ВЕСТНИК НГАУ

В статье представлена часть опыта по изучению селекционного материала сои на полях Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур». Исследования проводились в годы, характеризующиеся контрастными (различными) метеоусловиями, а представленные в исследовании сорта и селекционные номера различались между собой по признакам типа роста, скороспелостью и ветвистостью. Отображены такие признаки, как чистая продуктивность фотосинтеза и нитрогеназная активность, исследованные в фазу образования бобов. Определены сортообразцы, имеющие в фазу образования бобов в 2022 и 2023 гг. наибольшие показатели чистой продуктивности фотосинтеза, а также отмечены селекционные номера с низкой чистой продуктивностью фотосинтеза. Определена нитрогеназная активность изучаемых сортообразцов в фазу образования бобов в 2022 и 2023 гг. Выявлены сортообразцы, обладающие наибольшей нитрогеназной активностью, а также селекционные номера, имеющие низкие значения данного показателя. Обнаружены генотипы сои, у которых нитрогеназная активность в фазу образования бобов имеет минимальную годовую вариацию, что в перспективе можно применить для дальнейшей селекции. Вычислены корреляционные зависимости между чистой продуктивностью фотосинтеза, нитрогеназной активностью, полевой всхожестью и вегетационными индексами (NDVI, NDRE, ClGreen, GNDVI, MCARI), а также определена фаза развития сои, при которой вегетационные индексы наиболее оптимально применимы для оценки всхожести.

На лесотипологической основе изучен видовой состав сосновых насаждений в лесном фонде Барнаульского лесничества, входящего в пригородную территорию г. Барнаула. Всего выявлено 165 видов сосудистых растений, из которых древостой образуют 3 вида, подлесок – 26, живой напочвенный покров – 136 видов. В составе нижних ярусов леса найдено 39 синантропных видов растений (23,6 % всей флоры), в том числе в подлеске 14 антропофитных видов, в живом напочвенном покрове 5 антропофитных и 20 апофитных. Более богатый флористический состав характерен для типа леса травяной бор по сравнению с типом леса свежий бор, что связано с разными лесорастительными условиями. Антропогенные факторы приводят к увеличению видового состава сосновых насаждений вблизи городской черты: более интенсивно – в травяном бору (r = -0,74), менее интенсивно – в свежем бору (r = -0,39). По мере удаления от черты города в сосновых насаждениях меняется соотношение эколого-ценотических компонентов: доля лесного компонента увеличивается, синантропного – снижается. Среди синантропных растений нижних ярусов отмечены агрессивные виды (Malusbaccata (L.) Borkh., AcernegundoL.), которые сильно трансформируют лесную среду, препятствуя возобновлению главной породы. Значение индекса синантропизации видового состава сосновых насаждений меняется по мере удаления от черты города: 0,28–0,29 – 0-4 км; 0,12–0,20 – 4-11 км; 0,03–0,07 – 15–43 км, поэтому лесной фонд лесничества можно условно разделить на три зоны – высокой, умеренной и слабой антропогенной трансформации. Рекомендуем использовать полученные данные для комплексного зонирования территории Барнаульского лесничества с целью сохранения пригородных лесных массивов.

Аллель нечувствительности к фотопериоду Ppd-D1a широко распространен среди сортов яровой мягкой пшеницы экваториальных и субэкваториальных стран. В российских сортах яровой мягкой пшеницы данный аллель практически не обнаружен. Аллель Ppd-D1a сокращает период «всходы – колошение» у мягкой пшеницы и может быть использован в селекции на скороспелость. В 2021 и 2022 гг. в полевых условиях изучено 40 сортов с аллелем Ppd-D1a по урожайности. Среди них отобрано 11 сортов (AC Vista, AC Taber, Buck Fogon, Cunningham, DL-803-2, Odeta, Tigre, Sasia, Sunstar, Sunstate и Zingmai), сформировавших урожайность на уровне местных стандартов. Для всех 11 сортов подтверждено наличие аллеля Ppd-D1a при помощи ПЦР-анализа. Местные стандарты обладали аллелем Ppd-D1b. Вышеперечисленные 11 сортов испытаны в 2023 г. в полевых условиях. Изучение проведено по продолжительности периода «всходы – колошение», высоте растения, количеству колосков в главном колосе, озерненности главного колоса, массе 1 000 зерен, массе зерна главного колоса и побегов кущения, Кхоз, урожайности, содержанию белка и клейковины в зерне. Десять из 11 сортов имели достоверно более низкую урожайность относительно стандартов (от -23 до -58 %). Практически все исследуемые сорта характеризовались существенно меньшей высотой растения (от -16 до -43 см), меньшей массой 1 000 зерен (от -3,8 до -13,5 г), большим Кхоз (до +8,0 процентных пунктов) и меньшей продуктивностью главного колоса (от -0,02 до -0,52 г), чем стандарты. Сорт Sunstar, на протяжении двух лет формировавший урожайность на уровне стандарта Алтайская 70, рекомендуется в качестве донора аллеля Ppd-D1a в селекции яровой мягкой пшеницы на скороспелость. Кластерный анализ, проведенный на основе рассмотренных признаков, отнес сорта с аллелем Ppd-D1a и Ppd-D1b к двум разным группам.

В статье предложена оценка эффективности применения системы Clearfield в технологии возделывания ярового рапса гибрида НИКСХ 213 КЛС и подсолнечника гибрида НК Неома с учетом разных предшественников в условиях Нечерноземной зоны. Исследование проведено в условиях хозяйства ООО «Пламя» Кораблинского района Рязанской области в 2021–2023 гг. Clearfield – это универсальная производственная система, применяемая в настоящее время во всем мире, которая предполагает использование современных высокоурожайных гибридов, устойчивых к гербициду селективного действия. Однократное применение гербицидов данной системы позволяет создать почвенный гербицидный экран, который сдерживает последующие волны сорняков. Проведенные исследования позволили установить, что послевсходовое применение гербицидов в комбинации с прилипателем в посевах масличных культур уничтожало на 100 % такие однолетние двудольные сорняки, как пикульник обыкновенный, горец шероховатый. Возделывание рапса и подсолнечника по технологии Clearfield обеспечивало чистые посевы данных культур, а дополнительная внекорневая обработка растений удобрениями создавала благоприятные условия для дополнительного формирования элементов структуры урожая. Максимальная урожайность ярового рапса за годы исследований была зафиксирована на варианте Лебозол-РапсМикс 21,4–24,2 ц/га (озимая пшеница) и 21,9–26,3 (яровая пшеница), превышение относительно варианта без обработки составило соответственно 21,7 % (+4,2 ц/га) и 25,7 % (+5,0 ц/га). В среднем по опыту с подсолнечником максимальная урожайность отмечена на вариантах с действием некорневой подкормки Лебозолэкспресс-ОптиКэр – 32,5 ц/га на фоне предшественника озимой пшеницы (прибавка + 3,8 ц/га), и 30,7 ц/га на фоне яровой пшеницы (+3,3 ц/га).

Приведены результаты полевого опыта по изучению влияния приемов основной обработки на плотность сложения чернозема Красноярской лесостепи. Исследования проведены в поле пара и зерновых культур в пятипольном полевом севообороте (пар – пшеница – рапс – ячмень – овес). Схема опыта включала приемы основной обработки почвы: 1 – отвальная обработка на глубину 20–22 см; 2 – минимальная обработка (дисковое лущение на глубину 10–12 см); 3 – нулевая обработка (прямой посев по стерне предшественника). Показано, что чернозем обыкновенный Красноярской лесостепи в условиях основной обработки характеризовался рыхлым и нормальным сложением 0–20 см слоя с сезонным ритмом, не превышающим 18 %. Плотность сложения 0–20 см слоя чернозема на 19–28 % зависела от характера агроценоза. В наибольшей степени это влияние выражено в слое 10–20 см (26–37 %). Поля севооборота по величине плотности сложения на всех фонах основной обработки располагались в следующий возрастающий ряд: пар (0,90–0,96 г/см3) – пшеница (0,95–1,02 г/см3) – ячмень (0,97–1,00 г/см3) – овес (0,98– 1,05 г/см3). Установлено, что возделывание сельскохозяйственных культур и парование поля на фоне отвальной вспашки формировало плотность на уровне 0,94–0,98 г/см3. Обработка почвы дискатором в посевах зерновых культур повышала плотность сложения почвы до 0,97–1,01 г/см3; нулевой посев – до 1,00–1,05 г/см3. При этом величина исследуемого параметра не выходила за пределы оптимальных значений.

