CC BY
23
УДК 633.11:631.527
Новый продуктивный, устойчивый к основным болезням юга России сорт пшеницы мягкой озимой Приз
В.И. Ковтун, д-р с.-х. наук, Л.Н. Ковтун, канд. с.-х. наук
ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ
В статье показаны основные методы, используемые при создании новых сортов. Дано описание нового сорта озимой пшеницы Приз. При создании сорта привлекались генотипы с хорошо выраженными маркёрами основных признаков и свойств. Сорт передан на государственное испытание в 2019 г. Дано морфологическое описание, представлена хозяйственно-биологическая характеристика, биохимические, технологические и мукомольно-хлебопекарные показатели качества зерна и хлеба нового сорта Приз. Показано, что по урожайности новый сорт значительно превышает сорт-стандарт Гром. Превышение в среднем за три года изучения составило 1,84 т/га. Это среднеспелый сорт. Обладает высокой продуктивной кустистостью и формирует до 782 продуктивных стеблей на 1 м2 Сорт обладает высокой зимостойкостью и морозостойкостью. Новый генотип имеет высокое содержание в зерне белка и клейковины первой группы качества. По мукомольно-хлебопекарным показателям (силе муки, объёму хлеба и общей хлебопекарной оценке) сорт Приз не уступает стандартному сорту Гром, который внесён в список ценных пшениц Российской Федерации. Приз отличается высокой полевой устойчивостью к основным болезням пшеницы мягкой озимой и соответственно его можно эффективно возделывать при низкозатратных технологиях, без применения средств защиты.
Ключевые слова: сорт, генотип, урожайность, устойчивость, болезни.
Пшеница является самым распространённым культурным растением в мире. Благодаря высоким вкусовым достоинствам и питательности (содержание белка в зерне от 7 до 20 % и более) пшеницу широко использует в пищу практически всё население земного шара. В России пшеница - основная продовольственная и стратегическая культура. Кроме того, в настоящее время Российская Федерация является ведущим экспортёром пшеницы в мире.
Постоянное повышение уровня урожайности зерна - это одна из основных задач селекции новых сортов пшеницы мягкой озимой. Высокопродуктивный сорт, обладающий высокой адаптивностью к условиям среды, вносит основной вклад в уровень валовых сборов зерна. На продуктивность большое влияние оказывают условия года (сумма эффективных температур, обеспеченность почвы влагой, длина вегетационного периода, продолжительность светового дня, солнечная инсоляция и др.).
Весьма актуальным является создание и внедрение в сельскохозяйственное производство новых сортов пшеницы мягкой озимой, оптимально сочетающих продуктивный и адаптивный потенциалы, обеспечивающих получение экономически оправданных высоких урожаев качественного зерна.
Потенциальная продуктивность сорта часто находится в отрицательной корреляционной зависимости с важнейшими хозяйственно ценными признаками и свойствами: качеством зерна, засухоустойчивостью, жаростойкостью, зимомо-розостойкостью, устойчивостью к болезням и вредителям и т.д. [1].
Известно, что значительное снижение продуктивности сортов пшеницы мягкой озимой происходит из-за поражения растений болезнями.
Н.И. Вавилов в своих работах указывал, что наиболее эффективный способ борьбы против болезней - это селекция иммунных генотипов. Селекция - самый доступный и эффективный метод в борьбе с такими болезнями, как мучнистая роса, пыльная головня, бурая ржавчина, пятнистости, фузариозы и др. [2].
Известно, что восприимчивость или устойчивость к бурой ржавчине контролируется генами, которые локализованы в хромосомах разного уровня плоидности у пшениц, включая 1А, 2А, 5А, 1В, 3В, 4В, 6В, 4Д, 5Д [3].
В настоящее время в Северо-Кавказском научном аграрном центре создаются новые сорта пшеницы, которые обладают высокой продуктивностью, комплексным иммунитетом к основным болезням, поражающим эту культуру на юге и юго-востоке России (бурая, жёлтая и стеблевая ржавчины, вирус жёлтой карликовости ячменя, пиренофороз, септориоз колоса и др.) и другими важнейшими хозяйственно ценными признаками и свойствами [4, 5].
