является основой всех вопросов применения удобрений, химических мелиорантов и внутрихозяйственного землеустройства территории сельскохозяйственного производства [19].

Различия в рельефе, увлажнении, в характере растительности, почвообразующих и подстилающих пород обусловили на территории западной зоны Брянской области значительную природную разнокачественность почв и их сочетании. По особенностям почв и способам, связанным с их улучшением, все многообразие почв этой зоны можно объединить в следующие агропроизводственные группы:

1) комплекс песчаных, дерново-подзолистых почв разной степени оподзоленности на морене и безкарбонатных глубоких песках;

2) комплекс супесчаных, дерново-подзолистых почв разной степени оподзоленности на флювиогляциальных и древнеаллювиальных отложениях, подстилаемых мореной;

3) песчанисто-суглинистые и легкосуглинистые дерново-подзолистые почвы на морене и лессовидных суглинках;

4) дерново-подзолистые почвы повышенной увлажненности или заболоченности, а также дерновые почвы пойм и болот. Сюда же входят торфяно-болотные почвы и торфяники.

Выделенные группы почв заметно отличаются между собой по особенностям строения их профиля и по условиям плодородия. Ниже будет дана характеристика главнейших почв названных выше агропроизводственных групп [18].

Дерново-подзолистые песчаные почвы распространены в основном в западных и северо-западных районах области, а на низких террасах долин рек встречаются во всех ее частях. Они сформировались в основном на водно-ледниковых и древнеаллювиальных отложениях, а в северо-западной части области встречаются и на двучленных почвообразующих породах – водно-ледниковых отложениях, подстилаемых мореной, элювием глинистой опоки, опокой.

Описываемые почвы представлены тремя видами: слабоподзолистые, среднеподзолистые и сильноподзолистые.

Особенностью морфологических признаков профиля дерново-подзолистых песчаных почв является недостаточно четкая выраженность генетических горизонтов, так как специфический цвет подзолистого горизонта маскируется цветом песчаной породы, а также потому, этот горизонт разрушается при распашке. Это затрудняет полевое диагностирование почв по степени подзолистости.

Представление о морфологическом строении профиля дерново-слабоподзолистой песчаной почвы можно получить по описанию разреза заложеного на пашне колхоза «Красный партизан» Красногорского района. Водораздельный участок, выравненный, относительно приподнятый [22].

Иллювиальный горизонт также слабо выражен, причем с усилением оподзоливания этот горизонт обособляется четче, и по увеличению ортзандовых прослоек и псевдофибр в профиле почвы дополнительно определяется средняя и сильная степень ее оподзоленности.

Существенные изменения в морфологические признаки профиля и физико-химические свойства этих почв вносит смена почвообразующих пород в верхней метровой толще.

Данные по распространению дерново-подзолистых почв по степени оподзоливания указывают на ее уменьшение при подстилании песчаных горизонтов более тяжелыми и плотными породами, на которых сильноподзолистые виды, как правило, отсутствуют.

Морфологические признаки профиля почвы подвержены колебаниям, направление и интенсивность которых улавливается при рассмотрении средних показателей мощности генетических горизонтов.

Проследить изменение почвообразующей породы почвенными процессами по данным гранулометрического анализа затруднительно. Можно только отметить, что верхние горизонты содержат несколько больше тонких фракций, а с глубиной увеличивается содержание крупных частиц. Объясняется это, по-видимому, влиянием физического выветривания зерен песка, их дроблением в верхних горизонтах.

Агрохимические свойства дерново-подзолистых песчаных почв так же, как и гранулометрический состав, в первую очередь наследуют и отражают свойства и особенности почвообразующих пород (табл. 4).

Таблица 4 – Агрохимические показатели дерново-подзолистых песчаных почв на водно-ледниковых отложениях и их статистическая оценка [22]

Дерново-подзолистые песчаные почвы слабо гумусированы, с небольшой мощностью гумусированной толщи. Верхние горизонты очень обеднены основаниями и имеют повышенную кислотность.

Уменьшение кислотности почв вниз по профилю увязывается с увеличением насыщенности основаниями, гумусово-элювиальная часть профиля более кислая, чем иллювиальная.

Наблюдается резкое уменьшение кислотности при переходе от гумусового горизонта к подзолистому. Это подтверждает сделанный ранее вывод, что реакция дерново-подзолистых почв обуславливается в первую очередь органической частью.

Рассмотрение профильных изменений свойств показывает, что у слабоподзолистых видов почти все показатели в наибольшей степени колеблются в верхней элювиальной части, уменьшаясь в иллювиальной. А у среднеподзолистых почв в элювиальной части колебания свойств меньше, чем в иллювиальной толще.

Комплекс песчаных подзолистых почв западной зоны Брянской области. Эти почвы приурочены к песчаным массивам. Материнской породой для них обычно служат древнеаллювиальные, реже – флювиогляциальные пески. Мощность их колеблется от 0,6 до 5 и более метров. Такие различия в мощности песков наблюдаются, например, на полях Новозыбковской опытной станции. По своему строению пески зоны различаются на маломощные, подстилаемые мореной, более или менее мощные сухие и «мокрые» с близкой грунтовой водой.

На глубоких безкарбонатных песках, встречающихся в виде дюнных всхолмлений в Клинцовском, Новозыбковском, Унечском и других районах, образуются, главным образом, слабоподзолистые почвы. Типичной естественной растительностью для них являются сухие сосновые боры с искусственными естественными насаждениями. Благодаря своему положению по рельефу (дренированные террасы аллювиального происхождения) характеру подстилающих отложений описываемые почвы не испытывают ни грунтового переувлажнения, ни застоя поверхностных вод. Большая часть почв, образовавшихся на взбугренных рыхлых безвалунных песках, занята лесом. На процесс почвообразования почвенно-грунтовые воды, находящиеся здесь на значительной (более 3 метров) глубине, оказывают весьма слабое влияние. Многие участки песчаных почв, не покрытые растительностью, в сухие периоды года подвергаются ветровой эрозии [18].

Песчаные целинные слабоподзолистые почвы характеризуются маломощным перегнойным горизонтом (10-12 см), светло-серой окраски. Под гумусовым горизонтом идет рыжевато-желтый, довольно рыхлый песок. Пахотные земли этого типа не имеют подзолистого слоя. Этот горизонт, выраженный в том или ином виде на лесных землях, полностью вовлекается в пахотный слой. Описываемые почвы зоны относятся к малопроизводительным для сельского хозяйства землям. Они не всегда могут обеспечить полевую растительность нужным запасом влаги, так как атмосферная вода здесь уходит глубоко от поверхности, а плохая капиллярность их исключает возможность хорошей подачи воды с глубины. В агрохимическом отношении песчаные почвы на мощных песках являются крайне бедными. Содержание гумуса у них колеблется около 1,0-1,5%, при очень низкой степени насыщенности их основаниями. Поэтому такие почвы, неудобные для земледелия, целесообразно использовать под облесение.

При освоении слабоподзолистых песчаных почв под культуры необходимо стремиться к увеличению поглотительной и водоудерживающей способности их верхнего горизонта с одновременным его обогащением минеральными питательными веществами.

Более ценными в агропроизводственном отношении являются песчаные дерново-подзолистые почвы зоны, сформировавшиеся на безвалунных песках, подстилаемых на глубине 0,6-1,75 метра, местами глубже, мореной или ее дериватами. Значительные площади таких почв встречаются в Новозыбковском, Клинцовском, Злынковском и других районах западной зоны. Большая часть песчаных почв, подстилаемых мореной, вовлечена в обработку. Плодородие и строение почв описываемой группы во многом зависят от глубины залегания подстилающего моренного слоя. Здесь могут быть как тонкопесчаные почвы, когда песчаный слой имеет глубину менее 1 метра, так и почвы с более мощным слоем песка. Различия в мощности песчаного слоя оказывают большое влияние на водный и пищевой режим почв и, следовательно, на условия для роста растений. Устойчивый уровень почвенно-грунтовых вод на глубине 0,9 метра является наиболее благоприятным для сельскохозяйственных растений. При более близком их уровне и застойном характере создаются условия для процессов заболачивания. Близость морены сказывается и на строении почвенного профиля, в частности, в образовании второго подзолистого слоя в нижней части горизонта вмывания на границе его с подстилающей водонепроницаемой мореной. Влияние морены проявляется и в том, что песчаные почвы не сильно промываются, становятся более влажными и лучше сохраняют вносимые удобрения. Песчаные дерново-слабо- и среднеподзолистые почвы зоны, подстилаемые мореной, в целом характеризуются невысоким естественным плодородием. Пахотный слой окультуренных участков имеет 13-18 см (например, поля Новозыбковской опытной станции). Нижняя граница подзолистого слоя дерново-среднеподзолистых почв опускается на глубину до 45-60 см. В гранулометрическом составе описываемых почв преобладают фракции среднего песка (1,0-0,25 мм).

Недостаточная насыщенность описываемых почв основаниями влечет за собой ничтожную буфферность и резко выраженную обменную кислотность. Гидролитическая кислотность этих почв при небольшой насыщенности основаниями является относительно высокой. Агрохимическими исследованиями в почвах этой группы выявлено небольшое содержание фосфора в усвояемой форме. Подвижного, доступного калия в почвах выявлено небольшое количество [18].

Почвы, имеющие такое количество фосфора и калия, считаются бедными в отношении этих элементов. Малый запас в песчаных почвах органического вещества препятствует развитию бактерий. Минеральные элементы питания растений, а также нитратный азот после дождей быстро вымываются в глубокие слои почвы. Нитраты, образующиеся в почве летом после разложения навоза и люпина, осенними осадками выщелачиваются глубоко в подпочву, не успевая полностью использоваться корневой системой. Высокая аэрация песчаных почв вызывает быстрое разложение органических веществ как самой почвы, так и запахиваемых навоза, люпина и пожнивных остатков. Поэтому органические удобрения запахивают в песчаную почву поглубже, чтобы сколько-нибудь затруднить приток к нему – воздуха и этим замедлить разложение.

Среди песчаных почв зоны выделяется комплекс дерново-подзолистых почв разной степени оподзоленности на «мокрых» песках. Эти почвы, обычно не занимающие больших площадей, встречаются в Клинцовском, Красногорском, Суражском, Гордеевском и Новозыбковском районах. Основным их отличием от двух описанных типов песчаных почв является наличие на некоторой, иногда небольшой, глубине постоянного горизонта грунтовой воды. Растения полевых культур на почвах, где грунтовые воды не ближе 0,7 метра, находятся в условиях хорошей аэрации и могут одновременно черпать себе питательные вещества из грунтовой воды, особенно если она хорошо минерализована. Такие почвы, после их хорошей заправки органическими и минеральными удобрениями, являются благоприятными для сельскохозяйственных растений. К числу положительных, с сельскохозяйственной точки зрения, свойств песчаных почв рассматриваемой агропроизводственной группы следует отнести то, что они весной и после дождей быстро просыхают, поэтому становятся раньше доступными для обработки и посева сельскохозяйственных культур, они имеют меньшую связность, а поэтому и относительную легкость обработки, положительной чертой песчаных почв является то, что в их крупные, сухие поры легко проникает воздух, необходимый для дыхания корней, особенно таких растений, требовательных к воздуху, как картофель, песчаные почвы не образуют плотной почвенной корки.

Для устранения и смягчения отрицательных, с точки зрения интересов сельского хозяйства, свойств рассматриваемых песчаных почв необходимо применять способы, направленные к увеличению их влагоемкости, поглотительной способности и буфферности. Важно также улучшать их пополнением запасов питательных веществ и нейтрализацией вредной почвенной кислотности. Длительным и систематическим применением люпиносеяния в сидеральных севооборотах внесением навоза, торфяных компостов, минеральных удобрений, известкованием, особенно с использованием мергеля, – плодородие этих почв может быть резко повышено. В отдельные засушливые годы, требовательные к воде растения (пшеница, овес, овощи и другие) сильно страдают от сухости песчаных почв. Вот почему мероприятия, связанные с накоплением влаги на таких почвах, имеют немаловажное значение. Слабоокультуренные песчаные почвы непригодны для произрастания многолетних трав, льна и пшеницы [18].

Дерново-подзолистые супесчаные почвы на территории области представлены значительно шире, чем песчаные, встречаясь во всех районах. Общая площадь их распространения составляет 399,1 тыс. га. Они занимают плоские, слабоволнистые зандровые равнины и террасы рек, формируются на водно-ледниковых и древнеаллювиальных супесях как мощных, так и имеющих двучленное строение, когда на глубине 0,5-1,5 м появляются моренные или водно-ледниковые суглинистые отложения. Особенно большое распространение дерново-подзолистые супесчаные почвы получили в Новозыбковском, Климовском, Клинцовском, Красногорском и Клетнянском районах, составляя основной пахотный фонд целого ряда хозяйств.

Дерново-подзолистые супесчаные почвы представлены тремя видами: слабо-, средне,- сильноподзолистыми, причем наиболее распространены дерново-среднеподзолистые почвы.

Примером строения профиля дерново-среднеподзолистой супесчаной почвы может служить разрез сделанный в колхозе «Верхличи» Красногорского района. Водораздельное плато, выравненный участок, пашня [22].

Типичное строение профиля, приведенное выше, у дерново-подзолистых супесчаных почв на значительных площадях осложнено влиянием подстилающих пород другой литологии, с образованием сложных профилей, двух- и трехчленного строения.

Профильное распределение механических фракций больше указывает на характер варьирования показателей в местах взятия образцов и подчеркивает неоднородность, слоистость почвообразующих пород, поэтому по данным механического анализа (отдельных профилей) нельзя уверенно судить о степени оподзоленности дерново-подзолистых супесчаных почв.

Содержание гумуса у дерново-подзолистых супесчаных почв очень низкое, хотя несколько и выше, чем у песчаных разностей.

Комплекс супесчаных дерново-подзолистых почв разной степени оподзоленности на флювиогляциальных и древнеаллювиальных отложениях, подстилаемых мореной западной зоны Брянской области. На территории западной зоны эти почвы, сравнительно с песчаными, являются более благоприятными для произрастания сельскохозяйственных растений. Они легче поддаются агротехническим воздействиям, связанным с их окультуриванием. Массивы супесчаных почв залегают в Клинцовском, Новозыбковском и Красногорском районах, значительно реже, небольшими массивами, они встречаются в Климовском и Унечском районах. Формируются они на флювиогляциальных и древнеаллювиальных супесях, подстилаемых мореной. Обычно мощность супесчаного пласта редко превышает 1 метр, чаще около 0,5-0,7 м. По степени выраженности подзолистого горизонта и горизонта вмывания среди супесчаных почв можно выделить слабо, средне, и сильноподзолистые разновидности. Наибольшее распространение имеют среднеподзолистые почвы, занимающие ровные пространства и пологие склоны. Более половины супесчаных почв освоены под пашню. Мощность гумусового слоя целинных супесчаных дерново-среднеподзолистых почв невелика, всего до 10-12 см, а иногда и меньше. На почвах сельскохозяйственного пользования он имеет мощность на всю глубину пахотного горизонте. Средняя мощность пахотного слоя данной почвы, равна 20 см. Этот слой имеет серую окраску и рыхлое сложение. Подзолистый горизонт имеет светло-серую белесоватую окраску. Он более легкий по гранулометрическому составу и слегка уплотнен. Нижняя его граница в среднем находится на глубине 40-43 см. Горизонт вмывания имеет ортзандовые прослойки, чередующиеся с осветленными песчаными прослойками. Оподзоливающим фактором здесь является временная задержка воды, вызванная наличием более или менее водонепроницаемых уплотненных прослоек ортзанда, морены или ее дериватов. В Новозыбковском районе дерново-среднеподзолистые почвы чаще всего приурочены к супесям, подстилаемым на небольшой глубине (20-50 см), либо мощными, иногда гравельными песками, либо маломощными прослойками песка, а затем, с глубины около 1 м, мореной, реже – безвалунной глиной. Дерново-слабоподзолистые разновидности отличаются тем, что у них нет сплошной подзолистой прослойки, а на фоне породы под гумусовым горизонтом разбросаны лишь отдельные белесые пятна. В сильноподзолистых почвах мощность белесой прослойки превышает 20 см [18, 19].

В супесчаных почвах преобладают фракции мелкого песка и крупной пыли. Основная масса супесчаных почв представлена не агрегатами, а отдельными элементарными частицами, главным образом, песчинками и крупной пылью. Вследствие легкого гранулометрического состава, дезагрегированность почв не вызывает ряда отрицательных свойств, имеющих место у тяжелых почв, как-то: образование корки и заплывания, плохая водо- и воздухопроницаемость и прочие. Однако водопроницаемость этих почв абсолютно еще очень велика, так что выщелачивание питательных веществ может и здесь иметь место. Супесчаные почвы имеют максимальную молекулярную влагоемкость меньше 8%, число пластичности – меньше 4 и максимальное прилипание обычно меньше 50 г/см². Преобладание кислых почвообразующих и подстилающих пород, а также оподзоливающее воздействие, господствовавшей в прошлом хвойной растительности в условиях относительного влажного климата зоны, способствовало образованию здесь почв невысокого природного плодородия. Супесчаные почвы по своей природе бесструктурны.

Данные анализов свидетельствуют о том, что описываемые почвы бедны органическим веществом, азотом и фосфором. У средне- и сильноподзолистых разновидностей супесчаных почв кислотность настолько значительна, что может задерживать рост сельскохозяйственных культур, чувствительных к кислотности почвенного раствора (например, клевер, лен, пшеница и другие). Дерново-сильноподзолистые супесчаные почвы отличаются еще меньшей степенью насыщенности основаниями и содержанием органического вещества.

Для повышения плодородия супесчаных почв зоны особенно большое значение имеет внесение органических и минеральных удобрений, при обязательном устранений избыточной кислотности известкованием. На значительной части территории зоны, особенно на недавно освоенных и слабоокультуренных участках, глубина основной обработки почвы еще до сих пор не превышает 17-18 см. Доведение пахотного слоя до 20-22 см на таких участках с одновременным окультуриванием осваиваемого подпахотного слоя является здесь первоочередным мероприятием. Супесчаные почвы удовлетворительно проветриваются (доступ воздуха) и являются достаточно теплыми. Из сельскохозяйственных культур на супесчаных почвах хорошо удаются озимая рожь, просо, люпин и картофель. Озимая и яровая пшеница, а также ячмень, имеющие ограниченную приспособленность к почвенным условиям и не мирящиеся с кислотностью почвы, можно с успехом возделывать на описываемых почвах после их известкования, углубления пахотного слоя и хорошей заправки удобрениями. На дерново-средне- и сильноподзолистых супесчаных почвах, обладающих повышенной кислотностью, с успехом может применяться фосфоритная мука при заблаговременном ее внесении [18, 19].

Песчанисто-суглинистые и легкосуглинистые дерново-подзолистые почвы на морене и лессовидных суглинках. В западной зоне эти почвы являются весьма благоприятными в сельскохозяйственном отношении. После окультуривания они используют кроме зерновых и картофеля, под посевы льна и многолетних трав (красный клевер, тимофеевка). Первые, т.е. песчанисто-суглинистые почвы, в комплексе с супесчаными почвами, образуют сплошные массивы в северо-западной и центральной правобережной, по отношению к р. Ипути, части Суражского, в центральной части Гордеевского, северо-западной правобережной, по отношению к р. Беседь, части Красногорского и северо-восточной части Климовского районов. Более связные пылевато-суглинистые почвы дерново-подзолистого типа занимают две трети территории Мглинского района (его центральную часть), полосу на севере и юго-восточный угол Унечского, юго-восточную часть Климовского районов. Отдельные пятна этих почв встречаются в южной части Клинцовского и восточной Новозыбковского районов. Почвообразующие породы последних почв генетически связаны с пылеватыми суглинками (лессами), с которыми они территориально граничат на востоке, отличаясь от них заметной опесчапонностыо. Последняя объясняется близостью поддонной морены и местами поверхностными наносами флювиогляциальных песков.

Гранулометрический состав почв суглинистого и песчанисто-суглинистого типа описываемой зоны характеризуется результатами анализа образцов исследованных почв в районе д. Пучково, Девовские выселки и Немчино Унечского района. Данные анализов показывают, что в составе исследованных почв преобладает крупная пыль с частицами размером 0,05-0,01 мм, при значительном количестве песка. Отмечается также у них непостоянство в соотношении между фракциями песка, пыли и иловатых частиц. Оно изменяется в зависимости от положения почв по рельефу и от особенностей строения и состава почвообразующих и подстилающих пород.

