РИСОВОДСТВО

В статье показана эффективность применения биостимуляторов и органических удобрений в семеноводстве. Важным аспектом современного бахчеводства является повышение семенной продуктивности и улучшение посевных качеств бахчевых культур. Обоснованием для проведения научных исследований является необходимость разработки новых технологий на семеноводческих участках возделывания бахчевых культур, использование которых позволит получать высокий, стабильный выход семян. Объект исследования арбуз столовый среднего срока созревания сорта Тимоша. Изучали биостимуляторы и органические удобрения. Препараты применяли для обработки растений в период вегетации. Исследованиями установлена высокая эффективность применения биостимуляторов и органических удобрений, которые позволяют получить максимальный урожай семян с высокими посевными качествами. Семенная продуктивность в использовании технологии выращивания арбуза столового данных препаратов на 3,9-37,4 % больше, по сравнению с контрольным вариантом. Урожайность оригинальных семян от применения биостимуляторов и органических препаратов на 26,3 % и в 1,9 раз больше по сравнению с контрольным вариантом. Масса 1000 семян находилась в пределах от 54,7 до 73,3 граммов при максимальном значении в варианте с применением препаратов Текамин Раис Плюс (замачивание семян) + Текамин Макс Плюс (обработка шатрика) + Текамин Флауер Плюс (цветение) + Текамин Вигор Плюс (плодообразование) + Текамин Брикс Плюс (созревание плодов) и минимальном в варианте без обработок. Сравнительный анализ посевных качеств семян показал положительное действие органических удобрений и биостимуляторов. Лабораторная энергия прорастания на 10-30 % больше по сравнению с контрольным вариантом. Всхожесть на 10-20 % больше, по сравнению с контрольным вариантом.

Биоресурсные коллекции включают селекционные сорта, линии, сорта народной селекции и дикие виды растений со своими уникальными генетическими признаками. Гибридизация внутри рода Allium L. имеет теоретическую и практическую основы для увеличения биоресурсов лука. Представлены результаты получения и оценки форм межвидовых гибридов рода Allium L. для пополнения био-ресурсной коллекции лука. Провели морфологическую оценку растений лука из потомств I1_5 от ВС1 комбинаций скрещивания F5 (A. cepa × A. vavilovii) и F5 (A. cepa × A. fistulosum). Растения выращивали в полевых условиях по технологии возделывания культуры лука репчатого для почвенно-климатической зоны Московской области. Фитопатологическая оценка включала выявление характера устойчивости растений лука к пероноспорозу. В комбинации скрещивания видов A. cepa * A. fistulosum и A. cepa × A. vavilovii растения сформировали луковицы массой 54,4-100,0 г. Максимальное значение по массе луковицы наблюдали у потомств I5BC1 (F5 (A. cepa × A. vavilovii)) с луковицей более 85,0 г. У растений A. cepa × A. fistul osum и A. cepa × A. vavilovii красная окраска луковицы варьировала от 44,0 до 97,0 %. У потомств A. cepa × A. fistulosum преобладала широкоэллиптическая форма луковицы (до 85 %). Растения I3BC1 (F5 (A. cepa × A. vavilovii)) сформировали 95,0 % эллиптических луковиц и 5,0 % круглых луковиц. У комбинации A. cepa × A. fistulosum число устойчивых растений к ЛМР (ложной мучнистой росе) варьировало от 42,0 до 49,0 %. У комбинации A. cepa × A. vavilovii с увеличением инбредного поколения с I1 до I5 возрастало число устойчивых к пероноспорозу растений до 74,0 %. Проведенный анализ межвидовых гибридов лука показал возможность увеличения биоресурсов лука за счет селекционных форм.