Урожайность гороха овощного существенно снижается при полегании растений. Для решения этой проблемы в селекции могут быть использованы мутантные безлисточковые генотипы с видоизмененной морфологией листа. Сравнительную оценку коллекционных образцов гороха овощного обычного и мутантного усатого морфотипа по устойчивости к полеганию и семенной продуктивности проводили в учебно-опытном хозяйстве Омского ГАУ в 2017–2018 гг. В качестве объекта для изучения были использованы 62 образца гороха овощного коллекции ВИР, ВНИИССОК и иностранной селекции. В результате исследований установлено, что доля устойчивых и высокоустойчивых форм у растений с обычным (листочковым) морфотипом составила суммарно 30 %, у усатых (безлисточковых) таких было существенно больше – 77 %. Усатые формы гороха овощного имеют большую устойчивость к полеганию в фазу биологической спелости. Коэффициент устойчивости образцов с усатым морфотипом составил в среднем 0,85, листочковых – 0,64. Установлена средняя зависимость между высотой травостоя и устойчивостью к полеганию у гороха овощного, причем у листочковых образцов она была выше, коэффициент корреляции составил r = 0,56, у усатых – r = 0,43. Выделены источники высокой устойчивости к полеганию для каждого морфотипа гороха овощного: усатого – Крейсер, Флагман 8, Venture, Немчинский, Afilla, Полтавец, Azur, Памяти Хангильдина, Терас 888; листочкового – SH-92-79-3-3-1-1, Альдея, Norli, Адрианна, Грибовский Юбилейный. Рекомендованы для селекции гороха овощного образцы, сочетающие высокую выраженность элементов продуктивности с устойчивостью к полеганию для каждого морфотипа: по числу бобов – Azur, Afilla (усатого), Альдея, Fruhe (обычного); по массе бобов – Azur, Afilla (мутантного), Флагман 8, Fruhe, Альдея, SH-92-79-3-3-1-1 (листочкового); по числу семян в бобе – Afilla, Venture (усатого), Альдея, Norli, SH-92-79-3-3-1-1 (листочкового); по массе семян с одного растения – Azur, Afilla (мутантного), Fruhe, Альдея, SH-92-79-3-3-1-1 (листочкового); по массе 1 000 семян – Флагман 8, Памяти Хангильдина, Azur (усатого), Fruhe, Альдея (листочкового).

В статье представлены результаты научных исследований за 1991–2021 гг. Северо– Западного научно–исследовательского института молочного и лугопастбищного хозяйства – обособленного подразделения ФГБУН ВолНЦ РАН по вопросам создания высокоурожайных бобовозлаковых травосмесей для агроклиматических условий Европейского Севера России. По результатам исследований разработаны технологии выращивания перспективных культур (козлятник восточный, люцерна изменчивая, фестулолиум, овсяница тростниковая) в одновидовых и смешанных посевах. Беспокровные посевы козлятника и травосмеси за два укоса обеспечили получение 7,2–7,9 т/га сухого вещества. По продуктивности одновидовые посевы достоверно превосходили смешанные посевы. Из травосмесей выделились посевы с овсяницей луговой, ежой сборной и кострецом безостым. Урожайность люцерны изменчивой и травосмесей с ее участием за два укоса составила от 7,8 до 9,5 т/га сухого вещества. Существенно уступали люцерне на 0,86–1,04 т/га сухого вещества травосмеси с тимофеевкой. Одновидовые посевы фестулолиума при двухукосном использовании достоверно уступали по урожайности травосмесям с бобовыми видами трав на 0,9–4,0 т/га СВ. Бобовозлаковые травосмеси отличались повышенным содержанием протеина (в 1,7–2,1 раза), жира (в 1,1–1,2 раза), пониженным содержанием клетчатки (в 1,2–1,3 раза). Уборка первого укоса в фазу бутонизации бобовых, начала колошения фестулолиума достоверно снижала выход сухого вещества на 20 % в сравнении с уборкой в фазу цветения. При этом в растительной массе раннего скашивания возрастало содержание протеина на 12 % у фестулолиума, на 21–36 % у фестулолиума с клевером и лядвенцем и на 3–11 % у травостоев с люцерной. Эффективно для трехукосного использования включать в бобово-злаковые травосмеси овсяницу тростниковую. Травосмеси с ее участием за три укоса обеспечивают урожайность на уровне контроля (два укоса), а по выходу протеина с гектара превосходят его на 26–31%.