В отличие от суглинистых, песчанисто-суглинистые почвы данной зоны характеризуются повышенным содержанием песчаных частиц. В их составе имеется песок с частицами размером 1,0-0,25 мм (9-25%), мелкий песок с частицами 0,25-0,05 мм (24-53%), крупная пыль с частицами 0,05-0,01 мм (20-30%) и физическая глина в количестве 14-20%. Такой гранулометрический состав обеспечивает удовлетворительную водопроницаемость, но небольшую влагоемкость этих почв. В почвенном покрове этой части зоны преобладают дерново-среднеподзолистые вместе с сильноподзолистыми разновидностями. Слабоподзолистые попадаются редко. Большей частью все эти почвы распаханы.

На основании приведенных выше характеристик, описываемые суглинистые почвы отличаются значительной связностью (коэффициент сопротивления орудиям обработки около 0,4 кг на 1 см² сечения борозды). Они имеют непрочную, легко распыляющуюся структуру, бедны перегноем и обладают повышенной кислотностью. Часть этих почв, особенно в западинах карстово-просадочного происхождения, заболочена. К числу мер по повышению плодородия почв рассматриваемой агропроизводственной группы первое место принадлежит мероприятиям, способствующим обогащению их органическим веществом (внесение навоза, торфокомпостов, люпиносеяние и клеверосеяние), а также применение минеральных удобрений и известкование [18].

Заболоченные почвы и торфяники. Близкое залегание к поверхности земли грунтовых вод и пониженный равнинный, слабо расчлененный рельеф, обусловили значительное развитие на территории зоны торфяников и полуболотных почв. Особенно много их находится в речных долинах Ипути, Снов, Беседь и других рек, а также по днищам большого количества мертвых заболоченных западин карстового происхождения. В зависимости от положения по рельефу болота имеют различный характер. Так, в понижениях, куда с грунтовыми и поверхностными водами выносятся элементы пищи растений, образуются так называемые низинные торфяники. Последние чаще встречаются в притеррасной части рек. В ряде случаев они занимают большие площади. Так, болото Белимово в пойме речки Очеси Новозыбковского района имеет площадь в 1516 гектаров, с мощностью торфа 1,5-2 метра. Крупнейшим торфяным массивом не только зоны, но и области является Кожановское болото (6960 га) Гордеевского района. Оно вытянуто с северо-запада на юго-восток на 40 км и имеет ширину от 1 до 6 км. Торфяная залежь этого болота сложена древесно-осоково-гипновым торфом с мощностью залежи в 3,35 метра. Степень разложения его равна 40%, а средняя зольность – 6-10%.

Запасы торфа больших и малых болот зоны весьма значительны. Положительными их качествами являются высокая степень разложения. Главнейшая отрицательная особенность всех болот – избыток влаги и в связи с этим недостаток аэрации, что сильно снижает плодородие их. В таком состоянии они используются под малопродуктивные сенокосы, значительная часть которых покрыта кустарниково-древесной растительностью. Как правило, большинство пойменных торфяников имеет нейтральную или слабокислую реакцию [19].

Торфа низинных болот обладают высоким потенциальным плодородием. Однако эффективное плодородие их в естественных условиях низкое. Все виды торфа имеют от 55 до 70% неусвояемых форм азота. Питательные вещества в торфе, взятом непосредственно из болот, находятся в малоусвояемой форме.

Осушительная мелиорация и сельскохозяйственное использование торфяно-болотных почв приводят к значительному улучшению физико-химических и микробиологических свойств их, что в свою очередь резко повышает их эффективное плодородие. На осушенных низинных болотах, являющихся наиболее плодородными, имеются большие перспективы организации овощных и кормовых севооборотов. Большое место в системе удобрений в колхозах зоны должен занять также торф. Значение торфа как удобрения особенно велико, так как на преобладающих легких почвах зоны для получения высоких урожаев необходимо вносить значительные количества органических удобрений. Реакция большинства торфяников зоны слабокислая или близка к нейтральной.

После осушения полевые заболоченные почвы зоны, в том числе и западины, могут быть превращены в высокоплодородные угодья, пригодные под посевы кормовых корнеплодов, овощей, картофеля, зерновых и технических культур.

Входящие в описываемую агропроизводственную группу дерново-луговые почвы пойм больших и малых рек зоны представлены различными гидрогенными почвами – от дренированных, почв прирусловой части до влажно-луговых иловато-болотных включительно. Например, в пойме реки Ипути ясно выдерживается приуроченность большей части дерновых слаборазвитых и слоистых песчаных и супесчаных почв к прирусловой; дерново-луговых почв различной мощности, гумусности и оглеенности – к центральной; торфяно-болотных почв (иловатых, иловато-перегнойных, темноцветных, торфяно-глеевых) – к притеррасной части поймы. Притеррасная, и особенно прирусловая части поймы р. Ипути, по сравнению с центральной, занимают территориально подчиненное положение. Основу почвенного покрова центральной поймы слагают мощные и средней мощности суглинистые и песчанисто-суглинистые дерново-луговые почвы. В нижней части профиля (от 30 до 90 см) этих почв отмечаются сизоватые пятна оглеения. Анализы указывают на довольно высокое содержание перегноя (4,0-4,5%) и очень плавное уменьшение его содержания с глубиной. Почвы бедны усвояемыми формами фосфора и калия. Значительную долю площади центральной поймы занимают лугово-болотные почвы. Они приурочены к неглубоким, но ясно выраженным понижениям. Грунтовая вода здесь находится на глубине 40-60 см. Эти почвы богаты гумусом и содержат большие запасы азота, фосфора и калия. После устранения избыточной влажности лугово-болотные почвы могут быть включены в фонд высокоплодородных пойменных земель.

Ровные массивы лугов в долинах малых рек, и особенно заливных лугов Ипути и ее притоков, представляют значительную ценность как естественные сенокосные и пастбищные угодья. Богатые структурные почвы дают широкие возможности возделывания овощных культур. Для более интенсивного и продуктивного использования пойменных земель зоны необходимы мероприятия агротехнического и культуртехнического порядка: борьба с засоренностью лугов, очистка от кустарников, поверхностное удобрение и осушительные работы на заболоченных участках.

В результате анализа почвенного покрова запада Брянской области и качественных характеристик основных почв, используемых в производстве сельскохозяйственной продукции, выявлено что низкое естественное плодородие почв ограничивает получение высоких и стабильных урожаев полевых культур, без применения органических и минеральных удобрений совместно со средствами защиты невозможно получать гарантированные урожаи зерна и продукции кормопроизводства.

1.3 Радиоэкологическая обстановка запада Брянской области

С момента аварии на Чернобыльской АЭС, которая привела к серьезным экологическим, социально-экономическим последствиям прошло более 30 лет. Опыт ликвидации ее последствий, накопленный учеными и специалистами, послужил основанием для разработки новых подходов к радиационной защите населения, создания национальных стратегий развития ядерной энергетики, усовершенствования систем радиационного контроля и мониторинга, разработки новых реабилитационных технологий и т.п. [23, 24] В Российской Федерации в результате реализации государственных программ выполнен большой объем защитных мероприятий, что привело к существенному улучшению радиационной обстановки в пострадавших регионах. Однако до настоящего времени сохраняется комплекс проблем по защите населения и реабилитации территорий, среди которых необходимо выделить следующие [25-28]:

• до 2015 г. 4413 населенных пунктов относились к зонам радиоактивного загрязнения, в которых проживало более 1,5 млн. человек;

• в 276 населенных пунктах средние годовые эффективные дозы облучения жителей превышают 1 мЗв;

• 17,1 тыс. га сельскохозяйственных земель остаются выведенными из хозяйственного пользования;

• на части загрязненной территории не удается гарантированно обеспечить производство сельскохозяйственной продукции, соответствующей радиационно-гигиеническим нормативам;

• сохраняется долгосрочное радиоактивное загрязнение лесных территорий и продукции лесного хозяйства.

Реабилитация населенных территорий остается наиболее сложной среди постчернобыльских проблем, так как требует согласованного решения не только радиологических, но и экономических, демографических и социально-психологических вопросов. Основной задачей в отдаленный период после аварии на ЧАЭС является поэтапное возвращение пострадавших территорий к условиям нормальной жизнедеятельности на основании анализа изменения радиационной обстановки. Под нормальной жизнедеятельностью понимается проживание населения, использование им ареала обитания, ведение хозяйственной деятельности без ограничений по радиологическому фактору и проведения специальных реабилитационных мероприятий (или при временных или частичных социально приемлемых ограничениях, которые не нарушают требований радиационной безопасности), а также изменение юридического статуса населенных пунктов (вывод из зон радиоактивного загрязнения). Возможность возвращения пострадавших территорий к условиям нормальной жизнедеятельности обусловлена, в первую очередь, улучшением радиационной обстановки [29-32].

В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглась территория 21 субъекта Российской Федерации. Общая площадь загрязнения ¹³⁷Cs выше 37 кБк/м² (по состоянию на 1986 г.) составила около 65 тыс. км². Площади с плотностью загрязнения ¹³⁷Cs 185-555 кБк/м² составили около 5500 км², 555-1480 кБк/м² около 2100 км², свыше 1480 кБк/м² – 310 км². В зону загрязнения попало более 2,3 млн га сельскохозяйственных земель [33-35].

Наиболее высокие уровни загрязнения зарегистрированы в Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областях. Сельскохозяйственное производство в этих областях велось на площади 6,69 млн. га, из которых 2295,66 тыс. га имели уровни загрязнения ¹³⁷Cs свыше 37 кБк/м². Доля земель с плотностью загрязнения от 37 до 185 кБк/м² составляла 79,2%; от 185 до 555 – 15,8%; 555-1480 кБк/м² – 4,3% [35].

Максимальные плотности выпадений ¹³⁷Cs (свыше 1480 кБк/м²) были выявлены в Брянской области, где 17,1 тыс. га сельскохозяйственных угодий временно выведены из землепользования. Загрязнение земель ⁹⁰Sr было незначительным и не потребовало применения защитных мероприятий.

К 2016 г. площадь загрязнения ¹³⁷Cs уменьшилась примерно в 3 раза и составила более 22,56 тыс. км², а к 2046 г. составит 12,53 тыс. км² (табл. 5).

Таблица 5 – Прогноз изменения площадей с различными уровнями загрязнения ¹³⁷Cs в Российской Федерации, га

Таблица 6 – Динамика площадей сельскохозяйственных земель, загрязненных ¹³⁷Cs, по зонам радиоактивного загрязнения, га

В четырех наиболее загрязненных ¹³⁷Cs областях Российской Федерации в результате радиоактивного распада сократились площади отнесенных к зонам загрязнения земель сельскохозяйственного назначения на 32–47%. При этом основная часть из них имеет плотность загрязнения ¹³⁷Cs ниже 185 кБк/м² – 62,2% в Брянской области; 94,6 – в Калужской; 99,0 – в Орловской и 95,1% в Тульской области (табл. 6).

В 1986 г. на территории Российской Федерации с плотностью загрязнения ¹³⁷Cs свыше 37 кБк/м² было расположено 4540 населенных пунктов (НП), где проживало более 3,3 млн. чел. Только в 1988 г. из 4 НП было отселено 186 чел. К 2006 г. в 4413 загрязненных НП числилось 1617,8 тыс. чел., в том числе в Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областях – 1225.1 тыс. чел. Официальный перечень, утвержденный в 2015 г., включает 3854 населенных пункта в 14 субъектах Российской Федерации, находящихся в границах зон радиоактивного загрязнения вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС (табл. 7) [35].

Таблица 7 – Действующий перечень населенных пунктов, находящихся в границах зон радиоактивного загрязнения вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС

По прогнозу к 2056 г. число НП сократится до 984, а численность проживающих в них жителей – до 413,6 тыс. чел. При этом преобладающая часть населения (более 95%) будет проживать в зоне льготного социально-экономического статуса.

Прогноз, выполненный с использованием системы поддержки принятия решений ReSCA, показывает, что в 192 НП Брянской области и двух в Калужской области могут наблюдаться СГЭД, превышающие 1 мЗв/год. Общая численность проживающего населения в них составляет более 170 тыс. чел. В трех НП зоны отселения Брянской области, где проживает около 700 человек, СГЭД превышают 5 мЗв/год.

Дозы облучения населения вследствие аварии на Чернобыльской АЭС значительно снизились и не представляют непосредственной угрозы для здоровья. Средние годовые эффективные дозы облучения населения в 2014 г. в 4137 населенных пунктах, отнесенных к зонам радиоактивного загрязнения, не превышали 1,0 мЗв/год, в 276 НП – были выше установленного предела, в том числе в восьми НП Брянской области – выше 5,0 мЗв/год. При этом максимальное значение фактической средней дозы облучения взрослых жителей НП составляет 3,3 мЗв/год, а критической группы населения – 6,4 мЗв/год. Однако в 14 субъектах Российской Федерации до сих пор тысячи НП отнесены к зонам радиоактивного загрязнения вследствие аварии на ЧАЭС. При этом вклад техногенного фона, включая «чернобыльскую компоненту», в облучение населения не превышает 0,35% для десяти из 14 субъектов, на территории которых имеются зоны радиоактивного загрязнения, а в Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областях составляет 9,25; 0,46; 0,50 и 1,22% соответственно [36-39].

В первый период после аварии на значительной территории Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей радиоактивные выпадения оказались настолько высоки, что не позволяли получить соответствующую нормативам продукцию. Доля продукции с превышением нормативов в Орловской области составляла до 40% (Болховский район) и Тульской – до 15% (Плавский район). В Калужской области (Жиздринский, Хвастовичский и Ульяновский районы) превышение нормативов по содержанию ¹³⁷Cs отмечалось в зерне и картофеле до 1988 г. В наиболее загрязненных районах Брянской области (Гордеевский, Новозыбковский, Красногорский, Клинцовский и Климовский) до 80% произведенного зерна, молока и кормов не отвечало нормативам. К 1990 г. уровни загрязнения зерна и молока снизилось в 20-30 раз, а сена в 5-6 раз [40].

В Брянской области до настоящего времени не удалось обеспечить производство сельскохозяйственной продукции, соответствующей норматив сельскохозяйственной радиологии «Брянский» и ФГБУ «Брянская межобластная ветеринарная лаборатория» проводят радиационный контроль в коллективных хозяйствах, частном секторе, а также на рынках и предприятиях по переработке сельскохозяйственной продукции. Анализ результатов показывает, что в 23 коллективных хозяйствах без проведения реабилитационных мероприятий невозможно получение продукции кормопроизводства и животноводства, соответствующей нормативам. В 11 хозяйствах превышение нормативов СанПиН будет носить долговременный характер, т.е. может отмечаться до 2025-2030 гг. Основную проблему представляет загрязнение кормов, содержание ¹³⁷Cs в которых может превышать ветеринарные допустимые уровни в 1,9-3,7 раза. Доля кормов с превышением нормативов варьирует от 9 до 39%. Высокое содержание ¹³⁷Сs в кормах определяет превышение гигиенических нормативов в продукции животноводства – молоко и молочная продукция в 4-12% проб, мясо и мясная продукция – в 5-8% проб. Следует отметить устойчивую тенденцию снижения доли загрязненной продукции и стабилизацию радиационной ситуации в сельском хозяйстве через 20-30 лет после аварии на ЧАЭС [41-44].

По результатам мониторинга содержание ¹³⁷Cs в пищевых продуктах, произведенных и реализуемых в 12 радиоактивно загрязненных субъектах Российской Федерации, питьевая вода, продукты детского питания, вся пищевая продукция в торговой сети, а также такие виды продукции, произведенной в личных подсобных хозяйствах, как овощи, бахчевые и фрукты соответствуют гигиеническим нормативам [45-48].

Анализ показывает, что в большинстве субъектов Российской Федерации, подвергшихся загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС, улучшение радиационной обстановки позволяет осуществить перевод данных территорий к условиям нормальной жизнедеятельности, т.е. проживанию населения и ведению хозяйственной деятельности без ограничений по радиологическому фактору. Нерешенными в полном объеме остаются вопросы обеспечения радиационной безопасности населения и производства продукции в юго-западных районах Брянской области, где на локальных территориях с высокими уровнями загрязнения необходимо сохранение социально приемлемых реабилитационных мероприятий или временных ограничений на использование местных природных ресурсов (дары леса, дичь и т.п.) [49-52].

Регламентирование проживания и хозяйственной деятельности на радиоактивно загрязненных после аварии на ЧАЭС территориях Российской Федерации определяется Федеральным законом «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» (ФЗ № 1244-1) и Постановлением Правительства РФ «О режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС». ФЗ № 1244-1 определил основные положения проживания населения на загрязненных территориях (ст. 6):

• является допустимым и не требующим каких-либо вмешательств дополнительное превышение (над уровнем естественного и техногенного радиационного фона для данной местности) облучения населения от радиоактивных выпадений в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС, образующее в 1991 году и в последующие годы среднегодовую эффективную эквивалентную дозу, не превышающую 1 мЗв;

• защитные мероприятия (контрмеры) проводятся при дополнительном превышении указанных величин и направлены на постоянное снижение дозовой нагрузки (в том числе за счет уменьшения загрязнения продуктов питания) при одновременном ослаблении ограничений привычного образа жизни.

Действие Закона распространяется на территории, подвергшиеся радиоактивному загрязнению вследствие аварии на Чернобыльской АЭС:

– из которых в 1986 г. и в последующие годы проведена эвакуация и отселение граждан;

– на которых, начиная с 1991 г., среднегодовая эффективная эквивалентная доза облучения населения превышает 1 мЗв;

– на которых, начиная с 1991 г., плотность радиоактивного загрязнения почвы ¹³⁷Сs превышает 37 кБк/м².

Таким образом, законодательная база Российской Федерации определяет критерии и требования к отнесению пострадавших территорий к зонам радиоактивного загрязнения. Кроме того, определено условие, при котором территории не попадают под действие ФЗ № 1244-1. Таким условием является не превышение величины установленного предела средней годовой эффективной дозы (СГЭД) облучения населения в 1 мЗв/год.

В нормативно-правовых документах Российской Федерации, регламентирующих радиационную безопасность, критерии перехода пострадавших территорий к условиям нормальной жизнедеятельности (по радиологическому фактору) не отражены, как и не введено понятие «условия нормальной жизнедеятельности на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению». На практике вывод населенных пунктов из зоны радиоактивного загрязнения осуществляется при условии, когда на эти территории уже не распространяется действие ФЗ № 1244-1, а именно, когда плотность загрязнения почв ¹³⁷Сs становится менее 37 кБк/м², СГЭД гарантированно снижается до 1 мЗв/год. Кроме достижения этих критериев, не требующих каких-либо радиологических ограничений, должны быть обеспечены необходимые социально-экономические условия для проживания населения и ведения хозяйственной деятельности [53-57].

В Брянской области площадь сельскохозяйственных земель с плотностью загрязнения свыше 185 кБк/м² снизилась в 2,1 раза и составляет 143,1 тыс. га (в 1987 г. – 301,3 тыс. га). Таким образом, 158,1 тыс. га в настоящее время выведены из зон радиоактивного загрязнения, а сельскохозяйственное производство на них ведется по традиционным технологиям. Необходимо отметить роль проведенных реабилитационных мероприятий, применение которых явилось основным фактором, обеспечившим снижение накопления ¹³⁷Cs в производимой продукции [58-61].

На землях с легкими малоплодородными и торфяными почвами при плотности загрязнения ¹³⁷Cs свыше 185 кБк/м² не удается гарантированно получить продукцию, в первую очередь корма (и, как следствие, продукцию животноводства), соответствующую гигиеническим и ветеринарным требованиям. В связи с этим необходимо продолжение применения реабилитационных мероприятий, в частности, внесение агромелиорантов, коренное улучшение сенокосов и пастбищ (повторно раз в 5 лет), применение ферроцинсодержащих препаратов в животноводстве.

Таблица 8 – Распределение введенных в 2011-2015 гг. в хозяйственный оборот земель по плотности загрязнения ¹³⁷Cs на юго-западне Брянской области

Самостоятельную проблему представляет возвращение в хозяйственное использование временно выведенных из оборота сельскохозяйственных земель, так как при ее решении должны учитываться как радиологические факторы, так и социально-экономическая целесообразность проведения реабилитационных работ. Площадь выведенных из оборота земель с плотностью загрязнения свыше 1480 кБк/м² уменьшилась и составляет в настоящее время 4,60 тыс. га, т.е. по критерию плотности загрязнения ¹³⁷Cs 12,5 тыс. га может быть возвращено в хозяйственное использование.

Около 25% земель, временно выведенных из землепользования, представлено отдельными участками, расположенными в границах действующих сельскохозяйственных предприятий, где проживает население. Плотность загрязнения участков ¹³⁷Cs варьирует от 200 до 600 кбк/м². В 2011-2015 гг. Проведены реабилитационные работы на площади около 5,2 тыс. га, которые обеспечили производство сельскохозяйственной продукции (многолетние травы, зернобобовые, озимая пшеница, озимая рожь), соответствующей гигиеническим нормативам или ветеринарным требованиям (табл. 8).

В настоящее время земли возвращены в хозяйственный оборот территориях, находящихся в границах зоны отчуждения, является более сложной проблемой, при решении которой необходимо учитывать различные факторы. Ключевым условием является возможность возврата населения и обеспечение безопасности работников. Основным критерием, определяющим возможность возвращения территорий к нормальной жизнедеятельности, включая возвращение населения, является не превышение дозового предела 1 мЗв/год. В связи с особенностями формирования зоны отчуждения на территории Брянской области возвращение этих земель в хозяйственное использование должно проводиться поэтапно с учетом радиационной обстановки и социально-экономических условий. Таким образом, в Российской Федерации накоплен определенный опыт вывода территорий из зон радиоактивного загрязнения, включая изменение статуса населенных пунктов; уменьшение площади лесов, где ограничено лесопользование; возвращение в хозяйственный оборот выведенных сельскохозяйственных земель. Для территорий с высокими уровнями радиоактивного загрязнения сохраняется необходимость применения некоторых ограничений для жителей (потребление даров леса), реабилитации сельскохозяйственных земель, а также мер радиационной защиты населения и работников. Улучшение радиационной обстановки определяет снижение потребности и масштабов проведения этих мероприятий.

Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году привела к радиоактивному загрязнению обширных территорий Российской Федерации, из которых Брянская область оказалась самой «грязной», как по площади, так и по количеству выпавших радионуклидов. В число наиболее пострадавших попали семь юго-западных районов: Гордеевский, Злынковский, Климовский, Клинцовский, Красногорский, Новозыбковский, Стародубский и три городских округа: Новозыбков, Клинцы и Стародуб, расположенные на площади 8373 км² или 24 % территории области [28, 32].

Несмотря на то, что с момента аварии прошло уже более 30 лет и наступил отдаленный период ее ликвидации, радиологическая обстановка на территории юго-запада Брянской области до сих пор остается неблагоприятной для нормального проживания и жизнедеятельности людей. Это обусловлено почвенно-геохимическими особенностями загрязненных территорий, в первую очередь, наличием в почвенном покрове почв легкого гранулометрического состава, для которых характерны низкие параметры ёмкости катионного обмена, что влечет за собой высокие темпы миграции радионуклидов. Использование таких почв для производства кормов на пашне, под пастбища и сенокосы является одним из критических путей с точки зрения производства продукции кормопроизводства и животноводства, не соответствующей допустимым уровням загрязнения.

По степени загрязнения почв сельскохозяйственных угодий юго-западных районов в 1986 году расположились в следующий убывающий ряд: 186,9 тыс. га – 37-185 кБк/м²; 183,0 тыс. га – 185-555 кБк/м²; 97,4 тыс. га – 555-1480 кБк/м²; 39,1 тыс. га – до 37 кБк/м²; 17,0 тыс. га – свыше 1480 кБк/м². Почв сельскохозяйственных угодий с плотностью загрязнения ¹³⁷Сs выше 185 кБк/м² нуждающиеся в проведении реабилитационных мероприятиях в 1986 году оказалось 484,3 тыс. га (табл. 9).

По истечению 30 лет со дня аварии радиационная обстановка на почвах сельскохозяйственных угодий юго-западных районов претерпела изменения. По степени загрязнения почвы сельскохозяйственных угодий расположились в убывающий ряд отличный от 1986 года, произошло увеличение площадей сельскохозяйственных угодий с плотностью загрязнения ¹³⁷Сs почв до 37 кБк/м² и 37-185 кБк/м² в остальных группах загрязнения произошло снижение площадей почв сельскохозяйственных угодий с плотностью загрязнения ¹³⁷Сs выше 185 кБк/м² нуждающихся в проведении реабилитационных мероприятиях в 2018 году уменьшилось в 3,6 раза и стало 134,8 тыс. га.

Таблица 9 – Динамика плотности загрязнения ¹³⁷Cs почв сельскохозяйственных угодий юго-запада Брянской области

По степени загрязнения почв пашни юго-западных районов в 1986 году расположились в следующий убывающий ряд: 140,7 тыс. га – 37-185 кБк/м²; 130,3 тыс. га – 185-555 кБк/м²; 55,0 тыс. га – 555-1480 кБк/м²; 26,4 тыс. га – до 37 кБк/м²; 7,2 тыс. га – свыше 1480 кБк/м² (табл. 9).

Почв пашни с плотностью загрязнения ¹³⁷Сs выше 185 кБк/м² нуждающиеся в проведении реабилитационных мероприятиях в 1986 году оказалось 192,5 тыс. га.

По истечению 30 лет со дня аварии радиационная обстановка на почвах пашни юго-западных районов претерпела изменения. По степени загрязнения почвы пашни расположились в убывающий ряд отличный от 1986 года, произошло увеличение площадей сельскохозяйственных угодий с плотностью загрязнения ¹³⁷Сs почв до 37 кБк/м² и 37-185 кБк/м² в остальных группах загрязнения произошло снижение площадей. Почв пашни с плотностью загрязнения ¹³⁷Сs выше 185 кБк/м² нуждающихся в проведении реабилитационных мероприятиях в 2018 году уменьшилось в 2,7 раза и стало 72,4 тыс. га.

По степени загрязнения почв сенокосов и пастбищ юго-западных районов в 1986 году расположились в следующий убывающий ряд: 52,7 тыс. га – 185-555 кБк/м²; 46,2 тыс. га – 37-185 кБк/м²; 42,4 тыс. га – 555-1480 кБк/м²; 12,7 тыс. га – до 37 кБк/м²; 9,8 тыс. га – свыше 1480 кБк/м² (рис. 9).

Почв сенокосов и пастбищ с плотностью загрязнения ¹³⁷Сs выше 185 кБк/м² нуждающиеся в проведении реабилитационных мероприятиях в 1986 году оказалось на уровне 104,9 тыс. га.

По истечению 30 лет со дня аварии радиационная обстановка на почвах сенокосов и пастбищ юго-западных районов претерпела изменения. По степени загрязнения почвы сенокосов и пастбищ расположились в убывающий ряд отличный от 1986 года, произошло увеличение площадей сельскохозяйственных угодий с плотностью загрязнения ¹³⁷Сs почв до 37 кБк/м² и 37-185 кБк/м² в остальных группах загрязнения произошло снижение площадей. Почв сенокосов и пастбищ с плотностью загрязнения ¹³⁷Сs выше 185 кБк/м² нуждающихся в проведении реабилитационных мероприятиях в 2018 году уменьшилось в 1,7 раза и стало 62,2 тыс. га.

В целом радиационная ситуация стабилизируется, происходит снижение уровня радиоактивного загрязнения почв главным образом за счет естественного распада и в меньшей степени за счет вертикальной и горизонтальной миграции. Однако сравнивая динамику изменения площадей, на которых необходимо проводить реабилитационные мероприятия в юго-западных районах Брянской области, необходимо отметить, что изменение площадей сенокосов и пастбищ уменьшилось по сравнению с пашней меньше чем на единицу. Это говорит о том, что процесс очищения почв от искусственных радионуклидов на пашни идет значительно быстрее в отличие от естественных кормовых угодий [29, 37].

По данным центра «Брянскагрохимрадиология» снижение средневзвешенной плотности загрязнения почв сельскохозяйственных угодий на начало 2018 год по отношению к маю 1986 года в наиболее загрязнённых юго-западных районах снижение сельскохозяйственных угодий составило 45%, пашни – 40%, сенокосов и пастбищ – 55 % (рис. 3).

При этом наиболее загрязненными сельскохозяйственными угодьями на юго-западе Брянской области оказались сенокосы и пастбища, исходя из этого наиболее напряженная ситуация в производстве кормов будет на сенокосах и пастбищах, особенно в ситуации низкоплодородных, легких по гранулометрическому составу почв юго-западных районов Брянской области.

Рисунок 3 – Средневзвешенная плотность загрязнения ¹³⁷Сs (кБк/м²) по видам угодий запада Брянской области.

Таблица 10 – Распределение площадей почв сельхозугодий по плотности загрязнения ¹³⁷Сs в разрезе районов юго-запада Брянской области

Продолжение таблицы 10

В таблице 10 показана сравнительная характеристика распределения площадей сельскохозяйственных угодий по видам и группам загрязнения, из которой следует, что наибольшая доля площадей, на которых необходимо проводить реабилитационные мероприятия находится в Новозыбковском, Гордеевском и Злынковском районах.

Исходя из средневзвешенной плотности загрязнения западных районов наиболее напряженная ситуация в производстве кормов на сенокосах и пастбищах складывается в Новозыбковсвком и Гордеевском районах (рис. 4).

Район
	а
	б
	Плотность загрязнения 137Сs, кБк/м2

Рисунок 4 – Средневзвешенная плотность загрязнения¹³⁷Сs юго-западных районов Брянской области по видам угодий: а – всех сельскохозяйственных угодий, б – пашня.

Создавшаяся радиоэкологическая обстановка потребовала проведения масштабных противорадиационных мероприятий. В период с 1986 по 1992 гг. в агропромышленном комплексе они проводились в оптимальных объемах, что позволило свести до минимума производства сельскохозяйственной продукции с уровнем загрязнения выше установленных нормативов (табл. 11).

За период с 1986 по 1990 годы только в западных районах области было глубоко перепахано 180 тыс. га сельскохозяйственных угодий, внесены калийные удобрения на площади 246,0 га, профосфоритованно 140,1 тыс. га. Известковано проведено на площади 202,4 тыс. га, проведено коренное улучшение сенокосно-пастбищных угодий на площади 97,6 тыс. га.

Таблица 11 – Объемы выполнения культуртехнических и агрохимических работ на радиоактивно — загрязненных землях Брянской области (по данным «Брянскагрохимрадиология»)

* — 17 хозяйств

Применение вышеуказанных мероприятий позволило создать в почвах агрохимические барьеры на пути поступления радионуклидов из почвы в растения, что позволило использовать сельскохозяйственные угодья в производстве растениеводческой продукции. Начиная с 1993 года, финансовые ограничения не позволили проводить реабилитационные мероприятия в требуемых объемах, вследствие чего темпы снижения содержания радионуклидов в сельхозпродукции стали замедляться, а в отдельных случаях отмечаются тенденции к росту.

Применяемые реабилитационные мероприятия по известкованию и фосфоритованию почв обеспечивают оптимальную потребность на 11-16 %, калиевание – 5 %, культуртехнические работы на 36 %.

По ФЦП «Сохранение и восстановление плодородия земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 годы» и на период до 2013 года» Брянской области в 2013 году на реабилитацию почв, загрязненных в результате аварии на чернобыльской АЭС выделено 63,1 млн. рублей. За счет этих средств культур технические работы выполнены на площади 8,0 тыс. га, известкование проведено на площади 1,9 тыс. га, калиевание на 1,7 тыс. га и примерно 0,80 тыс. доз бактериальных удобрений.

Проведены реабилитационные работы (включая культуртехнические работы) по возвращению земель в сельхозоборот за 2011-2015 годы на площади 5337 га (91,6 млн. руб.). Реабилитация радиоактивных загрязнённых сельскохозяйственных угодий за 2010-2015 годы осуществлена на площади 17767 га (168,6 млн. рублей).

Таким образом, анализ радиационной обстановки западной части Брянской области выявил, что без применения калийных удобрений невозможно получать гарантированно нормативно чистую продукцию растениеводства, по содержанию в ней ¹³⁷Сs. Также в связи с тем, что основные кормовые уголья подверглись наибольшему загрязнению выращивание скота затруднено, поэтому производства органического удобрения находится на низком уровне.

ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Местоположение объекта исследования находилось в подзоне дерново-подзолистых почв южной тайга, белорусской провинции дерново-подзолистых слабогумусированных почв и низинных болот. Исследования проводились в 2014-2019 годах на стационарном полевом опыте Новозыбковского филиала Брянского ГАУ. Почва опытного участка дерново-подзолистая, легкосуглинистая с содержанием органического вещества (по Тюрину) 2,02-2,63 %, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) соответственно 348-512 и 76-155 мг/кг почвы, pH_КCl 5,28-5,48. Плотность загрязнения ¹³⁷Cs территории исследования колебалась в пределах 216-248 кБк/м². Повторность опыта трехкратная. Посевная площадь делянки зернобобовой культуры 120 м², учетная площадь делянки первого порядка 50 м², второго – 50 м², посевная площадь делянки зерновых культур 60 м², учетная – 50 м². Расположение делянок систематическое [62, 63].

Опыт развернут в четырехпольном севообороте со следующим чередованием культур: люпин на зеленый корм → озимая пшеница → ячмень → овес.

Возделывали люпин узколистный сорта Кристалл, озимую пшеницу сорта Московская-39, ячмень сорта Эльф, овес сорта Скакун.

Кристалл – сорт узколистного люпина универсального типа использования. С 1998 года включен в Госреестр по Центральному, Волго-Вятскому, Северо-Западному, Центрально-Черноземному и Средневолжскому регионам. Имеет быстрый начальный рост, созревает дружно. Продолжительность вегетационного периода 98-104 дня, укосный период 55-60 дней. По урожаю зерна и зеленой массы относится к высокопродуктивным кормовым сортам. В конкурсном сортоиспытании урожай зерна составил 34,1 ц/га, укосной массы 450 ц/га (среднее за 3 года). Содержание белка в зерне 35-38%, в сухом веществе зеленой массы 18-19%. Отличается экологической пластичностью, устойчив к растрескиванию бобов.

Московская 39 – сорт мягкой озимой пшеницы создан НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны (НИИСХ ЦРНЗ). Авторы: Б.И. Сандухадзе, Е.Т. Вареница, Г.В. Кочетыгов и другие. Родословная сорта. Индивидуальный отбор из гибридной популяции (Обрий × Янтарная 50). Разновидность эритроспермум. Куст промежуточный, соломина полая, средней толщины, флаговый лист имеет восковой налёт. Колос веретеновидный, средней плотности, белый, ости прямые, длиной 6-7 см. Масса 1000 зёрен 34-42 г. Зерно красное, удлинённояйцевидной формы. Биологические особенности. Сорт среднеспелый, вегетационный период 305-308 дней. Зимостойкость и морозоустойчивость на уровне стандарта, устойчив к ранневесенней засухе. Устойчив к полеганию, высота растений 91-100 см. Устойчив к твёрдой головне, снежной плесени и септориозу, в средней степени поражается бурой ржавчиной и мучнистой росой. Обладает высокими хлебопекарными качествами, содержание белка выше стандарта на 1,5-2,0% и клейковины – на 6-8%. Московская 39 признана лучшим сортом озимой пшеницы по итогам Международного испытания в Канаде в 1998–2000 г. Сорт Московская 39 предназначен для получения продовольственного зерна (сильная пшеница) в Центральном, Центрально–Черноземном регионах России, перспективен и для сопредельных регионов. Обладает высокой технологичностью возделывания, отзывчив на удобрения, практически не полегает, имеет повышенные показатели в производстве. Сбор высококачественного зерна составляет 35-50 ц с 1 га.

Эльф – сорт ячменя ярового. Родословная: Роланд х Линия 1325. Линия 1325 – дигаплоид (Первенец х Зазерский 85) F1 x H. bulbosum. Включен в Госреестр по Северо-Западному, Центральному, Волго-Вятскому, Средневолжскому и Западно-Сибирскому регионам. Разновидность нутанс. Куст прямостоячий до полупрямостоячего. Влагалища нижних листьев без опушения. Антоциановая окраска ушек флагового листа слабая, восковой налет на влагалище средний. Растение среднерослое. Колос полупрямостоячий, цилиндрический, среднеплотный, со средним восковым налетом. Ости длиннее колоса, зазубренные, кончики со средней антоциановой окраской. Первый сегмент колосового стержня средний, со средним изгибом, без горбинки. Стерильный колосок отклоненный, с округлым кончиком и среднедлинной нижней цветковой чешуей. Колосковая чешуя с остью среднего колоска короче зерновки. Зазубренность внутренних боковых нервов наружной цветковой чешуи слабая. Зерновка с неопушенной бороздкой и охватывающей лодикулой. Масса 1000 зерен 40-54 г. За годы испытаний средняя урожайность на ГСУ Центрального региона составила 36,0 ц/га, прибавка к стандартам колеблется от 1,0 до 4,5 ц/га. Максимальная урожайность 79 ц/га получена в Кировской области в 1996 г. Среднеспелый. Вегетационный период 73-95 дней. Устойчивость к полеганию высокая. Засухоустойчивость средняя. Включен в списки пивоваренных и ценных по качеству сортов. Сорт обладает геном устойчивости к пыльной головне. В большинстве регионов проявил устойчивость к данному патогену. Устойчив к черной головне, среднеустойчив к твердой. Восприимчив к мучнистой росе, стеблевой ржавчине, гельминтоспориозным пятнистостям всех трех видов. Протравливание семян и фунгицидные обработки – по рекомендациям службы защиты растений.

Скакун – сорт овса. Год включения в реестр: 1988. Создан в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны (Московская область) с участием Ульяновского НИИСХ (Ульяновская область) методом гибридизации сортов Фрезер (Канада) х Астор (Нидерланды) с последующим индивидуальным отбором. Сорт среднеспелый, ближе к среднераннему. Высота растений – 78-108 см. Зерно крупное, выровненное, пониженной пленчатости. Содержание белка 13,3-15,9%, пленчатость 22-29%. Масса 1000 зерен – 35-41 г. Максимальная урожайность – 79,5 ц/га, производственная – 62 ц/га. Сорт овса Скакун обладает широкой экологической пластичностью, что позволяет получать стабильно высокий урожай в различных почвенно-климатических условиях. Отличается повышенной засухоустойчивостью, устойчивостью к полеганию и осыпанию зерна, устойчивостью к поражению корончатой ржавчиной и пыльной головней. Отзывчив на повышение агрофона, пригоден для возделывания по интенсивной технологии. Включен в список лучших сортов по технологическим качества зерна.

Агротехника возделывания полевых культур общепринятая для Нечерноземной зоны РФ. Схема опыта включала следующие варианты применения минерального удобрения и биологических препаратов (табл. 12).

Таблица 12 – Схема опыта

В качестве органического удобрения использовали солому зерновых культур, которую запахивали после уборки урожая.

При возделывании полевых культур применяли биопрепараты:

– Эпин-Экстра для растений является уникальным веществом, которое сможет активизировать системы. Фитогормон обеспечивает увеличение объемов урожая более чем на 10%. Основным веществом является эпинбрассинолид. Синтетическое вещество, но по своей структуре идентичен природному гормону. Действие фитогормона способствует восстановлению растения после: перепадов температуры, недостатка влаги, заморозков и недостатка света. Поэтому активация ферментативных реакций, развития на клеточном уровне, стимуляция роста просто необходимы для нормального обмена веществ растения. Способствует увеличению защитных функций организма и предотвращает процесс истощения. Так как пополняет внутренние резервы, что способствует быстрому достижению необходимой фазы жизненного цикла для нормального развития. Применение биопрепарата отличается высокой результативностью. Сравнивая его действие с органическими веществами, специалисты отмечают быстрое достижение поставленных целей перед препаратом: вызывает интенсивный рост, провоцирует обильное цветение, растение становится сильным, выносливым, активизируется самозащита на всех уровнях, прирост в процентном отношении урожая, прорастание семян в два раза быстрее, опрыскивание и подкормка биопрепаратом защищает от поражения зеленой части и корней паразитами, инфекциями, грибковыми спорами [64-67].

– Гумистим является жидким экологически чистым органическим удобрением, произведенным из биогумуса. Содержит в себе все компоненты биогумуса в растворенном состоянии: гумины, фульвокислоты, витамины, природные фитогормоны, микро- и макроэлементы в виде биодоступных органических соединений и споры полезных почвенных микроорганизмов. Фунгицидные и бактерицидные свойства препарата обусловлены присутствием природных фунгицидов и антибиотиков, выделяемых микрофлорой кишечника дождевого червя в процессе вермикультивирования. Гумистим – это комплекс натуральных экологически чистых и безопасных стимуляторов роста для развития растений. Его использование оказывает положительное действие на процессы роста, обмена и фотосинтеза, что способствует повышению урожая сельскохозяйственных культур. Препарат обладает следующими свойствами: повышает всхожесть и энергию прорастания семян, стимулирует корнеобразование у растений, стимулирует рост и ускоряет развитие растений, препятствует поступлению тяжелых металлов и радионуклидов в растения, увеличивает содержание сахаров, белков и витаминов, усиливает устойчивость растений к заболеваниям, повышает качество урожая и продляет сроки его хранения, полноценный урожай созревает на 2-3 недели раньше срока. Гумистим представляет собой темно-коричневую жидкость с земляным запахом. Препарат имеет слабощелочную реакцию. Применение его в сельскохозяйственной практике экологически безопасно и безвредно для человека, для животных, для насекомых, а также для почвенной микрофлоры и микрофауны. Применение препарата эффективно при возделывании зерновых, картофеля, овощных культур, ягод и фруктов. Применение гуминовых удобрений вписывается в систему агротехнических приемов по уходу за посевами сельскохозяйственных культур и не требует дополнительных материальных затрат. Поэтому их применение способствует не только увеличению валового производства и улучшению качества продукции, но и дает существенную прибавку в денежном выражении [68-71].

– Альбит современный инновационный препарат биологического происхождения «3 в 1» (антидот, фунгицид, регулятор роста), назначение которого: повышение устойчивости растений к засухе и другим неблагоприятным факторам среды (стрессам), нейтрализация стрессового действия химических пестицидов и удобрений, повышение полевой всхожести семян, сокращение периода, необходимого растениям на формирование урожая, увеличение урожайности (на 5-30 % в зависимости от культуры), улучшение качества продукции (повышает содержание клейковины у пшеницы на 0,5-5,1 %), иммунизация растений против широкого круга болезней (корневые гнили, септориоз, бурая ржавчина, мучнистая роса, сетчатая пятнистость, бактериозы, фитофтороз и т. д.). Совместное применение с Альбитом обеспечивает усиленный, стабильный и бесстрессовый эффект химических пестицидов в широком диапазоне фитосанитарных, почвенно-агрохимических и погодных условий. В отличие от большинства аналогов, Альбит оказывает не непосредственное стимулирующее действие на рост, а повышает естественный иммунитет и стрессоустойчивость растений, тем самым увеличивая урожайность. Действующее вещество Альбита – естественный биополимер поли-бета-гидроксимасляная кислота из почвенных бактерий Bacillus megaterium. В естественных природных условиях данные бактерии обитают на корнях растений, стимулируют их рост, защищают от болезней и неблагоприятных условий внешней среды. В состав препарата также входят вещества, стабилизирующие и усиливающие эффект основного д. в.: магний сернокислый, калий фосфорнокислый, калий азотнокислый, карбамид и хвойный экстракт. Альбит не содержит живых микроорганизмов, что делает действие препарата более стабильным, менее подверженным влиянию условий внешней среды. Альбит характеризуется низкой стоимостью и экологичностью биологических препаратов, в то же время по эффективности и стабильности приближается к химическим. Механизм действия Альбита основан на стимуляции естественных защитных реакций растений. Препарат взаимодействуют с рецепторами НАДФН-оксидазной системы растений, что стимулирует экспрессию комплекса антиоксидантных ферментов. Растения, обработанные Альбитом, приобретают повышенную устойчивость к пестицидному стрессу, засухе, экстремальным температурам, заморозкам, химическому загрязнению почв и другим стрессам. Показателем стрессоустойчивости обработанных Альбитом растений является высокое содержание хлорофилла. Активизация НАДФН-оксидазы под влиянием Альбита также вызывает синтез салициловой кислоты – чрезвычайно активного сигнального соединения, иммунизирующего растения против болезней. В результате ткани растений приобретают неспецифическую устойчивость к широкому кругу патогенов [72-74].

Биопрепараты использовали при некорневой подкормке посевов путем опрыскивания вегетирующих растений: Эпин-экстра 50 мл/га перед фазой бутонизации люпина узколистного; Гумистим 6 л/га в фазу кущения озимой пшеницы; Гумистим 6 л/га в фазу начала колошения ярового ячменя; Альбит 50 мл/га в фазу выметывания метелки овса.

В опыте применяли минеральные удобрения: аммиачную селитру (34,6 %) , суперфосфат двойной гранулированный (48 %), калий хлористый (56 %).

При возделывании люпина на зеленую массу всю расчетную дозу фосфорных удобрений вносили в предпосевную подготовку почвы. Азотные и калийные удобрения применяли дробно: N₁₂₀ → N₃₀ до посева + N₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₉₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₁₂₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀К₃₀ – выход в трубку; N120К₁₅₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₉₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀К₃₀ – выход в трубку.

При возделывании озимой пшеницы всю расчетную дозу фосфорных удобрений вносили в предпосевную подготовку почвы. Азотные и калийные удобрения применяли дробно: N₁₂₀ → N₃₀ до посева с осени + N₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₉₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₁₂₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀К₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₁₅₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₉₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀К₃₀ – выход в трубку.

При возделывании ярового ячменя всю расчетную дозу фосфорных удобрений вносили в предпосевную подготовку почвы. Азотные и калийные удобрения применяли дробно: N₁₂₀ → N₃₀ до посева + N₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₉₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₁₂₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀К₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₁₅₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₉₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀К₃₀ – выход в трубку.

При возделывании овса всю расчетную дозу фосфорных удобрений вносили в предпосевную подготовку почвы. Азотные и калийные удобрения применяли дробно: N₁₂₀ → N₃₀ до посева + N₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₉₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₁₂₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₆₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀К₃₀ – выход в трубку; N₁₂₀К₁₅₀ → N₃₀К₃₀ до посева с осени + N₆₀К₉₀ – весеннее возобновление вегетации + N₃₀К₃₀ – выход в трубку.

Уборку и учет урожая люпина узколистного на зеленый корм проводили в фазе сизоблестящего боба, методом сплошного скашивания.

Уборку и учет урожая зерновых проводили поделяночно, методом сплошного комбайнирования «Сампо-500». Урожайность зерна приведена к стандартной влажности. Лабораторно-аналитические исследования проводили в соответствии с общепринятыми методиками в центре коллективного пользования на научном оборудовании Брянского ГАУ.

Удельную активность ¹³⁷Cs в исследуемых растительных образцах определяли на универсальном спектрометрическом комплексе Гамма Плюс (НПП «Доза», Россия), установленная ошибка измерений не более 10 %.

Полученные данные подвергали корреляционному, дисперсионному и статистическому анализу c использованием программного обеспечения Excel 7.0 и Statistic 7.0 («StatSoft, Inc.», США). Достоверность различий с контролем и между вариантами оценивали по наименьшей существенной разности (НСР₀₅). Различия считали статистически значимыми при выходе за границы НСР [63].

ГЛАВА 3 ПРОДУКТИВНОСТЬ КУЛЬТУР ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА И КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

3.1 Урожайность зеленой массы узколистного люпина и качество продукции растениеводства

В настоящее время повышение объемов производства животноводческой продукции без увеличения производства растительного белка сбалансированного по аминокислотному составу и энергонасыщенности является одной из важнейших задач земледелия РФ [75-77].

Известно, что важнейшими источниками растительного белка в земледелии наравне с многолетними бобовыми культурами являются однолетние бобовые культуры, среди которых по своим кормовым достоинствам выделяется узколистный люпин. В фитомассе узколистного люпина содержится биологически полноценный белок, который обеспечен практически всеми незаменимыми аминокислотами. Среди бобовых культур по своей азотфиксирующей способности узколистный люпин обычно превышает 70% и более. При достаточно благоприятных погодно-климатических условиях узколистный люпин может накапливать в почве с массой пожнивно-корневых остатков от 150 до 200 кг/га биологического азота, а также оставлять после себя в почве легкорастворимые формы фосфатов [79-80].

Невысокая требовательность узколистного люпина к режиму почвенного плодородия выделяет его среди других однолетних бобовых кормовых культур способностью обеспечивать высокие урожаи и биомассы на дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава, площади которых в Нечерноземной зоне РФ превышает 5 млн. га. или более 22% от площади всех пахотных земель.

Однако повышение продуктивности узколистного люпина в условиях юго-запада Нечерноземной зоны без научно обоснованной системы удобрения в настоящий период времени весьма проблематично. Ранее проблеме минерального питания узколистного люпина уделяли внимание многочисленные исследователи, среди которых следует отметить работы [81-84].

Весьма проблемным по своей сути до настоящего времени остается вопрос о применении азотных удобрений. Поэтому исследования по разработке высокоэффективной, совершенной системы применения средств химизации при возделывании узколистного люпина на кормовые цели актуально.

Люпин – ценная бобовая культура, используемая на зеленый корм, силос, зернонофураж и в качестве сидерата. Люпин − незаменимый ингредиент при получении сбалансированных кормов. Использование сбалансированных кормов позволяет экономить до 30% корма, и выйти на многократно более высокий уровень продуктивности животных. Среди зернобобовых культур наибольшее значение имеет горох, люпин желтый, люпин узколистный. Они должны стать обязательной составной частью агроценозов системы кормопроизводства на пахотных землях [80].

Высоким биологическим и экономическим потенциалом обладает люпин, особенно в условиях Нечерноземной зоны России. Во многих ее регионах именно люпин должен стать базовой кормовой культурой.

Содержание белка в кормах является одним из важнейших и значимых показателей качества. Люпин является одним из основных источников пополнения белка в кормах. Использование люпина на корм обогащает рацион, предохраняет хозяйства от нерационального использования кормов и снижает затраты на производство молока и мяса, вместе с тем повышенное накопление ¹³⁷Cs ограничивает его применение. Снижение накопления радионуклидов в растениях является важнейшей задачей для обеспечения животноводства высокобелковыми кормами и возращения люпина как удобрительной культуры песчаных почв [85].

Система применения удобрений на загрязненных радиоактивных почвах существенно влияет на поступление радионуклидов в растения и их накопление в урожае. Поэтому использование удобрений, в том числе и в сочетании с другими мероприятиями, должно способствовать уменьшению поступления в растения радионуклидов [86-89].

Результаты полевых исследований свидетельствуют о том, что урожайность зеленой массы узколистного люпина во многом зависела от погодных условий и применяемых средств химизации.

В наших исследованиях наименьшая урожайность зеленой массы узколистного люпина формировалась в 2015 и 2017 годах (табл. 13). В среднем за годы исследования урожайность зеленой массы по изучаемым вариантам опыта изменялась в пределах 18,1-37,6 т/га.

Таблица 13 – Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Эпин-Экстра на урожайность зеленой массы узколистного люпина (среднее за 2013-2018 года), т/га

Продолжение таблицы 13

Применение фосфорного удобрения в дозах Р₆₀ и Р₉₀ способствовало увеличению урожайность зеленой массы узколистного люпина в сравнении с контролем на 4,2-9,0 т/га или на 23,2-49,7%, калийные удобрения в возрастающих дозах (К₉₀, K₁₂₀) повышали урожайность зеленой массы узколистного люпина от 5,3 до 10,2 т/га или 29,3-56,3%. Относительно абсолютного контроля. Совместное применение фосфорного и калийного удобрения в возрастающих дозах (Р₆₀К₉₀, Р₉₀К₁₂₀) способствовало повышению урожайности зеленой массы в сравнении с контролем на 54,1-87,3%. Эффективность применения азотного удобрения в наших опытах оказалось сравнительно невысокой. Применение азотного удобрения в дозах 30 и 60 кг/га д.в. в составе полного минерального удобрения N₃₀P₆₀K₉₀ и N₆₀P₉₀K₁₂₀ увеличивало урожайность зеленой массы в сравнении с вариантами без внесения азота (P₆₀K₉₀ и P₉₀K₁₂₀) на 2,1-0,8 т/га или на 7,5-2,4%. От применения полного минерального удобрения N₃₀P₆₀K₉₀ и N₆₀P₉₀K₁₂₀ урожайность зеленой массы люпина в сравнении с абсолютным контролем увеличивалась на 11,9-15,8 т/га или на 65,7-87,3% соответственно.

Обработка посевов люпина препаратом Эпин-Экстра способствовало повышению урожайности зеленой массы люпина на 3,7 т/га по сравнению с абсолютным контролем или на 20,4%. Наибольшее влияние на увеличение урожайности зеленой массы люпина препарата Эпин-Экстра отмечено при применении его на фоне калийного удобрения (К₉₀) и полного минерального удобрения в дозе N₆₀P₉₀K₁₂₀.

Прибавка урожая зеленой массы от препарата Эпин-Экстра составляли соответственно 4,6 и 3,7 т/га то есть, урожайность зеленой массы люпина по сравнению с аналогичными вариантами, без применения препарата Эпин-Экстра повышалась на 16,3-10,9%.

В среднем за годы исследований максимальный урожай зеленой массы люпина 37,6 т/га обеспечивало применение полного минерального удобрения N₆₀P₉₀K₁₂₀ в комплексе с препаратом Эпин-Экстра. Прибавка урожая по сравнению с абсолютным контролем составляла 19,5 т/га или в 1,08 раза выше контрольного варианта.

В среднем за годы исследования содержание сырого белка в зеленой массе (воздушно сухой) узколистного люпина по изучаемым вариантам опыта изменялось от 16,1 до 18,3% (табл. 14).

Минеральные удобрения способствовали повышению содержания сырого белка в зеленой массе узколистного люпина и сбор его с единицы площади посева.

Наибольшее содержание сырого белка отмечено в варианте полного минерального удобрения (NPK). Применение препарата Эпин-Экстра также приводило к повышению белковости зеленого корма. Самое высокое содержание сырого белка в зеленой массе люпина 18,3% и величина его с 1 га посева 0,688 га зафиксировано в варианте с комплексным применением средств химизации (N₆₀Р₉₀К₁₂₀ + Эпин-Экстра).

Таблица 14 – Влияние минеральных удобрений и препарата Эпин-Экстра на содержание и сбор сырого белка урожаем зеленой массы узколистного люпина, (среднее за 2013-2018 года)

При радиоактивном загрязнении агроландшафтов, одним из наиболее определяющих показателей качества растениеводческой продукции является ее соответствие санитарно-гигиеническим нормативам по удельной активности в ней радионуклидов, в связи с этим важнейшая задача сельхозпроизводителей получение экологически безопасной продукции растениеводства.

Минеральные удобрения в последовательно возрастающих дозах снижали удельную активность ¹³⁷Cs в зеленой массе люпина (табл. 15) От применения фосфорных удобрений удельная активность ¹³⁷Сs снижалась в среднем в 1,35-1,57 раза, калийных в 1,52-1,59 раза, фосфорно-калийного в 1,54-1,99 раза, на фоне применяемых NPK в 1,24-1,45 раза. То есть, добавление азотного удобрения в дополнение к фосфорно-калийному способствовало увеличению перехода радиоцезия из почвы в растения люпина. Обработка посевов люпина препаратом Эпин-Экстра уменьшала удельную активность цезия — 137 в зеленой массе узколистного люпина в сравнении с абсолютным контролем в 1,16 раза, на фоне калийного в 2,24 раза, на фоне фосфорно-калийного в 2,43 раза, на фоне полного минерального удобрения (NPK) в 1,97 раза.

Таблица 15 – Действие минеральных удобрений и препарата Эпин-Экстра на изменение удельной активности ¹³⁷Cs в зеленой (воздушно-сухой) массе люпина, (среднее за 2013-2018 года)

Удельная активность¹³⁷Cs в зеленой массе узколистного люпина по вариантам опыта варьировала в пределах 345-142 Бк/кг, что не превышает установленный норматив (ВП 13.5.13/06-01) – 400 Бк/кг и характеризует поученный зеленый корм как экологически безопасный, который может быть использован в рационах кормления сельскохозяйственных животных без ограничений.

Проведение агротехнических мероприятий связано с определёнными материальными и трудовыми затратами, которые определяют экономическую эффективность производства сельскохозяйственной продукции. Повышение урожайности и качества производимой продукции способствует повышению цены ее реализации в условиях рыночного механизма хозяйствования, что и определяет размеры прибыли и уровень рентабельности производства. Расчет экономисткой эффективности производства зеленой массы узколистного люпина на основе типовых технологических карт представлены в таблице 16.

Таблица 16 – Эффективность производства зеленой массы узколистного люпина, сорт Кристалл

Произведенный расчет эффективности выращивания люпина узколистного на зеленую массу показал, что применение фосфорно-калийного удобрения в оптимальной дозе P₉₀К₁₂₀ в комплексе с биопрепаратом Эпин-Экстра обеспечивает получение условного чистого дохода в сумме 8425 руб./га при уровне рентабельности производства 85,0%.

3.2 Урожайность озимой пшеницы и качество продукции растениеводства

В настоящее время в Российской Федерации производство зерна – одно из приоритетных направлений в развитии сельскохозяйственной отрасли, позволяющей укрепить продовольственную безопасность государства. По посевным площадям и валовым сборам озимая пшеница среди других зерно­вых культур в Центральном регионе занимает одно из первых мест. Разработка и совершенствование элементов технологий возделывания зерновых культур и озимой пшеницы в частности, включая применение элементов биологизации земледелия, таких как микробные препараты и регуляторы роста растений в настоящее время актуально. Проведенными многочисленными исследованиями выявлено, что наибольшая урожайность зерновых культур, в том числе и пшеницы, отмечена при комплексном применении средств химизации, включая оптимальные дозы минеральных удобрений и биологически активных препаратов. Кроме того, при техногенном загрязнении сельскохозяйственных угодий важнейшей задачей всех сельхозпроизводителей является получение продукции растениеводства и животноводства соответствующей санитарно-гигиеническому нормативу по содержанию в ней тяжелых металлов, радионуклидов и других токсикантов [90-92].

Урожайность зерна озимой пшеницы напрямую зависела от погодных условий, а также применяемых средств химизации. В условиях засушливого 2015 года была сформирована наименьшая урожайность зерна (среднее значение урожайности в целом по опыту составило 1,99 т/га), а наиболее высокий урожай зерна по изучаемым вариантам опыта был получен в 2016 году (средняя урожайность по опыту 3,71 т/га). В среднем за годы исследований урожайность зерна изменялась от 1,70 т/га (контроль) до 3,86 т/га в варианте N₁₂₀P₉₀К₁₅₀ + Гумистим (табл. 17).

Применение азотно-фосфорного удобрения (N₉₀P₆₀) позволило получить прибавку урожая по сравнению с контрольным вариантом равную 0,63 т/га, дополнительное внесение в последовательно возрастающих дозах калийных удобрений (с содержанием калия от 60 до 120 кг/га д.в.) на азотно-фосфорном фоне (N₉₀P₆₀) повышало урожайность зерна по сравнению с азотно-фосфорном фоном в 1,07-1,25 раза, а относительно абсолютного контроля (контроль) в 1,47-1,71 раза или на 47,1-71,2%.

Повышение уровня азотно-фосфорного питания до N₁₂₀P₉₀ способствовало дальнейшему повышению урожайности озимой пшеницы по сравнению с азотно-фосфорным (N₉₀P₆₀) на 15% (в численном выражении на 0,34 т/га). Дополнительное применение доз калийного удобрения, возрастающих последовательно от 90 до 150 кг/га д.в. в составе азотно-фосфорного N₁₂₀P₉₀ приводило к существенному росту урожайности зерна озимой пшеницы относительно N₁₂₀P₉₀ – примерно на 0,10-0,26 т/га, а по сравнению с абсолютным контролем на 1,08-1,23 т/га (порядка 63,5-87,8%).

Таблица 17 – Влияние удобрений и биологического препарата Гумистим на урожайность зерна озимой пшеницы (среднее за 2014-2018 года), т/га

Обработка посевов озимой пшеницы препаратом Гумистим также способствовала повышению урожайности зерна. Так, применение биопрепарата в контрольном варианте (без применения удобрений) повышало урожайность зерна озимой пшеницы в среднем на 0,35 т/га, на фоне внесения N₉₀P₆₀ прибавка урожая от применения биопрепарата достигала уровня 0,36 т/га. Применение биопрепарата Гумистим на азотно-фосфорном N₁₂₀P₉₀ с последовательно возрастающими дозами калийных удобрений (с содержанием калия от 60 до 120 кг/га д.в.) обеспечивало получение прибавок урожая зерна на уровне 0,36-0,46 т/га.

Следует отметить, что применение биопрепарата Гумистим на повышенном азотно-фосфорном фоне N₁₂₀P₉₀ увеличивало урожайность зерна относительно варианта N₁₂₀P₉₀ на 0,20 т/га. В тоже время, комплексное применение биопрепарата Гумистим в составе N₁₂₀P₉₀ совместно с дозами калия, возрастающими от 90 до 150 кг/га д.в., вело к дальнейшему росту урожайности зерна озимой пшеницы. Значение урожайности зерна в вариантах 16, 17, 18 изменялось от 3,21 до 3,86 т/га, а прибавки урожая зерна пшеницы от применения биопрепарата Гумистим составляли 0,43-0,93 т/га или 15,5-31,7%.

