CC BY
42
РАСТЕНИЕВОДСТВО
УДК 633.11:631.52:632.165:632.938.1
Продуктивность и устойчивость сортов озимой мягкой пшеницы к полеганию и мучнистой росе в условиях Ростовской области
Громова Светлана Николаевна, мл. научный сотрудник,
Скрипка Ольга Викторовна, кандидат с.-х. наук, зав. лабораторией,
Подгорный Сергей Викторович, ст. научный сотрудник,
ФГБНУ ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко, г. Зерноград, Ростовская обл, Россия
E-mail: [email protected]
Озимая пшеница является важнейшей продовольственной культурой, которая имеет значительный удельный вес в структуре зернового клина России. Возделываемые в Ростовской области сорта озимой пшеницы, несомненно, обладают комплексом положительных признаков, однако, и они требуют дальнейшего селекционного совершенствования в плане повышения устойчивости к неблагоприятным условиям среды с целью получения более высокой и стабильной зерновой продуктивности. Цель исследований заключалась в изучении образцов озимой мягкой пшеницы селекции ФГБНУ ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко в конкурсном сортоиспытании в условиях Ростовской области: по урожайности, ее структурным элементам, устойчивости к полеганию и поражению мучнистой росой. Исследования проведены на базе ФГБНУ ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко в 2013-2015 гг. По ряду хозяйственно ценных признаков озимой мягкой пшеницы были выделены сорта: по урожайности - Находка -8,16 т/га, Танаис - 8,15 т/га, Ростовчанка 5 - 8,12 т/га, Казачка - 8,10 т/га; по продуктивной кустистости - Бонус - 3,0 шт. с растения, Зерноградка 10 и Марафон - 2,7 шт., Зерноградка 11 - 2,6 шт.; по числу колосков в колосе -Кипчак - 21,4 шт., Ростовчанка 7 - 20,7 шт., Казачка - 20,2 шт., Марафон - 20,0 шт.; по числу зерен с колоса -Кипчак - 40,9 шт.; по массе 1000 зерен - Казачка - 41,92 г, Находка - 41,72 г, Аксинья - 41,03 г, Лучезар - 40,78 г; по устойчивости к полеганию - Танаис и Находка - 4,7 балла, Конкурент и Бонус - 4,5 балла; по устойчивости к поражению мучнистой росой - Аксинья, Находка и Бонус -0,5 балла. Выделенные сорта могут широко использоваться в селекционных программах как источники при создании нового гибридного материала.
Ключевые слова: озимая мягкая пшеница, сорт, урожайность, масса 1000 зерен, продуктивность, мучнистая роса, устойчивость к полеганию
Озимая пшеница является важнейшей продовольственной культурой, которая имеет большой удельный вес в структуре зернового клина России. Значительная доля (более 20%) всех посевов этой культуры сосредоточена в Ростовской области [1], почвенно-климати-ческие условия которой в целом являются благоприятными для возделывания пшеницы и получения качественного зерна. Вместе с тем, климат Ростовской области отличается избыточным увлажнением (количество осадков в 1,5-2 раза превышает норму) в отдельные годы и неравномерным распределением осадков в течение года [2]. За вегетационный период здесь выпадает обычно 250-290 мм осадков, которые в летний период носят преимущественно ливневый характер, что приводит к полеганию посевов и развитию различных заболеваний, лимитирующих урожайность культуры.
Одним из превалирующих заболеваний озимой пшеницы в условиях Ростовской области является мучнистая роса [3]. В отличие от других болезней зерновых культур мучни-
стая роса может поражать все вегетативные органы - от стебля до колоса, а заражение и развитие может происходить в течение всего вегетационного сезона (формируется 10-20 генераций). При развитии мучнистой росы уменьшается ассимиляционная поверхность растения, разрушается хлорофилл и другие пигменты, ослабевает фотосинтез, усиливается транспирация, повышается дыхание, что, в конечном счете, приводит к потере растением влаги, интенсивному расходу углеводов и ограничению их поступления в корни, точки роста и зерновки. При сильном поражении растений снижается их кустистость, меньше формируется продуктивных стеблей, задерживается колошение, массово отмирают листья, появляется пустоколосость [4]. Поражение растений мучнистой росой приводит к уменьшению количества и массы зерновок, при этом недобор урожая составляет 10-15%, а иногда возрастает и до 30% [5]. Усугубляющим вредное воздействие болезни фактором является полегание посевов, поскольку в прижатом
к почве стеблестое дольше сохраняется влага, в результате чего усиливается развитие инфекционного агента.
