1. Введение

Сорго — одна из древнейших сельскохозяйственных культур, высоко ценимая земледельцами. Сорго — пятая по значимости зерновая культура, обеспечивающая продовольствием и фуражом весь мир. Оно распространено во многих странах мира и является основным продуктом питания примерно для 500 миллионов человек в 30 странах Африки и Азии [1]. Оно адаптировано к широкому спектру стрессовых условий, таких как засолка и засухоустойчивость, и известно как высокоэнергетическая культура, устойчивая к засухе из-за своей эффективности. Зерно сорго служит пищей для людей, а также используется как питательный корм для скота, птицы и рыбоводческих хозяйств [2]. В Азии, Африке и США из сорго изготавливают муку, крупы, крахмал, пиво, спиртные напитки и другие продукты [3].

Среди множества задач, которые предстоит решить в ближайшие годы, особое значение имеет наращивание объемов животноводства и укрепление кормовой базы для этой отрасли. В засушливых регионах Юга России необходимо расширить посевные площади под засухоустойчивое высокопродуктивное зерновое сорго. В зонах с недостаточным увлажнением оно должно стать ключевой культурой для повышения эффективности севооборотов [4].

Основное препятствие для широкого распространения сорго — недостаток адаптированных к различным климатическим зонам сортов и гибридов, пригодных для промышленного производства семян [5]. Оптимальным решением этой проблемы является выведение новых сортов сорго зернового, способных формировать стабильно высокие урожаи.

Сорго в целом обладает широким спектром генетической изменчивости. Адекватная изменчивость обеспечивает возможности для отбора с целью улучшения и возможной гибридизации [6].

Генетические и геномные ресурсы не только обеспечивают основу для выявления и изучения генов, лежащих в основе изменчивости, но и служат новыми источниками генетического и фенотипического разнообразия в программах селекции растений [7].

Коллекции зародышевой плазмы являются оригинальным материалом для программ селекции растений и улучшения урожая. Из-за их генетического разнообразия и возможного наличия определенных желательных генов коллекции зародышевой плазмы являются полезными объектами для селекционеров растений [8].

Коллекционные образцы сорго демонстрируют значительную вариативность по цвету листьев, цвету средней жилки, форме метелки, количеству дней до цветения, площади листьев, площади флагового листа, высоте растений и урожайности зелёной массы и зерна, в то время как различия в количестве листьев и побегов на одно растение — менее значительны [9].

При скрещивании удаленных в эколого-географическом отношении образцов в первом поколении гибридов проявляется гетерозис, а во втором наблюдается широкий размах изменчивости по всем изучаемым признакам, часто с трансгрессиями, особенно по признакам «длина и масса метелки», значительно превышая родительские значения [10].

Целью данной работы являлось — изучить влияние некоторых элементов структуры урожая и других количественных признаков на продуктивность образцов сорго зернового коллекционного питомника.

2. Методы и принципы исследования

Полевые опыты проводились в южной зоне Ростовской области на базе ФГБНУ «АНЦ «Донской». В качестве исследуемого материала использованы 40 сортообразцов сорго зернового коллекционного питомника. Исследования проводились в 2020–2024 гг.  Погодно-климатические условия в годы исследований были разнообразны, что позволило провести объективную оценку исходного материала сорго зернового. Гидро-термический коэффициент (ГТК) за период май–сентябрь в 2020 г. составил 0,68, в 2021 г. — 0,82, в 2022 г. — 0,52, в 2023 г. — 0,81, а в 2024 г. — 0,24. Посев  проводили селекционной сеялкой «Клен 4.2», учетная площадь делянки — 4,9 м², ширина междурядий — 70 см. Глубина заделки — 5–6 см. После посева почву прикатывали кольчатыми катками.

В процессе вегетации осуществляли наблюдения за растениями с регистрацией фаз вегетации, общего их состояния и развития.

Статистическую обработку данных исследования проводили с использованием компьютерной программы Statistica 13.3.1.

3. Результаты исследований

Одним из основных сдерживающих факторов широкого распространения сорго является его позднеспелость (уборка в осенние месяцы), а в связи с этим сложности, связанные с необходимостью в досушке зерна. В связи с этим важно сосредоточиться на селекции раннеспелых и сортов и гибридов сорго. Поэтому выделение источников раннеспелости, способных формировать стабильную по годам и высокую урожайность зерна, является одной из основных задач в селекции сорго.

Амплитуда варьирования образцов коллекции зернового сорго в среднем за 5 лет по длине вегетационного периода была от 89 до 107 дней. Наибольшая урожайность, более 550 г/м2, сформировалась у образцов с продолжительностью вегетационного периода — 106–108 дней (рис. 1).

Однако следует также выделить группу образцов с продолжительностью периода вегетации «всходы — полная спелость» 96-100 дней и средним уровнем урожайности зерна 520–530 г/м2. Данные образцы относятся к раннеспелой группе созревания и формируют стабильно высокую урожайность зерна.  

Высота растений имеет большое значение, так как, во-первых, имеет прямую связь с устойчивостью к полеганию, во-вторых, для успешной уборки растений зернового сорго должны быть низкорослыми.

Если у кормовых гибридов высота растений в значительной степени обуславливает уровень урожайности зелёной массы, то у зерновых — высота растений более 150 см сильно усложняет механизированную уборку зерновой части урожая. Для гибридов сорго зернового направления оптимальной является высота 100–130 см.

Коллекция сорго была разнообразна по высоте растений — от 80 до 150 см. Распределение растений по этому признаку показало, что наибольшую урожайность формируют образцы с высотой растений 135–140 см (рис. 2).

В Ростовской области создаются благоприятные условия для формирования урожая с высокой массой 1000 зерен (Шепель, 1985). В наших исследованиях масса 1000 зерен варьировала от 16,6 до 36,3 г (рис. 3).

Наибольшая урожайность, 575 г/м2, сформировалась у образцов с массой 1000 зерен — 28–30 г.

Количество зерен на метелке сорго варьирует в зависимости от сорта и условий выращивания: от 1800–2200 у сортов до 3000–5600 у гибридов. Высокое количество зерен у гибридов — результат выраженного гетерозиса. Общая урожайность зерна у гибридов обусловлена увеличенным числом зерен в метелке по сравнению с родительскими формами.Количество семян, а не их масса, в значительной степени считается наиболее важным компонентом урожайности зернового сорго.

Распределение изученных образцов по числу зёрен на метёлке показало, что эта величина в среднем за 2020–2024 годы варьировала от 400 до 2400 (рис. 4).

За годы исследований была отмечена сильная, положительная корреляционная связь между урожайностью и количеством зерен в метелке.

Поэтому в среднем за 2020–2024 гг. наибольшая урожайность формировалась при максимальном количестве зерен в метелке 2200–2400 шт.

Таким образом, были выявлены оптимальные величины биологических и морфологических признаков сорго зернового, при которых формируется максимальная урожайность. Эти величины следует иметь в виду при селекционной работе на продуктивность.

4. Заключение

1.  Проведен анализ элементов структуры урожая, установлены закономерности их влияния на продуктивность.

2. Наибольшая урожайность формируется при наличииоптимальных значений признаков: продолжительность вегетационного периода — 106–108 дней, высота растений — 135–140 см, количество зерен в метелке — 2200–2400 штук, масса 1000 зерен — 28–30 г. 

3. Полученные оптимальные величины можно использовать при формировании модели сорта.

The additional file for this article can be found as follows: