CC BY
15
Научная статья
УДК 633.112.1: 631.526.32(470.56) doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-15-19
Сорта яровой твёрдой пшеницы, адаптированные к условиям степи Уральского региона*
Ленар Адипович Мухитов, Татьяна Александровна Тимошенкова
Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН
Аннотация. В статье представлены результаты селекционной работы по совершенствованию сортового состава яровой твёрдой пшеницы в Оренбургской области. Дана оценка биологических особенностей сортов Гордея и Меляна в зависимости от условий роста и развития растений. Вегетационный период сорта Гордея завершается за 81 - 91 день, сорта Меляна - 75 - 80 дней. Сумма активных температур воздуха за этот период изменялась в пределах 1731,4 - 1970,0 °С и 1597,7 - 1637,5 °С. При анализе морфологии установлены основные отличительные признаки созданных сортов. Потенциальная продуктивность в степи при благоприятной водообеспеченности у сорта Гордея составляет 40 ц с 1 га, сорта Меляна - 35 ц с 1 га. По качественным свойствам зерна новые сорта отвечают требованиям сельскохозяйственного производства и перерабатывающей промышленности страны. Зерно сорта Гордея по качеству соответствует международным нормам макаронной промышленности. От сортов Гордея и Меляна можно получить зерновую продукцию 1 - 2-го класса. Сорт яровой твёрдой пшеницы Меляна по итогам государственного испытания допущен к использованию в Уральском регионе РФ.
Ключевые слова: яровая твёрдая пшеница, сорт, признаки, устойчивость, продуктивность, качество.
Для цитирования: Мухитов Л.А., Тимошенкова Т.А. Сорта яровой твёрдой пшеницы, адаптированные к условиям степи Уральского региона // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 15 - 19. doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-15-19.
Original article
Varieties of spring durum wheat adapted to the conditions of the steppe of the Ural region
Lenar A. Mukhitov, Tatiana A. Timoshenkova
Federal Research Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences
Abstract. The article presents the results of selection work to improve the varietal composition of spring durum wheat in the Orenburg region. An assessment of the biological characteristics of the Gordey and Mengyala varieties depending on the conditions of plant growth and development is given. The growing season of the Gordeya variety ends in 81 - 91 days and the Melyana variety - 75 - 80 days. The sum of active air temperatures for this period varied in the range of 1731.4 - 1970.0 °C and 1597.7 - 1637.5 °C. When analyzing the morphology, the main distinguishing features of the created varieties were established. The potential productivity in the steppe with a favorable water supply in the Gordeya variety is 40 c from 1 ha, the Melyana variety is 35 c from 1 ha. According to the quality properties of grain, the new varieties meet the requirements of agricultural production and the processing industry of the country. The grain of the Gordea variety meets the international standards of the pasta industry in terms of quality. From the Gordey and Milyan varieties, you can get grain products of class 1 - 2. The variety of spring durum wheat Melena is approved for use in the Ural region of the Russian Federation according to the results of the state test.
Keywords: spring durum wheat, variety, characteristics, stability, productivity, quality
For citation: Mukhitov L.A., Timoshenkova T.A. Varieties of spring durum wheat adapted to the conditions of the steppe of the Ural region. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 89(3): 15 - 19. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-15-19.
Современное зерновое производство играет главную роль в решении проблем обеспечения продовольственной независимости страны. Использование более урожайных и адаптированных к условиям региона возделывания сортов зерновых культур способствует увеличению объёмов производства зерна. Для совершенствования местного генофонда и улучшения структуры сортового состава аграрного производства необходима реализация селекционных программ.
Актуальным остаётся селекция сельскохозяйственных культур, направленная на повышение
экологической устойчивости или адаптивности сортов. Академик А.А. Жученко характеризовал экологически пластичный сорт как сорт, приспособленный не только к оптимальным, но и к минимальным и максимальным параметрам факторов внешней среды. Он неоднократно отмечал малую эффективность односторонней селекции на высокую потенциальную продуктивность. Часто под влиянием неблагоприятных погодных факторов возделываемым сортам не всегда удаётся реализовать свой потенциал. Поэтому приоритетным направлением селекции во всех
* Статья опубликована по теме государственного задания 0761-2019-0011.
регионах страны должно быть сочетание высокой потенциальной урожайности с устойчивостью к природным стресс-факторам [1 - 3].