Следует отметить, что возделываемые в настоящее время в Ростовской области сорта озимой пшеницы, несомненно, обладают комплексом положительных признаков, однако, и они требуют дальнейшего селекционного совершенствования в плане повышения устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды с целью получения более высокой и стабильной зерновой продуктивности. Учитывая сказанное выше, одним из актуальных направлений селекции озимой пшеницы как для условий Ростовской области, так и СевероКавказского региона в целом является создание сортов, отличающихся не только высокой продуктивностью, но и устойчивостью к полеганию и мучнистой росе.
Цель исследований - изучить новые образцы озимой мягкой пшеницы селекции ФГБНУ ВНИИЗК им. ИГ. Калиненко в конкурсном сортоиспытании по урожайности, элементам структуры продуктивности, устойчивости к полеганию и поражению мучнистой росой.
Материал и методы. Исследования проводили на базе ФГБНУ ВНИИЗК им. ИГ. Калиненко в 2013-2015 гг. Полевые опыты закладывали согласно методике полевого опыта [6]. Площадь делянок 10 м2, повторность 6-кратная. Посев озимой мягкой пшеницы проводили по предшественнику черный пар сеялкой «WmtersteigerPlotsid», с нормой высева 450 шт. всхожих семян на м2. Уборку проводили комбайном «WmtersteigerQassic».
В качестве объекта исследования были взяты 16 сортов озимой мягкой пшеницы селекции ВНИИЗК имени И.Г. Калиненко. За стандарт принимали сорт Ермак. Основными критериями оценки сортов были продуктивность, устойчивость к полеганию и мучнистой росе. Устойчивость к полеганию оценивалась по 5-бальной шкале. Степень поражения мучнистой росой определяли по шкале Э.Э. Геше-ле [7]. Посев, фенологические наблюдения, структурный анализ проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [8].
В 2012-2013 сельскохозяйственном году погодные условия осени были неудовлетворительными для посева озимой пшеницы. Среднемесячная температура воздуха за осенний период составила 12,8°С, в течение осени выпало 50,9 мм осадков, что ниже нормы.
В дальнейшем вегетация проходила при сухой умеренно прохладной погоде. Зима была благоприятной для перезимовки озимых, среднесуточная температура воздуха -0,5 С. Весна в целом была теплая, с небольшим количеством осадков. За весенние месяцы выпало 122,9 мм осадков (март - 83 мм, апрель - 11,1мм, май -28,5 мм). Выпавшие в июне дожди сопровождались сильным ветром, что вызвало полегание растений, а также поражение бурой, желтой ржавчинами и мучнистой росой. Это частично снизило урожайность озимой пшеницы.
Метеорологические условия 2013-2014 гг. в целом были благоприятны для роста и развития озимой мягкой пшеницы. Только выпавшие в июне дожди сопровождались ветром, что спровоцировало полегание растений и поражение болезнями.
В 2014-2015 сельскохозяйственном году условия для посева в осенний период были неблагоприятными. Выпавшие во второй декаде октября дожди способствовали дальнейшему росту и развитию растений. Зима была теплая, среднесуточная температура воздуха составила - 0,7°С, что на 2,0°С выше средне-многолетней. За зиму выпало 150,7 мм осадков при среднемноголетней норме 145,7 мм. Весна отличалась обилием осадков - 178,1 мм и теплой погодой, среднесуточная температура составила 10,2°С, что способствовало дальнейшему росту вегетативной массы растений озимой пшеницы. Лето было жарким, в июне выпало 114,0 мм осадков при норме 71,3 мм. Прошедшие в июне дожди сопровождались шквалистым ветром, что вызвало полегание посевов озимой пшеницы, но не снизило её урожайность.
