CC BY
43and increased grain quality. Particular attention is paid to obtaining varieties with short stems, resistance to lodgingplants, as well as to biotic and abiotic factors of the environment.
Keywords: winter triticale, varieties, sustainability, productivity, quality, hybrids, signs.
DOI: 10.24411/2309-348Х-2018-10017 УДК 633.14:664.641.016
АДАПТИВНОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ РЖИ ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ
СВОЙСТВАМ ЗЕРНА
Е.А. ШЛЯХТИНА, О.Н. РЫЛОВА, И.В. ЛЫСКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук
ФАЛЁНСКАЯ СЕЛЕКЦИОННАЯ СТАНЦИЯ - ФИЛИАЛ ФГБНУ «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
АГРАРНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР СЕВЕРО-ВОСТОКА ИМ. Н.В РУДНИЦКОГО»
E-mail: [email protected]
Приведены результаты исследований конкурсного сортоиспытания сортов озимой ржи в условиях Волго-Вятского региона (Кировская область) в 2013...2017 гг. Цель исследований - дать оценку сортам по экологической пластичности и стабильности по признакам «число падения» и «вязкость суспензии». Метеорологические условия в годы проведения исследований были контрастными, как по количеству осадков, так и по температурному режиму. В наиболее благоприятные по влаго- и теплообеспеченности годы (2013, 2016 гг.) индекс условий среды принимал положительное значение. В неблагопрятные погодные условия (2014, 2015 и 2017 гг.) индекс условий среды имел отрицательное значение. По результатам исследований наибольший интерес представляет сорт Рушник - средний показатель «число падения» 197 с, b<1, высокая стабильность.
Ключевые слова: озимая рожь, сорт, число падения, вязкость суспензии, пластичность, стабильность.
Целью селекционной работы является выведение адаптивных сортов сельскохозяйственных культур, которые максимально используют конкретные экологические и агротехнические условия региона, способные противостоять неблагоприятным факторам среды [1]. Адаптивные свойства сортов оценивают по их пластичности, стабильности и гомеостатичности. Стабильность и пластичность признака являются двумя противоположными сторонами модификационной изменчивости генотипа. При этом стабильность в проявлении одного признака может сочетаться с пластичностью в проявлении другого [2]. Методы оценки этих параметров отличаются как по степени сложности вычислений, так и по применяемым подходам (регрессионный, дисперсионный, кластерный и др.). Подробный анализ методов приводят Кильчевский и Хотылева в книге «Экологическая селекция растений» (1997).
Наиболее известным подходом к изучению реакции сортов на окружающие условия является регрессионный анализ предложенный Eberhart-Russell [3]. Коэффициент регрессии bi - является параметром пластичности, S di - варианса отклонений от линии регрессии -параметр стабильности. При этом, оптимальным сочетанием параметров пластичности и стабильности у адаптивного сорта считается следующее:
bi=1, S2di=0,
при наибольшем
среднем значении признака во всех средах.
Хлебопекарные (технологические) свойства ржаной муки определяются, главным образом, количеством крахмала, степенью его синтеза и способность к клейстеризации [4, 5]. Преобладающую роль среди факторов, влияющих на свойства мякиша ржаного хлеба, играют ферменты, воздействующие на крахмал, главным из которых является альфа-амилаза. Высокая активность этого фермента вызывает быстрое расщепление крахмала на сахара.
Наиболее приемлемыми методами, оценивающими клейстеризующие свойства крахмала и активность альфа-амилазы, являются амилографический метод и определение числа падения [6, 7].
В связи с этим изучение вопросов адаптивности озимой ржи по технологическим показателям в условиях Волго-Вятского региона является весьма актуальным.
Цель исследований — оценить адаптивные свойства сортов озимой ржи конкурсного испытания по основным технологическим показателям (число падения, вязкость суспензии).