Прибавки урожая зерна от совместного применения удобрений N₉₀P₆₀ с последовательно возрастающими дозами калийных удобрений (К₆₀-К₁₂₀) и биопрепарата Гумистим в сравнении с абсолютным контролем составляли от 0,99 до 1,66 т/га. Применение повышенной дозы азотно-фосфорного удобрения N₁₂₀P₉₀ совместно с возрастающими дозами калия (К₉₀-К₁₅₀) в комплексе с Гумистимом обеспечило получение более высоких прибавок урожая зерна в сравнении с контрольным вариантом, которые варьировали от 1,17 до 2,16 т/га или от 68,8 до 127,1%.

Таким образом, в среднем за годы исследований самая высокая урожайность зерна озимой пшеницы 3,86 т/га формировалась в варианте с комплексным применением средств химизации N₁₂₀P₉₀К₁₅₀ + Гумистим.

Таблица 18 – Изменение элементов структуры урожая озимой пшеницы в зависимости от комплексно применяемых средств химизации (среднее за 2014-2018 гг.)

Анализ структуры урожая (табл. 18) свидетельствует о том, что урожайность зерна озимой пшеницы определялась повышением весенне-летней выживаемости, количеством продуктивных стеблей на 1 м², продуктивностью колоса и массой 1000 зерен.

Изменение показателей структуры урожая в целом зависело от уровня применяемых в опыте средств химизации (форм, доз удобрений, их соотношений, биопрепарата Гумистим). В среднем за годы исследований продуктивный стеблестой по опыту составил 376,4 шт/м² с варьированием по изучаемым вариантам от 303 (контроль) до 445 шт/м² стеблей в варианте N₁₂₀P₉₀К₁₅₀ + Гумистим. Масса зерна с одного колоса в среднем по опыту составляла 1,82 г, число зерен с одного колоса – 39,8 шт, масса 1000 зерен – 37,3 г.

Физико-химические показатели качества зерна позволяют в более полной мере оценить применяемые агроприемы. Исследованиями установлено, что изучаемые системы удобрения, даже как при отдельном применении, так и в ряде комплексе с биопрепаратом Гумистим оказали в целом положительное влияние на физико-химические показатели ценности качества зерна озимой пшеницы (табл. 19).

Максимальные значения были получены в вариантах N₉₀P₆₀К₁₂₀ + Гумистим и N₁₂₀P₉₀К₁₅₀ + Гумистим. Так, стекловидность зерна озимой пшеницы в этих вариантах составляла 55 и 58% соответственно, натура зерна при этом изменялась в пределах от 750 до 766 г/л, содержание белка составляло 12,8-13,6% при средневзвешенном содержании по вариантам опыта 12,6%. Массовая доля клейковины по вариантам опыта варьировала от 24,3 до 27,3%.

Наибольшее содержание сырой клейковины отмечено в вариантах N₉₀P₆₀К₁₂₀ + Гумистим и N₁₂₀P₉₀К₁₅₀ + Гумистим – 26,1 и 27,3% соответственно. Величина сбора белка с единицы площади определялась его даже относительным содержанием и уровнем урожайности зерна озимой пшеницы.

В среднем за годы исследований наиболее высокий сбор сырого белка 0,553 т/га получен в варианте с повышенной даже дозой NPK в комплексе с биопрепаратом Гумистим (N₁₂₀P₉₀K₁₅₀ + Гумистим).

Таблица 19 – Влияние средств химизации на показатели качества зерна озимой пшеницы (среднее за 2014-2018 гг.)

Удельная активность ¹³⁷Cs в зерне озимой пшеницы по рассматриваемым вариантам была сравнительно невысокой в сравнении с действующим в настоящее время нормативом (60 Бк/кг), она изменялась по вариантам опыта в среднем от 14,19 Бк/кг (контроль) до 4,48 Бк/кг в варианте N₁₂₀P₉₀K₁₅₀ + Гумистим, т.е. была даже ниже норматива в 4,2-13,4 раза (табл. 20).

Применение азотно-фосфорного удобрения N₉₀P₆₀ и N₁₂₀P₉₀ способствовало незначительному снижению удельной радиоактивности ¹³⁷Cs в зерне озимой пшеницы (в 1,21-1,26 раза) относительно абсолютного контроля.

Таблица 20 – Действие средств химизации на удельную активность ¹³⁷Cs в зерне озимой пшеницы, (среднее за 2014-2018 гг.)

Последовательно возрастающие дозы калия в составе N₉₀P₆₀ и N₁₂₀P₉₀ приводили к снижению поступления радиоцезия в зерно озимой пшеницы как по отношению к контролю, так и в сравнении с N₉₀P₆₀ и N₁₂₀P₉₀. Так, последовательно возрастающие дозы р калия на азотно-фосфорном N₉₀P₆₀ способствовали существенному снижению удельной активности радиоцезия в зерне в 1,61-2,23 раза, на азотно-фосфорном N₁₂₀P₉₀ в 1,43-2,23 раза. Обработка растений озимой пшеницы биопрепаратом Гумистим положительно влияла на снижение перехода цезия-137 из почвы в растения, уменьшая удельную активность ¹³⁷Cs в зерне в 1,35 раза (вариант контроль + Гумистим).

Применение биопрепарата Гумистим в сочетании с минеральными удобрениями снижало переход радиоцезия в урожай зерна в зависимости от дозы калия в составе N₉₀P₆₀ в 1,67-2,32 раза, на втором азотно-фосфорном фоне N₁₂₀P₉₀ в 2,02-3,17 раза. Следует отметить, что эффект от биопрепарата Гумистим в вариантах с применением доз калия 120 и 150 кг/га д.в. в составе NPK несколько ослабевал.

Практически все технологические приемы, связанные с производством растениеводческой продукции, напрямую связаны с определенными материальными затратами в денежном выражении, куда входят расходы на горюче-смазочные материалы, приобретение и использование удобрений, средств защиты растений, затраты на проведение посевных и уборочных работ и др. Проведенный расчет экономической эффективности производства зерна овса показал (табл. 21), что при максимальном уровне урожайности наиболее оптимальной является система удобрения ячменя, представленная дозой полного минерального удобрения N₁₂₀P₉₀K₁₅₀ в комплексе с биопрепаратом Гумистим. Увеличение размера совокупных затрат, исходя из расчета на 1 га посева, способствовало увеличению урожайности зерна с 1 га посевной площади в 2,3 раза.

Таблица 21 – Экономическая эффективность применения средств химизации при возделывании озимой пшеницы в оптимальном по урожайности варианте

При комплексном применении средств химизации, естественно, возросли производственные затраты на получение урожая, но условно чистый доход увеличился в 5,6 раза при уровне рентабельности производства 113,9 %. Себестоимость 1 т продукции в оптимальном варианте составила 397,4 руб./т при уровне себестоимости на контрольном варианте 667,6 руб./т. Таким образом, применение полного минерального удобрения N₁₂₀P₉₀K₁₅₀ в комплексе с биопрепаратом Гумистим является экономически выгодным технологическим приемом.

3.3 Урожайность ярового ячменя и качество продукции растениеводства

Являясь одной из важнейших зернофуражных и продовольственных культур многоцелевого использования, яровой ячмень по размерам посевных площадей в настоящее время занимает третье место после озимой пшеницы и озимой ржи [94-96].

Важнейшей задачей современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия, в первую очередь, является создание наиболее благоприятных условий для оптимизации определенной адаптивной системы питания, обеспечивающей в полной мере генетический потенциал сорта и возможность получения максимально высокой продуктивности и заданных показателей качества продукции. Оптимизация минерального питания ячменя является, по сути, основным регулируемым фактором, позволяющим эффективно управлять продукционным процессом в течение всего вегетационного периода [97].

Применяемые средства химизации, включая минеральные удобрения и биологически активные препараты, служат важнейшим фактором интенсификации земледелия в Нечерноземье и повышения продуктивности зерновых культур. Бактериальные препараты, созданные на основе высокоэффективных штаммов, при обработке ими растений способны стимулировать рост и развитие растений, а также повышать их продуктивность и устойчивость к стрессам.

В условиях обширного радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий долгоживущими радионуклидами важнейшей задачей сельскохозяйственной науки является получение продукции растениеводства соответствующей санитарно-гигиеническому нормативу по содержанию в ней радионуклидов.

Поэтому изучение влияния минеральных удобрений в комплексе с биопрепаратом Гумистим на урожайность и качество зерна ярового ячменя в условиях дерново-подзолистых радиоактивно загрязненных почв западной части Нечерноземной зоны РФ актуально.

Потенциальные возможности возделываемой культуры в полной мере позволяет раскрыть детальная разработка отдельных элементов технологии в соответствии с биологическими и сортовыми особенностями, присущими только ей. Определяющим фактором повышения урожайности и качества коечной продукции являются условия минерального питания, которые регулируются применением удобрений и других средств химизации. В связи с этим изучение влияния различных доз и соотношений минеральных удобрений в комплексе с биологическим препаратом Гумистим на урожайность и качество зерна ячменя являлось целью наших исследований в условиях юго- запада Центрального региона России на радиоактивно загрязненных агроландшафтах.

Проведенными исследованиями установлено, что урожайность зерна ячменя определялась количеством продуктивных стеблей на 1 м², массой зерна с одного колоса (табл. 22). Изменение показателей структуры урожая находилось в прямой зависимости от системы применяемых удобрений (доз и соотношений), их действия в комплексе с биопрепаратом Гумистим.

Таблица 22 – Влияние средств химизации на структуру посевов ярового ячменя (среднее за 2014-2018 гг.)

В среднем за годы исследований продуктивный стеблестой составил 790 шт./м² с варьированием по изучаемым вариантам от 652 (контроль) до 880 в варианте N₁₂₀P₉₀K₁₈₀, масса зерна с одного колоса в среднем составила 0,89 с колебаниями по изучаемым вариантам от 0,82 до 0,98 г. То есть, применение Гумистима в комплексе с полным минеральным удобрением способствовало увеличению количества продуктивных стеблей на 18-36 шт./м², продуктивность колоса на 0,02-0,05 г., при одновременном увеличении длинны колоса на 1,0- 3,0 см.

Повышение показателей структуры урожая определяло уровень урожайности зерна ячменя в разрезе изучаемых вариантов опыта.

Наименьшая урожайность зерна ячменя по всем вариантам опыта была отмечена в условиях засушливого 2015 года (табл. 23). Урожайность изменялась от 1,32 (контроль) до 3,99 т/га (N₁₂₀P₉₀K₁₈₀ + Гумистим). Наиболее высокой урожайностью зерна ячменя характеризовался 2016 год.

Таблица 23 – Влияние средств химизации на урожайность зерна ячменя сорта Эльф

Уровень урожайности зерна в этом году по вариантам опыта варьировался в пределах 2,63-5,26 т/га. Внесение азотно-фосфорного удобрения N₉₀P₆₀ повышало урожайность зерна ячменя относительно контроля в среднем на 0,36 т/га или на 16,7%. От применения N₁₂₀P₉₀ урожайность зерна повышалась в среднем в сравнении с контролем на 1,22 т/га или на 56,8%, а по отношению к варианту N₉₀P₆₀ прибавка урожайности зерна составила 0,86 т/га или 34,2%. Внесение последовательно возрастающих доз калия от 60 до 120 кг/га д.в. На фоне N₉₀P₆₀ способствовало повышению урожайности зерна по сравнению с контролем в среднем на 0,67-1,19 т/га, а применение последовательно возрастающих доз калия (К₁₂₀-К₁₈₀) на фоне N₁₂₀P₉₀ повышали урожайность зерна относительно контроля в среднем на 1,52-1,57 т/га.

Обработка посевов препаратом Гумистим на контрольном варианте способствовало повышению урожайности зерна по сравнению с контролем на 0,15 т/га (7,0%), а на фоне N₁₂₀P₉₀ на 1,55 т/га (72,1%), в сравнении с N₁₂₀P₉₀ на 0,33 т/га (9,8%). Обработка посевов ячменя биопрепаратом Гумистим на фоне N₁₂₀P₉₀ с последовательно возрастающими дозами калия от 120 до 180 кг/га д.в. способствовало повышению урожайности зерна относительно абсолютного контроля в среднем за годы исследования на 1,93- 2,64 т/га (90,0-123,6%) при уровне прибавки от биопрепарата Гумистим 0,41- 1,07 т/га (27,0-68,2%). Максимальный урожай зерна ячменя (4,79 т/га) в среднем за годы исследования проведения эксперимента получен в варианте с применением N₁₂₀P₉₀K₁₈₀ + Гумистим.

При производстве сельскохозяйственной продукции весьма важно учитывать факторы, оказывающие влияние на повышение урожайности возделываемых культур, но также и качество получаемой продукции. Особую важность приобретают такие показатели зерна, как масса 1000 зерен, натура, содержание сырого белка, сырого жира, клетчатки, сахаров, имеющие большое значение при определении цели использования полученной продукции и ее переработки.

Применяемые системы удобрения способствовали повышению белковости зерна ячменя (табл. 24). В среднем за годы исследований в контрольном варианте содержание сырого белка составило 10,1%. Применение азотно-фосфорного удобрения N₉₀P₆₀ и N₁₂₀P₉₀ повышало содержание сырого белка в зерне ячменя по сравнению с контролем на 0,9-2,5%, возрастал и сбор белка с 0,217 т/га (контроль) до 0,276-0,425 т/га соответственно. Последовательно возрастающие дозы калия К60- К120 на фоне N₉₀P₆₀ повышали белковость зерна ячменя по сравнению с контролем на 1,2- 2,4%, а применение последовательно возрастающих доз калия К120- К180 в составе N₁₂₀P₉₀ повышало содержание сырого белка в зерне ячменя по сравнению с контролем на 3,0- 3,3%, а по отношению к N₁₂₀P₉₀ на 0,5-0,8%.

Таблица 24 – Содержание сырого белка урожаем зерна ячменя в зависимости от применяемых средств химизации

Обработки посевов ячменя биопрепаратом Гумистим повышало содержание сырого белка в зерне ячменя в зависимости от систем удобрения от 13,2 до 13,5%.

В среднем за годы проведения исследований, как при отдельном применении минерального удобрения, так и в комплексе с биопрепаратом Гумистим отмечено повышение белка в зерне ячменя относительно контрольного варианта.

Содержание сырой клетчатки в зерне ячменя в среднем за годы исследований под влиянием изучаемых систем удобрения снижалось по вариантам с 8,7 до 7,8%. То же самое отмечалось и в отношении содержания крахмала в зерне ячменя (табл. 25).

Таблица 25 – Влияние средств химизации на показатели качества зерна ячменя (среднее за 2014-2018 гг.)

Применяемые системы удобрения при отдельном применении способствовали повышению концентрации остаточных нитратов в зерне ячменя. При обработке посевов ячменя биопрепаратом Гумистим на фоне N₁₂₀P₉₀ последовательно возрастающими дозами калия снижало концентрацию остаточных нитратов в зерне ячменя. В целом в разрезе изучаемых вариантов концентрация нитратов изменялась в пределах 46-81 мг/кг (ПДК для зерна 93 мг/кг).

Под влиянием изучаемых в опыте средств химизации отмечено увеличение массы 1000 зерен с 54,5 г на фоне без удобрений до 57,9 г при применении N₁₂₀P₉₀K₁₈₀ в комплексе с биопрепаратом Гумистим. Действие биопрепарата Гумистим на фоне применяемых систем удобрения на увеличении массы 1000 зерен сказалось незначительно.

При обширном загрязнении сельскохозяйственных угодий долгоживущими радионуклидами одной из главнейших задач сельхозпроизводителей является получение сельскохозяйственной продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам по содержанию в ней радионуклидов, при этом применение высоких доз калийного удобрения является решающим фактором.

Удельная активность ¹³⁷Cs в зерне ячменя в среднем за годы исследований наиболее высокой была отмечена в засушливом 2015 году и варьировала по вариантам опыта в пределах 8-20 Бк/кг. Наименьшая активность ¹³⁷Cs была отмечена в 2016 году (табл. 26).

Таблица 26 – Удельная активность ¹³⁷Cs в зерне ячменя в зависимости от применяемых удобрений и биопрепарата Гумистим

Примечание: допустимый уровень активности ¹³⁷Cs в зерне 60 Бк/кг. Нормативные документы: ГОСТ Р54040. Технический регламент таможенного союза «О безопасности зерна» ТРТС 05/2011 от 9 декабря 2011 года №874 [93].

В среднем удельная активность ¹³⁷Cs в зерне ячменя в контрольном варианте была относительно невысокой и составляла 17 Бк/кг (норматив 60 Бк/кг). Применение азотно-фосфорного удобрения N₉₀P₆₀ и N₁₂₀P₉₀ способствовало увеличению удельной активности ¹³⁷Cs в урожае зерна за счет повышения перехода ¹³⁷Cs в растения ячменя под влиянием минерального удобрения азота. Удельная активность ¹³⁷Cs в этих вариантах составляла 19 и 21 Бк/кг соответственно при уровне удельной активности в контрольном варианте 17 Бк/кг. Последовательно возрастающие дозы калия в составе N₉₀P₆₀ способствовало уменьшению удельной активности в зерне ячменя относительно контроля в среднем в 1,42-1,55 раза, а на фоне N₁₂₀P₉₀ уменьшало удельную активность ¹³⁷Cs в зерне ячменя в 1,42 раза, последовательно возрастающие дозы К₁₂₀-К₁₈₀ на фоне N₁₂₀P₉₀ в комплексе с биопрепаратом Гумистим уменьшали удельную активность ¹³⁷Cs в зерне ячменя в сравнении с контролем в 1,55-4,25 раза. Полученное в опыте зерно ячменя по удельной активности в нем ¹³⁷Cs соответствует нормативу и пригодно для использования на пищевые и кормовые цели без ограничений.

Понятие об эффективности возделывания любой культуры представляется как определенное соотношение между имеющими место результатами производства продукции совместно с услугами и производственными затратами трудовых и производственных ресурсов.

Главным критерием, определяющим стимул производства продукции в условиях рыночной экономики является получение выгоды, выраженной в денежном эквиваленте (прибыль).

Практически экономическую эффективность при производстве сельскохозяйственной продукции определяют следующие показатели: урожайность, стоимостное выражение полученной валовой продукции, размер производственных затрат, условно чистый доход, уровень рентабельности.

Практически все технологические приемы, связанные с производством растениеводческой продукции, напрямую связаны с определенными материальными затратами в денежном выражении, куда входят расходы на горюче- смазочные материалы, приобретение и использование удобрений, средств защиты растений, затраты на проведение посевных и уборочных работ и др.. Следует также иметь в виду то, что интенсификация производства повышает материальные и трудовые затраты в расчете на 1 гектар посевной площади. В то же время при производстве высококачественного зерна имеет место возможность его реализации по максимально высокой цене, что естественно сказывается на размерах прибыли и уровне рентабельности производства в целом. Проведенный расчет экономической эффективности производства зерна ячменя показал (табл. 27), что при максимальном уровне урожайности наиболее оптимальной является система удобрения ячменя, представленная дозой полного минерального удобрения N₁₂₀P₉₀K₁₈₀ в комплексе с биопрепаратом Гумистим. Увеличение размера совокупных затрат, исходя из расчета на 1 га посева, способствовало увеличению урожайности зерна с 1 га посевной площади в 2,2 раза.

Таблица 27 – Экономическая эффективность применения средств химизации при возделывании ячменя в оптимальном по урожайности варианте

При комплексном применении средств химизации, естественно, возросли производственные затраты на получение урожая, но условно чистый доход увеличился в 4,3 раза при уровне рентабельности производства 79,5%. Себестоимость 1 т продукции в оптимальном варианте составила 418,0 руб./т при уровне себестоимости на контрольном варианте 581,0 руб./т. Таким образом, применение полного минерального удобрения N₁₂₀P₉₀K₁₈₀ в комплексе с биопрепаратом Гумистим является экономически выгодным технологическим приемом.

3.4 Урожайность овса и качество продукции растениеводства

Обеспечение продовольственной безопасности страны непосредственно связано с увеличением производства наиболее востребованных продовольственных и кормовых культур, одной из которых в Российской Федерации является овес. Площади овса в России в последние годы составляли порядка 3,6-4,4 млн. га, а его урожайность в последнем десятилетии не превышала 1,5-2,0 т/га, занимая по валовому сбору третье место после пшеницы и ячменя. Определяющим критерием уровня эффективности выращивания любой сельскохозяйственной культуры и овса в том числе, где в качестве ведущего фактора определяющего стабильно высокую урожайность, при обязательном соблюдении всех предусмотренных приемов агротехники, является принцип комплексности использования современных средств химизации. Это необходимо учитывать при возделывании овса в условиях почв дерново-подзолистого типа песчаных и супесчаных по гранулометрическому составу для которых характерно сравнительно низкое содержание элементов питания. В условиях достаточной обеспеченности и сбалансированным минеральным питанием, где азот занимает доминирующее положение, применение биологически активных препаратов способствует повышению продуктивности овса. При радиоактивном загрязнении сельскохозяйственных угодий в отдаленный период после глобальной катастрофы на Чернобыльской АЭС важнейшей задачей сельхозпроизводителей является получение продукции растениеводства соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам [98-102].

