CC BY
12
АГРОНОМИЯ
УДК 633.111:631.526.32:632.485.2 (571.15)
В.С. Валекжанин
V.S. Valekzhanin
ИСХОДНЫМ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ПРИОБСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
THE SOURCES OF PARENT MATERIAL FOR SPRING SOFT WHEAT BREEDING UNDER THE CONDITIONS OF THE FOREST-STEPPE OF THE ALTAI REGION'S OB RIVER AREA
Ключевые слова: пшеница мягкая яровая, селекция, урожайность, устойчивость к листостебель-ным болезням, качество зерна, родительские формы, гибридизация.
В результате трехлетнего изучения набора сортов коллекции ВИР различной агроэкологической принадлежности выделен ряд источников хозяйственно-ценных свойств растений, представляющих интерес для создания нового селекционного материала мягкой яровой пшеницы с высокой урожайностью, улучшенными параметрами качества зерна и комплексной устойчивостью к грибным болезням. В качестве компонентов скрещиваний, сочетающих высокую урожайность, качество зерна и устойчивость к бурой и стеблевой ржавчине, рекомендованы следующие сорта: WW-3, WW-4, Квинтус, Ульяновская 101, Курьер, Ту-лайковская надежда, Кинельская юбилейная, Ульяновская 105, Элемент 22, Машенька, Экада 113 и Омская 41. Сортообразцы Новосибирская 47, Ершовская 34, Саратовская 75 и Уралосибирская являются перспективными источниками повышенной толерантности к ржавчинным грибам, а Новосибирская 31, Новосибирская 41, Красноярская 12, Тарская 10, Волошинка,
Радуга, Столыпинская и Омская золотая - высокого содержания белка и клейковины в зерне.
Keywords: spring soft wheat, plant breeding, yield, leaf and stem disease resistance, grain quality, parental forms, hybridization.
As a result of three-year long study of a set of varieties of different agro-ecological origin from the VIR collection (VIR Plant Genetic Resources Gene Bank), the sources of economically valuable characters for breeding spring soft wheat featuring high yields, high grain quality and complex resistance to fungal diseases have been found. The following varieties are proposed as crossing components for high yields, high grain quality, leaf and stem rust resistance: WW-3, WW-4, Kvintus, Ulyanovskaya 101, Kuryer, Tulaykovskaya nadezhda, Kinelskaya yubileyna-ya, Ulyanovskaya 105, Element 22, Mashenka, Ekada 113 and Omskaya 41. The candidate varieties Novosibirskaya 47, Yershovskaya 34, Saratovskaya 75 and Uralosi-birskaya are promising sources of rusts resistance; and Novosibirskaya 31, Novosibirskaya 41, Krasnoyarskaya 12, Tarskaya 10, Voloshinka, Raduga, Stolypinskaya and Omskaya zolotaya are promising sources of high content of protein and gluten in grain.
Валекжанин Виталий Сергеевич, к.с.-х.н., вед. н.с. лаб. селекции мягкой пшеницы, Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий, г. Барнаул. E-mail: [email protected].
Valekzhanin Vitaliy Sergeyevich, Cand. Agr. Sci., Leading Staff Scientist, Soft Wheat Selective Breeding Lab., Federal Altai Scientific Center of Agro-Biotechnologies, Barnaul. E-mail: [email protected].
vy-
Введение
В регионах с умеренным климатом, к числу которых относится и Западная Сибирь, постоянным фактором, сдерживающим рост урожайности зерновых культур, является возрастание повторяемости засухи в первой половине вегетации при одновременном увеличении интенсивности ливневых осадков во второй её половине. Эти явления оказывают существенное влияние не только на урожайность, но и на комплекс листостебель-ных патогенов грибного происхождения, изменяя при этом как расовый состав возбудителей болезней, так и их количество [1, 2].