Материал и методы
Исследования проведены в 2013...2017 гг. на опытном поле Фалёнской селекционной станции - филиала ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока (Кировская область). Материалом исследований являлись 12 сортов озимой ржи конкурсного сортоиспытания. Число падения определяли на приборе Хагберга-Пертена (FElling Number 1400), максимальную вязкость суспензии на амилографе Brabender по соответствующим методикам [8]. Погодные условия в годы исследований были контрастными по тепло- и влагообеспеченности: весенне-летний вегетационный период 2014 - 2015 гг. характеризовался оптимальным увлажнением (ГТК =1,5), 2013 г., 2016 г. были крайне засушливыми (ГТК = 0,7 и 0,6 соответственно), 2017 г. -сильно увлажнённый (ГТК =1,7) и холодный, что позволило объективно оценить изучаемые сорта. Наиболее важный для формирования урожая период в 2014 - 2015 гг. проходил в условиях умеренно тёплой, с большим количеством осадков, погодой. Из-за дождей с порывистым ветром рожь сильно полегла. Статистическую обработку данных проводили, используя дисперсионный и корреляционный анализы по Б.А. Доспехову (1985), с помощью пакета программ AGROS версия 2.07. Индекс условий среды и адаптивные свойства (параметры стабильности и экологической пластичности) оценивали по методу, предложенному S.A. Eberhart, W.A. Russell в изложении В.З. Пакудина [9], основанному на расчете коэффициента линейной регрессии (bi), или коэффициент пластичности, и дисперсии (S di) или варианса стабильности.
Результаты и обсуждение
Показатель «число падения», характеризующий уровень активности фермента альфы-амилазы, - сильно варьирующий признак. Данный показатель очень изменчив, зависит в основном от внешних условий и претерпевает значительные изменения в процессе созревания зерна [10]. Повышенное увлажнение при созревании озимой ржи усиливает активность фермента альфа-амилазы. Так, в среднем за годы изучения число падения у сортов было высокое (низкий уровень активности фермента альфа-амилазы) в 2016 г. - 254 с., все изучаемые сорта по данному показателю вошли в 1 -ю группу качества (рис. 1). В условиях 2015 г. из-за дождей с порывистым ветром (в период формирования зерна) рожь сильно полегла, в результате было отмечено прорастание зерна, и число падения в среднем у сортов было 91 с. Только у двух сортов Рушник и Популяция 06/11 данный показатель был выше 100 с (табл. 1). Максимальное число падения за годы испытаний зафиксировано у сорта Рушник - 197 с, минимальное - у сорта Кировская 89 (число падения менее 140). Остальные сорта вошли в одну группу качества с числом падения от 141 до 200 с.
Индекс условий среды (Ij) - определяет изменчивость условий выращивания и может принимать положительное или отрицательное значение. Лучшие условия складываются в годы с положительным знаком индекса, худшие - с отрицательным. Индекс условий среды (Ij), для показателя «число падения», по годам изменялся от минус 66 (2015 г.) до плюс 94 (2016 г.). Высокие значения коэффициента вариации показателя говорят о сильном влиянии условий внешней среды. Выделены 2 сорта с наименьшим коэффициентом вариации -Рушник и Ниоба (33,6%, 38,1% соответственно). В группу условно пластичных сортов (bi>1) можно отнести сорта Фалёнская 4, Популяция 06/11, Популяция 05/10, при этом число падения у этих сортов было выше 160 с. Наибольший интерес представляет сорт Рушник - у него самый высокий средний показатель «число падения», bi<1, высокая варианса стабильности.
Рис. 1. Число падения и вязкость суспензии сортов озимой ржи в зависимости от количества осадков за вегетационный период (2013...2017 гг.).
Изучение свойств клейстеризации ржаной муки (шрота) на амилографе Brabender дает представление о ходе клейстеризации теста в первой части процесса выпечки. Изменение вязкости набухающего и затем клейстеризующего ржаного крахмала имеет решающее значение для образования мякиша хлеба.
Таблица 1
Оценка адаптивности сортов озимой ржи по числу падения__
Сорт Число падения, с V, % Ъ S2di
2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. среднее
Фалёнская 4 246 139 97 275 142 180 42,5 1,10 101,1
Кировская 89 189 84 87 235 91 137 51,2 1,00 151,0
Снежана 203 88 83 246 102 144 51,9 1,08 70,1
Рушник 250 185 109 275 168 197 33,6 0,91 541,2
Флора 210 128 87 258 148 166 40,8 0,97 775,3
Графиня 200 92 95 250 109 149 48,1 1,03 128,4
Кипрез 232 110 85 249 109 157 49,1 1,10 166,9
Ниоба 188 136 100 258 131 163 38,1 0,88 241,6
Леда 191 99 100 246 115 150 43,7 0,94 125,7
Сармат 160 102 82 248 120 142 46,1 0,91 472,2
Популяция 06/11 229 119 108 269 117 168 44,6 1,08 92,9
Популяция 05/10 250 122 91 244 121 166 45,5 1,06 795,3
Среднее по опыту 212 117 94 254 123 160 - - -
Индекс среды (Ш 52 -43 -66 94 -37 - - -
Примечание: ^критерий для Ь значим на 5%-ном уровне, тоже в табл. 2.
