CC BY
25
РАСТЕНИЕВОДСТВО
УДК 633.11.631.52
Результаты изучения коллекционного материала озимой пшеницы на продуктивность и качество Романюкина Ирина Васильевна, ст. научный сотрудник, Марченко ДмитриЗ Михайлович, кандидат с.-х. наук, зав. отделом, Гричаникова Татьяна Александровна, вед. научный сотрудник, Рыбась Ирина Аликовна, мл. научный сотрудник, Игнатьева Наталья Геннадьевна, зав. лабораторией ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт зерновъх культур имени И.Г. Калиненко», г. Зерноград, Ростовская область, Россия
E-mail: [email protected]
В статье приведены трехлетние данные изучения коллекционного материала озимой пшеницы различного эколого-географического происхождения в условиях Ростовской области. Проанализировано 230 образцов по урожайности, содержанию белка и клейковины в зерне, SDS-седиментации В результате проведённых исследований выделены источники продуктивности - Одесская 265, № 64 MV 09-04, ECVD 14/SERI. В среднем за 3 года изучения содержание белка в зерне в коллекционном питомнике варьировало от 12,02 до 14,82%. По этому показателю выделились 401/05, SERI, PYN/BAV, №76, №73, Есаул, Панноникус, №64 MV09-04, №70, ECVD 14/SERI, Paralus 4930 S 14, Muck (k-64025), Эверест. Содержание количества клейковины в зерне в среднем колебалось от 15,9 до 30,6%. Стабильное содержание клейковины в зерне (более 25%) на протяжении трех лет формировали следующие образцы: 401/05, SERI, ECVD 14/SERI, №64 MV 09-04, №76, PYN/BAV, Flame, Paralus 4930 S 14, 1744/04, Zlatka,143/05, INTENSIVNAYA, 1083/02, 517/05, №70, Панноникус, Есаул, Стамена, к-59738, к-64098, 631/05,180/07. Сравнительное изучение объёма осадка SDS-седиментации показало его значительное варьирование от 36 до 61 мл. Высокие показатели SDS-седиментации (более 50 мл) за годы изучения отмечены у 25 образцов, в том числе: Кирия, Кохана, Смена, Косовиця, Сднкть, №70, №76, ECVD 14/SERI, Paralus 4930 S 14, 401/05, 143/05, 1744/04, 180/07 и Престиж. По трем показателям качества (содержание белка и клейковины в зерне, SDS-седиментация) выделились образцы: №70, №76, ECVD 14/SERI, Paralus 4930 S14, 401/05, 143/05, 1744/04. Результаты исследований могут быть использованы при подборе исходного материала в гибридизации для создания новых сортов.
Ключевые слова: образец, озимая мягкая пшеница, урожайность, белок, клейковина, SDS-седиментация
В настоящее время озимая пшеница является основной продовольственной культурой в Ростовской области, где она ежегодно занимает свыше 1,5 млн га, а в последние годы площадь под ней возросла до 2 млн га.
Ускоренное и устойчивое наращивание объемов производства зерна - главная задача сельского хозяйства [1]. В связи с этим селекция призвана сыграть важнейшую роль в повышении урожайности сельскохозяйственных культур путем создания новых адаптивных, высокоурожайных и качественных сортов.
При создании новых сортов необходимо учитывать весь комплекс требований, которые к ним предъявляют сельхозпроизводители. Они должны успешно противостоять внешним факторам, с максимальной эффективностью использовать благоприятные условия среды, иметь высокую потенциальную продуктивность и сохранять её в производственных посевах. Поэтому наибольший интерес представляют сорта, урожайность, которых в наименьшей степени подвержена влиянию складывающихся погодных условий и действию дру-
гих внешних факторов среды [2]. Также одной из главных задач селекции является целенаправленное создание сортов, отличающихся высокими качественными показателями зерна и способных в разные по климатическим условиям годы формировать зерно, пригодное для хлебопечения.
Для создания новых сортов озимой пшеницы в России с ее огромным разнообразием почвенно-климатических условий в настоящее время особое значение имеет изученность исходного материала, а результативность селекционной работы во многом зависит от правильного подбора исходного материала: чем он богаче и разнообразнее, тем быстрее можно достичь поставленных целей. Подбор родительских форм начинается с всестороннего комплексного изучения коллекции ВИР, зарубежных и отечественных сортов озимой пшеницы, находящихся на государственном испытании, собственного селекционного материала, обеспечивающего выделение источников хозяйственно ценных признаков и свойств, и на их основе формирование признаковых генети-
ческих коллекций новых источников для целенаправленного использования в селекции.