Ежегодная оценка поражения яровых злаковых культур листостебельными патогенами в Алтайском крае показала более интенсивное развитие таких заболеваний, как бурая и стеблевая ржавчина, что значительно снижает общий урожай зерна с единицы площади и его качественные показатели [3]. По сведениям различных авторов общие потери урожая зерновых культур от грибных фитопатогенов могут варьировать от 10-20% [4, 5], а при сильных эпифитотиях - от 50% и выше [6-9].
Интенсивные микроэволюционные процессы в популяциях Рисата graminis и Рисата Шста приводят к регулярному появлению новых более агрессивных биотипов, преодолевающих устойчивость ранее не поражающихся сортов. При разрешении этой проблемы наиболее перспективное значение имеет получение сортов с комплексной устойчивостью к ряду заболеваний. Такие сорта можно создать только с участием разных источников и типов устойчивости к данным фитопато-генам. Кроме того, комплексная устойчивость должна сочетаться с высокой продуктивностью, хорошим качеством зерна и другими хозяйственно-ценными признаками.
Цель исследования - изучить генетически разнообразный коллекционный материал для целенаправленного использования в селекции новых сортов яровой мягкой пшеницы, характеризующихся комплексной устойчивостью к бурой и стеблевой ржавчине с улучшенными параметрами качества зерна.
Объекты, методы и условия проведения исследований
Изучение сортообразцов на устойчивость к стеблевой и бурой ржавчинам проводилось в условиях 2016-2018 гг. на опытном поле лаборатории селекции мягкой пшеницы ФГБНУ Федерального Алтайского научного центра агробио-технологий, расположенного в Приобской лесостепи Алтайского края. Посев проводился во II декаде мая по чистому пару. Норма высева -5 млн всхожих зерен на 1 га, площадь опытной делянки - 10 м2. Степень поражения фитопатоге-нами оценивалась по шкале Э.Э. Гешеле [10], содержание белка и клейковины - в соответствии с методическими рекомендациями по оценке качества зерна [11].
Объектом исследования служили 312 сортов и линий яровой мягкой пшеницы отечественной и зарубежной селекции различных групп спелости, различающихся по морфологическим, биологическим и хозяйственно-ценным признакам.
Метеорологические условия в годы проведения эксперимента были крайне неустойчивы по годам исследований. Климатический режим вегетации растений 2016 и 2017 гг. в целом характеризовался как умеренно благоприятный по динамике среднесуточных температур воздуха и неравномерным, хотя достаточным количеством выпавших осадков (99,0 и 101,2% к среднемного-летней норме соответственно). В частности, за май и июнь сумма осадков была на уровне сред-немноголетних значений, а в июле их превышение составило +66,7% (2016 г.) и +71,0% (2017 г.) к норме. Своеобразие гидротермического режима вегетационного периода 2018 г. заключалось в пониженной среднесуточной температуре воздуха на всём его протяжении (на 1-2°С ниже нормы), избыточном увлажнении в мае-июне (+135,6 и +14,1% к норме соответственно) и недостатком атмосферных осадков в июле и августе (-41,0 и -80,3%).
Результаты и их обсуждение
Контрастность и нестабильность климатических факторов в Приобской лесостепи Алтайского края и их непредсказуемость в период вегетации растений значительным образом отразились на уровне урожайности и других параметрах исследованных сортов пшеницы. Так, в среднем по всем генотипам максимальная урожайность в опыте, независимо от группы спелости, получена в условиях 2018 г. - 4,94 т/га (табл.). Высокий уровень среднесортовой продуктивности обусловлен главным образом своевременным выпадением атмосферных осадков в основные критические фазы развития растений. В 2016 и 2017 гг. средняя продуктивность сортообразцов, несмотря в целом на более благоприятные условия увлажнения на всем протяжении вегетационных периодов, оказалась ниже максимальной на 2,49 и 2,21 т/га соответственно, что можно объяснить полеганием стеблестоя части опытных делянок и сильной эпифитотией местной популяции листо-стебельных патогенов (бурая и стеблевая ржавчина). Поражение по отдельным сортам достигало 70-90%.
