CC BY
79
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Итоги селекции яровой твёрдой пшеницы на Дону при усилении аридности климата
В.П. Кадушкина, ст.н.с., С.А. Коваленко, мл.н.с., ФГБНУДонской зональный НИИСХ
В настоящее время в связи с повышением аридности климата особенно повышаются требо-
вания к сорту в отношении засухоустойчивости, стабильности формирования высококачественного зерна по годам, устойчивости или толерантности к болезням, вредителям и полеганию, а следовательно, способности хорошо отзываться на улучшение
естественных условий возделывания в благоприятные годы. Важнейшим требованием к сортам пшеницы является относительная стабильность урожаев по годам. Селекция на эти свойства пока остаётся серьёзной проблемой [1, 2].
Материал и методы исследований. Цель исследования — презентация итогов изучения хозяйственно-биологических свойств новых перспективных линий, полученных путём химического мутагенеза и гибридизации, их реакции на засуху.
Исследования проводили в 2012—2014 гг. в отделе селекции и семеноводства пшеницы и тритикале ФГБНУ «ДЗНИИСХ».
Изучали пять новых сортов яровой твёрдой пшеницы:
- Горд. 5030/12 М3 Донская элегия ДАБ-0,1%
- Горд. 5033/12 М3 Донская элегия ДАБ-0,1%
- Горд. 5055/12 М3 СД 4354 США ДАБ-0,1%
- Горд. 5069/12 F3 Донская элегия х {[Оренбургская 10 х (озимая тургидная х Ли)] Чк. 58714 Д 804};
- Горд. 5079/12 F3 Донская элегия х <<{М3 Оренбургская 10 ДАБ-0,1% х [(Харьковская 7 х Ак-тюбинская 2) х Новодонская]}> х (Харьковская 11 х М3 Оренбургская 10 НДММ-0,01%)>.
Сорта выращивали в конкурсных сортоиспытаниях. Посев проводили сеялкой «Клён», норма высева составляла 450 всхожих семян на 1 м2, по-вторность четырёхкратная, расположение сортов в блоках рендомизированное. Все оценки, наблюдения, учёт урожая выполнены в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [3]. Определение качества макаронных изделий яровой твёрдой пшеницы выполняли усовершенствованным методом оценки качества конечной продукции, разработанным в НИИ сельского хозяйства Юго-Востока [4].
Метеорологические условия вегетации в годы проведения экспериментов были контрастными и отражали особенности климата региона.
Результаты исследований. Ростовская область находится в зоне рискованного земледелия. Анализ наблюдений за ходом важнейших метеорологических факторов свидетельствует о значительных колебаниях температуры и количества осадков по годам. Отмечается явная тенденция к общему потеплению климата (рис. 1, 2). В период прохождения вегетации яровой твёрдой пшеницы выявлен явный тренд в сторону ещё большей засушливости климата: среднесезонная температура воздуха за 23 года повысилась с 16 до 18,7°С, т.е. на 2,7°С, а сумма осадков снизилась с 199 до 175 мм, или на 24 мм.
Анализ урожайности яровой твёрдой пшеницы за период 2012-2014 гг. показал, что наиболее сильное влияние на реализацию растениями продуктивных свойств оказывает контрастность лет по климатическим условиям. Количество осадков по отношению к климатической норме в 2012 г. (апрель, май, июнь, июль) составило соответственно 0; 81; 13 и 42%, в 2013 г. - 33; 19; 131 и 20%, в 2014 г. - 99; 84; 85 и 54%. Температура воздуха была выше многолетних данных за все годы исследований (105-209% к норме). Таким образом, наиболее благоприятные условия для формирования высокого урожая яровой твёрдой пшеницы сложились в 2014 г., наименее - в 2012 г.
Недостаток влаги в почве в мае-июне при высоких температурах и сухих ветрах является основной причиной низкой урожайности яровой твёрдой пшеницы. Средний урожай зерна в генеральном конкурсном сортоиспытании составил: в 2012 г. -19,9 ц/га; 2013 г. - 20,3; 2014 г. - 28,5.
По нашим многолетним исследованиям, в степной зоне Ростовской области в условиях
■■ среднее по годам (1992-2014 гг.) I I среднее многолетнее
Рис. 1 - Температура воздуха в период проведения исследований, 1992-2014 гг.
месяц
среднее по годам (1992-2014 гг.) I I среднее многолетнее
Рис. 2 - Количество осадков в период проведения исследований, 1992-2014 гг.