Результаты и их обсуждение. Основной признак ценности сорта - его урожайность. В признаке «урожайность зерна» аккумулируются все реакции сорта на факторы выращивания. Средняя урожайность за годы исследований озимой мягкой пшеницы в конкурсном сортоиспытании 2013-2015 гг. варьировала от 6,55 до 8,16 т/га. В среднем за 3 года существенное и статистически достоверное превышение над стандартом имели сорта: Находка - 0,86 т/га, Танаис - 0,85, Рос-товчанка 5 - 0,82, Казачка - 0,80 т/га (табл. 1).
Масса 1000 зерен отражает количество вещества, содержащегося в зерне, его крупность. Она также является показателем качества семенного материала, учитываемого при определении нормы высева, в значительной мере определяет всхожесть и жизнеспособ-
ность [9]. В среднем за годы исследований по массе 1000 зерен наилучшие показатели были выявлены у сортов: Казачка - 41,92 г, Находка - 41,72 г, Аксинья - 41,03г, Лучезар - 40,78 г.
В 2013 г. максимальная масса 1000 зерен была сформирована сортами Лучезар - 43,93 г. и Казачка - 43,80 г. В 2015 г. - у сортов Аксинья - 43,46 г и Находка - 43,32 г.
Таблица 1
Характеристика сортов озимой мягкой пшеницы в КСИ (среднее за 2013-2015 гг.)
Сорт Урожайность, ± к стандарту, Масса Высота
т/га т/га 1000 зёрен, г растения, см
Ермак, st 7,30 - 40,15 99,5
Донская юбилейная 7,72 +0,42 39,11 86,2
Зерноградка 10 6,83 -0,47 36,27 95,4
Зерноградка 11 7,77 +0,47 40,13 99,5
Конкурент 6,55 -0,75 35,27 76,7
Ростовчанка 3 7,32 +0,02 35,75 106,1
Танаис 8,15 +0,85 40,15 90,4
Ростовчанка 5 8,12 +0,82 39,14 88,7
Марафон 7,44 +0,14 36,98 91,3
Ростовчанка 7 7,75 +0,45 37,48 95,1
Аксинья 7,79 +0,49 41,03 87,0
Находка 8,16 +0,86 41,72 91,8
Кипчак 7,25 -0,05 33,77 97,0
Бонус 7,77 +0,47 37,61 91,0
Казачка 8,10 +0,80 41,92 96,3
Лучезар 7,77 +0,47 40,78 93,6
НСР05 0,68 - 3,32 4,0
Проведенный корреляционный анализ позволил выявить факторы, оказавшие наибольшее влияние на уровень урожайности сортов за годы исследований. Отмечена сильная положительная связь между урожайностью и массой 1000 зерен г = 0,74±0,18 и средняя положительная связь между урожайностью и массой зерна с колоса г = 0,55±0,22. Установлена средняя отрицательная связь между урожайностью и поражением мучнистой росой г = - 0,65±0,20. Не выявлено достоверных связей между урожайностью и высотой растений, длиной колоса и числом колосков с колоса, числом зерен в колосе. Эти признаки существенного влияния на урожайность зерна не оказали.
В работах ряда исследователей отмечено, что главными признаками, обеспечивающими выраженную отзывчивость сорта на благоприятные агроэкологические условия, являются генетически детерминированная продуктивная кустистость и синхронность развития побегов кущения, а также хорошо развитые параметры продуктивности главного колоса [10].
Биометрический анализ сортов озимой мягкой пшеницы интенсивного типа показал, что наибольшее количество продуктивных
стеблей по сравнению со стандартом было у сортов: Бонус - 3,0 шт., Зерноградка 10 и Марафон - 2,7 шт., Зерноградка 11 - 2,6 шт. на одно растение. Что касается числа колосков в одном колосе, то высокими значениями обладали сорта Кипчак - 21,4 шт., Ростовчанка 7 - 20,7 шт., Казачка - 20,2 шт. и Марафон -20,0 шт. Также эти сорта выделялись по длине колоса (табл. 2).
