CC BY
13
DOI 10.25930/2687-1254/003.3.14.2021 УДК 633.11«324»:631.524.7/526.32(470.62/67)
КАЧЕСТВО ЗЕРНА НОВЫХ ГЕНОТИПОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Н.А. Галушко, Д.А. Тарадина, И.А. Донец
В ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» проведено изучение генотипов мягкой озимой пшеницы с целью изучить, определении их перспективности как исходного материала в селекции пшеницы. Климат зоны исследований умеренно-континентальный, лето жаркое и сухое. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный среднемощ-ный слабогумусированный среднесуглинистый. Материалом исследований послужили 15 линий мягкой озимой пшеницы оригинальной селекции. По результатам оценки выделены четыре линии озимой пшеницы с высокими значениями общей стекловидности (43-44,5%): 21378, 21242, 21963, 20029. Линии 20029 и 21728 сформировали клейковины более 23%, группы I, что соответствует 3 классу качества. Изученные линии показали различные значения силы муки по ее набуханию в растворе уксусной кислоты. Линии 21420, 21663, 21683, 21118, 21944, 21924 характеризуются как сильные пшеницы, седиментация составляет 52-54,5 мл. Выделившиеся по комплексу признаков генотипы могут служить источниками высокого качества зерна при создании новых сортов мягкой озимой пшеницы для регионов с засушливым периодом налива.
Ключевые слова: озимая пшеница (Triticum L.), источник, качество зерна, белок, клейковина, сила муки, селекция.
GRAIN QUALITY OF NEW GENOTYPES OF WINTER WHEAT
N.A. Galushko, D.A. Taradina, I.A. Donets
The research on genotypes of soft winter wheat was carried out in "North Caucasus Federal Agrarian Research Centre" in order to study and identify their prospects as a source material in wheat breeding. The climate of the research area is moderately continental with hot and dry summers. The soil of the experimental area is slightly humic, medium loam ordinary chernozem with medium humus layer thickness. The study material was 15 lines of soft winter wheat. As a result of this research, 4 winter wheat lines with the highest rates of total vitreousness (43-44,5%) were identified: 21378, 21242, 21963, 20029. Lines 20029 and 21728 formed more than 23% of gluten, the 1st group , which is the 3rd degree of quality. The lines studied showed different rates of flour strength by its swelling in acetic acid solution. Lines 21420, 21663, 21683, 21118, 21944, 21924 are classified as strong wheat - 52-54.5 ml. The genotypes isolated by complex of traits can be used as sources of high quality grain when developing new varieties of soft winter wheat for regions with a dry grain-filling period.
Keywords: winter wheat, source, grain quality, protein, gluten, flour strength, breeding.
Введение. Мягкая озимая пшеница - основная культура, выращиваемая в Ставропольском регионе [1]. В крае рекомендовано к возделыванию около 70 сортов пшеницы. Среди них высокопродуктивные сорта пшеницы селекции СевероКавказского ФНАЦ занимают 12,3% площадей в крае. Несмотря на достаточно высокие урожаи современных сортов и используемые элементы технологий возделывания,
условия выращивания не всегда позволяют получить зерно высокого качества, поэтому решение данной проблемы актуально [2, 3].
Одним из ведущих путей ее решения является направленная селекция сортов-носителей генов качества зерна, способных формировать сильное зерно в разные по климатическим условиям годы без ухудшения прочих ценных признаков [4, 5].
Наследственные особенности сорта во многом обуславливают качество зерна пшеницы, поэтому большее значение следует уделять проблеме создания сортов озимой пшеницы, соединяющих в себе хорошее качество с высокой продуктивностью и прочими хозяйственно ценными свойствами [6]. В связи с этим возрастает проблема поиска исходного материала среди разнообразия генотипов на ранних этапах селекционного процесса для создания новых высококачественных сортов [7].
Цель исследований - изучение качественных характеристик зерна оригинальных линий озимой мягкой пшеницы и выделение наиболее перспективных из них в селекции на качество зерна.
Материалы и методы исследований. Исследования проводились в лаборатории качества зерна ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» в 2018-2019 годах.
Почва опытного участка представлена черноземом обыкновенным среднемощ-ным слабогумусированным среднесуглинистым. Климат зоны умеренно-континентальный, лето жаркое и сухое. Годовая сумма эффективных температур по многолетним данным составляет 3177,2 °С, среднегодовое количество осадков 559,6 мм, ГТК - 1,06. Погодные условия в годы проведения исследований были сильноконтрастными и охватывали весь набор ограничительных факторов среды, встречающихся в Ставропольском крае [8].