Сочетание устойчивости растений к различным болезням с высокой средней продуктивностью и стабильным качеством зерна является решающим фактором для успешного создания и ускоренного выведения новых сортов и линий пшеницы. Среди изученного набора сортообраз-цов оптимальным сочетанием указанных параметров в соответствующих группах спелости, как следует из данных таблицы, обладают: WW-3, WW-4, Квинтус, Ульяновская 101, Курьер, Тулай-ковская надежда, Кинельская юбилейная, Ульяновская 105, Элемент 22, Машенька, Экада 113 и Омская 41. Данные генотипы существенно превысили стандарты по средней урожайности от 0,37 до 1,87 т/га, обусловленной главным образом их лучшей устойчивостью к местной популяции бурой (0-10%) и стеблевой (0-20%) ржавчинам. Наряду с высокими показателями белка и клейковины (с варьированием 11,0-14,9 и 28,3-40,3%
соответственно) эти сорта являются перспективными источниками в селекции новых высокоурожайных сортов пшеницы, сочетающих комплексную устойчивость к листостебельным грибам и улучшенные параметры качества зерна.
К сортам с высокой средней продуктивностью и повышенной толерантностью к бурой и стеблевой ржавчинам относятся также Новосибирская 47, Ершовская 34, Саратовская 75 и Урало-сибирская. Однако данные сортообразцы, по сравнению с вышеперечисленными, характеризуются меньшим содержанием белка и клейковины в зерне и уступают по этим показателям стандартным сортам (табл.). В связи с этим Новосибирская 47, Ершовская 34, Саратовская 75 и Ура-лосибирская, по нашему мнению, будут перспективными родительскими формами в паре с высококачественными генотипами.
С другой стороны, выделен ряд сортообраз-цов, сочетающих повышенное содержание белка и клейковины в зерне (12,1-14,9 и 30,0-40,3% соответственно) с продуктивностью значительно выше стандартных сортов (от 0,30 до 1,17 т/га), но отличающихся средней восприимчивостью к грибным фитопатогенам (от 5 до 70%). В изученном наборе коллекционных номеров такими свойствами обладают Новосибирская 31, Новосибирская 41, Красноярская 12, Тарская 10, Волошинка, Радуга, Столыпинская и Омская золотая. Указанные особенности этих генотипов целесообразно использовать в комбинациях скрещивания с высокоустойчивыми сортами.
Таким образом, в результате изучения коллекции ВИР выявлены сорта различных групп спелости, обладающие высокой продуктивностью, повышенной толерантностью к болезням и формирующие стабильно высокие параметры качества зерна. Это даёт возможность успешно использовать их в селекционном процессе в качестве родительских форм для создания новых высокопродуктивных сильных сортов пшеницы с комплексной устойчивостью к ржавчинным болезням.
Таблица
Характеристика лучших коллекционных сортообразцов яровой мягкой пшеницы (2016-2018 гг.)
Сорта Урожайность, т/га Натура зерна, г/л Содержание Поражение растений, %
2016 г. 2017 г. 2018 г. среднее белок, % клейковина, % бурая ржавчина стеблевая ржавчина
Сред неранние сорта
1. Алтайская 70, ст. 2,28 1,93 4,37 2,86 681 13,0 30,4 60-80 40-60