Масса зерна с одного колоса варьировала от 0,93 до 1,58 г. Максимальная масса зерна с колоса была отмечена у сортов: Казачка -1,58 г, Донская юбилейная - 1,55 г, Лучезар -1,45 г. Наименьшее значение данного признака отмечено у сорта Ростовчанка 3 - 0,93 г и Конкурент - 0,94 г. По числу зерен с колоса существенное превышение над стандартом Ермак показал сорт Кипчак - 5,9 шт.
Обязательным требованием при создании новых сортов является наличие у растений признака устойчивости к полеганию, поскольку полегание хлебов не только затрудняет механизированную уборку, но и приводит к большим потерям урожая. Сорта, устойчивые к полеганию, как правило, бывают низкорослыми. Результаты наших исследований
(2013-2015 гг.) свидетельствуют о том, что наибольшую устойчивость к полеганию имели сорта Танаис, Находка, Конкурент и Бонус (4,5-4,7 балла). Высота в конкурсном сортоиспытании у них составила 76,7-91,8 см. Наибо-
лее сильное полегание отмечено у сорта Зерноградка 10 - устойчивость 2,3 балла, стандарта Ермак - 2,4 балла и сорта Ростов-чанка 3 - 2,5 балла, высота растений которых варьировала от 95,4 до 106,1 см (рис. 1).
Таблица 2
Биометрические показатели сортов озимой мягкой пшеницы интенсивного типа (среднее за 2013-2015 гг.)
Сорт Кустистость, шт./растение, Длина колоса, см Число колосков, шт. Число зерен в колосе, шт. Масса зерна с колоса, г
общая в т.ч. продуктивная
Ермак, st 3,1 2,3 8,4 18,5 35,0 1,40
Донская юбилейная 3,1 2,3 7,7 18,0 29,5 1,55
Зерноградка 10 3,6 2,7 8,0 17,9 33,0 1,19
Зерноградка 11 3,5 2,6 8,2 18,6 34,3 1,37
Конкурент 3,0 2,5 7,9 16,7 26,3 0,94
Ростовчанка 3 2,9 2,2 7,3 18,5 26,2 0,93
Танаис 2,7 2,2 8,1 17,6 33,4 1,33
Ростовчанка 5 3,0 2,4 7,5 18,0 32,9 1,29
Марафон 3,3 2,7 9,1 20,0 36,3 1,33
Ростовчанка 7 2,9 2,1 8,7 20,7 37,4 1,43
Аксинья 3,0 2,3 8,4 18,6 30,5 1,30
Находка 2,7 2,0 7,9 17,6 30,3 1,26
Кипчак 2,9 2,3 10,3 21,4 40,9 1,39
Бонус 4,0 3,0 8,5 18,0 32,3 1,25
Казачка 2,8 2,2 9,9 20,2 36,4 1,58
Лучезар 3,2 2,5 7,8 18,4 35,7 1,45
НСР05 0,8 0,7 0,5 0,6 4,9 0,41
i ж
о
Рис. 1. Устойчивость сортов озимой мягкой пшеницы к полеганию, балл
Болезни наносят большой ущерб сель- (Blumeri agraminis (DC) Speer.) является скому хозяйству, вызывая недобор урожая повсеместным и ежегодно проявляющимся и снижая его качество. Мучнистая роса заболеванием на посевах озимой мягкой пше-
ницы [11]. Она проявляется чаще, чем бурая ржавчина, и в отдельные годы может существенно снижать урожай зерна [12]. За годы исследований мучнистой росой слабо поража-
лись сорта Аксинья, Находка и Бонус, степень поражения составляла 0,5 балла. Наименее устойчивым к мучнистой росе являлся сорт Конкурент - 3,0 балла (рис. 2).
Рис. 2. Поражение сортов озимой мягкой пшеницы мучнистой росой, балл
Выводы. В результате исследований по ряду хозяйственно ценных признаков были выделены сорта для использования в селекции в качестве источников: по устойчивости к полеганию: Танаис, Находка, Конкурент, Бонус; по устойчивости к мучнистой росе: Аксинья, Находка и Бонус; по продуктивной кустистости: Зерноградка 10, Зерноградка 11; по урожайности: Ростовчанка 5; по длине колоса и числу колосков в нем: Ростовчанка 7; по массе 1000 зерен: Лучезар; по комплексу признаков: Находка, Танаис Казачка, Бонус, Марафон, Кипчак, Аксинья.