Материал и методы исследования. Главный метод синтеза новых высококонкурентных генотипов пшеницы - это внутривидовая, сложная ступенчатая гибридизация и непрерывный целенаправленный отбор. Сначала скрещиваются отдалённые в эколого-географическом отношении сортообразцы из коллекции Всероссийского института растениеводства, Украинского института растениеводства, СИММИТ и новые сорта российской селекции.
Затем полученные от таких скрещиваний генетические источники привлекаются в гибридизацию между собой или с инорайонными сортами, обладающими хорошо выраженными маркёрными признаками. Очень важными генетическими источниками являются новые
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 • № 3 (83)
генотипы (линии, сортообразцы, сорта) нашей селекции, доведённые до константности предварительных и конкурсных испытаний. Высокоценные генетические источники изучаются по типу рабочей коллекции, где широко и объёмно привлекаются в гибридизацию для создания новых сортов.
Наряду с классической селекцией широко используется маркёрная и гаплоидная. При гибридизации в качестве родителей привлекаются генотипы с хорошо выраженными маркёрами основных признаков. Это прежде всего урожайность и качество зерна, засухоустойчивость и высокая зимоморозостойкость, устойчивость к основным болезням и полеганию. Проводится на всех этапах селекционного процесса непрерывный целенаправленный отбор согласно агроэкологическим моделям новых сортов универсального типа пшеницы мягкой озимой, разработанных в лаборатории селекции и первичного семеноводства Северо-Кавказского научного аграрного центра.
Согласно методике государственного испытания сельскохозяйственных культур проводили наблюдения, оценки и учёт урожайности [6].
Дополнительно по «Методическому руководству по фитопатологической оценке зерновых культур» (1971) определяли устойчивость сортов пшеницы к основным патогенам [7].
Физико-химические, технологические показатели и мукомольно-хлебопекарные качества определяли по «Методике оценки технологических качеств зерна» (1971) [8] и «Методическим рекомендациям по оценке качества зерна» (1977)
[9].
Статистическую обработку результатов исследования проводили по методике Б.А. До-спехова [10].
Предшественником в опыте был пар. На глубину 5 - 6 см проводилась предпосевная культивация и вносились в дозе Р60 К40 минеральные удобрения. Норма высева составляла 500 всхожих зёрен на 1 м2, повторность опыта - 4-кратная. Применяли систематический метод размещения вариантов. Посев сортообразцов проводили в оптимальные или в конце оптимальных сроков сева в зависимости от увлажнения почвы. Весной, когда максимальная температура воздуха превышала +6 °С, а среднесуточная - +1 °С, посевы подкармливали аммиачной селитрой в дозе N30 - 40 кг/га.
Результаты исследования. Продуктивный, устойчивый к основным болезням новый сорт пшеницы мягкой озимой Приз создан в Северо-Кавказском научном аграрном центре. На государственное сортоиспытание он был передан осенью 2019 г. и рекомендуется для изучения в Северо-Кавказском, Нижне-Волжском и Центрально-Чернозёмном регионах. Синтези-
рован новый генотип на основе сортов, где в качестве материнских растений был использован сорт зерноградской селекции Ростовчанка 7, а в качестве отцовского - сорт краснодарской селекции Калым. Скрещивание исходных родительских сортов проведено в 2010 г. В 2013 г. в -3 выделено элитное растение нового генотипа.
Новый генотип Приз изучался в контрольном и конкурсных испытаниях под номером (синоним) 45/15, он относится к южной, степной (СевероКавказской) экологической группе пшениц. Рекомендуется выращивать его прежде всего по удобренным непаровым предшественникам, полупару, парам, интенсивным и среднеинтенсивным технологиям. Сорт высоко адаптирован к возделыванию в различных почвенно-климатических и агроэкологических условиях юга и юго-востока Российской Федерации.