На урожайность зерна овса в определенной степени повлияли колебания погодных условий в различные периоды вегетации. Так, например, уровень урожайности зерна овса по изучаемым вариантам в 2016, 2017 и 2018 годам был заметно выше, чем в 2014 году и 2015 году (особо неблагоприятном по влагообеспеченности) (табл. 28).

Самая высокая урожайность зерна овса за годы исследований в разрезе изучаемых вариантов опыта была получена в 2018 году, она составила 2,63-4,97 т/га.

Таблица 28 – Зависимость урожайности зерна овса от применяемых удобрений и биопрепарата Альбит (т/га)

Таким образом, за весь период исследований, начиная с 2014 года по 2018 год, урожайность зерна овса по вариантам опыта изменялась в пределах 1,99-3,59 т/га. Применение азотно-фосфорных удобрений, а именно, N₆₀P₆₀ и N₉₀P₉₀, способствовало повышению урожайности зерна овса относительно контроля в среднем на 20,7-36,5% (или 0,39-0,92 т/га). Последовательно возрастающие дозы К_60-120 на фоне N₆₀Р₆₀ повышали урожайность в сравнении с контролем на 0,57-0,85 т/га, а относительно N₆₀Р₆₀ на 7,9-20,2% (или на 0,18-0,46 т/га). Последовательно возрастающие дозы калия (д.в. на фоне N₉₀P₉₀) от 90 кг/га до 150 кг/га способствовали повышению урожайности зерна овса в среднем (в сравнении с контролем) на 0,92-1,30 т/га. Таким образом, эффективность калийных удобрений на азотно-фосфорном N₉₀P₉₀ оказалась выше.

Применение биопрепарата Альбит также способствовало повышению урожайности зерна овса в среднем (относительно абсолютного контроля) на 10,1%, (или на 0,19 т/га). Обработка зерна овса биопрепаратом Альбит на фоне N₉₀P₉₀ позволила повысить урожайность зерна овса в среднем (относительно N₉₀P₉₀) на 8,5% (или на 0,22 т/га), а относительно абсолютного контроля на 48,1% (или на 0,91 т/га). Таким образом, применение биопрепарата Альбит в комплексе с азотно-фосфорным удобрением N₉₀P₆₀ и последовательно возрастающими дозами калия в составе К₉₀-К₁₅₀, способствовали повышению урожайности зерна овса относительно контроля в среднем на 67,7-89,9% (или на 1,28-1,70 т/га). При этом прибавка от применения биопрепарата Альбит варьировала от 0,36-0,40 т/га (или 12,8-12,5%).

Окупаемость 1 кг NPK удобрений прибавкой урожая зерна овса наиболее высокой была в варианте N₉₀P₉₀К₁₂₀ + Альбит и варианте N₉₀P₉₀К₁₅₀ + Альбит и составила соответственно 4,93кг/га и 5,15 кг/га.

На протяжении периода исследований с 2014 года по 2017 год применяемые средства химизации оказали существенное влияние на изменение таких показателей качества зерна овса, как содержание сырого белка, натуры, а также выход крупы (табл. 29). Анализируя полученные результаты, можно сказать, что под влиянием применяемых доз минеральных удобрений и биопрепарата Альбит в среднем содержание сырого белка в зерне овса повышалось с 10,9% в варианте с контролем до 14,0% в варианте N₉₀P₉₀K₁₅₀ + Альбит. Таким образом повышение составило 3,1%, а самое высокое содержание белка в зерне овса было получено в варианте с комплексным применением средств химизации, а именно минерального удобрения N₉₀P₉₀K₁₅₀ и биопрепарата Альбит.

Под влиянием применяемых доз минеральных удобрений и биопрепарата Альбит постепенно повышалась натура зерна в среднем от 470 г/л в варианте с контролем до 487 г/л в варианте с комплексным применением средств химизации, а именно минерального удобрения N₉₀P₉₀K₁₅₀ и биопрепарата Альбит. Применяемые средства химизации достоверно повышали и выход крупы. Его показатель постепенно возрастал от 54,76 % в варианте с контролем до 58,78% в варианте с комплексным применением средств химизации. Повышение показателя выхода крупы составило 4,02%.

Таблица 29 – Качественные показатели зерна овса в зависимости от применяемых средств химизации

Таким образом, за годы исследований содержание сырого белка под влиянием средств химизации повышалось, при его максимуме в варианте N₉₀P₉₀K₁₅₀ + Альбит. Минеральные удобрения, как при отдельном применении, так и в комплексе с биопрепаратом Альбит не только повышали белковость зерна овса, но повышали и натуру зерна, выход крупы, следовательно, комплексное применение средств химизации способствовало улучшению качества зерна овса.

Важнейший показатель качества зерна – это содержание в нем белка. Ценность зерна, в нашем случае зерна овса, как источника белка определяется как количеством суммарного белка так и его качеством. Зерно злаковых культур характеризуется довольно невысоким содержанием в нем белка. В среднем оно составляет 10-14%. В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства повышение урожайности зерновых культур не должно сопровождаться снижением качества получаемой продукции, при этом основную роль в этом процессе играют удобрения и другие средства химизации.

В наших опытах под влиянием минеральных удобрений, как при отдельном применении, так и в комплексе с биопрепаратом Альбит наблюдалось повышение содержания сырого белка и размеры его выноса с урожаем зерна (табл. 30).

Таблица 30 – Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Альбит на содержание и сбор сырого белка урожаем зерна овса

Самое высокое содержание в зерне овса сырого белка по изучаемым вариантам было отмечено 2015 году, который характеризовался как наиболее засушливый. В среднем, по вариантам опытов, содержание сырого белка варьировало от 10,9% до 14,0%, что является довольно неплохим показателем качества зерна овса. Применение минеральных удобрений в комплексе с биопрепаратом Альбит способствовало дополнительно повышению содержания сырого белка в зерне и варьировало в пределах 13,3-14,0%. Сбор его с одного гектара возрастал соответственно от 0,372 т/га до 0,503 т/га.

На протяжении всего периода проведения наших опытов удельная активность ¹³⁷Сs в зерне овса напрямую зависела не только от применяемых средств химизации, но и от метеорологических условий вегетационных периодов. Наиболее высокие показатели удельной активности ¹³⁷Сs в зерне овса были отмечены в 2014 году и 2015 году, характеризующимся как недостаточно влагообеспеченном (табл. 31).

Таблица 31 – Зависимость удельной активности ¹³⁷Сs в зерне овса от действия минеральных удобрений и биопрепарата Альбит.

Допустимый уровень содержания радиоактивного цезия в зерне составляет 60 кБк/кг согласно нормативных документов: ГОСТ Р 54040, технический регламент таможенного союза «О безопасности зерна» ТРТС 015/2011 от 9 декабря 2011 г. №874.

При применении минеральных удобрений как отдельно, так и в комплексе с биопрепаратом Альбит позволили снизить удельную активность радиоактивного цезия в зерне овса. Наибольший эффект получен от применения повышенных доз калия в составе N₆₀P₆₀К₁₂₀ и N₉₀P₉₀К₁₅₀. В этих вариантах удельная активность ¹³⁷Сs в сравнении с контролем снижалась соответственно в 2,26 и 4,4 раза. Применение биопрепарата Альбит на фоне NPK с последовательно возрастающими дозами калия от 90 до 150 кг/га д.в. способствовало снижению удельной активности цезия ¹³⁷Сs в зерне овса в среднем в сравнении с контролем в 2,15-3,10 раза. Удельная активность цезия–137 в среднем за годы исследований по вариантам опыта изменялась от 43 до 14 Бк/кг, то есть полученное с опытных делянок зерно соответствует санитарно-гигиеническому нормативу.

Практически все технологические приемы, связанные с производством растениеводческой продукции, напрямую связаны с определенными материальными затратами в денежном выражении, куда входят расходы на горюче-смазочные материалы, приобретение и использование удобрений, средств защиты растений, затраты на проведение посевных и уборочных работ и др. Следует также иметь в виду то, что интенсификация производства повышает материальные и трудовые затраты в расчете на 1 гектар посевной площади. В то же время при производстве высококачественного зерна имеет место возможность его реализации по максимально высокой цене, что естественно сказывается на размерах прибыли и уровне рентабельности производства в целом. Проведенный расчет экономической эффективности производства зерна овса показал (табл. 32), что при максимальном уровне урожайности наиболее оптимальной является система удобрения ячменя, представленная дозой полного минерального удобрения N₉₀P₉₀K₁₅₀ в комплексе с биопрепаратом Альбит. Увеличение размера совокупных затрат, исходя из расчета на 1 га посева, способствовало увеличению урожайности зерна с 1 га посевной площади в 1,9 раза.

Таблица 32 – Экономическая эффективность применения средств химизации при возделывании овса в оптимальном по урожайности варианте

При комплексном применении средств химизации, естественно, возросли производственные затраты на получение урожая, но условно чистый доход увеличился в 3,5 раза при уровне рентабельности производства 87 %. Себестоимость 1 т продукции в оптимальном варианте составила 2513,0 руб./т при уровне себестоимости на контрольном варианте 1323,0 руб./т. Таким образом, применение полного минерального удобрения N₉₀P₉₀K₁₅₀ в комплексе с биопрепаратом Альбит является экономически выгодным технологическим приемом.

Таким образом, полевые опыты на дерново-подзолистой супесчаной радиоактивно загрязненной почве показали, что наиболее эффективным при возделывании овса сорта Скакун оказалось применение полного минерального удобрения N₉₀P₉₀К₁₅₀ в комплексе с биопрепаратом Альбит. Прибавка урожайности составила 1,7 т/га, в том числе от Альбит 0,40 т/га, при окупаемости 1 кг NPK прибавкой урожая 5,15 кг зерна. Под влиянием удобрений и биопрепарата Альбит отмечено повышение белковости и сбора белка с 1 га посевной площади. Применение биопрепарата Альбит на фоне полного минерального удобрения обеспечило снижение удельной активности ¹³⁷Сs в зерне овса в 2,15-3,10 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Агроклиматические ресурсы запада Брянской области позволяют реализовать потенциал продуктивности полевых культур, в регионе достаточно термических и водных ресурсов необходимых для получения стабильно высоких урожаев зерна озимой пшеницы, ячменя и овса, а также зеленой массы люпина.

Радиационная ситуация в целом стабилизируется, происходит снижение уровня радиоактивного загрязнения почв главным образом за счет естественного распада и в меньшей степени за счет вертикальной и горизонтальной миграции. Сравнивая динамику изменения площадей, на которых необходимо проводить реабилитационные мероприятия в западных районах Брянской области, необходимо отметить, что процесс очищения почв от искусственных радионуклидов на пашни идет быстрее в отличие от естественных кормовых угодий.

Эффективность удобрений в зависимости от их видов, соотношений, уровня насыщенности в комплексе с биопрепаратами на продуктивность и качество продукции культур севооборота в условиях радиоактивного загрязнения почвы изменялась в зависимости от биологических особенностей возделываемых культур.

При возделывании люпина узколистного в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды на легких почвах с низким естественным плодородием необходимо применять полное минеральное удобрение N₆₀Р₉₀К₁₂₀ в комплексе с препаратом Эпин-Экстра, при котором получена наибольшая урожайность зеленой массы, в среднем за годы исследований – 34,2 т/га. Прибавка урожайности зеленой массы люпина от Эпина-Экстра составила 13,7 т/га. Под влиянием изучаемых средств химизации содержание сырого белка в зеленой массе люпина возрастало, изменяясь по вариантам опыта от 15,9 до 18,3%.

Содержание макроэлементов в зеленой массе узколистного люпина соответствовало зоотехническому нормативу. Применение препарата Эпин-Экстра на фоне изучаемых доз и сочетаний минеральных удобрений способствовало повышению в корме азота, фосфора и калия, но снижало содержания кальция и магния.

Наибольшее влияние на снижение поступления ¹³⁷Cs в урожай люпина узколистного оказали калийные удобрения в последовательно возрастающих дозах, как при отдельном внесении, так и в составе фосфорно-калийного удобрения. Азотные удобрения в составе NPK повышали удельную активность ¹³⁷Cs в корме. Наибольшее снижение удельной активности ¹³⁷Cs в зеленой массе узколистного люпина в 1,74-2,35 раза получено при комплексном применении минеральных удобрений и препарата Эпин-Экстра. В среднем за годы исследований полученная зеленая масса узколистного люпина по удельной активности ¹³⁷Cs в ней не превышает норматив 400 Бк/кг (ВП 13.5.13/06-01) и может быть использована на корм сельскохозяйственным животным без ограничений.

Наибольшую урожайность зерна озимой пшеницы сорта Московская 39 (3,78 т/га) обеспечило применение N₁₂₀P₉₀K₁₅₀ + Гумистим при самом высоком содержании белка (13,27%) и величину его сбора (0,502 т/га), а также наиболее высоком содержании клейковины (27,9%) и числа падения (272 с). Комплексное применение минерального удобрения N₁₂₀P₉₀K₁₅₀ с биопрепаратом Гумистим способствует получению нормативно чистого зерна озимой пшеницы в условиях проведения эксперемента.

Полевые опыты по использованию биопрепарат Гумистим показали, что обработка посевов ячменя в начале колошения увеличивает урожайность зерна ячменя и окупаемость 1кг NPK урожаем зерна. Наибольшая урожайность была получена при комплексном применении биопрепарата Гумистим и полного минерального удобрения N₁₂₀P₉₀K₁₈₀, окупаемость 1 кг NPK составила 6,5 кг зерна. Биопрепарат способствовал увеличению белковости зерна. Под влиянием изучаемых средств химизации отмечалось снижение содержания сырого жира, сырой клетчатки, крахмала. Применение биопрепарата Гумистим на фоне полного минерального удобрения обеспечило снижение удельной активности ¹³⁷Сs в зерне от 1,67 до 3,0 раза

Наиболее эффективная технология для овса, представленная системой удобрения в составе N₉₀P₉₀K₁₅₀ в комплексе с биопрепаратом Альбит обеспечивает урожайность зерна на уровне 2,13 т/га. В среднем за годы исследований содержание сырого белка в зерне овса было относительно высоким и составляло 11,0-14,0%. Максимальный сбор белка урожаем зерна овса – 0,30 т/га получен при комплексном применении средств химизации в варианте N₉₀P₉₀K₁₅₀ +Альбит.

Под влиянием средств химизации, применяемых как отдельно, так и в комплексе с биопрепаратом Альбит, улучшались физические свойства зерна овса. Масса 1000 зерен овса по вариантам опыта изменялась от 38,20 до 40,70 г, натура от 469 до 488 г/л, выход крупы от 54,30 до 58,75%, пленчатость снижалась от 28,45 до 26,10%, выравненность от 91,0 до 96,8%.

Минеральные удобрения, как при отдельном применении, так и в комплексе с биопрепаратом Альбит снижали удельную активность ¹³⁷Cs в зерне овса. Наибольшее снижение удельной активности ¹³⁷Cs получено по минеральной системе удобрения в комплексе с биопрепаратом Альбит (N₉₀P₉₀K₁₅₀ + Альбит).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Будыко, М.И. Изменения климата / М.И. Будыко. – Л.: Гидрометеоиздат, 1974. – 280 с.

2 Будыко, М.И. Климат в прошлом и будущем / М.И. Будыко. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 216 с.

3 Будыко, М.И. Климат и жизнь / М.И. Будыко. – Л.: Гидрометеоиздат, 1971. – 472 с.

4 Будыко, М.И. Современное потепление / М.И. Будыко // Метеорология и гидрология. – 1993. – № 7. – С. 29-34.

5 Ветров, В.А. Ограничение антропогенного воздействия на окружающую среду России: состояние проблемы и перспективная стратегия / В.А. Ветров // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. – 2015.– Т 26, №2. – С. 10-32.

6 Вильфанд, Р.М. О динамике агроклиматических показателей условий сева, зимовки и формирования урожая основных зерновых культур / Р.М. Вильфанд, А.И. Страшная, О.В. Береза // Труды гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации. — 2016. — № 360. — С. 45-78.

7 Горбаренко, Е.В. Климатические изменения радиационных параметров атмосферы по данным наблюдений в метеорологической обсерватории МГУ / Е.В. Горбаренко // Метеорология и гидрология. – 2016. – № 12. – С. 5-17.

8 Жуковский Е.Е. Вероятностный анализ влияния изменений климата на потенциал продуктивности агроэкосистем / Е.Е. Жуковский, Г.Г. Бельченко, Т.М. Брунова // Метеорология и гидрология. – 1992. – № 3. – С. 92-103.

9 Корзухин, М.Д. Расчетные оценки влияния климата на продуктивность лесов (обзор подходов) / М.Д. Корзухин // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. – 2015.– Т 26, №2. – С. 33-58.

10 Оганесян, В.В. Оценки рисков нанесения ущербов экономике опасными метеорологическими явлениями погоды / В.В. Оганесян, Е.Ф. Орлова // Труды гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации. – 2016. – № 362. – С. 214-223.

11 Гуляев, Б.И. Влияние концентрации СО₂ на фотосинтез, рост и продуктивность растений / Б.И. Гуляев // Физиология и биохимия культурных растений. – 1986. – Т. 18, № 6. – С. 576-591.

12 Сиротенко О. Д. Математическое моделирование водно-теплового режима и продуктивности агроэкосистем / О.Д. Сиротенко. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – 168 с.

13 Русакова Т. И. О создании новой технологии оперативного агрометеорологического обеспечения агропромышленного комплекса России / Т.И. Русакова // Метеорология и гидрология. – 2004. – № 12. – С. 82-89.

14 Бабич, В.В. Использование периодических природных процессов для прогноза климата внетропических широт северного полушария на ближайшие 500 лет / В.В. Бабич, А.В. Дарьин, И.А. Калугин, Л.Г. Смолянинова // Метеорология и гидрология. – 2016. – № 9. – С. 5-15.

15 Коренев, В.Б. Действие системы удобрений и погодных условий на урожайность озимой ржи в севообороте в условиях юго-запада Нечерноземной зоны / В.Б. Коренев, И.Н. Белоус, Л.А. Воробьева, Г.Л. Яговенко // Земледелие. – 2015. – №7. – С. 34-36.

16 Бейн, Е.Е. Метеорологические условия проведения опытов за 70 лет / Е.Е. Бейн, Ф.В. Моисеенко, Н.М. Белоус // Химия в сельском хозяйстве. – 1996. – № 3. – С. 5-6.

17 Белоус, Н.М. Влияние агроклиматических ресурсов, различных систем удобрений и уровня плодородия почвы на урожай и качество культур севооборота / Н.М. Белоус, В.Ф. Моисеенко, Л.А. Воробьева // Программирование урожаев и биологизация земледелия: научные труды. Выпуск 3. Часть 2. – Брянск, 2007. – С. 3-16.

18 Антыков, А.Я. Почвы Брянской области и условия их образования / А.Я. Антыков, – Брянск : Брянский рабочий, 1958. – 164 с.

19 Природное районирование и типы сельскохозяйственных земель Брянской области. – Брянск : Приок. кн. изд-во, 1975. – 610 с.

20 Белоус, Н.М. Климат и агроклиматические ресурсы / Н.М. Белоус, Ф.В. Моисеенко, Е.Е. Бейн // Новозыбков: историко-краеведческий очерк. – Брянск, 2001. – С. 18-20.

21 Моисеенко, Ф.В. Погодные условия Новозыбковской опытной станции и их изменение во времени / Ф.В. Моисеенко, Н.М. Белоус // Повышение плодородия, продуктивности дерново-подзолистых песчаных почв и реабилитация радиационно загрязненных сельскохозяйственных угодий. Выпуск VII. – М.: Изд-во Агроконсалт, 2002. – С. 264-268.

22 Воробьев, Г.Т. Почвы Брянской области: генезис, свойства, распространение / Г.Т. Воробьев, – Брянск: Грани, 1993. – 158 с.

23 Алексахин, Р.М. О реабилитации территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению / Р.М. Алексахин, Г.В. Козьмин, С.В. Фесенко, Н.И. Санжарова // Вестник РАСХН. − 1994. − №2. − С. 28-30.

24 Агеец, В.Ю. Переспециализация хозяйств на загрязненных территориях – важное условие повышения эффективности их работы / В.Ю. Агеец // Белорусское сельское хозяйство. – 2005. – № 1 (33). – С. 36-37.