Основными производителями яровой твёрдой пшеницы в России являются Приволжский федеральный округ и Уральский федеральный округ. Соответственно по округам яровая твёрдая пшеница занимает 53,5 и 29,6 % от общей посевной площади данной культуры в стране. Наибольшие площади посева отмечены в Оренбургской области (39,3 % - от общей посевной площади в России и 73,6 - % от площади посева в Приволжском федеральном округе) и Челябинской области (28,0 % - от общей посевной площади в России и 94,6 % - от площади посева в Уральском федеральном округе).
Оренбургская область входит в число крупнейших поставщиков твёрдой пшеницы. В регионе производится 28,6 % от общего валового сбора зерна страны и 65,4 % - от валового сбора зерна в федеральном округе. Значительные площади под эту культуру выделяются в северных и восточных районах области. По данным А.Г. Крючкова с соавторами, Оренбургское Зауралье поставляет на российский зерновой рынок более 80 % твёрдой пшеницы высшего, 1-го и 2-го классов от объёма производимого зерна [4].
В настоящее время перед АПК России стоят задачи увеличения валовых сборов зерна и получения продукции, отвечающей требованиям международных стандартов качества. Агроклиматические условия большей части регионов в ареале возделывания пшеницы позволяют получить зерно высокого качества, но под влиянием ряда биотических и абиотических стресс-факторов не всегда реализуются потенциалы используемых сортов [5 - 9].
Цель исследования заключалась в создании сортов яровой твёрдой пшеницы с высокой продуктивностью, засухоустойчивостью, устойчивостью к местным патогенам и качеством зерна.
Материал и методы. В качестве объектов исследования были использованы гибридные формы яровой твёрдой пшеницы. При создании сортов применяли метод гибридизации с последующим отбором. Работа была проведена по классической селекционной схеме.
Сорт Гордея был выведен индивидуальным отбором из гибридной популяции, полученной при скрещивании материнской формы Оренбургская 10 и отцовской формы Алтайская нива.
Сорт Меляна выведен индивидуальным отбором из гибридной популяции F5 {Бц[Оренбург-ская 2 х F7(Уэллс * Мелянопус 14)] х Л-740}.
Фитопатологические обследования выполняли с применением методического пособия ВИР и ВИЗР [10]. Достоверность урожайных данных проверена дисперсионным анализом.
Результаты исследования. Экологическими особенностями степи Уральского региона и Оренбургской области являются резкая кон-тинентальность климата, неравномерное выпадение атмосферных осадков в период развития сельскохозяйственных растений, сильные перепады температурного режима воздуха, широкая зональность территории по агроклиматическим условиям. Распределение осадков нередко вызывает дефицит увлажнения почвы. Данные условия вызывают необходимость совершенствования сортового состава аграрного производства.
Селекционная работа по созданию сорта яровой твёрдой пшеницы Гордея начата в 1996 г. Родоначальное растение отобрано в 2000 г. При выведении сорта Меляна скрещивание проведено в 1998 г. Элитное родоначальное растение выделено в 2003 г. Селекционный процесс выведения обоих сортов занял 20 лет.
Исследования биологических особенностей показали, что период посев - всходы в зависимости от условий весны у сорта Гордея в среднем продолжался 7 - 9 дн. при сумме активных температур воздуха, равной 128,1 - 150,6 °С, а у сорта Меляна - 6 - 9 дн. при сумме активных температур воздуха - 101,4 - 144,6 °С. Полевая всхожесть семян у сорта Гордея изменялась от 75 до 80 %, у сорта Меляна - от 78 до 82 %.
Фаза кущения у сорта Гордея наступила на 10 - 18-й день после появления полных всходов и сорта Меляна - на 13 - 15-й день при соответствующих суммах активных температур воздуха 212,9 - 333,0 °С и 219,8 - 239,6 °С. Коэффициент продуктивного кущения у сорта Гордея составил 1,10 - 1,20 ед. и сорта Меляна - 1,02 - 1,18 ед.
Продолжительность периода всходы - колошение у сорта Гордея была в пределах 34 - 43 дн. и сорта Меляна - 37 - 44 дн. при суммах температур воздуха 687,2 - 934,4 °С и 711,6 - 827,9 °С (табл. 1). При анализе развития растений было установлено, что сорт Гордея выколашивается на 3 - 4 дн. раньше стандарта Оренбургская 10.