2. Новосибирская 47 2,32 2,92 4,72 3,32 735 11,0 26,7 0 10-30
3. WW-3 2,24 2,57 4,87 3,23 719 14,7 38,8 0 0-5
4. Омская краса 2,36 2,89 4,40 3,22 703 11,2 26,4 60-80 40-60
5. Новосибирская 31 1,97 2,51 5,12 3,20 711 14,5 38,9 40-60 20
6. Новосибирская 41 1,98 2,70 4,80 3,16 712 14,9 40,3 40-60 20
Среднее по группе 2,15 2,52 4,63 3,10 710 13,2 33,6 - -
НСР0,05 - - - 0,25 29 1,0 3,1 - -
Среднеспелые сорта
1. Алтайская 100, ст. 2,04 1,97 4,03 2,68 724 11,1 27,2 60 20-40
2. Квинтус 2,70 2,88 6,51 4,03 697 11,8 30,0 0 0-10
3. WW-4 2,89 3,18 5,70 3,92 668 12,6 30,5 0 0
4. Ульяновская 101 2,47 3,15 5,66 3,76 716 11,6 29,2 5-10 10-20
5. Красноярская 12 2,53 2,82 5,24 3,53 706 12,8 30,4 40-60 5-10
6. Ершовская 34 2,07 3,15 5,35 3,52 720 10,8 25,7 0 0-10
7. Саратовская 75 3,49 2,88 4,20 3,52 720 11,0 26,9 0-10 20
8. Курьер 2,22 2,44 5,84 3,50 726 12,1 29,1 0 5-15
9. Тулайковская надежда 2,75 2,97 4,75 3,49 723 11,0 28,3 0 0
10. Исеть 2,53 2,79 5,15 3,49 703 10,8 25,4 40-60 20-40
11. Тарская 10 3,31 2,58 4,53 3,47 691 12,2 32,7 50-70 10-20
12. Кинельская юбил. 2,67 2,70 4,93 3,43 742 11,6 34,1 0 5
Среднее по группе 2,64 2,79 5,16 3,53 711 11,7 29,1 - -
НСР0,05 - - - 0,74 21 1,3 2,2 - -
Среднепоздние сорта
1. Алтайская 105, ст. 2,13 1,78 3,02 2,31 677 11,1 26,0 60-80 50-70
2. Ульяновская 105 2,81 3,60 6,12 4,18 733 11,8 33,7 0 0-10
3. Элемент 22 2,98 3,47 5,87 4,11 733 12,7 36,6 0-5 5-10
4. Уралосибирская 2,83 3,05 5,52 3,80 688 10,9 21,8 20-30 0-5
5. Волошинка 2,68 2,86 5,51 3,68 709 12,5 30,0 50-70 5-10
6. Машенька 2,38 3,25 5,05 3,56 720 11,4 30,8 0-5 5-10
7. Радуга 2,61 2,57 5,41 3,53 713 12,3 30,2 50-70 5-10
8. Экада 113 2,59 2,89 5,04 3,51 710 12,7 35,2 0 10-20
9. Столыпинская 2,49 2,95 4,99 3,48 740 12,1 31,6 0-10 40-60
10. Омская 41 2,41 2,68 4,89 3,33 694 14,9 33,8 5-10 0-10
11. Омская золотая 2,29 2,81 3,85 2,98 676 13,1 31,9 60-80 30-50
Среднее по группе 2,56 2,90 5,02 3,50 708 12,2 31,0 - -
НСР0,05 - - - 0,64 27 1,0 3,2 - -
Среднее по группам спелости 2,45 2,73 4,94 3,38 710 12,4 31,2 - -
Библиографический список
1. Сколотнева Е.С., Леонова И.Н., Бука-тич Е.Ю., Салина Е.А. Методические подходы к идентификации эффективных генов, определяющих устойчивость пшеницы к комплексу грибных заболеваний // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2017. - Т. 21. - № 7. - С. 862-869.
2. Wessels E., Botes W.C. (2014). Accelerating resistance breeding in wheat by integrating marker-assisted selection and doubled haploid technology. South African Journal of Plant and Soil. Vol. 31 (1): 35-43.
3. http://[email protected] (дата обращения 12.02.2019 г.).
4. Бабкенова С.А. Изучение яровой мягкой пшеницы в условиях Северного Казахстана на групповую устойчивость к бурой и стеблевой ржавчине // Современное состояние и приоритетные направления развития генетики, эпигенетики, селекции и семеноводства с.-х. культур: докл. и сообщ. XI Междунар. генетико-селекц. шк.-семинара (пос. Краснообск, 9-13 апреля 2013 г.) / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИРС. - Новосибирск, 2013. - С. 3-7.