Поэтому вязкость крахмального клейстера должна быть такой консистенции, чтобы обеспечить растяжение под действием пузырьков газа и, чтобы без изменения принять и сохранить образовавшийся остов теста. Хорошая по качеству зерна рожь должна иметь
59
максимальную вязкость водной суспензии шрота при клейстеризации по амилографу от 350 до 650 единиц. Согласно этим критериям только в 2014 г. зерно у изучаемых сортов было лучшего качества (табл. 2), исключение составили сорта Кировская 89, Снежана, Графиня и Сармат. В 2013 г. и в 2016 г. (у большинства сортов) эти показатели были очень высокие (более 650 единиц), из муки такого качества получается хлеб с крошащимся мякишем и низкого объёма, т.к. крахмал во время клейстеризации связывает много воды. В 2015 и 2017 гг. зерно сформировалось низкого качества, в таких случаях при выпечке образуется влажный, липкий мякиш.
Коэффициент вариации показателя «вязкость суспензии» высокий, что говорит о сильном влиянии условий года, наименьший отмечен у сортов Рушник (52,3%) и Ниоба (50,7%). В группу условно пластичных сортов по показателю «вязкость суспензии» можно отнести сорта Фалёнская 4, Рушник, Флора, Популяция 06/11, Популяция 05/10. При этом у сорта Рушник отмечена высокая варианса стабильности.
Таблица 2
Оценка адаптивности сортов озимой ржи по вязкости суспензии__
Сорт Вязкость суспензии, е.а. V, % b, S2di
2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. среднее
Фалёнская 4 969 505 282 685 195 527 59,3 1,18 2592,3
Кировская 89 695 302 265 430 152 369 56,3 0,76 4892,4
Снежана 750 273 243 663 177 421 62,8 0,98 7894,7
Рушник 1033 657 395 655 217 591 52,3 1,11 15059,9
Флора 897 500 243 690 207 507 57,9 1,12 1853,5
Графиня 725 348 278 679 177 441 55,7 0,93 2424,4
Кипрез 747 417 228 682 162 447 58,7 1,00 1458,3
Ниоба 687 432 313 709 170 462 50,7 0,87 4787,2
Леда 660 367 287 692 172 436 52,9 0,85 4856,9
Сармат 600 288 170 698 198 391 62,0 0,85 11973,4
Популяция 06/11 1048 453 305 694 193 539 63,3 1,28 4874,2
Популяция 05/10 892 477 227 647 200 489 59,6 1,10 2636,2
Среднее по опыту 809 418 270 660 185 468 - - -
Индекс среды (Ш 341 -50 -198 192 -283 - - - -
Заключение
Проведенные исследования позволяют сделать следующий вывод: показатели «число падения» и «вязкость суспензии», косвенно характеризующие активность фермента альфа-амилаза, сильно зависимы от метеоусловий (количество осадков), которые складываются во время формирования и налива зерна озимой ржи. Максимальное число падения (197 с.) и вязкость суспензии (591 е.а.) за годы испытаний зафиксировано у сорта Рушник. В группу условно пластичных сортов по показателю «число падения» вошли сорта Фалёнская 4, Популяция 06/11, Популяция 05/10, по показателю «вязкость суспензии» - сорта Фалёнская 4, Рушник, Флора, Популяция 06/11, Популяция 05/10.
Литература
1. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика. В трех томах. - М.: Изд-во Агрорус. - 2008. Том I. - 816 с.
2. Bradshaw A.D. Advances in plants. N.-Y.; London. - 1965. Vol.13. - P. 115-155.
3. Eberhart S.A., Russel W.A. Stability Parameters for Comparing Varieties. Crop Science. - 1966. - V.6. - №1. - P. 36-40.