От колошения до фазы хозяйственной спелости у сортов Гордея и Меляна прошло 45 - 48 и 33 - 38 дн. соответственно на фоне суммы активных температур, равной 935,0 - 1044,2 °С и 809 - 886,1 °С. У сорта Гордея вторая половина вегетации более длительная по сравнению с сортом Меляна.
Вегетация сорта Гордея завершилась за 81 - 91 дн. и сорта Меляна - за 75 - 80 дн. Сумма температур воздуха за этот период составляла 1731,4 - 1970,0 °С и 1597,7 - 1637,5 °С. Также было выявлено, что сорт Меляна созревает раньше стандартов Оренбургская 10 и Безенчукская 210.
По результатам анализа морфологии растений выявлено, что у сорта Гордея основными отличительными признаками являются: разновидность - гордеиформе, средняя выполненность
соломины, красно-коричневая окраска колоса, очень сильный восковой налёт колоса, прямая форма плеча колосковой чешуи, ясно выраженная нервация колосковой чешуи, отсутствие опушения наружной поверхности колосковой чешуи, светло-коричневая окраска остей, удлинённая форма зерна и короткий хохолок зерновки. В число отличительных признаков сорта Меля-
на входят: разновидность - мелянопус, полная выполненность соломины, белая окраска колоса, сильный восковой налёт колоса, округлая форма плеча колосковой чешуи, слабая нервация колосковой чешуи, опушение наружной поверхности колосковой чешуи, чёрная окраска остей, полуудлинённая форма зерна и очень короткий хохолок у основания зерновки (табл. 2).
1. Биологические свойства сортов яровой твёрдой пшеницы
Свойства Сорт Гордея Сорт Меляна
Тип развития яровой яровой
Биологический тип среднеспелый среднеспелый
Продолжительность вегетационного периода, дн. 81 - 91 75 - 80
Продолжительность периода от всходов до кущения, дн. 10 - 18 13 - 15
Время колошения раннее среднераннее
Продолжительность периода от полных всходов до колошения, дн. 34 - 43 37 -44
Продолжительность периода от колошения до хозяйственной спелости, дн. 45 - 48 33 - 38
Полевая всхожесть, % 75 - 80 78 - 82
Сохранность растений к уборке, % 69 - 80 72 - 83
Признак Сорт Гордея Сорт Меляна
Разновидность гордеиформе мелянопус
Форма куста в фазу кущения полупрямо стоячая полупрямостоячая
Высота растения, см 75 - 90 84 - 98
Восковой налёт на флаговых листьях сильный сильный
Восковой налёт на стебле очень сильный сильный
Выполненность соломины средняя полная
Опушение верхнего узла соломины отсутствует отсутствует
Длина колоса, см средний, 5 - 8 средний, 6 - 7
Окраска колоса красно-коричневая белая
Форма колоса пирамидальный пирамидальный
Плотность колоса плотный средняя
Восковой налёт колоса очень сильный сильный
Опушение краёв первого сегмента стержня колоса отсутствует отсутствует
Форма колосковой чешуи ланцетная ланцетная
Форма плеча колосковой чешуи прямое округлое
Ширина плеча колосковой чешуи узкое узкое
Длина зубца колосковой чешуи короткий короткий
Форма зубца колосковой чешуи слегка изогнутый слегка изогнутый
Нервация колосковой чешуи ясно выражена слабая
Киль колосковой чешуи выражен сильно выражен сильно
Опушение наружной поверхности колосковой чешуи отсутствует имеется
Длина и характер поверхности остей длинные, грубые длинные, грубые
Распределение остей параллельно по всей длине колоса параллельно по всей длине колоса
Окраска остей светло-коричневая чёрная
Крупность зерновки по объёму крупное крупное
Окраска зерновки светло-янтарное светло-янтарное
Форма зерновки удлинённая полуудлинённая
Длина хохолка зерновки короткий очень короткий
2. Морфологические признаки сортов яровой твёрдой пшеницы
Новый сорт яровой твёрдой пшеницы Гордея в зависимости от условий роста и развития формирует средние по высоте посевы (75 - 90 см), сорт Меляна - высокорослые посевы (84 - 98 см).