Цель исследований - выявление среди образцов озимой пшеницы из мировой коллекции ВИР, зарубежных и отечественных сортов, собственного селекционного материала, новых источников высокой зерновой продуктивности и качества зерна для использования при создании новых сортов.
Материал и методы. Исследования проводили в 2012-2014 гг. в лаборатории селекции и семеноводства озимой мягкой пшеницы полуинтенсивного типа ФГБНУ ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко. Объектом исследований служили 230 образцов мягкой озимой пшеницы различного эколого-географического происхождения (рис.).
Рис. Распределение изученных образцов озимой мягкой пшеницы по происхождению
Образцы высевали в 2-кратной повтор-ности, посев проводился сеялкой ССФК-7 на глубину 5-6 см по предшественнику кукуруза на зерно с нормой высева 500 всхожих зёрен на 1м2. Учетная площадь делянок коллекционного питомника - 3 м2, размещение - систематическое. В качестве стандарта использовали сорт Дон 95, размещение через 20 номеров.
Закладку опытов, фенологические наблюдения проводили согласно методике Государственного сортоиспытания [3] и методике полевого опыта Б.А. Доспехова [4], содержание белка и клейковины определяли с помощью прибора Spektra Star 2200, SDS-седимен-тацию - по разработанному экспресс методу оценки селекционного материала пшеницы по качеству зерна [5].
2011-2012 сельскохозяйственный год характеризовался необычайно низким температурным режимом в ноябре и феврале, повы-
шенным - в апреле и мае. Пониженные температуры ноября не позволили растениям озимой пшеницы позднего срока сева (7 октября) хорошо раскуститься (1-2 стебля/растение). Высокая температура воздуха (23,7°С) и недобор осадков в июне (25,8% от среднемного-летней нормы) значительно снизили запасы влаги в почве, способствовали быстрому созреванию зерна (25 июня), что отрицательно повлияло на урожай и качество зерна.
2012-2013 сельскохозяйственный год характеризовался преобладанием повышенного температурного режима и неравномерным распределением осадков. Отсутствие осадков в первой и второй декадах сентября не позволило провести посев озимой пшеницы по кукурузе на зерно в оптимальные сроки, срок сева был перенесен на начало октября. Всходы озимой пшеницы отметили 19-21 октября. Условия перезимовки для растений сложились благоприятно, гибели не наблюдали. Весна 2013 года характеризовалась недостаточным количеством осадков. В июне наблюдали недобор осадков - 64% от нормы (45,6 мм), высокую температуру воздуха - 23,0°С (+2,5°С к среднемноголетней), суховейные явления -20 дней (с относительной влажностью 30% и ниже), максимальная температура воздуха достигала 36,8°С, что способствовало быстрому созреванию озимой пшеницы (26 июня).
2013-2014 сельскохозяйственный год также характеризовался повышенным температурным режимом в весенне-летний период и неравномерным распределением осадков в течение года. Осенний период вегетации 2013 года был вполне благоприятным для озимой пшеницы. Минимальная температура воздуха в январе опускалась до минус 25,3°С, в феврале до минус 23,3°С. Высота снежного покрова варьировала от 1 до 10 см, температура на глубине залегания узла кущения не опускалась ниже минус 4,1°С, что способствовало благоприятной перезимовке растений. Весна 2014 года характеризовалась повышенной температурой воздуха в марте и мае и недобором осадков в апреле (75,6% от нормы). Температура воздуха в мае составила 19,4°С (+2,9°С к норме). Всего за месяц выпало
59.2 мм осадков (115,4%).
В июне количество осадков (71,9 мм) и температура воздуха были на уровне средне-многолетних данных (21,1°С). Несмотря на выпавшие осадки, наблюдали дефицит влаги в почве. Содержание продуктивной влаги в слое 0-30 см во время созревания зерна было
16.3 мм. Созревание озимой пшеницы у большинства сортов было отмечено 25 июня.
Результаты и их обсуждение. Основным требованием к сорту является способность формировать высокую стабильную по годам урожайность с высоким качеством продукции.