Разновидность - лютесценс. Колос белый, ве-ретеновидный (пирамидальный), прямостоячий, средней длины (8 - 10 см), средней плотности, колосковая чешуя ланцетная, средней длины (9 - 10 мм), нервация хорошо выражена. Плечо скошенное, средней ширины, килевой зубец острый короткий. Зерно слегка опушённое, красное, полуудлинённое, бороздка неглубокая, окраска фенолом слабая, средней крупности (7 - 8 мм), масса 1000 зёрен - 39,9 - 42,0 г.
Растения полукарликовые, длина стебля в годы исследования (2017 - 2019) составляла 80 - 88 см.
По данным таблицы 1 видно, что новый сорт пшеницы мягкой озимой Приз обладает высокой урожайностью зерна и в этом отношении достоверно и значительно превышает стандартный сорт пшеницы Гром. В среднем за годы изучения (2017 - 2019) превышение по урожайности зерна над стандартом у него составляло 1,84 т/га.
По длине стебля сорт Приз на 2 см выше, чем Гром (ст.). Новый сорт так же как и стандарт обладает высокой устойчивостью к полеганию и оценивался в годы исследования высшим баллом - 5.
По длине вегетационного периода он практически равен стандартному сорту Гром и относится к среднеспелым сортам. Вегетационный период играет важную роль при подборе сортов для возделывания в том или ином регионе. Установлено, что генотипы, у которых наиболее важные этапы роста и развития протекают в благоприятных условиях среды, формируют более высокую урожайность. Для южных и юго-восточных регионов России характерно наступление высоких температур и суховеев во второй половине июля. Сорта пшеницы, которые максимально продуктивно используют накопленные до наступления этих температур осадки, являются более продуктивными.
Продуктивная кустистость у него составляла 2,9 продуктивных стеблей на одно растение и
соответственно высокое число продуктивных стеблей на 1 м2 - 782 шт. По этому показателю сорт Приз достоверно и значительно в годы исследования превысил стандарт.
Следует отметить, что данный признак играет важную роль в повышении урожайности зерна -культуры пшеница мягкая озимая.
По зимостойкости сорт Приз оценивается самым высоким баллом - 5,0, у стандарта он был ниже и составлял 4,9 балла.
По способности переносить низкие температуры (морозостойкость) новый сорт был на уровне стандарта. При промораживании сортов пшеницы при температуре минус 19 - 21 °С процент сохранившихся растений у сорта Приз составил 50,8, у сорта Гром - 52,1. Необходимо отметить, что сорт-стандарт, так же как и новый сорт, отличается высокой зимоморозостойко-стью. Условия среды значительно влияют на формирование морозостойкости у пшеницы, но важнейшая роль здесь принадлежит генетической системе сорта, так как морозостойкость - это генетически детерминированный признак.
Масса 1000 зёрен - генетически закреплённый признак, хотя и варьирует в зависимости от условий среды. Он является показателем качества семенного материала, что учитывается при определении нормы высева, в значительной степени определяет всхожесть и жизнеспособность. По массе 1000 зёрен сорт Приз достоверно превышал сорт-стандарт Гром, и это превышение составляло 2,3 г.
Новый сорт всегда формировал высоко натурное зерно, и по этому показателю в годы исследования он достоверно превышал стандарт.
Во все годы изучения новый сорт отличался более стекловидным зерном в сравнении со стандартом и соответственно значительно и достоверно превышал в этом отношении последний. Стекловидность зерна у него составляла 65 %, а у стандарта - всего 56 %.
Новому генотипу присуще высокое содержание белка и клейковины в зерне: содержание белка в зерне - 14,0 %, содержание клейковины в зерне - 26,8 %. У стандартного сорта они были соответственно 14,4 и 26,8 %. Качество клейковины у пшеницы сорта Приз было 1-й группы, у сорта-стандарта Гром - 2-й группы.