жесточайших засух наиболее эффективными методами получения генотипической изменчивости признаков является химический мутагенез и гибридизация. За годы исследования были получены высокопродуктивные линии яровой пшеницы, приспособленные к нарастанию аридности климата. Применение мутагена ДАБ позволило создать ряд конкурентоспособных, высококачественных линий и сортов (Новодонская, Вольнодонская, Донская элегия, Мелодия Дона и др.).
В конкурсном сортоиспытании, по трёхлетним данным, по комплексу хозяйственно ценных признаков выделились пять перспективных сортов: Горд. 5030/12, Горд. 5033/12, Горд. 5055/12 - му-тантного происхождения и Горд. 5069/12 и Горд. 5079/12 — гибридного. Их сравнивали с сортом-стандартом Вольнодонская. За годы изучения эти генотипы формировали стабильно высокий урожай зерна в условиях воздействия различных стрессовых факторов и превзошли стандартный сорт на 4,1—6,6 ц/га (табл. 1).
Хозяйственно - биологическая характеристика этих сортов представлена в таблице 2.
Сорта яровой твёрдой пшеницы Горд. 5030/12 и Горд. 5033/12 выведены путём индивидуального отбора из мутантной популяции Донская элегия ДАБ-0,1%. Разновидность Ногйе1/огше. Форма колоса цилиндрическая, длина 6,0—8,0 см. Колос красный, неопушённый, широкий, плотный (3 колоска на 1 см стержня). Колосковая чешуя нижней половины колоса овальная, верхней половины — ланцетная. Нервация отсутствует. Зерно белое, крупное, масса 1000 зёрен 40,0—40,2 г. Сорта среднерослые (высота соломины варьирует от 70
до 89 см), устойчивы к полеганию (7,5 балла). За годы изучения в конкурсных сортоиспытаниях урожайность составила 22,1—29,4 ц/га, что превысило стандартный сорт Вольнодонская на 0,5—3,3 ц/га. По данным технологической лаборатории, содержание белка в зерне составило 14,7—17,4%, клейковины — 31,2—38,4%. Макаронные изделия характеризуются приятным жёлтым цветом и устойчивостью к переварке. Спагетти отличного качества. Горд. 5030/12 и Горд. 5033/12 обладают высокой экологической пластичностью, способны формировать высокий урожай по разным предшественникам и различным уровням плодородия. Характеризуются повышенной засухоустойчивостью.
Сорт Горд. 5055/12 выведен путём индивидуального отбора из мутантной популяции М3 СД 4354 США ДАБ-0,1%. Разновидность йогёе1&гте. Сорт среднерослый (высота соломины варьирует от 76 до 90 см), устойчив к полеганию (8,0 балла), с высокой полевой устойчивостью к мучнистой росе — 5—15%. Характеризуется высокой засухоустойчивостью (4,0 балла).
Сорт Горд. 5069/12 получен путём индивидуального отбора из гибридной популяции F3 Донская элегия х {[Оренбургская 10 х (озимая тургидная х Ли)] х к. 58714 Д 804}. Разновидность йогёе1&гте. Форма колоса цилиндрическая, длина 7,5—8,0 см. Колос красный, неопушённый, широкий, плотный. Масса 1000 зёрен 42,2 г. Сорт среднеспелый. Горд. 5069/12 среднерослый (высота соломины варьирует от 82 до 90 см), устойчив к полеганию. Обладает крупным зерном с высокими физическими и технологическими свойствами. От вышепредставленных сортов отличается высоким содержанием белка.
1. Урожай зерна перспективных сортов яровой твёрдой пшеницы в конкурсном сортоиспытании за 2012—2014 гг., ц/га
Сорт, линия Урожайность, ц/га
год среднее ± к 81
2012 2013 2014
Вольнодонская, стандарт 19,6 16,4 26,1 20,7 -
Горд. 5030/12 М* 22,1 23,4 29,0 24,8 4,1
Горд. 5033/12 М 23,7 23,5 29,4 25,5 4,8
Горд. 5055/12 М 23,1 28,2 29,3 26,9 6,2
Горд. 5069/12 Е** 20,0 27,4 29,4 25,6 4,9
Горд. 5079/12 Е 22,9 29,9 29,2 27,3 6,6
НСР005 2,0 3,2 2,1
Сорт, линия Дата колошения, 2014 г. Мучнистая роса, % Засухоустойчивость, балл Высота растения, см Длина колоса, см Белок, % Клейковина, % Кароти-ноиды мкг % 2013 г.