Самые неблагоприятные условия для формирования урожайности за годы изучения сложились в 2012 году. В коллекционном питомнике она варьировала от 57 г/м2 у образца к-63961 до 227 г/м2 у 501/05. Урожайность стандарта - сорта Дон 95 составила 190 г/м2. По урожайности на уровне стандартного сорта были 50,2% образцов коллекционного питомника, а 45,2% имели низкие значения данного показателя. Наибольшая урожайность (превышение над стандартом более 10%) получена у образцов местной селекции: 245/07,1375/04, 211/05, 180/07, 1339/08, 1332/08, 180/07 и 501/05.
В 2013 году урожайность по опыту варьировала от 370 до 650 г/м , у стандартного сорта составила 490 г/м2. Урожайность на уровне сорта Дон 95 сформировали 40,5% образцов коллекционного питомника, превысили Дон 95 более чем на 10% - 43 образца, в том числе 1414/04, Гранма (Россия), Землячка, Леля, Бе-реславка 3, Лагидна (Украина), Актер (Герма-
Таблица 1
Сорта озимой пшеницы, выделившиеся по урожайности, г/м2
ния), № 64 MV 09-04 (Венгрия) и Jris (США). Наибольшую урожайность сформировал сорт украинской селекции Степовичка - 650 г/м2.
Наиболее благоприятные метеоусловия сложились в 2014 сельскохозяйственном году по сравнению с предыдущими годами. В коллекционном питомнике урожайность варьировала от 390 до 700 г/м2, у сорта Дон 95 она составила 540 г/м2. Урожайность на уровне стандартного сорта сформировали 75,3% образцов коллекционного питомника, наибольшая была получена у следующих сортов: Красень, Кохана, Эпоха, Яснопрка, Кирия, Одесская 265 (Украина); Льговская 4 (Россия); Самурай, Копхорн, Muck (Германия); Менестрель, Драгана (Сербия); № 64 MV 09-04 (Венгрия) и Gigant (Австрия).
В среднем за 3 года изучения урожайность образцов коллекционного питомника варьировала от 206 до 526 г/м , у стандартного сорта Дон 95 она составила 407 г/м2. Достоверно превысили стандарт по урожайности (НСР05 = 0,49 г/м2) сорта: Одесская 265, № 64 MV 09-04 и ECVD 14/SERI (табл. 1). Эти сорта представляют интерес для селекции как источники высокой урожайности.
Наименование сорта Происхождение 2012 г. 2013 г. 2014 г. Среднее ± к стандарту
Дон 95, стандарт Россия 190 490 540 407 -
Одесская 265 Украина 189 550 670 470 +63
ЕС^ 14/SERI Нидерланды 206 550 620 459 +52
№ 64 MV 09-04 Венгрия 194 580 680 485 +78
НСР05 10 20 49
Повышенный температурный режим, недобор осадков в мае и июне 2012, 2013, 2014 годах значительно снизили запасы влаги в почве. Такие жесткие условия способствовали быстрому созреванию семян (конец июня), и не позволили сформировать зерно высокого качества.
Пределы изменчивости содержания белка в зерне у сортообразцов озимой пшеницы составили: от 12,50 (Radisna) до 15,22% (Шарада) - в 2012 г.; от 10,82 (Раффи) до 15,30% (Ксения) - в 2013 г. от 10,63 (Едшсть) до 14,24% ^ЕМ) - в 2014 г.
В среднем за 3 года содержание белка в зерне в коллекционном питомнике варьировало от 12,02 до 14,82%, средний по опыту показатель составил 12,74%, у стандартного сорта
- 13,31%. По содержанию белка в зерне (более 13%) выделены образцы: 401/05, SERI, PYN/BAV, №76, №73, Есаул, Панноникус, №64 MV 09-04, №70, ECVD 14/SERI, Paralus 4930 S14, Muck (k-64025) и Эверест (табл. 2).
Содержание клейковины в зерне в среднем за годы изучения (2012-2014 гг.) колебалось от 15,9 до 30,6%, среднее по опыту составило 24,9%, у Дон 95 - 26,2%. Стабильное содержание клейковины в зерне (более 25%) в течение 2012-2014 гг. формировали следующие образцы: 401/05, SERI, ECVD 14/SERI, №64 MV 09-04, №76, PYN/BAV, Flame, Paralus 4930 S 14, 1744/04, Zlatka,143/05, INTENSIV-NAYA, 1083/02, 517/05, №70, Панноникус, Есаул, Стамена, к-59738, к-64098, 631/05, 180/07.