5. Христов Ю.А., Орлова Е.А., Сочалова Л.П., Бехтольд Н.П. Иммунологическое изучение устойчивости новых сортов зерновых культур к болезням в условиях Сибири // Селекция с.-х. растений в аридных территориях Сибири и Дальнего Востока: матер. Междунар. науч.-практ. конф. (г. Барнаул, 21-24 июля 2015 г.) / ФАНО. Сиб. отд-ние. - Новосибирск, 2015. - С. 304-314
6. Койшыбаев М. Состояние и перспективы исследований по селекции яровой пшеницы на устойчивость к болезням в Казахстане // Селекция яровой пшеницы для засушливых районов России и Казахстана: матер. Междунар. конф. (г. Барнаул, 20-21 июля 2000 г.) / РАСХН. Сиб. отд-ние. АНИИЗиС. СИММИТ. Общество развития Галь-бштадт. - Барнаул, 2001. - С. 62-71.
7. Randhawa H.S., Asif, M., Pozniak, C.J., et al. (2013). Application of molecular markers to wheat breeding in Canada. Plant Breeding. Vol. 132 (5): 458-471. doi: 10.1111/pbr.12057.
8. Шаманин В.П., Моргунов А.И., Петухов-ский С.Л., Левшунов М.А., Рсалиев Ш., Потоцкая И.В., Каракоз И.И., Табаченко А.Т., Краснова Ю.С. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к стеблевой ржавчине в условиях Западной Сибири - реальность и перспективы // Современное состояние и приоритетные направления развития генетики, эпигенетики, селекции и семеноводства с.-х. культур: докл. и сообщ. XI Междунар. генетико-селекц. шк.-семинара (пос. Краснообск, 9-13 апреля 2013 г.) / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИРС. - Новосибирск, 2013. -С. 287-292.
9. Сидоров А.В. Итоги работы по селекции яровой пшеницы на продуктивность, качество и устойчивость к болезням // Селекция с.-х. культур на устойчивость к экстремальным факторам среды в аридных зонах Сибири: матер. Междунар. научн.-практ. конф. (г. Улан-Удэ, июль 2010 г.) / РАСХН. ГНУ Сиб. регион. отд-ние. - Новосибирск, 2012. - С. 187-195.
10. Гешеле Э.Э. Основы фитопатологической оценки в селекции растений. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Колос, 1978. - 208 с.
11. Методические рекомендации по оценке качества зерна. - М.: ВАСХНИЛ, 1977. - 172 с.
References
1. Skolotneva Ye.S., Leonova I.N., Buka-tich Ye.Yu., Salina Ye.A. Metodicheskie podkhody k identifikatsii effektivnykh genov, opredelyayushchikh ustoychivost pshenitsy k kompleksu gribnykh zabolevaniy // Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii. - 2017. - T. 21. - No. 7. - S. 862-869.
2. Wessels E., Botes W.C. (2014). Accelerating resistance breeding in wheat by integrating marker-assisted selection and doubled haploid technology. South African Journal of Plant and Soil. Vol. 31 (1): 35-43.
3. http://[email protected] (data obrashcheniya 12.02.2019 g.).
4. Babkenova S.A. Izuchenie yarovoy myagkoy pshenitsy v usloviyakh Severnogo Kazakhstana na gruppovuyu ustoychivost k buroy i steblevoy rzhavchine // Sovremennoe sostoyanie i prioritetnye
napravleniya razvitiya genetiki, epigenetiki, selektsii i semenovodstva s.-kh. kultur: dokl. i soobshch. XI mezhdunar. genetiko-selekts. shk.-seminara (pos. Krasnoobsk, 9-13 aprelya 2013 g.) / RASKhN. Sib. otd-nie. SibNIIRS. - Novosibirsk, 2013. - S. 3-7.
5. Khristov Yu.A., Orlova Ye.A., Sochalova L.P., Bekhtold N.P. Immunologicheskoe izuchenie ustoychivosti novykh sortov zernovykh kultur k boleznyam v usloviyakh Sibiri // Selektsiya s.-kh. ras-teniy v aridnykh territoriyakh Sibiri i Dalnego Vostoka: mater. mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Barnaul, 21-24 iyulya 2015 g.) / FANO. Sib. otd-nie. - Novosibirsk, 2015. - S. 304-314.