По мукомольно-хлебопекарным показателям (силе муки, объёму хлеба и общей хлебопекарной оценке) сорт Приз не уступил стандартному сорту Гром, который обладает высоким качеством зерна и внесён в список ценных пшениц Российской Федерации.
Генотип нового сорта обладает высокой устойчивостью к основным болезням и вирусам, которые в значительной степени поражают пшеницу мягкую озимую при её выращивании в агроэкологических условиях юга и юго-востока России (табл. 2)
Это прежде всего такие болезни, как бурая, жёлтая и стеблевая ржавчины, мучнистая роса, вирус жёлтой карликовости ячменя, пыльная головня, септориоз колоса и пиренофороз. Максимальная степень поражаемости этими патогенами у сорта Приз в годы изучения (2017 - 2019 гг.) составляла: бурой ржавчиной - следы, жёлтой ржавчиной -0 %, стеблевой ржавчиной - 0 %, мучнистой росой - 0 - 1 балл, вирусом жёлтой карликовости ячменя - следы, пыльной головнёй - 0 %, септо-риозом колоса - следы, пиренофорозом - 0 - 5 %.
1. Хозяйственно-биологическая характеристика важнейших хозяйственно ценных признаков и свойств нового сорта пшеницы мягкой озимой Приз, КСИ, среднее за 2017 - 2019 гг.
Признак, свойство Сорта ± к сорту Гром НСР05
Приз Гром, st.
Урожайность, т/га 9,26 7,42 +1,84 0,32
Устойчивость к полеганию, балл 5,0 5,0 0 0,2
Высота растения, см 84 82 +2 4,9
Вегетационный период, дн. 252 251 +1 1,3
Продуктивная кустистость, шт. 2,9 2,2 +0,7 0,2
Число продукт. стеблей на 1 м2, шт. 782 601 +181 38
Зимостойкость, балл 5,0 4,9 +0,1 0,1
Морозостойкость, % 50,8 52,1 -1,3 14,2
Масса 1000 зёрен, г 41,0 38,7 +2,3 1,8
Натура, г/л 814 806 +8 4,6
Стекловидность, % 65 56 +9 3,7
Содержание белка в зерне, % 14,0 14,4 -0,4 0,4
Содержание клейковины в зерне, % 26,8 26,8 0 1,1
Группа клейковины, ИДК I II - -
Сила муки, е.а. 258 231 +27 31
Объем хлеба из 100 г муки, см3 771 763 +8 21
Общая оценка хлеба, балл 4,1 4,1 0 0,1
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 • № 3 (83)
2. Устойчивость к основным болезням в полевых
Поражаемость вышеотмеченными болезнями у стандартного сорта Гром была следующей: бурой ржавчиной - 20 - 30 %, жёлтой ржавчиной - 5 - 10 %, стеблевой ржавчиной - 0 - 5 %, мучнистой росой - 0 - 1 балл, вирусом жёлтой карликовости ячменя - 15 - 20 %, пыльной головнёй - 0 %, септориозом колоса - 35 - 40 %, пиренофорозом - 30 - 40 %.
Вывод. Новый генотип пшеницы мягкой озимой Приз адаптирован к возделыванию по удобренным непаровым предшественникам, полупару, парам, интенсивным и среднеин-тенсивным технологиям. Он обладает высокой продуктивностью. В среднем за годы изучения в конкурсном сортоиспытании (2017 - 2019 гг.) по урожайности зерна новый сорт превысил стандарт на 1,84 т/га. Высокая урожайность у
него связана прежде всего с высоким числом продуктивных стеблей на 1 м2 - 782 шт.
Для нового генотипа характерна высокая зимоморозостойкость, и в этом отношении он не уступает стандарту Гром.
Приз отличается высокой полевой устойчивостью к основным болезням пшеницы мягкой озимой и соответственно его можно эффективно возделывать при низкозатратных технологиях, без применения средств защиты.
По качеству зерна и хлеба сорт Приз не уступает сорту ценной пшеницы Гром.
