В структуре кормовых угодий Тюменской области многолетние травы занимают 46,3 - 48,8%. Злаковые травы, убранные в фазе выхода в трубку, отличаются высокими кормовыми достоинствами, значительным содержанием питательных веществ. Кроме того, злаковые травы благоприятно влияют на агрофизические свойства и плодородие почвы, улучшают ее структуру, предотвращают почвенную эрозию. Наиболее распространенный в Западной Сибири кормовой злак - кострец безостый (Bromus inermis).
Кострец безостый довольно зимостоек, узел кущения его переносит морозы до -46о. При весеннем отрастании он переносит заморозки до -18 - 20оС. Вместе с тем это влаголюбивая культура, в достаточно увлажненные годы он дает до 5 - 6 т/га сена за два укоса. При благоприятных условиях кострец безостый может сохраняться в травостое при сенокосном использовании свыше 8 - 10 лет, при пастбищном - 6 - 7 лет.
В Тюменской области длительное время возделывается сорт костреца безостого Свердловский 38, который наряду с положительными качествами имеет ряд существенных недостатков - низкую устойчивость к полеганию, высокую поражаемость ржавчиной и гельминтоспориозом, особенно во влажные годы, недостаточно высокую семенную продуктивность, низкое содержание белка и сахаров в кормовой массе. Исходя из этого, селекционная работа должна быть направлена на создание высокоурожайных сортов с быстрым отрастанием после скашивания или стравливания, устойчивых к болезням, с высокими кормовыми достоинствами, со стабильной семенной продуктивностью.
Таким образом, возникла необходимость ведения селекционной работы в местных специфических условиях, поскольку данная культура является основной многолетней злаковой травой для области.
Исследования проводились на опытном поле НИИСХ Северного Зауралья, расположенном в зоне северной лесостепи Тюменской области.
Климат зоны теплый, умеренно увлажненный. Сумма положительных температур за период активной вегетации составляет 1800-1900о. Период со среднесуточной температурой выше 10о длится 114-123 дня. Средняя продолжительность безморозного периода равна 100-120 дням. Наибольшее количество осадков выпадает во второй половине лета. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы составляют 100-150 мм. Почва опытного поля - серая лесная оподзоленная тяжелосуглинистая. Количество минеральных удобрений, вносимых под злаковые травы - N60Р90К60. Предшественник - чистый пар.
К одному из сравнительно новых методов, используемых в селекции злаковых трав, можно отнести метод индуцированного мутагенеза. При воздействии мутагенными факторами частота мутаций превышает природный мутационный процесс в 500-1000 раз. Для перекрестноопыляющихся культур система отбора, сохранения и размножения мутантных форм значительно сложнее из-за высокой внутрипопуляционной изменчивости и разнообразия биотипического состава. Однако, отбор мутантных форм и у этих видов возможен, так как химические мутагены вызывают большое количество доминантных мутаций.
В 1984 году воздушно-сухие семена костреца безостого Свердловский 38 были обработаны химическими мутагенами диметилсульфатом, нитрозометилмочевиной и этиленимином в концентрациях 0,02; 0,01; 0,005 % в чистом виде и совместно с репарагеном парааминобензойной кислотой. В результате такой обработки был получен разнообразный исходный материал костреца безостого. Проведенные многократно отборы позволили выделить лучшие мутантные формы по отдельным и комплексу признаков. В качестве исходного материала для селекции костреца безостого использовались также образцы из мировой коллекции ВИРа, дикорастущий материал различного эколого-географического происхождения, районированные отечественные и лучшие зарубежные сорта.
С 1991 по 1993 годы проведено изучение 50 селекционных номеров костреца безостого в селекционном питомнике на делянках площадью 2м кв., способ посева - широкорядный с междурядьями 45 см. Дата появления всходов - 3 июля. Нами было выделено 17 образцов для дальнейшего изучения. Все они имели преимущество над стандартным сортом Свердловский 38 как по урожайности зеленой массы, так и по семенной продуктивности на 20, - 160 %. Урожайность семян лучших образцов колебалась от 38 до 65 г/м2 (в сравнении - у стандарта 25 г/м2).
В контрольном питомнике костреца безостого было изучено 50 номеров на делянках площадью 5 м.кв. в двух повторениях. Изучение проведено в 1992-1994 годах. Способ посева сплошной рядовой с междурядьями 15 см. Дата появления полных всходов - 5 июля. Выделились образцы ИК-3980, ИК-3982, ИК-3965, к-104, 4-3-6, 8-2-63, 3-1-37, 5-1-62.
В период с 1991 по 1995 годы проходили оценку 16 лучших селекционных номеров костреца безостого в питомниках конкурсного сортоиспытания. Это линии костреца безостого, полученные в результате обработки химическими мутагенами и прошедшие многократный отбор, а также образцы, выделенные из коллекционного материала. Линии высевались как рядовым способом (с междурядьями 15 см), так и широкорядным (с междурядьями 45 см).
По урожайности зеленой массы в среднем за все годы изучения по урожайности зеленой массы выделились шесть образцов : 15-1-41, 6-1-11, 6-3-19, 6-3-25, 15-2-63 и 3(Э-43-79), которые превысили стандартный сорт Свердловский 38 на 1,3-3,6 т/га. Максимальная урожайность зеленой массы отмечена на рядовом способе посева у образца 6-3-25 и составила 14,3 т/га.