Посевные площади под рисом в России расположены в самой северной зоне мирового возделывания этой культуры. Районированные сорта риса различаются между собой не только по отзывчивости на уровень минерального питания, но и по продолжительности вегетационного периода. Поэтому срок посева риса может оказывать существенное влияние на величину полученного урожая, т. к. при поздних сроках сева созревание как правило происходит при неблагоприятных погодных условиях, что влияет на стерильность колосков, прежде всего, на боковых метелках, и натуру зерна. Способом, позволяющим снизить влияние этих негативных процессов, является некорневая подкормка удобрениями, содержащими биологически активные вещества. В условиях полевых опытов изучали влияние некорневых подкормок сортов риса, различающихся продолжительностью вегетационного периода, при поздних сроках сева на урожайность и элементы ее структуры. Обработку вегетирующих растений выполняли в фазы кущения (7-8 листьев) и трубкования. Показано, что некорневые подкормки препаратом на основе гумата калия в комплексе с микроэлементами обеспечили повышение урожайности сортов риса. Прибавка урожая получена главным образом, за счет снижения числа стерильных колосков, как на главной, так и боковых метелках, и увеличения массы зерна с растения и 1000 шт. Стерильность боковых метелок снижалась в среднем на 5 % при обработке в фазу кущения и на 10 % при обработке в фазу трубкование. Показан механизм действия вносимого удобрения в зависимости от продолжительности вегетационного периода высеваемых сортов, даны рекомендации по практическому применению разработанного агроприема.

Перец сладкий (Capsicum annuum L.) овощная культура семейства Solanaceae, значимость которой подтверждается исследованиями в различных социально-экономических сферах. Россия не исключение в представлениях о ценности культуры, что подтверждается внесением перца сладкого в перечень культур, возделывание которых обеспечивает продовольственную безопасность страны. Кроме того, экономической целесообразностью обладает инициатива ведения семеноводства гибридов первого поколения перца сладкого, созданных на основе цитоплазматической мужской стерильности. Это продиктовано рядом преимуществ по сравнению с семеноводством сортов и гибридов, созданных на фертильной основе: снижение трудозатрат, связанных с маркировкой, кастрацией, сортовыми прочистками. Цель исследований изучение потенциальной возможности завязывания качественных семян на высоких порядках ветвления (третий и выше) линии ms Янт 85 в весенней пленочной теплице, что позволит в перспективе рассчитывать на повышение продуктивности и выхода семян с единицы площади. Это подтверждается полученными данными исследования: урожайность по порядкам ветвления, вклад каждого порядка в общую урожайность и качество семян в зависимости от порядка ветвления. Кроме первого (14,9 %) и второго порядков (44,1 %), существенную долю в общую урожайность внесли семена, собранные с третьего (35,0 %) и четвертого (5,3 %) порядков, за счет достаточного количества собранных плодов перца, если говорить о третьем порядке. При анализе крупности семян отмечается тенденция снижения массы 1000 семян с увеличением порядка ветвления в пределах от 7,6 г (на первом порядке) до 6,5 г (на пятом и шестом порядках). Лабораторная всхожесть семян с первого, второго и третьего порядков изменялась незначительно: в пределах 98-100 %.

Исследовательская работа направлена на оценку эффективности внедрения и применения геоинформационных систем в области изучения почвенного плодородия в зоне рисосеяния Краснодарского края. Работа выполнена на основе большого количества данных, полученных при обработке результатов почвенного и агрохимического обследования и показывает широкий спектр возможностей использования современных алгоритмов обработки информации. В ходе исследовательской работы разработаны и опробованы методические подходы к получению растровых картографических материалов. Определён набор программных инструментов, позволяющих осуществить привязку полученных растровых материалов и провести векторизацию данных. Полученный в результате проведённой исследовательской работы композитный слой данных содержит информацию о типах почв и результатах агрохимического состояния этих почв в рамках последнего тура обследования. Это позволило провести статистический анализ набора данных с учётом географического положения участков земель сельскохозяйственных угодий. Статистический анализ показал, что содержание органического вещества в пахотном слое почв имеет ярко выраженную пространственную корреляцию с почвенным типом. Применяемые подходы показали высокую эффективность пространственной и статистической обработки данных в области изучения почвенного плодородия рисовых систем.