Оценка фитосанитарного состояния посевов показала, что в конкурсном испытании сортов Гордея и Меляна на естественном инфекционном фоне развития бурой листовой ржавчины, стеблевой ржавчины, септориоза и пыльной головни не наблюдалось. Мучнистой росой сорт Гордея не поражался, а у сорта Меляна отмечено поражение 0 - 2 балла при поражённости стандарта Оренбургская 10, равной 1 - 2 балла. Также выявлено развитие корневой гнили в посевах сорта Меляна (0 - 1 балла) и стандарта Оренбургская 10 (1 - 2 балла).
При искусственном заражении у сорта Меляна наблюдалось слабое повреждение листьев бурой ржавчиной (0 - 1 балла) на фоне поражения стандарта 2 балла. Развития стеблевой ржавчины в посевах новых сортов не выявлено, у стандарта было поражение 2 балла.
Учёт повреждаемости новых сортов вредителями пшеницы выявил, что посевам сортов Гордея и Меляна в весенний период сильный вред наносила хлебная полосатая блошка. В период налива и созревания зерна в посевах наблюдалась сильная заселённость колосьев пшеничным трипсом. В фазу молочно-восковой спелости оба сорта сильно повреждались хлебным жуком-кузькой и в средней степени клопом-черепашкой.
В условиях степи Оренбургской области сорта Гордея и Меляна формируют высоконатурное и стекловидное зерно. Соответственно по сортам натура зерна в годы исследований составляла 760 - 793 и 790 - 800 г/л, стекловидность - 92 и 97 %. Содержание сырого протеина у сорта Гордея колебалось от 14,8 до 15,3 %, у сорта Меляна - от 15,3 до 16,5 %. Содержание клейковины в годы испытания по сортам было в пределах 33 - 35 и 34 - 37 % с качеством II группы. Общая оценка макаронных свойств у обоих сортов изменялась в пределах 4,6 - 4,8 балла. Масса 1000 зёрен у сорта Гордея была равна 36,8 - 38,0 г, у сорта Меляна - 35,2 - 38,5 г.
Исследования качественных свойств зерна сорта Гордея в лаборатории итальянской фирмы Барила показали, что содержание клейковины составляло 35,8 %; качество на глютографе - 5,04 и деформационный индекс - 70 ед. У стандартного сорта Оренбургская 10 данные параметры были равны 34,4 %; 2,70 и 98 ед. Учитывая международные классификационные нормы, по качеству на глютографе минимум равен 4,50; по содержанию клейковины - минимум 26,0 % и деформационный индекс - 50 - 105 ед. Зерно сорта Гордея имеет отличное качество для производства спагетти.
В период конкурсного испытания 2013 - 2015 гг. сорт Гордея сформировал 15,8 ц с 1 га. Превосходство по продуктивности над стандартом составляло 4,1 ц с 1 га. Потенциальная продуктивность в условиях степи составляла 30 - 40 ц с 1 га. Сорт Гордея в первый год государственного испытания наибольшее превосходство по урожайности показал в условиях северной зоны на Аксаковском ГСУ -24,2 ц с 1 га (+2,6 ц с 1 га к ст.), на Пономарёвском ГСУ - 31,0 ц с 1 га (+0,6 ц с 1 га) и на Шарлыкском ГСУ -23,7 ц с 1 га (+2,7 ц с 1 га); восточной зоны - на Гайском ГСУ - 25,3 ц с 1 га (+2,0 ц с 1 га) и южной зоны - на Илекском ГСУ - 20,8 ц с 1 га (+0,7 ц с 1 га). На 2-й год государственного испытания существенные прибавки в урожайности к стандарту отмечались на Аксаковском ГСУ (+1,5 ц с 1 га), на Гайском ГСУ (+1,2 ц с 1 га) и на Шарлыкском ГСУ (+1,3 ц с 1 га).
В среднем за годы конкурсного испытания сорта Меляна урожайность составляла 21,2 ц с 1 га. По продуктивности стандартный сорт Оренбургская 10 был превышен на 4,8 ц с 1 га. В производственном испытании 2017 - 2018 гг. превосходство нового сорта по урожайности над стандартом было на уровне 2,4 ц с 1 га. Потенциальная продуктивность находилась на уровне 35 ц с 1 га. В период государственного испытания сорт Меляна в северной зоне на Аксаковском ГСУ сформировал урожайность 22,2 ц с 1 га (+2,0 ц с 1 га к стандарту Безенчукская 210), в западной зоне на Бузулукском ГСУ - 18,7 ц с 1 га (+2,4 ц с 1 га к стандарту Безенчукская 210) и восточной зоне на Гайском ГСУ - 14,9 ц с 1 га (+2,5 ц с 1 га к стандарту Безенчукская 210).