Список литературы
1. Скрипка О.В., Самофалов А.П., Подгорный С.В. Основные направления селекции мягкой озимой пшеницы интенсивного типа во ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко // Зерновое хозяйство России. 2015. №6 (42). С. 50-54.
2. Самофалов А.П., Подгорный С.В. Исходный материал в селекции озимой пшеницы на продуктивность // Аграрный вестник Урала. 2014. №5 (123). С. 13-16.
3. Ковтун В.И. Селекция высокоадаптивных сортов озимой мягкой пшеницы и нетрадиционные элементы технологии их возделывания в засушливых условиях юга России. Ростов н/Д., 2002. 320 с.
4. Дерова Т.Г., Шишкин Н.В., Гричаникова Т.А. Устойчивость коллекционных образцов озимой пшеницы к листовым болезням в условиях Ростов-
ской области // Зерновое хозяйство России. 2015. №1 (37). С. 62-65.
5. Медведев А.М., Медведева Л.М.. Селекционно-генетический потенциал зерновых культур и его использование в современных условиях. М., 2007. 484 с.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5 издание, перераб. и допол. Стереотип изд. М.: Альянс, 2014. 351 с.
7. Гешеле Э.Э. Основы фитопатологической оценки растений. М.: Колос, 1978. 208 с.
8. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск второй. Зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. М., 1989. 194 с.
9. Ковтун В.И., Самофалова Н.Е. Селекция озимой мягкой пшеницы на юге России. Ростов н/Д: Книга, 2006. 480 с.
10. Валекжанин В.С. Источники селекционно-ценных признаков селекции интенсивных и полуинтенсивных сортов яровой мягкой пшеницы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2014. № 11 (121). С. 5-9.
11. Подгорный С.В., Самофалов А.П., Скрипка О.В. Образцы коллекции озимой мягкой пшеницы устойчивые к бурой ржавчине и мучнистой росе // Политематический сетевой электронный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 113. С. 1503-1512.
12. Грабовец А.И., Фоменко М.А. Озимая пшеница. Ростов н/Д: ООО «Издательство Юг», 2007. 600 с.
Soft winter wheat productivity and resistance to lodging and powdery mildew
in the Rostov region
Gromova S.N., associate researcher,
Skripka O.V., PhD in agriculture, head of laboratory,
Podgorny S.V., senior researcher
All-Russian Research Institute of Grain Crops named after I.G. Kalinenko, Zernograd, Rostov region, Russia
Winter wheat is the most important food crop which occupies a significant share of all arable lands of Russia. Winter wheat varieties grown in the Rostov region certainly have a lot of advantages though they also need further improvement to increase their tolerance to unfavorable environmental conditions and to get better and larger grain productivity. Thus the purpose of the researches was to study 16 samples of soft winter wheat of intensive type in the competitive variety testing in the Rostov region. They have been tested on productivity and its structural elements, resistance to lodging, tolerance to powdery mildew. The study and tests were conducted in FSBSI ARRIGC named after I.G. Kalinenko in 2013-2015. According to a set of economic-valuable traits of soft winter wheat some varieties showed better results in productivity -'Nakhodka'(8.16 t/ha), 'Tanais' (8.15 t/ha), 'Rostovchanka 5' (8.12 t/ha) and 'Kazachka' (8.10 t/ha); in productive tillering - 'Bonus' (3.0 pieces per plant), 'Zernogradka 10' and 'Marafon' (2.7 p.), 'Zernogradka 11' (2.6 p.); in a number of spikelets per head - 'Kipchak' (21.4 p.), 'Rostovchanka 7' (20.7 p.)'Kazachka' (20.2 p.), and 'Marafon' (20.0 p.); in a number of grain per head - 'Kipchak' (40.78 p.); in 1000-grain weight - 'Kazachka' (41.92 g), 'Nakhodka' (41.72 g), "Aksiniya' (41.03 g), and 'Luchezar' (40.78 g); in tolerance to lodging - 'Tanais' and 'Nakhodka' (4.7 points), 'Konkurent' and 'Bonus' (4.5 points); in resistance to powdery mildew - 'Aksiniya', 'Nakhodka' and 'Bonus' (0.5 points). The identified varieties can be widely used in the breeding programs as the sources for creation of new hybrid material.