По результатам проведенных исследований выявлена пространственная изменчивость агрохимических показателей лугово-черноземной почвы рисовых полей оросительной системы (РОС) отделения № 2 РПЗ «Красноармейский» филиала ФГБНУ «ФНЦ риса». Изучаемые показатели имели разный уровень вариабельности в границах исследуемого участка поля рисового севооборота. Определены коэффициенты вариации четырёх полей рисового севооборота (многолетние травы, рис 1-й год и 3-й год после многолетних трав, озимая пшеница) по наиболее информативным агрохимическим показателям (рНвод, гумус, подвижный фосфор). Согласно полученным данным установлено, что наименьшая вариабельность была по содержанию гумуса в пахотном слое почвы. Коэффициент вариации, в зависимости от поля севооборота, находился в диапазоне от 4,0, до 16,0 %, что говорит о его однородности по содержанию. Обеспеченность почвы исследуемых полей гумусом низкая, согласно градации. Содержание в почве подвижного фосфора изменялось от 2,00 до 9,53 мг/100 г почвы, что указывает на значительное его варьирование в пределах поля рисового севооборота. Наибольшие коэффициенты вариации (41,0 и 21,0 %) отмечены по полям севооборота, где возделывали рис. Высокая вариабельность в границах поля рисового севооборота, свидетельствует о необходимости дифференцированного подхода при разработке системы минерального питания с учетом обеспеченности почвы рисового поля. Поле рисового севооборота (карты № 44-49), где возделывали многолетние травы имело низкую вариабельность по содержанию подвижного фосфора, коэффициент вариации составил 19 %. Обеспеченность была высокой, согласно градации. Определение реакции почвенной среды показало, что она находилась в диапазоне от слабокислой до нейтральной (рНвод 6,36-7,13), коэффициент вариации по полям севооборота был в пределах 2,0-4,0 %, что характеризует его низкую пространственную изменчивость в пределах исследуемых полей. Применение геоинформационной программы QGIS позволило создать тематические картограммы, в основе которых база данных с атрибутивной информацией по наиболее информативным показателям плодородия почвы имеющих географическую привязку.

Рис (Oryza sativa) является одной из важнейших культур в мировом земледелии. Основным рисосеющим субъектом РФ является Краснодарский край с общей площадью под культурой около 125 тыс. га. Учитывая то, что дефицит воды в последние годы в орошаемом землепользовании (рисоводстве) ощущается во многих регионах мира и в частности юга европейской области России, вопрос эффективного использования водных ресурсов в рисоводстве является, несомненно, важным. Ежегодное снижение суммы выпадающих осадков, наблюдаемое с 2019 года, неизбежно ведет к падению уровня воды в реках Кубань, Волга и Дон, увеличивая риск сокращения площадей под рисом и частичную гибель в засушливых регионах. Поэтому необходима оптимизация водного режима с целью эффективного использования сокращающихся ресурсов пресной воды на максимально возможной площади возделывания риса. В обзоре кратко освещены физиологические реакции растения риса на сброс воды на разных этапах роста и развития, знание которых позволит сохранить экологическую стабильность, оптимизировать параметры сортов, обеспечивающие минимальное водопотребление, снизить общие затраты воды за счет сокращения оросительной нормы поливов, снижения слоя и сокращения периода затопления без существенного снижения продуктивности. Однако специфичность биохимического состава зерна, формирующегося в разных условиях водного дефицита, подталкивает к комплексной оценке морфофизиологических признаков, обусловливающих величину урожайности, также сортовые и посевные качества семян в условиях семеноводства, технологические показатели качества зерна.