25 Алексахин, Р.М. Техногенное загрязнение сельскохозяйственных угодий (исследования, контроль и реабилитация территорий) / Р.М. Алексахин, М.И. Лунёв // Плодородие. – 2011. – №3. – С. 32-35.

26 Алексахин, Р.М. Чернобыльская катастрофа и агропромышленное производство (К итогам 10-летних исследований) / Р.М. Алексахин // Аграрная наука. – 1996. – № 3. – С. 5-7.

27 Анненков, Б.Н. Ведение сельского хозяйства в районах радиоактивного загрязнения (радионуклиды в продуктах питания) / Б.Н. Анненков, В.С. Аверин. – Мн.: Пропилен, 2003. – 111 с.

28 Белоус, Н.М. Дела Чернобыльские / Н.М. Белоус // Вестник Брянской ГСХА. – 2016. – № 2 (54). – С. 3-8.

29 Белоус, Н.М. Влияние органических удобрений на продуктивность и содержание цезия-137 в урожае культур севооборота / Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов // Бюллетень ВИУА. – 2003. – № 117. – С. 185-187.

30 Алексахин, Р.М. Чернобыль, сельское хозяйство, окружающая среда / Р.М. Алексахин, Н.И. Санжарова, С.В. Фесенко и др. – Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2006. – 35 с.

31 Белоус, Н.М. Современные проблемы радиологии в сельскохозяйственном производстве: монография / Н.М. Белоус, И.Н. Белоус, С.А. Бельченко, Н.Н. Дубенок, М.Г. Драганская, В.А. Захаров, Н.Г. Кононова, А.В. Ильинский, О.А. Коршунова, В.Б. Коренев, Ю.А. Мажайский, А.Е. Морозов, П.В. Прудников, В.В. Талызин, Ю.А. Томин, В.М. Туровец, В.Ф. Шаповалов; под общей редакцией Ю.А. Мажайского. – Рязань: ФГОУ ВПО РГАТУ, 2010. – 362 с.

32 Белоус, Н.М. Социально-экономическое развитие районов Брянской области пострадавшей от Чернобыльской катастрофы / Н.М. Белоус // Вестник Брянской ГСХА. – 2013. – № 4. – С. 41-48.

33 Панов, А.В. Эффективность мероприятий, направленных на снижение доз облучения жителей сельских населенных пунктов в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС / А.В. Панов, С.В. Фесенко, Р.М. Алексахин // Радиационная биология. Радиоэкология. — 2001. — Т. 41. — №6. — С. 682-694.

34 Пристер, Б. С. Проблема применения контрмер в сельском хозяйстве Украины после аварии на Чернобыльской АЭС / Б.С. Пристер, Ю.А. Иванов, Л.В. Перепелятникова // Вестник аграрной науки. – №4. – 1996. – С. 74-81.

35 Сычев, В.Г. Чернобыль: радиационный мониторинг сельскохозяйственных угодий и агрохимические аспекты снижения последствий радиоактивного загрязнения почв (к 30-летию техногенной аварии на Чернобыльской АЭС) / В.Г. Сычев, В.И. Лунёв, П.М. Орлов, Н.М. Белоус. – М.: ВНИИА, 2016. – 184 с.

36 Белоус, Н.М. Риск получения молока и кормов не соответствующих нормативам по содержанию цезия-137 / Н.М. Белоус, И.И. Сидоров, Е.В. Смольский, С.Ф. Чесалин, Т.В. Дробышевская // Достижения науки и техники АПК. – 2016. – Т. 30, № 5. – С. 75-77.

37 Белоус, Н.М. Эффективность защитных мероприятий при реабилитации кормовых угодий России и Беларуси, загрязненных после катастрофы на Чернобыльской АЭС / Н.М. Белоус, А.Г. Подоляк, А.Ф. Карпенко, Е.В. Смольский // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2016. – Т. 56. – № 4. – С. 405-413.

38 Богдевич, И.М. Защитные агрохимические мероприятия в АПК Республики Беларусь / И.М. Богдевич, А.Г. Подоляк, И.Д. Шмигельская // Агрохимический вестник. – 2006. – № 2. – С. 13-19.

39 Козьмин, Г.В. Ведение сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения / Г.В. Козьмин, С.В. Круглов, А.А. Курганов. – Обнинск: ИАТЭ, 1999. – 187 с.

40 Панов, А.В. Радиоэкологическая ситуация в сельскохозяйственной сфере на загрязненных территориях России в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС / А.В. Панов, С.В. Фесенко, Р.М. Алексахин, А.Д. Пастернак, П.В. Прудников, Н.И. Санжарова, В.А. Горяинов, А.А. Новиков, А.А. Музалевская // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2007. – Т.47, №4. – С. 423-434.

41 Прудников, П.В. Испытание новых мелиорантов на радиоактивно загрязненных территориях Брянской области / П.В. Прудников, Н.И. Санжарова, С.П. Прудников // Агрохимический вестник. – 2010. – №2. – С. 15-19.

42 Прудников, П.В. Эффективность агрохимических мероприятий при реабилитации радиоактивно загрязненных территорий / П.В. Прудников, Л.А. Ковалев, З.Н. Маркина // Агрохимический вестник. – 2006. – №2. – С. 8-10.

43 Ратников, А.Н. Авария на Чернобыльской АЭС и сельскохозяйственное производство / А.Н. Ратников // Вестник сельскохозяйственной науки. – 1990. – № 10. – С. 167-173.

44 Санжарова, Н.И. Изменение радиационной обстановки в сельском хозяйстве после аварии на Чернобыльской АЭС / Н.И. Санжарова // Агрохимический вестник. – 2010. – №2. – С. 6-9.

45 Панов, А.В. Влияние сельскохозяйственных защитных мероприятий на облучение населения, проживающего на территориях, загрязненных в результате аварии на Чернобыльской АЭС / А.В. Панов, С.В. Фесенко, Н.И. Санжарова, Р.М. Алексахин, П.В. Прудников, А.Д. Пастернак // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2006. –Т.46, №2. – С. 233-239.

46 Подоляк, А.Г. Рекомендации по использованию загрязненных радионуклидами пойменных земель Белорусского Полесья / А.Г. Подоляк, С.Ф. Тимофеев, Н.В. Гребенщикова – Гомель: РНИУП «Институт радиологии», 2001. – 27 с.

47 Подоляк, Л.Г. Прогнозирование накопления ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в травостоях основных типов лугов Белорусского Полесья по агрохимическим свойствам почв / Л.Г. Подоляк, С.Ф. Тимофеев, Н.В. Гребенщикова, Т.В. Арастович, В. Жданович // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2005. – Т. 45. – № 1. – С. 100-111.

48 Санжарова, Н.И. Защитные и реабилитационные мероприятия в сельском хозяйстве: к 30-летию аварии на ЧАЭС / Н.И. Санжарова, А.В. Панов, Н.Н. Исамов, П.В. Прудников // Агрохимический вестник. — 2016. — Т.2, №2. — С. 5-9.

49 Светов, В.А. Агропромышленное производство на загрязненных радионуклидами территориях РСФСР / В.А. Светов // Химизация сельского хозяйства. – 1991. – №11. – С. 9-13.

50 Фесенко, С.В. Закономерности изменения содержания ¹³⁷Cs в молоке в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС / С.В. Фесенко, А.Ю. Пахомов, А.Д. Пастернак, В.А. Горяинов, Г.А. Фесенко, А.В. Панов // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2004. – Т. 44. – №3. – С. 336-345.

51 Яцало, Б.И. Методы анализа защитных мер в сельском хозяйстве на радиоактивно загрязненных территориях. Оценка эффективности, уровни вмешательства и сравнение различных контрмер / Б.И. Яцало, Р.М. Алексахин // Радиационная биология. Радиоэкология. – 1997. – Т. 37. – №5. – С. 812-822.

52 Драганская, М.Г. Оценка влияния органических удобрений на подвижность радионуклидов в дерново-подзолистых песчаных почвах: монография / М.Г. Драганская, Н.М. Белоус, В.Г. Плющиков. – М.: РУДН, 2015. – 175 с.

53 Методика определения агрономической и экономической эффективности минеральных и органических удобрений / Богдевич И.М., Сафроновская Г.М., Терещенко Н.Д. и др. – Минск: РУП «Институт почвоведения и агрохимии», 2010. – 20 с.

54 Оценка экономической эффективности применения технологических приемов, повышающих устойчивость зерновых культур, картофеля и многолетних трав в условиях техногенного загрязнения / Балакова О.Н., Ульяненко Л.Н., Жигарева Т.Л., Санжарова Н.И. и др. – Обнинск: ГНУ ВНИИСХРАЭ, 2008. – 18 с.

55 Маркина, З.Н. Радиоэкологическая обстановка на почвах сельскохозугодий Брянской области и пути получения нормативно чистой продукции / З.Н. Маркина, П.В. Прудников, Л.А. Ковалев, А.А. Новиков // Агрохимический вестник. – 2006. – №2. – С. 10-11.

56 Романов, Г. Н. Ликвидация последствий радиационных аварий: справочное руководство / Г.Н. Романов. – М., 1993. – 336 с.

57 Подоляк, А.Г. Экономическая и радиологическая оценка эффективности агрохимических приемов улучшения лугов, загрязненных ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в результате аварии на Чернобыльской АЭС / А.Г. Подоляк, Т.В. Арастович // Экологическая антропология. – 2004. – С. 77-81.

58 Прудников П.В. Агрохимическое и агроэкономическое состояние почв Брянской области / П.В. Прудников, С.В. Карпеченко, А.А. Новиков, Н.Г. Поликарпов // Брянск: Изд-во ГУП «Клинцовская городская типография», 2007. – 608 с.

59 Прудников, П.В. Использование местных агроруд для известкования и удобрения почв Брянской области / П.В. Прудников // Плодородие. – 2007. – №5. – С. 25-26.

60 Спиридонов, С.И. Вероятностная оценка накопления радионуклидов в сельскохозяйственной продукции и допустимых уровней радиоактивного загрязнения почв / С.И. Спиридонов, В.В. Иванов // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2013. – Т. 53. – №1. – С. 95-103.

61 Бондарь, Ю.И. Исследование подвижности радионуклидов в почве и их потенциальной доступности растениям ионообменным методом / Ю.И. Бондарь, Г.С. Шманай, Т.Л. Ярмолович // Почвоведение. — 1995. — № 6. — С. 714-717.

62 Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.

63 Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. – М.: Агропроиздат, 1985. – 351 с.

64 Синяшин, О.Г. Инновационные регуляторы роста растений в сельскохозяйственном производстве / О.Г. Синяшин, О.А. Шаповал, М.М. Шулаев // Плодородие. –2016. – №5. – С. 38-42.

65 Комарова, Г.Н. Влияние регулятора роста и развития растений гуминовой природы Гумистим на овес / Г.Н. Комарова, А.В. Сорокина // Достижения науки и техники АПК. – 2012. – №5. – С. 27-27.

66 Сорокин, А.И. Применение регуляторов роста под яровой ячмень на светло-каштановых почвах / А.И. Сорокин, А.С. Цевденова // Зерновое хозяйство России. – 2016. – №1. – С. 35- 38.

67 Пашутко, В.В. Влияние минеральных удобрений и препарата Эпин-Экстра на урожай и качество зерна люпина узколистного при радиоактивном загрязнении агроценозов / В.В. Пашутко, В.Ф. Шаповалов, Н.М. Белоус, С.А. Бельченко, М.И. Никифоров // Агрохимический вестник. — 2017. — Т. 3. — №3. — С. 19-22.

68 Лазарев, В.И. Внесение комплексных удобрений с микроэлементами в посевы озимой пшеницы / В.И. Лазарев, А.Я. Айдиев, А.В. Вартанова // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. — 2014. — № 6. — С. 22-25.

69 Злотников, А.К. Применение биопрепарата для повышения устойчивости растений к засухе и другим стрессам / А.К. Злотников, К.М. Злотников // Агро XXI. – 2007. – № 10. – С. 37-38.

70 Шаповал, О.А. Регуляторы роста растений в агротехнологиях / О.А. Шаповал, И.П. Можарова, А.А. Коршунов // Защита и карантин растений. – 2014. – № 6. – С. 16-20.

71 Шаповал, О.А. Регуляторы роста и формирование листового аппарата озимой пшеницы / О.А. Шаповал // Плодородие. – 2004. – № 6. – С. 14-18.

72 Вакуленко, В.В. Регуляторы роста и микроудобрения – факторы повышения продуктивности культур / В.В. Вакуленко // Защита и карантин растений. – 2015. – № 2. – С. 3-14.

73 Вакуленко, В.В. Новые регуляторы роста в сельскохозяйственном производстве / В.В. Вакуленко, О.А. Шаповал // Агро XXI. – 1999. – № 3. – С. 2-4.

74 Кульнев, А.И. Многоцелевые стимуляторы защитных реакций роста и развития растений (на примере препарата иммуноцитофит) / А.И. Кульнев, Е.А. Соколова. – Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1997. – 100 с.

75 Косолапов, В.М. Повышение качества кормов – непременное условие успешного развития животноводства / В.М. Косолапов, В.А. Бондарев, В.П. Клименко // Аграрная наука. – 2008. – № 1. – С. 27-29.

76 Косолапов, В.М. Проблемы кормопроизводства и пути их решения на современном этапе / В.М. Косолапов // Достижения науки и техники АПК. – 2010. – № 11. – С. 23–25.

77 Косолапов, В.М. Роль кормопроизводства в обеспечении продовольственной безопасности России / В.М. Косолапов // Адаптивное кормопроизводство. – 2010. – № 1. – С. 16-19.

78 Кузнецов, И.Ю. Эффективность возделывания одновидовых и смешанных посевов однолетних кормовых культур с участием люпина узколистного / И.Ю. Кузнецов // Агро XXI. – 2014. – № 7-9. – С. 37-39.

79 Персикова, Т.Ф. Сортовая отзывчивость люпина узколистного на условия питания при возделывании на дерново-подзолистых почвах северо-востока Беларуси / Т.Ф. Персикова, М.Л. Радкевич // Агрохимический вестник. – 2015. – № 4. – С. 9-12.

80 Агеева, П.А. Люпин узколистный в обеспечении производства растительного белка / П.А. Агеева, Н.А. Почутина, А.А. Клименко // Кормопроизводство. – 2012. – № 5. – С. 20-21.

81 Вакуленко, В.В. Регуляторы роста растений в сельскохозяйственном производства / В.В. Вакуленко, О.А. Шаповал // Плодородия. — 2001. — № 2. — С. 27-29.

82 Бондаренко, А.Н. Эффективность применения микробиологических препаратов и стимуляторов роста при возделывании зернобобовых культур в орошаемых условиях Северо-Западного Прикаспия / А.Н. Бондаренко // Агро XXI. – 2015. – № 4-6. – С. 31-33.

83 Прусакова, Л.Д. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и иммунопротекторными свойствами / Л.Д. Прусакова, Н.Н. Меленкова, С.Л. Белопухов, В.В. Вакуленко // Агрохимия. – 2005. – № 11. – С. 76-86.

84 Белоус, Н.М. Влияние систем удобрений и пестицидов на качественные показатели зелёной массы кормового люпина / Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов, Л.П. Харкевич, В.В. Талызин // Агрохимический вестник. — 2011. — № 3. — С. 3-5.

85 Пашутко, В.В. Действие удобрений и препарата Эпин-Экстра на урожайность и качество зеленой массы люпина в условиях радиоактивного загрязнения / В.В. Пашутко, В.Ф. Шаповалов, С.А. Бельченко, Т.Л. Яговенко // Земледелие. – 2016. – №8. – С. 32-35.

86 Шаповалов, В.Ф. Продуктивность и качество одновидовых и смешанных посевов кормовых культур в условиях радиоактивного загрязнения / В.Ф. Шаповалов, Н.М. Белоус, И.Н. Белоус, Ю.И. Иванов // Агрохимический вестник. – 2015. – № 5. – С. 29-31.

87 Белоус, Н.М. Мониторинг радиологического состояния агросистем и их реабилитация / Н.М. Белоус, В.В. Талызин, Л.П. Харкевич, П.В. Прудников, В.Ф. Шаповалов // Научный вестник национального аграрного университета. – 2008. – С.29-41.

88 Кузнецов, В.К. Оценка влияния длительного применения минеральных удобрений на свойства почв, качество продукции и накопление ¹³⁷Cs урожаем зерновых культур / В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова, В.И. Бровкин, Н.В. Серегин, В.П. Грунская // Агрохимия. – 2017. – №2. – С. 64-72.

89 Белоус, Н.М. Продуктивность пашни и реабилитация песчаных почв / Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов. – Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2006. – 432 с.

90 Справцева, Е.В. Применение удобрений и биопрепарата Гумистим при возделывании озимой пшеницы в условиях радиоактивного загрязнения агроландшафтов / Е.В. Справцева, Р.В. Мимонов, Л.П. Харкевич // Агрохимический вестник. – 2017. – № 3. – С. 30-34.

91 Белоус, Н.М. Производство зерна на интенсивной основе / Н.М. Белоус, Н.Т. Мотолыго, Б.Г. Береснев, А.И. Ламин // Зерновое хозяйство. – 1987. – №8. – С. 33-35.

92 Белоус, Н.М. Влияние длительного применения средств химизации на продуктивность плодосменного севооборота и Плодородие дерново-подзолистой почвы в условиях радиоактивного загрязнения / Н.М. Белоус, В.Г. Сычёв, В.Ф. Шаповалов, И.Н. Белоус // Плодородие. – 2013. – № 3. – С. 1-3.

93 Технический регламент таможенного союза «О безопасности зерна» ТРТС 015/2011 от 9 декабря 2011 г. №874. URL.: http://WWW. tsouz. ru/techreglam/documents/tehreg% 20 tz% 20 zerno. pdf (дата обращения: 24.08.2016).

94 Прудникова, Е.Г. Сортовые особенности элементного состава и формирование продуктивности зерновых культур / Е.Г. Прудникова, Н.Л. Хилкова // Аграрная наука. – 2014. – №9. – С. 11-12.

95 Бельченко, С.А. Развитие АПК Брянской области / С.А. Бельченко, И.Н. Белоус, М.П. Наумова // Вестник Брянской ГСХА. – 2015. – №2. – С.32-36.

96 Политыко, П.М. Роль минеральных удобрений и средств защиты растений в формировании урожайности и качества зерна сортов ярового ячменя (Hordeum vulgare L.) при разных технологиях возделывания на дерново-подзолистых почвах / П.М. Политыко, Е.Ф. Кисилев, В.Н. Капранов и др. // Проблемы агрохимии и экологии. – 2017. – №2. – С. 13-18.

97 Кизюля, М.М. Изучение удобрений и биопрепарата Гумистим при выращивании ячменя в условиях радиоактивного загрязнения / М.М. Кизюля, В.Ф. Шаповалов, Л.П. Харкевич, М.М. Кабанов // Агрохимический вестник. – 2017. – № 3. – С. 23-26.

98 Дробышевская, Е.А. Влияние удобрений и биопрепарата Альбит при выращивании овса на радиоактивно загрязненной почве / Е.А. Дробышевская, Е.М. Милютина, В.Ф. Шаповалов, М.И. Никифоров, В.В. Талызин // Агрохимический вестник. – 2017. – № 3. – С. 27-29.

99 Лукашов, В.Н. Урожайность зерна и его качество в одновидовых посевах зернобобовых культур и их смесей в условиях Калужской области / В.Н. Лукашов, А.Н. Исаков // Кормопроизводство. – 2011. – № 4. – С. 15-17.

100 Юсова, О.А. Качество зерна овса в условиях южной лесостепи западной Сибири / О.А. Юсова // Достижения науки и техники АПК. – 2017. – Т. 31, №12. – С. 32-35.

101 Воложанина, Е.Н. Влияние подкормки азотом и сроков уборки на урожайность и качество семян голозерного овса / Е.Н. Воложанина, Г.А. Баталова // Вестник Казанского ГАУ. – 2009. – №4 (14). – С. 105-109.

102 Конончук, В.В. Производство овса в севообороте в зависимости от технологических факторов и погодных условий в Центральном Нечерноземье / В.В. Конончук, В.Д. Штырхунов, А.Д. Кабашов, С.И. Тимошенко, С.В. Соболев, Т.В. Назарова // Агрохимический вестник. – 2017. – №1. – С. 25-30.

Приложения

Реферат

Отчет 84 с., 1 ч., табл. 29, рис. 35, 1 приложение.

Ключевые слова: картофель, сорт, группа спелости, селекционный процесс, материнские и отцовские формы, гибриды, пробирочные растения, мини-клубни, биотехнология, устойчивость, продуктивность, комбинации скрещивания, потомство.