В процессе селекционной работы с культурой Pisum sativum L. было замечено, что одни и те же образцы в разные годы могут принадлежать к разным градациям классификации растений по длине стебля. Устойчивость к полеганию (УКП) образцов в контрастные по условиям теплои влагообеспечению годы также может иметь разные оценки. В связи с чем целью исследований являлось выявление зависимости высоты растений и устойчивости к полеганию гороха от гидротермического коэффициента (ГТК) вегетационного периода. Исследования проводились в 2019–2023 гг. в лесостепи Красноярского края, в питомнике конкурсного сортоиспытания лаборатории селекции гороха Красноярского НИИСХ. Почва участка представлена черноземом обыкновенным среднемощным, среднегумусным с нейтральной кислотностью. Для исследования были взяты 8 образцов гороха посевного собственной селекции. Образцы располагались систематическим методом в четырехкратной повторности, площадь делянок 15 м2. В ходе исследований выявлено, что для объективной характеристики образцов гороха по длине стебля и его устойчивости к полеганию необходимо учитывать ГТК вегетационного периода, так как различие между длинами растений в разные по ГТК вегетационного периода годы может изменяться в 2 раза. Длина растений существенно зависела от гидротермического коэффициента вегетационного периода, отдельно по месяцам вегетационного периода выявлено, что наиболее сильная прямая корреляция характерна для августа r ± Sr = 0,88 ± 0,08. Максимальное полегание образцов было отмечено при избыточно увлажненном вегетационном периоде, минимальное – при засушливом, разница в оценке при этом могла достигать одного балла. Максимальное влияние увеличение ГТК оказывало на снижение устойчивости к полеганию полукарликовых образцов и всей выборки, среднестебельные образцы проявляли среднюю степень зависимости. При анализе по месяцам вегетационного периода наибольшее влияние на снижение устойчивости растений к полеганию имел ГТК августа r ± Sr = -0,95 ± 0,18, р = -0,75.

Очитки – представители семейства толстянковых, ценный лекарственный вид с ограниченным распространением. Он имеет исключительное значение для фитотерапии и биохимии растений. В ФГБОУ ВО Горский ГАУ в коллекционном питомнике интродуцированы и успешно произрастают некоторые представители семейства толстянковых (Crassulaceae DC.): очиток видный, очиток кавказский, очиток супротиволистный и очиток линейный. Crassulaceae DC. – это большое семейство двудольных покрытосеменных растений, характеризующееся своей уникальной формой фотосинтеза. Эти растения используются в основном в качестве носителей химически активных соединений и биологически ценных веществ. Исследуемые образцы растений семейства толстянковых представляют особый интерес в качестве сырья для лекарственных препаратов и как ценные биологически активные компоненты. В результате проведенных исследований методом хромато-масс-спектрометрии определен компонентный состав терпенового ряда в растительных объектах: очиток супротиволистный (Sedum оppositifolium), очиток кавказский (Sedum сaucasicum), очиток линейный (Sedum lineare Thunb.) и очиток видный (Sedum spectabile). В Sedum spectabile содержится два, в Sedum сaucasicum – пять, в Sedum оppositifolium – восемь, в Sedum lineare Thunb. – десять компонентов терпенового ряда. Биологически ценные вещества ряда терпенов семейства толстянковых, обнаруженные в изучаемых растениях, определены при помощи органических растворителей. Терпены были выделены в хлороформных и в этанольных вытяжках, т. е. подобран растворитель для интересующего компонента, а идентифициро-ванные терпены могут выступать в качестве индикаторных специфических компонентов для каждого растения и выбора подходящих маркеров.

Приведены результаты исследований по разработке автоматизированной классификации снимков дистанционного зондирования Земли внутрихозяйственного землепользования на основе применения объектно ориентированного подхода, машинного обучения и геоинформационного моделирования. Методология классификации включала три этапа: анализ цифровых изображений с выделением пространственных объектов путем предварительной сегментации, классификация пространственных объектов с использованием алгоритмов машинного обучения (RF и SVM), оценка общей точности полученного результата. Для обработки использовали космические снимки Sentinel-2 с мая по апрель на территорию землепользования ОС «Элитная» и ИП ГК(Ф)Х Ковалев С.М. Новосибирской области с пространственным разрешением 10 м в пикселе. Обработка полученных многозональных снимков проходила с применением программного продукта SAGA GIS версии 8.5.1 и QGIS с открытым исходным кодом, создание моделей классификации осуществляли в пакете статистического языка программирования R. Установлено, что общая точность классификации объектов землепользования, отображенных на космических снимках, для территории ОС «Элитная» алгоритмом SVM составила 87,1 % (коэффициент Каппа 0,74), алгоритмом RF – 90,3 % (коэффициент Каппа 0,87). Для территории землепользования ИП ГК(Ф)Х Ковалев С.М. – алгоритмом SVM – 78,4 % (коэффициент Каппа 0,78), алгоритмом RF – 82,3 % (коэффициент Каппа 0,82). Объектно - ориентированный подход в интеграции с машинным обучением способствует эффективной сегментации и классификации снимков дистанционного зондирования для выделения пространственных объектов, дает возможность автоматизировать процесс картографирования территории землепользования и включать эту информацию в геоинформационное моделирование оценки и классификации земель сельскохозяйственного назначения.

Установлено, что содержание легкодоступного фосфора в почве мелкоделяночного опыта после трёх лет применения удобрений оставалось средним во всех вариантах, удобрения компенсировали его вынос зерновыми культурами. В полевом опыте содержание этой формы фосфора в пахотном слое почвы достоверно увеличивалось только при рядковом внесении удобрений, при остальных способах внесения оно уменьшалось до низкого. Удобрения в обоих опытах при всех способах внесения не только компенсировали вынос подвижного фосфора зерновыми культурами, но и создавали высокую и повышенную обеспеченность им растений. Они увеличивали содержание минеральных фосфатов и не влияли на соотношение их групп в почве. На долю активных фракций приходилось 22–25 %, фосфаты Са – Р3 составляли 68–72 %, доля фосфатов Al – P и Fe – P была наименьшей и практически не изменялась, что свидетельствует об отсутствии перегруппировки и закреплении фосфатов в менее доступные и недоступные для растений формы. Фосфор удобрений поглощался не только растениями, но и микроорганизмами. Больше всего микробного фосфора в слое 0–20 см чернозёма выщелоченного в мелкоделяночном опыте обнаружено при локальном внесении удобрений – 22 кг/га, а в чернозёме полевого опыта – при рядковом внесении – 31 кг/га, он может быть использован растениями в последействии. В слое почвы 0–40 см мелкоделяночного опыта запасы микробного фосфора в зависимости от способа внесения удобрений возрастали в ряду: рядковый – разбросной – локальный, а полевого: разбросной – локальный – рядковый. Только при внесении в рядки при посеве с семенами удобрения достоверно повышали урожайность яровой пшеницы, прибавка от них в мелкоделяночном и полевом опытах составила в среднем 42 и 26 % соответственно. Наибольшая урожайность овса в условиях достаточной влагообеспеченности почвы получена при разбросном внесении удобрений в действии и при рядковом – в последействии, прибавка урожайности составила 12 и 20 % соответственно. Баланс легкодоступного фосфора в чернозёме полевого опыта положительный при всех способах внесения удобрений, при его дефиците в контроле – 26 кг/га, а подвижного – положительный во всех вариантах.

Представлены результаты исследований за 2014–2016 гг. по эффективности способов основной обработки дернины старовозрастных посевов многолетних трав в условиях лесостепной зоны Западной Сибири на чернозёме выщелоченном среднемощном среднегумусном среднесуглинистом. Цель исследований – оптимизировать приёмы основной обработки дернины, установить их влияние на запасы продуктивной влаги в почве и продуктивность пластовой культуры. Установлено, что максимальная урожайность пластовой культуры получена при вспашке травостоев в осенние сроки. Сбор зелёной массы пластовой культуры – овса на следующий год составил 173 ц/га, зерна 22,7 ц/га и был обеспечен за счёт улучшения влагообеспеченности посевов (31–51 % в слое почвы 0–20 см), более высокой всхожести (21–35 %) и высоты растений овса (4–23%). Затраты на получение продукции составили 6 429 руб./га, рентабельность – 253 %. Осенняя обработка гербицидом сплошного действия Торнадо (изопропиламинная соль, 360 г/л кислоты, норма внесения 2 л/га) с последующим дискованием в два следа весной снижает урожайность зелёной массы на 17 %, зерна на 8 % и может быть рекомендована при доминировании в исходном травостое злостных корнеотпрысковых сорняков – пырея, видов осота и т.д. После обработки доля сорняков в посевах пластовой культуры не превышала 2 % (однолетние виды). Затраты на обработку составили 8 859 руб./га, рентабельность 135 %. Весенняя разделка дернины БДТ-3 в два следа снижает сбор зелёной массы по сравнению с осенней вспашкой на 42 %, зерна на 48 % за счёт понижения влажности почвы в корнеобитаемом слое (0–20 см) весной на 31–51 %, полевой всхожести на 30 %, высоты растений на 23 % при максимальных в опыте показателях засорённости – 14–24 шт./м2, или 5,6 %. Затраты составили 4 698 руб./га, рентабельность – 151 %.