Вольнодонская, стандарт 30.05 5-20 2,7-3,0 71-90 5,8-7,0 14,9-17,3 36,6-38,0 337
Горд. 5030/12 М 31.05 5-15 3,0-3,7 70-82 6,5-8,0 14,8-17,4 33,8-38,4 326
Горд. 5033/12 М 31.05 1-20 3,0-3,7 80-89 6,0-8,0 14,7-17,1 31,2-36,6 295
Горд. 5055/12 М 01.06 5-20 3,5-4,0 76-90 6,9-8,0 14,7-17,9 26,8-31,8 287
Горд. 5069/12 Г 31.05 5-20 3,0-4,0 80-90 6,9-8,0 14,9-18,8 32,0-32,2 297
Горд. 5079/12 Е 01.06 5-20 3,0 74-87 6,0-8,0 15,1-18,2 31,2-32,2 304
Примечание: М* — сорт мутантного происхождения, Б** — сорт гибридного происхождения
2. Хозяйственно-биологическая характеристика линий яровой твёрдой пшеницы, 2012—2014 гг.
Сорт Горд. 5079/12 получен путём индивидуального отбора из гибридной популяции F3 Донская элегия х <{М3 Оренбургская 10 ДАБ-0,1% х [(Харьковская 7 х Актюбинская 2) х Новодонская]} х (Харьковская 11 х М3 Оренбургская 10 НДММ-0,01%)>. Зерно белое, крупное, масса 1000 зёрен 40 г. Сорт среднеспелый, созревает на 2 дня позже стандарта. Горд. 5079/12 среднерослый (высота соломины варьирует от 74 до 87 см), устойчив к полеганию. Растения более продуктивно кустятся и имеют большую озернённость колоса. За годы изучения в конкурсных сортоиспытаниях урожайность составила 14,9-29,9 ц/га, что превысило стандартный сорт Вольнодонская на 3,1-5,8 ц/га. Содержание белка в зерне составило 14,3-18,2%, клейковины - 31,2-32,2%. Макаронные изделия характеризуются жёлтым цветом и устойчивостью к переварке. Спагетти отличного качества. Сорт обладает высокой экологической пластичностью. Сочетает высокую урожайность с устойчивостью к засухе. Данный сорт был передан в 2014 г. на изучение в условиях Краснодарского края. Урожайность составила 59,2 ц/га. При высоте соломины 117 см отличался от стандарта высокой устойчивостью к полеганию (8 баллов против 7 у Вольнодонской). Масса 1000 зёрен составила 46,8 г против 43,6 г у стандарта.
Все новые вышеприведённые сорта имели высокую полевую устойчивость к мучнистой росе и к бурой ржавчине. По вегетационному и межфазным периодам представленные сорта относятся к классу среднеспелых.
Проявление показателей качества у новых сортов отмечалось как неоднозначное по годам исследований. В условиях засух, как правило, качество зерна возрастало. Наблюдалось закономерное повышение белка в 2012 г. (до 18,8% у сорта Горд.
5069/12 F) и клейковины в зерне (до 38,4% - у Горд. 5030/12 М). При относительно достаточном увлажнении в 2014 г. количество клейковины было самым низким (26,8-33,8), а натура и масса 1000 зёрен - наиболее высокими: 840 г/л и 42,2 г (у сорта Горд. 5069/12 F).
Макаронная продукция представленных сортов обладала отличными кулинарными свойствами. Изделия из зерна яровой твёрдой пшеницы жёлтого цвета имели высокую устойчивость к переварке.
По содержанию каротиноидных пигментов в зерне выделился сорт Горд. 5030/12 М - 326 мкг% (табл. 2).
Все изучаемые перспективные сорта будут высеяны в питомниках селекционного размножения в 2015 г. с целью передачи лучших из них в государственное сортоиспытание.
Выводы. На основе изучения новых генотипов яровой твёрдой пшеницы мутантного и гибридного происхождения изучены наиболее адаптированные к условиям Дона линии с ценными хозяйственно-биологическими признаками. Они могут служить донорами и источниками ценных признаков в селекционной программе. С их привлечением будут получены новые гибридные популяции для отбора селекционных линий. Исследования с использованием химического мутагенеза будут расширены.
Литература
1. Пыльнев В.В., Коновалов Ю.Б., Хупацария Т.И. и др. Частная селекция полевых культур. М.: Колос, 2005. 552 с.
2. Грабовец А.И., Кадушкина В.П., Бондарь Р.И. Некоторые итоги селекции яровой твёрдой пшеницы на Дону // Инновационные разработки для АПК России: сб. науч. тр. по матер. Всерос. науч.-практич. конф. 1-3 августа 2012 г. Пос. Рассвет: ГНУ Донской НИИСХ Россельхозакадемии, 2012. С. 51-54.
3. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 1. М., 1985. 270 с.
4. Васильчук Н.С. Селекция яровой твёрдой пшеницы. Саратов, 2001. 123 с.