Площадь делянки составляла 1 м . Перед посевом вносились сложные минеральные удобрения в дозе N40 P60 K40, весной проводилась подкормка аммиачной селитрой в дозе 26 кг д.в./га. В качестве стандарта мягкой озимой пшеницы использовали общепринятый в государственном сортоиспытании по Ставропольскому краю в годы исследований сорт Айвина.
Материалом исследований послужили 15 линий мягкой озимой пшеницы, выделенных по комплексу селеционно-ценных признаков в предыдущих исследованиях.
Метеорологические условия в годы исследований неоднозначно повлияли на качество зерна изучаемых линий озимой пшеницы. Крайне засушливым летне-осенним и весенне-летним периодом (ГТК = 0,49-0,41) характеризовался 2017-2018 сельскохозяйственный год. Недостаток осадков в апреле составил 65%, в мае - 34%, а в июне они отсутствовали совершенно. Оказался засушливыми летне-осенний период 2018 года (ГТК = 0,85). Жесткая двухмесячная засуха отмечена в апреле и июне 2019 года (ГТК -0,02 и 0,39, соответственно).
Из этого следует, что в октябре, во время образования всходов, установился пониженный температурный режим. Также в осенние месяцы отмечен существенный недобор осадков. Зимой температура превышала среднемноголетние значения. Время возобновления весенней вегетации - раннее, температура марта - выше нормы на 1,02,5 оС (1981-2010 годы). В апреле наблюдали недобор влаги (ГТК = 0,3), май - избыточно переувлажнен (ГТК = 1,92), а июнь оказался засушливым (ГТК = 0,81).
Выделение навесок для анализа качества зерна проводили по ГОСТ 12036. Общую стекловидность определяли на диафаноскопе по ГОСТ 10987-76, количество и качество сырой клейковины - по ГОСТ 54478-2011, качество сырой клейковины - на приборе ИДК-3, а-амилазную активность - на приборе ПЧП-7 по ГОСТ 30498-97 (ИСО
3093-82), содержание белка - по ГОСТ 10846-91, седиментацию - по методике А.Я. Пумпянского [9]. Статистическую обработку данных проводили по Б.А. Доспехову [10], используя программу AgCStat для Excel.
Результаты и их обсуждение. Сложные метеорологические условия налива семян озимой пшеницы в годы исследований неоднозначно отразились на качестве зерна изучаемых линий. Анализ качества зерна генотипов пшеницы выявил значительное варьирование показателей как по образцам, так и годам.
Большое значение в определении качества зерна имеет стекловидность, так как она тесно связана с содержанием белка и технологическими свойствами. Данный показатель отражает особенности строения эндосперма зерна [11]. Установлена положительная зависимость стекловидности зерна с объемом хлеба у озимой пшеницы (r = 0,57). В среднем за два года лучшие значения общей стекловидности получены у четырех линий озимой пшеницы: 21378, 21242, 21963, 20029 (табл. 1). Общая стекловид-ность достигала значений 43-44,5%. Показатели общей стекловидности не достигли значений высококлассного зерна, сложные условия налива (высокие температуры и засуха) не позволили линиям полностью реализовать свой потенциал.
Таблица 1 - Характеристика линий озимой пшеницы
по общей стекловидности зерна (%), 2018-2019 годы
№ п/п Линия Годы исследований Среднее значение
2018 2019
1 21378 42 46 44
2 21420 33 45 39
3 21521 39 42 40,5
4 21663 21 26 23,5
5 21683 36 42 39
6 21728 19 38 28,5
7 21118 29,5 43 36
8 21123 37 41 39
9 21226 36 33 34,5
10 21242 41 45 43
11 21944 30 35 32,5
12 21963 44 45 44,5
13 21924 31 29,5 30
14 22024 42 36 39
15 20029 43 44 43,5
16 Айвина (st.) 42 44 43
Среднее по годам 35,6 39,7
НСР 05 2,07 2,78
Массовая доля клейковины и группа качества - это наиболее важные технологические характеристики качества зерна озимой пшеницы [11]. Массовая доля клейковины и белка изменялась по линиям пшеницы от 16,1 до 25,8 %, соответственно (табл. 2).