Высота растений косвенно характеризует продуктивность сорта. Установлены прямые коррелятивные связи между высотой травостоя и урожайностью, у злаковых трав коэффициент корреляции составляет 0,78. Кроме того, высота растений служит также одним из критериев для определения сроков скашивания травостоя. С увеличением высоты травостоя снижается, как правило, содержание протеина и увеличивается содержание клетчатки. Все селекционные образцы костреца безостого имели отличия по этому показателю. Более высокорослыми были образцы 6-3-19, 6-3-25, 7-1-67, №11 и 3(Э-43-79). Их высота составила 131,5-140,9 см на рядовом способе посева (стандарт - 129,0 см) и 129,7-143,4 см (стандарт - 128,5). У большинства образцов, изучаемых в конкурсном сортоиспытании, высота травостоя была выше при широкорядном способе посева, чем при рядовом.
Наиболее распространенными и вредоносными болезнями костреца безостого в наших условиях являются различные пятнистости (гельминтоспориоз и другие) и мучнистая роса, поражающие стебли и листовые пластинки. На семенных посевах особенно вредоносны различные виды ржавчины и спорынья. Все заболевания костреца безостого в наибольшей степени проявляются во второй половине вегетации. В годы проведения конкурсного сортоиспытания условия для развития возбудителей заболеваний были неблагоприятными и эпифитотий не наблюдалось. Так, поражение гельминтоспориозом отмечено у ряда образцов лишь в слабой степени (1-2 балла по шкале ВИРа). Не было отмечено поражение ржавчиной и гельминтоспориозом на образцах 6-3-19, 6-3-25, 15-2-63, №11, 3(Э-43-79).
У всех селекционных образцов костреца безостого, находящихся в конкурсном сортоиспытании длина вегетационного периода составила 97-101 день, то есть значительных различий между ними не наблюдалось. Продолжительность периода отрастание - созревание семян у стандарта (сорт Свердловский 38) составила 100 дней. Период от начала отрастания до укосной спелости составил 65-67 дней.
При селекционной работе с кострецом безостым одним из главных направлений является повышение семенной продуктивности. Более высокие показатели по семенной продуктивности были у образцов 6-3-19, 8-2-56, 8-4-7, 13-4-20, которые превысили стандартный сорт на 76,9-164,3 %. Урожайность семян данных образцов составила 1,8-3,7 ц/га.
Определение структуры урожайности позволяет выявить определяющие ее показатели у различных сортов и селекционных образцов в зависимости от условий выращивания и режимов использования травостоя. Данный показатель имеет важное значение для сравнительной оценки сортов, относительной характеристики их устойчивости при уборке на корм и семена, конкурентоспособности в варьирующих экологических условиях, а также для косвенной оценки качества корма. Известно, что вегетативные побеги более облиственны, чем генеративные. Поэтому увеличение количества вегетативных побегов приводит к увеличению облиственности. Так, у селекционного образца 5-3-8 было 217 вегетативных побегов и 15 генеративных, при этом облиственность составила 49,7%, тогда как у образца №12 со 101 вегетативным побегом и 50 генеративными облиственность была всего 36,7%. У большинства изучаемых образцов облиственность была более высокой при рядовом способе посева, чем при широкорядном.
Кормовая ценность растений определяется содержанием необходимых для нормальной жизнедеятельности животных питательных веществ. Протеин - одна из важных составных частей кормовых растений. Наибольшее влияние на этот показатель оказывают видовые и сортовые особенности, фазы развития растений, наличие в почве доступных форм азота. В листьях костреца безостого белее высокое содержание протеина, чем в стеблях, поэтому они более ценны в кормовом отношении. При оценке сортов по их питательной ценности является качество полученной зеленой массы этот показатель является одним из основных. В конкурсном сортоиспытании костреца безостого выделился образец 5-3-8 с содержанием сырого протеина 14,7 % при рядовом способе посева и 12,2% при широкорядном способе (у стандарта 11,9% и 9,1% соответственно). Данный образец также отличается довольно высокой облиственностью - 49,7% и невысоким содержанием клетчатки - 31,3%. По содержанию сырого протеина представляют интерес еще четыре образца (6-1-11, 6-3-25, 13-4-20, 15-2-63).
Наибольший выход сырого протеина с единицы площади наблюдался при рядовом способе посева у номеров 5-3-8 (2 т/га) и 13-4-20 (2,2 т/га), тогда как у сорта Свердловский 38 этот показатель составил 1,3 т/га. При широкорядном способе посева выход сырого протеина был меньше, чем при рядовом. Выделился тот же образец 5-3-8, что и при рядовом способе посева (1,6 т/га), который превысил стандарт на 0,6 т/га (1,0 т/га).
Таким образом, по комплексу хозяйственно - ценных признаков выделились три перспективных образца.
По данным результатов конкурсного сортоиспытания нами был выделен селекционный образец костреца безостого 3(Э-43-79), полученный методом индивидуального отбора из дикорастущей популяции Алтайского края. В 1995 году образец 3(Э-43-79) передан в Государственное сортоиспытание под названием Лангепас. В 1998 году сорт Лангепас был рекомендован к использованию.
С 1997 по 2002 год перспективные селекционные образцы костреца безостого проходили экологическое испытание на Каскаринском, Нижнее-Тавдинском и Аромашевском государственных сортоиспытательных участках. Изучались селекционные образцы 13-4-20, 15-1-41, 6-1-11, 6-3-19, 5-2-10, 8-2-56, 5-3-8, 8-4-7 и сорт Лангепас в сравнении с районированным сортом Свердловский 38.
Полученные положительные результаты позволяют сделать вывод об эффективности использования метода химического мутагенеза у перекрестноопыляющихся многолетних злаковых трав, к которым относится кострец безостый.