6. Koyshybaev M. Sostoyanie i perspektivy issle-dovaniy po selektsii yarovoy pshenitsy na ustoychivost k boleznyam v Kazakhstane // Selektsiya yarovoy pshenitsy dlya zasushlivykh rayonov Rossii i Kazakhstana: mater. Mezhdunar. konf. (Barnaul, 20-21 iyulya 2000 g.) / RASKhN. Sib. otd-nie. ANIIZiS. SIMMIT. Obshchestvo razvitiya Galbshtadt. - Barnaul, 2001. - S. 62-71.
7. Randhawa H.S., Asif, M., Pozniak, C.J., et al. (2013). Application of molecular markers to wheat breeding in Canada. Plant Breeding. Vol. 132 (5): 458-471. doi: 10.1111/pbr.12057.
+
8. Shamanin V.P., Morgunov A.I., Petukhov-skiy S.L., Levshunov M.A., Rsaliev Sh., Potots-kaya I.V., Karakoz I.I., Tabachenko A.T., Krasnova Yu.S. Selektsiya yarovoy myagkoy pshenitsy na ustoychivost k steblevoy rzhavchine v usloviyakh Za-padnoy Sibiri - realnost i perspektivy // Sovremennoe sostoyanie i prioritetnye napravleniya razvitiya genetiki, epigenetiki, selektsii i semenovodstva s.-kh. kultur: dokl. i soobshch. XI mezhdunar. genetiko-selekts. shk.-seminara (pos. Krasnoobsk, 9-13 aprelya 2013 g.) / RASKhN. Sib. otd-nie. SibNIIRS. -Novosibirsk, 2013. - S. 287-292.
9. Sidorov A.V. Itogi raboty po selektsii yarovoy pshenitsy na produktivnost, kachestvo i ustoychivost k boleznyam // Selektsiya s.-kh. kultur na ustoychivost k ekstremalnym faktoram sredy v aridnykh zonakh Sibiri: mater. Mezhdunar. nachn.-prakt. konf. (Ulan-Ude, iyul 2010 g.) / RASKhN. GNU Sib. region. otd-nie. - Novosibirsk, 2012. - S. 187-195.
10. Geshele E.E. Osnovy fitopatologicheskoy ot-senki v selektsii rasteniy / izd. 2-e, pererab. i dop. -M.: Kolos, 1978. - 208 s.
11. Metodicheskie rekomendatsii po otsenke ka-
chestva zerna. - M.: VASKhNIL, 1977. - 172 s. +
УДК 633.52
М.В. Бугаева
M.V. Bugayeva
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОРТОВ ОВСА В УСЛОВИЯХ ШЕБАЛИНСКОЙ ПОДЗОНЫ СРЕДНЕГОРНОЙ ЗОНЫ РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ
COMPARATIVE EVALUATION OF OAT VARIETIES UNDER THE CONDITIONS OF THE SHEBALINO SUBZONE THE MID-MOUNTAIN ZONE OF THE REPUBLIC OF ALTAI
Ключевые слова: овес, сорт, урожайность, зеленая масса, сухое вещество, переваримый протеин.
В условиях недостатка материальных и технических ресурсов подбор надежных, высокоадаптированных сортов - агрономически, экологически и экономически наиболее оправданный путь повышения эффективности кормопроизводства. С этой целью в условиях среднегорной зоны Республики Алтай в 2017-2018 гг. была проведена сравнительная оценка по биолого-
хозяйственным показателям различных сортов овса на сено. Погодные условия в год проведения исследований позволили выделить наиболее приспособленные к местным условиям сорта. В опыте сравнивали 6 сортов овса (контрольный вариант сорт Ровесник). Среди сортов овса наиболее продуктивным оказался Аргумент с урожайностью сена 6,64 т/га, что на 4,5% выше контрольного варианта Ровесник. Самый высокий сбор кормовых единиц - 4,44 и 4,51 т/га обеспечили сорта овса Ровесник и Аргумент.