Литература
1. Ковтун В.И. Селекция высокоадаптивных сортов озимой мягкой пшеницы и нетрадиционные элементы технологии их возделывания в засушливых условиях юга России: монография. Ростов-на-Дону: Книга, 2002. 318 с.
2. Вавилов Н.И. Избранные труды. М.; Л.: Наука, 1964. 314 с.
3. Брежнев Д.Д. Пшеницы мира. Л.: Колос, 1976. С. 354 - 380.
4. Ковтун В.И., Ковтун Л.Н. Новый высокоадаптивный сорт мягкой озимой пшеницы Щит в почвенно-климатических и агроэкологических условиях юга и юго-востока России // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2018. № 4 (72). С. 76 - 78.
5. Новый урожайный, качественный, с высокой устойчивостью к полеганию и болезням сорт универсального типа пшеницы мягкой озимой Форпост / В.И. Ковтун, Л.Н. Ковтун, А.А. Сухарева [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2019. Вып. № 4. С. 24 - 29.
6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1985. 270 с.
7. Гешеле Э.Э. Методическое руководство по фитопатологической оценке зерновых культур. Одесса: Б.И., 1971. 179 с.
8. Методика оценки технологических качеств зерна. М.: Б. И., 1971. 135 с.
9. Методические рекомендации по оценке качества зерна. М.: ВАСХНИЛ; Научный совет по качеству зерна, 1977. 172 с.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агро-промиздат, 1985. 351 с.
условиях нового сорта пшеницы мягкой озимой Приз, КСИ, среднее за 2017 - 2019 гг.
Признак, свойство Поражаемость
Сорт
Приз Гром st.
Бурая ржавчина, % сл. 20 - 30
Жёлтая ржавчина, % 0 5 - 10
Стеблевая ржавчина, % 0 0 - 5
Мучнистая роса, балл 0 - 1 0 - 1
Вирус жёлтой карликовости ячменя, % сл. 15 - 20
Пыльная головня, % 0 0
Септориоз колоса, % сл. 35 - 40
Пиренофороз, % 0 - 5 30 -40
Ковтун Виктор Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, заведующий отделом
Ковтун Людмила Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр»
Россия, 356241, Ставропольский край, Шпаковский р-н, г. Михайловск, ул. Никонова, 49
E-mail: sniish(@)mail.ru
The new Prize variety of soft winter wheat, which is resistant to the basic diseases of southern Russia
Kovtun Viktor Ivanovich, Doctor of Agricultum, Department Head Kovtun Lyudmila Nikolaevna, Candidate of Agricultum, Senior Researcher North-Caucasian Federal Research Agrarian Center
49 Nikonov St., Mikhaylovsk, Shpakov district, Stavropol krai, 356241, Russia E-mail: sniish(@)mail.ru
The article shows the basic methods used to create new varieties. A decrease in the yield of many varieties of soft winter wheat is due to disease damage. When creating the variety, genotypes were involved, with well-defined markers of the main characters and properties. A new variety of winter wheat Prize has been created. He was transferred to the State test in 2019. The morphological description, economic and biological characteristics, biochemical, technological and milling and baking indicators of the quality of grain and bread of a new variety Prize are given. In terms of yield, the new variety significantly exceeded the Thunder standard. The excess, on average over three years of study, was 1.84 t / ha. This is a mid-season variety. It has a high productive bushiness and forms up to 782 productive stems per square meter. The variety has high winter hardiness and frost resistance. The new genotype has a high content of protein and gluten in the first quality group in the grain. According to the flour and baking indicators (the strength of flour, the volume of bread and the total baking evaluation), the Prize
variety did not yield to the standard variety Grom, which is included in the list of valuable wheat of the Russian Federation. The prize is characterized by high field resistance to the main diseases of soft winter wheat and, accordingly, it can be effectively cultivated with low-cost technologies, without the use of protective equipment. Key words: variety, genotype, productivity, resistance, disease.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-83-3-43-47