Таблица 2
Образцы озимой пшеницы, выделившиеся по качеству зерна (2012-2014 гг.)
Наименование Происхождение Содержание в зерне, % SDS-седимен-
образца белок клейковина тация, мл
Дон 95, st Россия 13,31±0,70 26,2±0,7 49± 1,1
401/05 Россия 14,36±0,33 29,9±0,7 51±0,3
SERI США 14,18±0,30 26,7±1,4 49±2,1
PYN/BAV США, Турция 13,96±0,20 27,5±0,4 49±2,7
№ 76 Румыния 13,91±0,32 27,5±1,5 57±1,0
№ 73 Румыния 13,79±0,42 25,4±1,4 46±1,3
Есаул Россия 13,69±0,70 26,2±1,0 48±4,7
Панноникус Австрия 13,68±0,52 26,4±0,6 47±1,0
№ 64 MV 09-04 Венгрия 13,56±0,52 27,6±0,8 49±2,5
№ 70 Румыния 13,55±0,34 26,6±1,0 52±1,5
ECVD 14/SERI Нидерланды 13,50±0,36 27,6±2,0 53±2,4
Paralus 4930 S14 Турция 13,48±0,28 26,8±0,9 54±2,7
Muck (k-64025) Германия 13,43±0,34 26,0±2,3 49±1,8
INTENSIVNAYA Украина 13,38±0,71 26,7±1,1 48±0,4
Эверест Россия 13,28±0,21 26,1±1,7 48±1,2
К-59738 Румыния 13,17±0,59 26,0±0,6 40±1,4
Flame (k-63915) Англия 13,45±0,04 27,1±2,0 43±1,6
1744/04 Россия 13,45±0,34 26,9±1,2 51±0,8
Zlatka Австрия 13,43±0,70 26,8±0,1 47±0,4
143/05 Россия 13,44±0,37 26,8±0,9 52±0,9
1083/02 Россия 13,14±0,73 26,6±1,1 48±2,2
517/05 Россия 12,93±0,57 26,6±0,8 49±2,7
Стамена Австрия 13,09±0,42 26,0±0,3 47±2,0
К-64098 Турция 13,17±0,59 26,0±0,6 51±3,3
631/05 Россия 13,07±0,54 25,8±0,5 46±0,8
180/07 Россия 12,86±0,63 25,2±0,3 53±1,0
В результате корреляционного анализа установлена средняя отрицательная связь между урожайностью и содержанием белка в зерне (г = -040±0,10), содержанием клейковины в зерне (г = -0,37±0,10). Содержание белка в зерне находилось в тесной положительной связи с содержанием клейковины в зерне (r = 0,76±0,05).
Сравнительное изучение объёма осадка SDS-седиментации показало его значительное варьирование от 36 до 61 мл, среднее по опыту составило 48 мл, у стандартного сорта Дон 95 - 49 мл. Анализ корреляционных связей выявил слабую положительную связь SDS-седи-ментации с содержанием белка в зерне (r = 0,25±0,10) и среднюю положительную с содержанием клейковины в зерне (r = 0,34±0,10). Высокие показатели SDS-седиментации (более 50 мл) за годы изучения были отмечены у 25 образцов, в том числе: Кохана, Смена, Косови-ця, Сдшсть, Кирия, №70, №76, ECVD 14/SERI,
Paralus 4930 S14, 401/05, 143/05, 1744/04, 180/07 и Престиж.
Наибольший интерес представляют образцы: №70, №76, ECVD 14 SERI, Paralus 4930 S14, 401/05, 143/05 и 1744/04, которые выделены по трем показателям качества. Эти образцы являются ценным исходным материалом для использования их в селекции на улучшение хлебопекарных качеств озимой пшеницы.
Выводы. По результатам изучения выделены источники высокого содержания белка (SERI, PYN/BAV, №73, Есаул, Панноникус, Muck (k-64025) и Эверест) и клейковины (SERI, PYN/BAV, Flame, Zlatka, INTENSIV-NAYA, 1083/02, 517/05, Панноникус, Есаул, Стамена, к-59738, к-64098, 631/05 и 180/07) в зерне, а также SDS-седиментации (Кохана, Смена, Косовиця, Сдшсть, Кирия, 180/07 и Престиж).