Условия налива в 2019 году были более благоприятными для формирования высококачественного зерна за счет лучшей влагообеспеченности, чем в 2018 году. Две оригинальные линии 20029 и 21728 сформировали клейковины более 23%, группы I, что соответствует 3 классу качества. Все изучаемые генотипы мягкой озимой пшеницы сформировали клейковину I или II группы качества. Например, в 2018 году генотипы пшеницы, содержащие клейковину I группы качества, составляли 37,5%, а в 2019 -100%.
Таблица 2 - Характеристика линий озимой пшеницы по количеству и качеству клейковины в зерне (%), 2018-2019 годы
№ п/п Линия Годы исследований Среднее значение
2018 2019
Клейковина, % ИДК Группа Клейковина, % ИДК Группа
1 21378 16,1 78,0 11 21,6 54,6 1 18,9
2 21420 17,8 78,6 11 21,8 54,6 1 19,8
3 21521 17,7 78,4 11 18,8 60,2 1 18,3
4 21663 22,3 78,2 11 22,6 75,0 1 22,5
5 21683 17,0 80,4 11 17,5 53,6 1 17,3
6 21728 16,5 70,0 1 23,9 65,8 1 20,2
7 21118 17,6 77,8 1 19,4 57,6 1 18,5
8 21123 17,3 73,2 1 18,5 47,2 1 17,9
9 21226 18,3 84,8 11 20,1 58,6 1 19,2
10 21242 18,1 75,1 1 19,8 46,8 1 19,0
11 21944 21,8 71,4 1 22,4 59,0 1 22,1
12 21963 18,1 81,6 11 16,8 68,0 1 17,5
13 21924 22,8 76,3 11 18,6 57,2 1 20,7
14 22024 17,9 67,0 1 20,7 67,6 1 19,3
15 20029 22,1 90,8 11 25,8 72,2 1 24,0
16 Айвина (81) 19,0 78,4 11 19,5 65,6 1 19,3
НСР 05 3,59 13,30 3,97 12,1
Показатель седиментации - содержательный признак качества муки, а следовательно, и зерна. Седиментация - набухание муки в растворе уксусной кислоты 2%. На ранних этапах селекции данный показатель признан основным в определении качества зерна, он высоко наследуемый (Н2 до 0,89) и проявляет носителей генов качества. Выявление генотипов со значениями седиментации выше 50 мл позволяет наиболее результативно вести селекцию на качество сильных сортов мягкой озимой пшеницы [12].
Таблица 3 - Характеристика линий озимой пшеницы по значению седиментации (мл), 2018-2019 годы
№ п/п Линия Годы исследований Среднее значение
2018 2019
1 21378 34 43 38,5
2 21420 40 71 55,5
3 21521 30 52 41
4 21663 41 63 52
5 21683 44 61 52,5
6 21728 35 51 43
7 21118 42 57 49,5
8 21123 41 50 45,5
9 21226 37 40 38,5
10 21242 44 42 43
11 21944 49 60 54,5
12 21963 28 43 35,5
13 21924 49 60 54,5
14 22024 32 43 37,5
15 20029 33 61 47
16 Айвина (б1;.) 43 53 48
НСР 05 8,15 9,48
У изученных генотипов установлена умеренная корреляционная связь седиментации с количеством клейковины в зерне (r = 0,50). По набуханию в растворе уксусной кислоты 2% линии показали не одинаковые значения силы муки. В среднем за годы изучения линии 21420, 21663, 21683, 21118, 21944, 21924 классифицируются как сильные пшеницы (значение седиментации - 52-54,5 мл). Остальные линии продемонстрировали седиментацию на уровне ценной пшеницы (35,5-49,5 мл). Линия 21963 в тяжелых условиях 2018 года сформировала зерно со значением силы муки на уровне слабой пшеницы (менее 30 мл.). Сложные условия налива зерна не позволили линиям реализовать свой потенциал качества.
Заключение. Нами выделены четыре линии озимой пшеницы с высокими значениями общей стекловидности (43-44,5%): 21378, 21242, 21963, 20029. Линии 20029 и 21728 сформировали клейковины более 23%, группы I, что соответствует 3 классу качества. Изученные линии показали неоднородные значения силы муки по ее набуханию в растворе уксусной кислоты. В среднем за годы изучения линии 21420, 21663, 21683, 21118, 21944, 21924 классифицируются как сильные пшеницы (показатель седиментации 52-54,5 мл).