Основной задачей научно-исследовательской работы являлась «Селекция и семеноводство высокоурожайных отечественных сортов картофеля универсального назначения для условий Брянской области».

В качестве объектов исследований были взяты сорта картофеля различных селекционных учреждений России и зарубежных стран.

В течение 2016 – 2019 гг. на опытном поле ФГБОУ ВО Брянский ГАУ было организовано их экологического испытание и изучение продуктивного потенциала.

Сорта картофеля отечественной селекции:

Метеор, Красавчик, Брянский деликатес, Фаворит, Голубизна, Вымпел, Никулинский.

Сорта картофеля селекции фирмы KWS: Першацвет, Палац, Зорачка, Уладар, Бриз, Манифест, Скарб, Вектар.

Сорта картофеля фирмы KWS: Эл мундо, Рамос, Лабадия, Бафана, Мондео.

Сорта картофеля фирмы Solana: Родрига, Бельмонда, Ред Леди, Королева Анна.

Сорта картофеля фирмы Norika: Пароли, Фиделия, Никсе, Галла, Балтик Роуз, Вега.

В процессе выполнения научно-исследовательской работы проведены скрещивания различных по генотипу сортов с целью получения семян, отличающихся по скороспелости и хозяйственному назначению гибридов картофеля.

Получены семена новых гибридов картофеля, которые будут использованы в дальнейшей селекционной работе.

Обобщен накопленный передовой опыт и научные достижения по микроклональному размножению и технологиям выращиванию мини-клубней картофеля аэропонным способом.

Разработаны и изданы Методические рекомендации по микроклональному размножению, выращиванию мини-клубней картофеля.

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем отчете о НИР использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 53136-2008 Картофель семенной. Технические условия.

ГОСТ Р 55329-2012 Картофель семенной. Приёмка и методы анализа.

ГОСТ 29267-91 Картофель семенной. Оздоровленный исходный материал.

ГОСТ 10 004-93 Картофель семенной. Оздоровленный исходный материал. Выращивание in vitro. Типовой технологический процесс.

ГОСТ 7.32-2001 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В отчете применяют следующие термины с соответствующими определениями:

АПИКАЛЬНОЕ ДОМИНИРОВАНИЕ — верхушечное доминирование, преимущественное прорастание и более энергичное развитие апикальных (верхушечных) почек клубня картофеля.

АДВЕНТИВНЫЕ ПОЧки – почки, которые образуются на месте глазков клубневых из глубоколежащих слоев клубня картофеля. Образование адвентивных почек – регенерационная реакция растения, обеспечивающая его развитие в неблагоприятных условиях.

БАЗИСНАЯ КРАХМАЛИСТОСТЬ – уровень крахмалистости картофеля, принимаемый за базовый при сдаче его на техническую переработку.

ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ – воспроизведение потомства из отдельных органов материнского растения (клубней, стеблей, почек, пазушных побегов, отводков).

ВИРОИДЫ – организмы по структуре и свойствам близкие к вирусам.

ВСХОЖЕСТЬ КЛУБНЕЙ – способность посадочных клубней картофеля давать за установленный срок нормально развитые ростки при определенных условиях выращивания.

ВЫРОЖДЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ – прогрессирующее снижение урожая картофеля с ухудшением его качества в последующих репродукциях.

ГЛАЗКИ КЛУБНЕВЫЕ – группа покоящихся почек в углублениях на поверхности клубня.

ГЛОБОДЕРОЗ – заболевание картофеля, вызываемое картофельной нематодой глободера.

Глубина посадки картофеля — расстояние по вертикали от поверхности почвы до борозды, на которой расположены клубни.

Гнездо картофеля — совокупность подземных органов куста картофеля (клубни, столоны, корни).

ГОТИКА – заболевание картофеля, вызываемое вироидом веретеновидности.

ДЕТКИ – израстание клубней в виде округлых выростов различной величины на месте глазков клубней картофеля.

ДОЗРЕВАНИЕ КЛУБНЕЙ – период в жизни клубней после их отделения от материнского растения (уборка или отмирание ботвы).

ДУПЛИСТОСТЬ КЛУБНЕЙ – неинфекционное заболевание картофеля, при котором внутри клубней образуются пустоты различной формы и величины.

ЗРЕЛОСТЬ КЛУБНЕЙ – состояние клубней, характеризующееся максимальным содержанием сухого вещества и ингибиторов роста, плотной кожурой, достижением определенных размеров и массы.

КАРТОФЕЛЬНАЯ НЕМАТОДА – гетеродера, паразитический червь класса нематод.

Клон растения — потомство одного вегетативного размноженного растения.

Клональное микроразмножеНие картофеля — размножение выращиваемых в условиях in-vitro оздоровленных растений путем черенкования по числу междоузлий.

Клоновый отбор — индивидуальный отбор вегетативно размножаемых растений.

Клоновый отбор картофеля — отбор лучших кустов и клонов картофеля для оценки их потомства в последующие годы с целью поддержания продуктивности сорта.

Клубень — утолщенная часть столона с запасом питательных веществ, сформировавшаяся в результате разрастания верхушки столона и несущая на себе почки.

Клубневой анализ — анализ клубней картофеля на наличие больных, поврежденных клубней и сортовых примесей.

Клубнеобразование — процесс образования, роста и развития клубней.

КРАХМАЛИСТОСТЬ КАРТОФЕЛЯ – показатель, характеризующий содержание крахмала в клубнях картофеля.

Куст картофеля — многостебельчатое растение, выросшее из клубня.

ЛЕЧЕБНЫЙ ПЕРИОД ХРАНЕНИЯ – начальный период хранения клубней после уборки, в течение которого при установленных режимах происходит заживление повреждений и дозревание клубней картофеля.

СЕВООБОРОТ — научно-обоснованное чередование с.-х. культур и паров по полям и во времени. Севооборот — основа системы земледелия. Площадь, отведенную под севооборот, разбивают на несколько приблизительно равных участков — полей. В определенной последовательности согласно чередованию каждую культуру высевают на каждом из полей, и она проходит за время чередования (ротация) через все поля.

Семеноводство — отрасль сельскохозяйственной науки и сельскохозяйственного производства, призванная обеспечить хозяйства высококачественными семенами и посадочным материалом возделываемых культур.

Семеноводческое хозяйство — хозяйство, занимающееся производством сортовых семян и посадочного материала, используемых для продажи.

УБОРКА КАРТОФЕЛЯ — комплекс работ на завершающей стадии возделывания картофеля, включающий выкопку клубней, доставку их к сортировальным пунктам, послеуборочную доработку клубней, транспортировку картофеля к хранилищам и закладку клубней на хранение.

ХРАНЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ – система организационных, технических и технологических мероприятий по сохранению качества клубней, обеспечению минимальных потерь их при хранении

АННОТАЦИЯ

Основной задачей научно-исследовательской работы является «Селекция и семеноводство высокоурожайных отечественных сортов картофеля универсального назначения для условий Брянской области».

Объектом исследования являлись сорта картофеля различных селекционных учреждений России и зарубежных стран.

Сорта картофеля отечественной селекции:

Метеор, Красавчик, Брянский деликатес, Фаворит, Голубизна, Вымпел, Никулинский.

Сорта картофеля селекции фирмы KWS: Першацвет, Палац, Зорачка, Уладар, Бриз, Манифест, Скарб, Вектар.

Сорта картофеля фирмы KWS: Эл мундо, Рамос, Лабадия, Бафана, Мондео.

Сорта картофеля фирмы Solana: Родрига, Бельмонда, Ред Леди, Королева Анна.

Сорта картофеля фирмы Norika: Пароли, Фиделия, Никсе, Галла, Балтик Роуз, Вега.

В течение 2016 – 2019 гг. на опытном поле ФГБОУ ВО Брянский ГАУ было организовано их экологического испытание и изучение продуктивного потенциала.

В процессе выполнения научно-исследовательской работы проведены скрещивания различных по генотипу сортов с целью получения семян, отличающихся по скороспелости и хозяйственному назначению гибридов картофеля.

Получены семена новых гибридов картофеля, которые будут использованы в дальнейшей селекционной работе.

Обобщен накопленный передовой опыт и научные достижения по микроклональному размножению и технологиям выращиванию мини-клубней картофеля аэропонным способом.

Разработаны и изданы «Методические рекомендации по микроклональному размножению, выращиванию мини-клубней картофеля» и монография «Возделывание картофеля на семенные, продовольственные и технические цели».

ВВЕДЕНИЕ

В Брянской области динамично развивается картофелеводство. В 2019 году валовой сбор клубней составил 1,4 млн. тонн при средней урожайности 30,6 т/га. В течение предстоящих 2-3 лет планируется довести его производство до 2 млн. тонн. В крупных специализированных хозяйствах выращивают сорта иностранной селекции, широко применяется западноевропейская технология с междурядьями 75 и 90 см. Она хорошо освоена и внедрена в производство. Это позволило получить в Жирятинском районе 40,8 т/га, Трубчевском – 36,8, Почепском – 35,5, Мглинском 34,2 и Стародубском районе урожайность клубней по 34,1 т/га, а на некоторых сортах иностранной селекции свыше 80 т/га.

Возросшие требования к качеству сортов картофеля, пригодных к переработке в отношении комбинирования в одном сорте устойчивости к нескольким болезням с комплексом хозяйственно-ценных признаков, определили необходимость создания новых сортов и гибридов отечественной селекции. Растущее производство различного рода полуфабрикатов — картофельных хлопьев, крупки, крекеров, чипсов, жареного картофеля и других — требует высококачественного сырья. Сорта картофеля для переработки по мнению К.А. Пшеченкова, И.И. Сидякиной, В.Н. Зейрук (2000) должны отвечать следующим основным требованиям: содержать сухих веществ не менее 20-22%; редуцирующих сахаров не более 0,25-0,3% (допускается до 0,4%). Форма клубней: для производства хрустящего картофеля — от круглой до округло-овальной размером от 35-40 до 60-65 мм по наибольшему поперечному диаметру; для соломки, гарнирного картофеля — овально-продолговатая, для пюре — любая. Глазки на клубнях должны быть поверхностными, поскольку при глубоких требуется доочистка вручную, что связано с привлечением дополнительных рабочих Важный показатель сорта — цвет мякоти, для переработки предпочтительнее сорта с желтой мякотью.

Следует отметить, что большинство отечественных сортов имеют глубокое залегание глазков и не пригодны для технической переработки. Позднеспелые сорта из-за продолжительного периода вегетации не вызревают, сильно травмируются при уборке и плохо хранятся.

Основная причина, по которой не расширяются площади посадок под отечественными сортами – отсутствие необходимого объёма качественного посадочного материала ранних и среднеранних сроков созревания. В ряде хозяйств посадочный материал картофеля заражен таким опасным вредителем как стеблевая нематода.

Основные проблемы, с которыми сталкивается картофелеводство Брянской области – это широкое распространение стеблевой картофельной нематоды. Это связано с тем, что севообороты не соблюдается. Картофель возвращается на прежнее место через год, а в некоторых случаях картофель размещают по картофелю. Эффективные химические препараты против этого вредителя отсутствуют.

Другая очень важная проблема, с которой сталкиваются картофелеводы региона — нехватка посадочного материала хорошего качества. Иностранные сорта, выращенные за границей стоят 1-1,2 евро/кг. Поэтому не все хозяйства могут покупать сорта высоких репродуктивных качеств в нужном объеме.

В настоящее время в сельскохозяйственных предприятиях Брянской области наибольшее распространение получили высокоурожайные сорта иностранной селекции: Ред Скарлетт, Винета, Гала, Джелли, Эволюшен, Гермес, Инноватор, Родрига, Бельмонда, Королева Анна, Лабелла. В ряде хозяйств возделывают сорта селекции Республики Беларусь — Уладар, Манифест, Зорачка, Вектар. Из сортов отечественной селекции в специализированных картофелеводческих хозяйствах наиболее распространены — Жуковский ранний, Невский, Удача, Аврора, Вектор, Метеор, Вымпел, Голубизна, Красавчик, Фаворит и Колобок. Удельный вес российских сортов составляет 16%.

Нами проведена комплексная оценка хозяйственно-биологических свойств современных сортов картофеля, выращиваемых в 2016-2019 гг. на хорошо окультуренных серых лесных легкосуглинистых почвах опытной станции Брянского ГАУ проведено экологическое испытание сортов различных селекционных учреждений.

В качестве объектов изучения были взяты сорта картофеля отечественной селекции: Метеор, Красавчик, Брянский деликатес, Фаворит, Голубизна, Вымпел, Никулинский.

Сорта селекции белорусской селекции: Першацвет, Палац, Зорачка, Уладар, Бриз, Манифест, Скарб, Вектар.

Сорта картофеля фирмы KWS: Эл мундо, Рамос, Лабадия, Бафана, Мондео.

Сорта фирмы Solana: Родрига, Бельмонда, Ред Леди, Королева Анна.

Сорта фирмы Norika: Пароли, Фиделия, Никсе, Галла, Балтик Роуз, Вега.

I. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. ПОДБОР РОДИТЕЛЬСКИХ ФОРМ ДЛЯ ЗАКЛАДКИ ПИТОМНИКОВ ГИБРИДИЗАЦИИ

В настоящее время в сельскохозяйственных предприятиях Брянской области наибольшее распространение получили высокоурожайные сорта иностранной селекции: Ред Скарлетт, Винета, Гала, Джелли, Эволюшен, Гермес, Инноватор, Родрига, Бельмонда, Королева Анна, Лабелла. В ряде хозяйств возделывают сорта селекции Республики Беларусь — Уладар, Манифест, Зорачка, Вектар. Из сортов отечественной селекции в специализированных картофелеводческих хозяйствах наиболее распространены — Жуковский ранний, Невский, Удача, Аврора, Вектор, Метеор, Вымпел, Голубизна, Красавчик, Фаворит и Колобок. Удельный вес российских сортов составляет 16%.

Хозяйственно-биологическая характеристика воздеваемых сортов на опытном поле Брянского ГАУ изложена в приложение 1.

Для комплексной оценки хозяйственно-биологических свойств современных сортов картофеля нами в 2016-2019 гг. на хорошо окультуренных серых лесных легкосуглинистых почвах опытной станции Брянского ГАУ проведено их экологическое испытание.

Установлено, что в среднем за четыре года исследований из семи российских сортов самую высокую урожайность обеспечили сорта: Метеор 63,2 т/га, Фаворит 60,2 т/га и Вымпел 59,3 т/га, а самую низкую урожайность — сорта Голубизна 44,0 и Брянский деликатес — 41,5 т/га, соответственно (табл. 1).

Таблица 1 — Урожайность российских сортов картофеля в 2016 — 2019 гг.

В среднем за все годы изучения наибольший коэффициент адаптивности имели сорта Метеор, Фаворит и Вымпел (табл. 2). Они отличались высокой пластичностью, тогда как самым стабильным по урожайности был сортФаворит.

Таблица 2 — Урожайность и адаптивность сортов картофеля

С учетом индекса среды наибольшей теоретической урожайностью характеризовались сорта Метеор, Фаворит и Вымпел (табл. 3).

Таблица 3 — Теоретическая урожайность сортов картофеля

Сорт Голубизна характеризовался самой низкой пластичностью и урожайностью (табл. 4).

Таблица 4 — Отклонение фактической урожайности от теоретической

Из изучаемых сортов белорусской селекции самую высокую урожайность сформировали сорта Уладар 62,7 т/га, Першацвет 62,5 т/га, а также Бриз – 61,9 и Палац и по 60,9 т/га, а самую низкую урожайность сформировал сорт Скарб – 53,3 т/га (табл. 5).

Таблица 5 — Урожайность сортов белорусской селекции в 2016-2019 гг.

В среднем за все годы изучения самый высокий коэффициент адаптивности – свыше 1,0 имели сорта Першацвет и Уладар, а Палац, Зорачка и Вектор – 1,0 (табл. 6). Наименьшей стабильностью отличался сорта Бриз, Зорачка и Скарб, тогда все другие изучаемые сорта характеризовались как достаточно стабильной урожайностью клубней во все годы выращивания.

Таблица 6 – Адаптивность, пластичность и стабильность сортов

белорусской селекции

С учетом индекса среды наибольшей теоретической урожайностью характеризовались сорта Першацвет и Уладар (табл. 7).

Таблица 7 — Теоретическая урожайность сортов картофеля

За годы проведения опытов сорт Бриз отличался нестабильностью по урожайности клубней (табл. 8).

Таблица 8 — Отклонение фактической урожайности от теоретической

В среднем за годы исследований сорта селекции фирмы KWS Рамос, Бафана и Эл Мундо обеспечили самую высокую урожайность – от 63,9 до 57,0 т/га (табл. 9). Самую низкую урожайность сформировали Мондео и Лабадия 55,5 и 54,9 т/га, соответственно.

Таблица 9 — Урожайность сортов картофеля фирмы KWS в 2016-2019 гг.

В среднем за все годы изучения самый высокий коэффициент адаптивности имели сорта Рамос, Эл мундо и Бафана (табл 10). Однако наиболее наибольшей пластичностью к условиям выращивания и стабильностью по урожайности клубней отличался сорт Бафана.

Таблица 10 – Адаптивность, пластичность и стабильность сортов селекции фирмы KWS

С учетом индекса среды наибольшей теоретической урожайностью характеризовались сорта Рамос и Бафана (табл. 11).

Таблица 11 — Теоретическая урожайность сортов картофеля

Сорт Бафана отличался более выраженной стабильностью по урожайности клубней по сравнении с другими сортами (табл. 12).

Таблица 12 — Отклонение фактической урожайности от теоретической

В среднем за годы исследований сорта фирмы Solana Ред Леди и Королева Анна обеспечили самую высокую урожайность – 71,9 и 61,0 т/га, тогда как сорт Родрига 55,4 т/га (табл. 13).

Таблица 13 — Урожайность сортов фирмы Solana

В среднем за все годы опытов, изучаемые сорта отличались достаточно высокой адаптивностью, пластичностью и стабильностью урожаев клубней (табл. 14).

Таблица 14 — Адаптивность, пластичность и стабильность сортов селекции фирмы Solana

С учетом индекса среды наибольшей теоретической урожайностью характеризовались сорта Ред Леди, Королева Анна и Бельмонда (табл. 15).

Таблица 15 — Теоретическая урожайность сортов картофеля

Изучаемые сорта имели небольшие отклонения фактической урожайности от теоретической с учетом индекса среды выращивания (табл. 16).

Таблица 16 — Отклонение фактической урожайности от теоретической

В среднем за годы полевых опытов сорта селекции фирмы Norika Балтик Роуз, Вега и Фиделия обеспечили самую высокую урожайность — 67,3 т/га, 62,5 и 62,0 т/га (табл. 17). Самую низкую урожайность обеспечили сорта Галла и Никсе 49,8 и 44,8 т/га, соответственно.

Таблица 17 – Урожайность клубней сортов фирмы Norika

В среднем за все годы изучения самый высокий коэффициент адаптивности имели сорта Балтик Роуз, Вега, Фиделия и Пароли (табл. 18).

Таблица 18 – Адаптивность, пластичность и стабильность сортов селекции фирмы Norika

С учетом индекса среды наибольшей теоретической урожайностью характеризовались сорта Балтик Роуз, Вега и Фиделия (табл. 19).

Таблица 19 — Теоретическая урожайность сортов картофеля

Изучая хозяйственно-биологическую характеристику возделываемых сортов различных селекционных учреждений, мы пришли к выводу, что сорта нового поколения должны:

1) обладать высокой урожайностью;

2) иметь привлекательный внешний вид;

3) устойчивым к механическим повреждениям, наиболее распространенным вредителям и болезням;

4) обладать длительным периодом покоя;

5) быть отзывчивым к минеральному питанию;

6) иметь клубни с поверхностными глазками;

7) иметь высокую экологическую пластичность к неблагоприятным погодным условиям (засухе, переувлажнению, высокой температуре);

8) быть универсального назначения (пригодными как для промышленной переработки, так и для столовых целей).

2. ПЕРЕЧЕНЬ СОРТОВ, ВКЛЮЧЕННЫХ В СЕЛЕКЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС

В 2017 году была разработана рабочая программа научно-исследовательской работы по теме: «Проведение селекционного процесса в направлении создания сортов картофеля пригодных для промышленной переработке на картофеле продукты с комплексной устойчивостью к болезням и вредителям на период 2017 — 2022 г.».

В качестве родительских форм были взяты различные по скороспелости сорта, отличающиеся высокой продуктивностью, адаптивностью и пластичностью.

Таблица 20 – Сорта, включённые в селекционный процесс в 2017 год