Важным показателем, характеризующим развитие отечественного овощеводства, является уровень самообеспечения страны овощной продукцией. Овощная промышленность снабжает население такими важнейшими продовольственными продуктами как лук, чеснок, томат, морковь, перец сладкий и др. Роль овощей в продовольственном балансе определяется их значимостью для питания человека, его работоспособности и долголетия. Ценность и незаменимость овощей, в том числе и чеснока, в питании человека заключаются в том, что они являются основными поставщиками витаминов и углеводов, минеральных солей и эфирных масел, фитонцидов и пищевых волокон, необходимых для нормального функционирования организма. В России уровень самообеспеченности по овощам и бахчевым культурам составляет 86,3 %. Общая потребность в чесноке составляет около 300 тыс. т в год, фактическое же производство по всем категориям хозяйств по данным ФАО (2020 г.) составляло 190 тыс. т. В Российской Федерации под чесноком занято 18,5 тыс. га. Посевная площадь под чесноком в хозяйствах всех категорий на протяжении шести лет уменьшилась. Многие фермеры и сельскохозяйственные организации отказываются от выращивания чеснока из-за низкой доходности и трудоемкого процесса. Чеснок пользуется большой популярностью среди хозяйств, где его выращивают на небольших участках без необходимости использования сельскохозяйственной техники. Основное производство чеснока в 2023 году сосредоточено в Северо-Кавказском федеральном округе и объем валового сбора составил 1 712,9 тыс. ц.

Рис является одной из важнейших сельскохозяйственных культур в мировом масштабе. Его производство лежит в основе продовольственной безопасности всех азиатских и многих африканских стран. Глобальные экологические проблемы, такие как рост населения, химическое загрязнение биосферы, дефицит воды для орошения, опустынивание земель и деградация почв привели к необходимости разработки новой экологической стратегии в производстве сельскохозяйственных культур, в том числе в рисоводстве. С этой целью учеными Международного института риса (Филиппины) и Китая был предложен проект «Зеленый супер рис» для реализации в странах Азии и Африки. Он основан на энергосберегающей, ресурсосберегающей и низкозатратной технологии возделывания риса с целью снижения негативного воздействия на окружающую среду при сохранении уровня урожайности культуры. В основе создания новых сортов «Зеленого супер риса» использование достижений в области функциональной геномики риса и генетического разнообразия. Наличие в мировых коллекциях генетических ресурсов риса, обладающих такими хозяйственно ценными признаками как высокая урожайность, отличное качество зерна, устойчивость к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам среды позволило начать реализацию этой программы. Интеграция функциональной геномики и поэтапного фенотипического отбора в стратегию интрогрессивной селекции привела к созданию перспективных высокоурожайных сортов риса для экологически безопасного возделывания культуры, в том числе в стрессовых условиях среды. Проект поддержан международной системой финансирования и находится в стадии внедрения в азиатских и африканских странах. Его реализация будет способствовать решению продовольственной проблемы во многих странах мира, где рис является основным продуктом питания населения.

Целью исследования является идентификация доминантной аллели таргетных генов устойчивости риса к пирикуляриозу (Pi-b, Pi-z, Pi-ta) у 40 сортообразцов риса конкурсного испытания. Выведение сортов, несущих комбинацию генов устойчивости к пирикуляриозу рассматривается как одна из наиболее эффективных стратегий борьбы с заболеванием, поскольку применение фунгицидов является малоэффективным и дорогостоящим методом борьбы с заболеванием. Анализ проводился с помощью молекулярно-генетических методов с применением классического ПЦР и ПЦР в реанальном времени. ПЦР проводили по стандартным методикам с выполнением предварительной оптимизации экспериментальных параметров. Для иденификации гена Pi-b использовали кодоминантный маркер, для генов Pi-z и Pi-ta доминантные. Электрофорез продуктов амплификации проводили в 2 % агарозном геле. Визуализацию результатов электрофоретического разделения продуктов ПЦР проводили на трансиллюминаторе с использованием бромистогоэтидия (BrEtd). В результате проведенной работы выделено 6 сортовых образцов, несущих в себе как минимум один из целевых генов устойчивости к пирикуляриозу. Идентифицировано 2 сортообразца, несущих 2 гена устойчивости: Pi-b и Pi-z; 1 сортообразец несущий доминантную аллель генов Pi-z и Pi-ta. Данные сортовые образцы являются наиболее ценным селекционным материалом. Также было идентифицировано 3 образца с 1 геном устойчивости: 1 сортовой образец доминантная гомозигота по гену Pi-b и 2 сортовых образца с геном Pi-z. Эти сортообразцы в дальнейшем будут использованы в селекционной работе как селекционные ресурсы для создания устойчивых к пирикуляриозу сортов риса.