Выделившиеся по комплексу признаков генотипы мягкой озимой пшеницы могут служить в селекции источниками высокого качества зерна при создании новых сортов для регионов с засушливым периодом налива.
Литература.
1. Результаты работы Госсортсети Ставропольского края за 2018 год / В. В. Дубина, Е.А.Батагова, О.Г. Мазницына и др. Рекомендации производству Ставрополь: Бюроно-востей, 2018. 72 с.
2. Effect of tillage simplifications on yield and grain quality of winter wheat after different previous crops / I. Jaskulska, D. Jaskulski, K. Kotwica, et al. // Acta Sci. Pol., Agricultura, 2013 No. 12 (3). P. 37-44.
3. The effect of sulphur and nitrogen fertilization on grain yield and technological quality of spring wheat / H. Klikocka, M. Cy,ulska, B. Barczak, et al. // Plant Soil Environ. 2016. Vol. 62.No. 5.P. 230-236. doi: 10.17221/18/2016-PSE.
4. Соколенко Н.И., Комаров Н.М., Галушко Н.А. Источники высокого качества зерна в селекции мягкой озимой пшеницы и тритикале // Достижения науки и техники. 2018. АПК.Т. 32. № 11. С. 33-36. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11108.
5. Давидянц Э.С., Ерошенко Ф.В. Состояние, тенденции и пути оптимизации производства качественного зерна озимой пшеницы в Ставропольском крае // Достижения науки и техники АПК. 2017. № 6. С. 21-26.
6. Мелешкина Е.П. Методы определения качества и количества клейковины в зерне и муке из пшеницы // Контроль качества продукции. 2016. № 11. С. 26-28.
7. Genettic characterization and evaluation of twenty Chinese winter wheat cultivatial sources of new diversity for breeding / J. Hermuth, L. Leisova-Svobodova, J. Bradova, et al. // Czech J. Genet. PlantBreed. 2019 Vol. 55. No. 1.P. 8-14. doi: 10.17221/192/2017-CJGPB.
8. Антонов С.А. Тенденции изменения климата и их влияние на земледелие Ставропольского края // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 4 (66). С. 43-46.
9. Пумпянский А.Я. Технологические свойства мягких пшениц. Л.: Колос, 1971. 320 с.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
11. Егоров Г.А. Технологическая характеристика зерна // Зерновое хозяйство. 2002. №7. С. 28-31.
12. Казарцева А.Т., Сокол Н.В., Влащик Л.Г. Показатель седиментации и его роль в экспертизе качества зерна: методические указания. Краснодар, 2010. 15 с.
References
1. Rezultaty raboty Gossortseti Stavropolskogo kraya za 2018 god./Dubina V. V., Batagova E. A., Maznitsyna O. G.. i dr. Rekomendatsii proizvodstvu Stavropol: Byuro novostey, 2018. 72 s.
2. Effect of tillage simplifications on yield and grain quality of winter wheat after different previous crops / I. Jaskulska, D. Jaskulski, K. Kotwica, et al. // Acta Sci. Pol., Agricultura, 2013 No. 12 (3). P. 37-44.
3. The effect of sulphur and nitrogen fertilization on grain yield and technological quality of spring wheat / H. Klikocka, M. Cy,ulska, B. Barczak, et al. // Plant Soil Environ. 2016. Vol. 62.No. 5.P. 230-236. doi: 10.17221/18/2016-PSE.
4. Sokolenko N.I., Komarov N.M., Galushko N.A. Istochniki vysokogo kachestva zerna v selektsii myagkoy ozimoy pshenitsy i tritikale // Dostizheniya nauki i tekhniki. 2018. APK.T. 32. № 11. S. 33-36. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11108.
5. Davidyants E.S., Eroshenko F.V. Sostoyanie, tendentsii i puti optimizatsii proizvodstva kachestvennogo zerna ozimoy pshenitsy v Stavropolskom krae // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2017. № 6. S. 21-26.
6. Meleshkina E.P. Metody opredeleniya kachestva i kolichestva kleykoviny v zerne i muke iz pshenitsy // Kontrol kachestva produktsii. 2016.№11-S.26-28.
7. Genettic characterization and evaluation of twenty Chinese winter wheat cultivatial sources of new diversity for breeding / J. Hermuth, L. Leisova-Svobodova, J. Bradova, et al. // Czech J. Genet. PlantBreed. 2019 Vol. 55. No. 1.P. 8-14. doi: 10.17221/192/2017-CJGPB.
8. Antonov S.A. Tendentsii izmeneniya klimata i ikh vliyanie na zemledelie Stavropolskogo kraya // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017. № 4 (66). S. 43-46.
9. Pumpyanskiy A.Ya. Tekhnologicheskie svoystva myagkikh pshenits. L.: Kolos, 1971. 320 s.
10. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta s osnovami statisticheskoy obrabotki rezulta-tov issledovaniy. M.: Agropromizdat, 1985. 351 s.
11. Egorov G.A. Tekhnologicheskaya kharakteristika zerna // Zernovoe khozyaystvo. 2002. № 7. S. 28-31.
12. Kazartseva, A.T. Sokol N.V., Vlashchik L.G. Pokazatel sedimentatsii i ego rol v ekspert-ize kachestva zerna: metodicheskie ukazaniya. Krasnodar, 2010. 15 s.
Галушко Наталья Алексеевна, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории качества зерна ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ», Россия, 356241, Ставропольский край, Шпаковский район, г. Михайловск, ул. Никонова, 49. Тел.: +7(988)0985148, E-mail: lab.qgrain@fnac.center
Тарадина Диана Александровна, младший научный сотрудник лаборатории агроландшафтов ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ», Россия, 356241, Ставропольский край, Шпаковский район, г. Михайловск, ул. Никонова, 49. Тел.: +7(962)4916267, E-mail: taradinad897@gmail.com
Донец Инна Анатольевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры общего земледелия, растениеводства, селекции и семеноводства им. профессора Ф.И. Бобрышева Ставропольского государственного аграрного университета, Россия, 355017, Ставропольский край, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12. Тел.: +7 9054655757, E-mail: donets.inna.stav@mail.ru
Galushko Natalia Alekseevna, Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher of the Laboratory of grain quality of "North Caucasus Federal Agrarian Research Centre", 356241, Russia, Stavropol Territory, Shpakovsky district, Mikhaylovsk, Nikonov St., 49.,E-mail: lab.qgrain@fnac.center, tel: +7 9880985148
Taradina Diana Aleksandrovna, junior researcher at the laboratory of agroland-scapes of "North Caucasus Federal Agrarian Research Centre", 356241, Russia, Stavropol Territory, Shpakovskiy district, Mikhaylovsk, Nikonova str.49, E-mail: ta-radinad897@gmail.com, tel.: +7 9624916267
Donets Inna Anatolievna, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of General Agriculture, Crop Production, Breeding and Seed Production named in honor of Professor F.I. Bobryshev, Stavropol State Agrarian University, 355017, Russia, Stavropol Territory, Stavropol, Zootekhnicheskiy Ln. 12, E-mail: donets.inna.stav@mail.ru, tel.: +7 9054655757
DOI 10.25930/2687-1254/004.3.14.2021 УДК 574:581.6:635.9:712.42
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ГАЗОННЫХ ПОКРЫТИЙ СКВЕРОВ ГОРОДА СТАВРОПОЛЯ
Л.А. Гречушкина-Сухорукова
В последнее время в г. Ставрополе ежегодно создаются новые и реконструируются старые объекты озеленения. Проведенные мониторинговые исследования десяти скверов города показали, что уровню газонных покрытий как важному элементу ландшафтного дизайна уделяется все больше внимания. Газонами оформлены многие декоративные элементы: аллеи, клумбы, рабатки, игровые зоны. Улучшаются качественные показатели газонных покрытий. Устанавливаются стационарные системы орошения, устраиваются высокосортные рулонные газоны. Все чаще стали использоваться более адаптированные засухоустойчивые виды злаков (овсяница тростниковидная) как газонообразователи. На газонах скверов высеяны травы первой и второй групп качества: мятлик луговой, овсяница красная, овсяница овечья, райграс пастбищный. Большая часть обследованных травостоев получили оценку «хороший и отличный газон». Одним из лимитирующих факторов для газонных трав выступают длительные засушливые периоды. Стационарные системы орошения установлены не везде, часть газонов во время длительных засух недостаточно поливается и выгорает. При этом теряются их декоративность, средообразующее и санитарно-гигиеническое значения. Другой негативный экологический фактор -сильное затенение газонов кронами деревьев, приводящее к их изреживанию, потере декоративности и образованию мертвых покровов. Практически все газоны имеют сорные виды, с возрастом увеличивающие свою численность (1-3 балла засоренности).