-♦-
УДК 633.112.1"321":631.84(470.56)
Показатели качества зерна яровой твёрдой пшеницы в зависимости от содержания азота в растениях в условиях Оренбургского Приуралья*
И.Н. Бесалиев, д-р с.-х. наук; А.Л. Панфилов, канд. с.-х. наук
ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
В статье приводятся результаты анализа связи показателей качества зерна яровой твёрдой пшеницы с содержанием азота в различных органах, накопления и распределения данного элемента между органами в фазе колошения и полной спелости, реутилизации азота. Проанализированы данные по содержанию белка и сырой клейковины у сортов в зависимости от приёмов обработки почвы. Исследование проведено в центральной зоне Оренбургского Приуралья на чернозёме южном, среднемощном. Содержание гумуса в почве составляет 4,2 - 4,5 %. Изучены сорта яровой твёрдой пшеницы Оренбургская 10 и Безенчукская 210. Доказано, что содержание белка слабо коррелировало с содержанием азота в стебле, содержание азота в листе не имело достоверной связи с содержанием и качеством клейковины. Для большинства показателей качества зерна их оптимальные и максимальные значения обеспечиваются максимальными значениями содержания азота в листе и колосе в фазе колошения, которые определяются благоприятностью погодных факторов для формирования вегетативной массы. Содержание белка в зерне твёрдой пшеницы в среднем за годы исследования оказалось несколько выше при возделывании сортов пшеницы по фону вспашки. На показатель количество сырой клейковины варианты обработки почвы не повлияли. В зерне пшеницы сорта Оренбургская 10 на обоих фонах содержалось больше белка и сырой клейковины, чем в зерне сорта Безенчукская 210.
Ключевые слова: азот, твёрдая пшеница, белок, клейковина, обработка почвы.
Ценность зерна яровой твёрдой пшеницы определяется соответствием показателей качества основным базовым критериям [1]. Значительное влияние на качество зерна данной культуры оказывают погодно-климатические факторы [2 - 4]. Изменения климата, вызвавшие рост засушливости и наблюдаемые в последние годы, являются дополнительным фактором, определяющим в том числе и качество получаемой продукции.
По нашим оценкам [5], за последнее десятилетие по показателю атмосферной засушливости периода вегетации яровой пшеницы (ПАЗ-1м) для Оренбургского Предуралья и Зауралья характерно усиление интенсивности засушливости как территориально, так и по длительности: во всех зонах области более засушливым стал август, а в южной и центральной зонах высокая степень засушливости начинает проявляться с мая.
В этих условиях поиск путей накопления белка в зерне и их оценка с точки зрения погодных факторов и элементов технологий представляет интерес. Известно, что в накоплении белка в зерне яровой пшеницы значительную роль играет вторичная мобилизация азота из стареющих
органов [6 - 11]. По данным Е.Н. Пасынковой и А.А. Завалина [12], в накоплении белка в зерне яровой пшеницы важно расположение органа относительно колоса, и наибольшее количество накапливалось и позднее реутилизовалось из междоузлий, затем из листьев и элементов колоса, наименьшее - из стеблевых узлов.
По данным А.Н. Павлова [13], соотношение азота, поступающего в зерновку, составляет: из листьев - 50 %, стеблей - 20 - 30 %, колоса -10 - 15 %, корней - 10 - 30 %.
Цель исследования заключалась в изучении зависимости накопления белка и клейковины в зерне яровой твёрдой пшеницы от содержания азота в различных органах растений в период колошения и полной спелости.
Материал и методы исследования. Исследование проведено в центральной зоне Оренбургского Приуралья на чернозёме южном, средне-мощном. Содержание гумуса в почве составляет 4,2 - 4,5 %. Изучены сорта яровой твёрдой пшеницы Оренбургская 10 и Безенчукская 210.
Постановка полевых опытов, наблюдения проведены согласно методике Б.А. Доспехова [14].
* Работа выполнена в рамках госзадания № 0761-2019-0004.