Ряд образцов сочетали высокое качество зерна и урожайность (Одесская 265, №64 MV 09-04, ЕГ^ 14/SERI Образцы №70, №76, Paralus 4930 S14, 401/05, 143/05 и 1744/04, выделились по комплексу показателей качества (содержание белка и клейковины в зерне, SDS-седиментация).
Список литературы 1. Марченко Д.М. Изучение взаимосвязи морфобиологических признаков мягкой озимой пшеницы: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Рассвет, 2012. 22 с.
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. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1989. 194 с.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 336 с.
5. Копусь М.М., Нецветаев В.П., Копусь ЕМ. и др. Экспресс-методы оценки селекционного материала пшеницы по качеству зерна // Достижения науки и техники АПК. 2010. №1. С. 19-22.
Results of the study of winter wheat collection material on productivity and quality Romanyukina I.V., senior researcher,
Marchenko D.M., PhD in agriculture, head of department, Grichanikova T.A., leading researcher, Rybas I.A., researcher, Ignatieva N.G., head of the laboratory
All-Russian Research Institute of Grain Crops after I. G. Kalinenko, Zernograd, Rostov region, Russia
The article gives the results of tree year study of winter wheat collection material of various ecologic-territorial origins under the conditions of the Rostov region. We analyzed 230 samples of wheat on productivity, protein and gluten content in grain and SDS-sedimentation. The samples Odesskaya 265, №64 MV 09-04, and ECVD 14/SERI have been selected as the sources of productivity. During the years of study protein content in grain varied from 12.02 to 14.82% in average. The samples 401/05, SERI, PYN/BAV, №76, №73, Esaul, Pannonikus, №64 MV 09-04, №70, ECVD 14/SERI, Paralus 4930 S 14, Muck (k-64025), and Everest have been selected according to this trait. Gluten content in grain varied from 15.9 to 30,6% in average. The samples 401/05, SERI, ECVD 14/SERI, №64 MV 09-04, №76, PYN/BAV, Flame, Paralus 4930 S 14, 1744/04, Zlatka, 143/05, INTENSIVNAYA, 1083/02, 517/05, №70, Pannonikus, Esaul, Stamena, k-59738, k-64098, 631/05, and 180/07 formed stable gluten content in grain (more than 25%) during all years of the study. Comparative study of SDS-sedimentation showed its substantial variation from 36 to 61 ml. Twenty five samples, including Kiriya, Kokhana, Smena, Kosovitsya, CgmcTb, №70, №76, ECVD 14 SERI, Paralus 4930 S 14, 401/05, 143/05, 1744/04, 180/07, and Prestizh, showed high levels of SDS- sedimentation (more than 50 ml) during the years of study. The samples №70, №76, ECVD 14/SERI, Paralus 4930 S 14, 401/05, 143/05, and 1744/04 have been selected according to three indicators of quality (protein and gluten content in grain, SDS-sedimentation). The results of the study can be used in selection of initial material for new varieties breeding with hybridization.
Keywords: sample, soft winter wheat, productivity, protein, gluten, SDS-sedimentation
References
1. Marchenko D.M. Izuchenie vzaimosvyazi morfobiologicheskikh priznakov myagkoj ozimoj pshenitsy : avtoref. ... kand. s.-kh. nauk. [Study of interrelation of morphological-biological features of soft winter wheat: author's abstract of PhD Thesis]. Rassvet, 2012. 22 p.
2. Samofalov A.P., Podgornyj S.V. Iskhodnyj material v selektsii ozimoj pshenitsy na produk-tivnost'. [Initial material in winter wheat breeding on productivity]. Agrarnyj vestnik Urala. 2014. no. 5 (123). pp. 13-16.
3. Metodika Gosudarstvennogo sortoispy-taniya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. [Technology of the State variety testing of crops]. Moscow, 1989. 194 p.
4. Dospekhov B.A. Metodikapolevogo opyta. [Methodology of field experiment]. Moscow: Kolos, 1985.336 p.
5. Kopus' M.M., Netsvetaev V.P., Kopus' E.M. i dr. Ekspress metody otsenki selektsionnogo materiala pshenitsy po kachestvu zerna. [Express methods of assessment of wheat selection material according to grain quality] Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2010. no. 1. pp. 19-22.