Key words: soft winter wheat, variety, productivity, 1000-grain weight, powdery mildew, resistance (tolerance) to lodging
References
1. Skripka O.V, Samofalov A.P., Podgorny S.V.
Osnovnye napravleniya selektsii myagkoy ozimoy pshenitsy intensivnogo tipa vo VNIIZK im. I. G. Kalinenko. [Main directions of breeding of intensive type soft winter wheat in ARRIGC named after I.G. Kalinenko]. Zernovoe khozyaystvo Rossii. 2015. no. 6 (42). pp. 50-54.
2. Samofalov A.P., Podgorny S.V Iskhodnyy material v selektsii ozimoy pshenitsy na produktivnost'. [Initial material in winter wheat breeding on productivity]. Agrarnyy vestnik Urala. 2014. no. 5 (123). pp. 13-16.
3. Kovtun VI. Selektsiya vysokoadaptivnykh sortov ozimoy myagkoy pshenitsy i netraditsionnye elementy tekhnologii ikh vozdelyvaniya v zasushlivykh usloviyakh yuga Rossii. [Breeding of highly adaptive varieties of soft winter wheat and non-traditional elements of cultivation technologies in dry conditions of the south of Russia]. Rostov n/D, 2002. 320 p.
4. Derova T.G., Shishkin N.V., Grichanikova T.A. Ustoychivost' kollektsionnykh obraztsov ozimoy pshenitsy k listovym boleznyam v usloviyakh Rostov-skoy oblasti. [Resistance of collection samples of winter wheat to leaf diseases in the conditions of Rostov region]. Zernovoe khozyaystvo Rossii. 2015. no.1 (37). pp. 62-65.
5. Medvedev A.M., Medvedeva L.M. Selektsi-onno-geneticheskiy potentsial zernovykh kul'tur i ego ispol'zovanie v sovremennykh usloviyakh. [Breeding and genetic potential of grain crops and its use in the modern conditions]. Moscow, 2007. 484 p.
6. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy). [Methodology of field trials (with basis of statistical treatment of results)]. 5 izdanie, pererab. i dopol. Stereotip izd. Moscow: Al'yans, 2014. 351 p.
7. Geshele E.E. Osnovy fitopatologicheskoy otsenki rasteniy. [Principles of phytopathologic estimation of plants]. Moscow: Kolos, 1978. 208 p.
8. Metodika Gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. Vypusk vtoroy. Zer-novye, krupyanye, zernobobovye, kukuruza i kormovye kul'tury. [Methods of State variety testing of crops. Second issue.Grain, groats and legume crops, maize and forage crops]. Moscow, 1989. 194 p.
9. Kovtun V.I., Samofalova N.E. Selektsiya ozimoy myagkoy pshenitsy na yuge Rossii. [Soft winter wheat breeding in the south of Russia]. Rostov on Don: Kniga, 2006. 480 p.
10. Valekzhanin V.S. Istochniki selektsionno-tsen-nykh priznakov selektsii intensivnykh i poluinten-sivnykh sortov yarovoy myagkoy pshenitsy. [Sources of valuable traits for breeding of intensive and halfintensive varieties of spring winter wheat]. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2014. no. 11 (121). pp. 5-9.
11. Podgorny S.V., Samofalov A.P., Skripka O.V. Obraztsy kollektsii ozimoy myagkoy pshenitsy ustoyc-hivye k buroy rzhavchine i muchnistoy rose. [Collection samples of soft winter wheat resistant to brown rust and powdery mildew]. Politematicheskiy setevoy elektronnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. no. 113. pp. 1503-1512.
12. Grabovets A.I., Fomenko M.A. Ozimaya pshenitsa. [Winter wheat]. Rostov on Don: OOO «Izdatel'stvo Yug», 2007. 600 p.