4. Reiner L., Mangst A., Strass F. Winterroggen - Aktuell. - Frankfurt am Mein, - 1979. - 159 s.
5. Нурлыгаянов Р.Б. Больше внимания производству зерна ржи // Зерновые культуры. - 2001. - № 2. - С. 9-10.
6. Бушук В., Кэмпбелл У., Древс Э. Рожь. Производство, химия и технология. - М., - 1980. - 247 с.
7. Бебякин В.М., Ермолаева Т.Я., Кулеватова Т.Б., Кулагина Т.В. Селекционная значимость критериев качества зерна озимой ржи // Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии и переработка. Киров: НИИСХ Северо-Востока, - 2003. - С. 130-132.
8. Оценка качества зерна: Справочник / Сост.: И.И. Василенко, В.И. Комаров. - М.: Агропромиздат, - 1987. - 208 с.
9. Пакудин В.З. Оценка экологической пластичности сортов / Генетический анализ количественных признаков с помощью математико-статистических методов. - М.: ВНИИТЭИСХ. - 1979. - С. 40-44.
10. Исмагилов Р.Р., Гайсина Л.Ф., Аюпов Д.С., Козыкин Д.Г. Число падения и вязкость водного экстракта зерна гибридов озимой ржи в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан // Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии и переработка. Екатеринбург. Уральское изд-во, - 2012. - С. 115-117.
ADAPTABILITY OF VARIETY OF WINTER RYE ON TECHNOLOGICAL
PROPERTIES OF GRAIN E.A. Shljakhtina, O.N. Rylova, I.V. Lyskova
FALENKI BREEDING STATION - BRANCH OF «FEDERAL AGRICULTURAL RESEARCH CENTER OF THE NORTH-EAST NAMED AFTER N.V. RUDNITSKIJ»
Abstract: In the article results of researches of competitive variety testing of winter rye varieties in conditions of the Volga-Vyatka region (Kirov region) in 2013 ... 2017 are given. The purpose of researches was to state an estimation to variety on ecological plasticity and stability to signs «falling number» and «viscosity of suspension». Weather conditions in days of carrying out of researches were contrast, both on an amount of precipitation, and on a temperature mode. In optimum on moisture - and heat security years (2013, 2016) the index of conditions of environment accepted positive value. In nonfavorable weather conditions (2014, 2015 and 2017) the index of conditions of environment had negative value. By results of researches the greatest interest represents a variety of Rushnik - an average index «falling number» 197 with, bi <1, high stability. Keywords: winter rye, variety, falling number, viscosity of suspension, plasticity, stability.
DOI: 10.24411/2309-348Х-2018-10018 УДК 633.16:631.527
ИЗУЧЕНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В ЦЕЛЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕГО В СЕЛЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО РЕГИОНА РФ
О.В. ЛЕВАКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук ФГБНУ «РЯЗАНСКИЙ НИИСХ»
В статье представлены результаты изучения урожайности и ее стабильности, крупнозерности, устойчивости к полеганию и болезням сортов ярового ячменя. По данным коллекционного питомника были выделены сорта, превышающие по урожайности зерна на 0,13-1,61 т/га и ее стабильности стандартный сорт Яромир. За годы исследований максимальная урожайность зерна была получена у сортов Explorer (12,1 т/га) и Overtiur (11,16 т/га) в 2017 году, минимальная - у сорта Илек - 1 (5,07 т/га) в 2015 году. По стабильности урожая выделились сорта Rosalina, Prosa, Надежный и Explorer. Крупное зерно (более 50,0 гр) формировали следующие сорта: Яромир, Илек -16, Prosa, Graice, Vivaldi, Explorer, Chief, Батько, Парнас. Практически все выделившиеся по урожайности образцы в различных условиях по вегетационному периоду относились к группе среднеспелых или позднеспелых и имели распластанный или полураспластанный тип куста в фазе кущения. Отмечено, что номера, имеющие полураспластанный тип куста в фазе кущения более устойчивы к полеганию, но чаще поражаются пыльной головней и другими болезнями. Тем не менее, в наших испытаниях выделилась группа высокоурожайных, адаптированных и
61