В статье рассматривается вопрос генетических механизмов, влияющих на качество рисовой крупы. Среди качественных показателей как наиболее важный выделяют содержание крахмала в рисовом зерне, на его долю приходится 75-85 % сухой массы зерна. Содержание амилозы в крахмале является ключевым фактором, определяющим его пищевую и технологическую ценность. Этапы синтеза крахмала были изучены достаточно глубоко. Среди генов, связанных с синтезом крахмала, Waxy и ALK являются основными генами, регулирующими фактическое содержание амилозы, консистенцию геля и температуру клейстеризации. Исследования также подтверждают существенное влияние гена качества риса Waxy не только на пищевые показатели, но и на внешний вид рисового зерна. На сегодняшний день у риса идентифицировано по меньшей мере десять аллелей гена Waxy - Wxa, Wxb, Wxn, Wxop, Wxmq, Wxmw, Wxlv, Wx1-1, Wxla и wx. Недавние исследования указывают на перспективу создания новых вариантов гена Wx, путем скрещивания сортов, содержащих разные аллели Wx, поскольку возможно генерировать новые путем внутригенной рекомбинации. Помимо этого в статье рассматриваются актуальные молекулярно-генетические методы работы с Waxy геном для MAS (Marker-Assisted Selection) такие как: CAPS-маркеры и SNP, tetra-primer ARMS-PCR. Также обсуждается применение технологии CRISPR / Cas для гена Waxy.

Возбудитель бурой бактериальной гнили влагалища листа злаковых культур Pseudomonas fuscovaginae представляет угрозу производству риса, пшеницы, кукурузы, сорго и других злаковых культур. В целях предотвращения распространения опасной бактерии с семенным материалом и своевременного обнаружения и идентификации возбудителя в посевах ценных сельскохозяйственных злаковых культур, необходимо применение современных методов диагностики. Одним из таких методов является полимеразная цепная реакция (ПЦР) уникальных для фитопатогена участков генома с последующей детекцией продуктов этой реакции. Нами проведена апробация описанных в литературе для идентификации P. fuscovaginae тестов ПЦР Pfs207-F/Pfs207-R, PfF3/PfR3 и F3/B3 с последующей детекцией продуктов путем гель-электрофореза. Тест F3/B3 проведен также в режиме «реального времени» с интеркалирующим красителем SYBR Green I. Указанные тесты позволяют обнаруживать ДНК P. fuscovaginae с аналитической чувствительностью 105 КОЕ/мл, 102 КОЕ/мл и 103 КОЕ/мл соответственно. На основе тестов Pfs207-F/Pfs207-R и PfF3/PfR3 проведена разработка новых тестов ПЦР-РВ: Pfs207-Fnew2/Pfs207-R/ Pfs207-P3 и PfF3NEW/PfR3/PfP3, аналитическая чувствительность которых составила 102 КОЕ/мл и 104 КОЕ/мл соответственно. Для всех тестов, исследованных в работе, отсутствовали положительные реакции с ДНК некоторых штаммов бактерий рода Pseudomonas, не принадлежащих виду P. fuscovaginae. Тесты Pfs207-F/Pfs207-R, PfF3/PfR3, F3/B3 (в том числе с использованием SYBR Green I) и новый тест ПЦР-РВ PfF3NEW/PfR3/PfP3 могут быть использованы для идентификации P. fuscovaginae. Разработанный в исследовании тест ПЦР-РВ Pfs207-Fnew2/Pfs207-R/Pfs207-P3 может быть использован для идентификации P. fuscovaginae в растительных образцах. В результате исследования, собрана информация о существующих тестах ПЦР для идентификации P. fuscovaginae и их применении с использованием реактивов российского производства, а также разработаны новые тесты ПЦР-РВ. Предпосевное ПЦР-тестирование семян и ранняя диагностика бактериоза в посевах злаковых культур позволит своевременно принять меры по ограничению распространения P. fuscovaginae.