Вывод. Сорта яровой твёрдой пшеницы Гордея и Меляна, созданные для условий степи Уральского региона, имеют высокий адаптивный потенциал. Данные сорта степного экотипа, среднеспелого биотипа, обладают засухоустойчивостью и стабильной продуктивностью. Сорт Гордея устойчив к местным расам бурой листовой ржавчины, стеблевой ржавчины, мучнистой росе, септориозу и пыльной головне. Сорт Меляна устойчив к пыльной головне и септориозу, слабо поражается бурой листовой ржавчиной, мучнистой росой и корневой гнилью. По качественным показателям новые сорта отвечают требованиям отечественного сельскохозяйственного производства и перерабатывающей промышленности. Сорт Гордея формирует зерно, отвечающее международным требованиям макаронной промышленности.
Литература
1. Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений. Кишинев: Штиинца, 1988. 767 с.
2. Жученко А.А. Эколого-генетические основы адаптивной системы селекции растений // Сельскохозяйственная биология. 2000. № 3. С. 3 - 12.
3. Ионова Е.В., Газе В.Л., Некрасов Е.И. Перспективы использования адаптивного районирования и адаптивной селекции сельскохозяйственных культур (обзор) // Зерновое хозяйство России, 2013. № 3(19). С. 19 - 22.
4. Крючков А.Г., Тейхриб П.П., Попов А.Н. Твёрдая пшеница. Современные технологии возделывания. Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 2008. 704 с.
5. Алабушев А.В. Зерновое хозяйство России: состояние, проблемы, перспективы // Зерновое хозяйство России. 2009. № 1. С. 2 - 7.
6. Тимошенкова Т.А., Решетова И.В. Продуктивность и качество зерна сортов Triticum durum в контрастных условиях влагообеспеченности степи Оренбургского Предуралья // Зерновое хозяйство России, 2016. № 2. С. 20 - 23.
7. Сандакова Г.Н. Роль биотических и абиотических факторов в формировании макаронных свойств твёрдой
пшеницы в Оренбургской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2018. № 2 (70). С. 43 - 46.
8. Сандакова Г.Н. Влияние климатических факторов на качество зерна различных сортов яровой твёрдой пшеницы в природных зонах сортового районирования Оренбургской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2018. № 4 (72). С. 58 - 62.
9. Сандакова Г.Н. Макаронные свойства различных сортов яровой твёрдой пшеницы в природно-климатических зонах Оренбургской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2018. № 5 (73). С. 67 - 70.
10. Изучение генетических ресурсов зерновых культур по устойчивости к вредным организмам: методическое пособие. М.: Россельхозакадемия, 2008. 432 с.
Ленар Адипович Мухитов, кандидат сельскохозяйственных наук. ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук». Россия, 460051, г. Оренбург, пр-т Гагарина, 27/1, lenar.m.3@mail.ru
Татьяна Александровна Тимошенкова, кандидат сельскохозяйственных наук. ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук». Россия, 460051, г. Оренбург, пр-т Гагарина, 27/1, tim2233@mail.ru
Lenar A. Mukhitov, Candidate of Agriculture. Federal Research Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences. 27/1, Gagarin Ave., Orenburg, 460051, Russia, lenar.m.3@mail.ru
Tatiana A. Timoshenkova, Candidate of Agriculture. Federal Research Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences. 27/1, Gagarin Ave., Orenburg, 460051, Russia, tim2233@mail.ru
-♦-
Научная статья
УДК 633.11«321»: 631.559(470.56) ао1: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-19-24
Соотношение органов яровой пшеницы при формировании урожая в засушливых условиях Оренбургского Приуралья*
Ишен Насанович Бесалиев, Александр Леонидович Панфилов
Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН
Аннотация. Засуха является основным фактором, ограничивающим урожайность яровой пшеницы в условиях Оренбургской области. Продуктивность пшеницы определяется накоплением надземной биомассы и полнотой её реализации в урожай. В опытах изучалось 4 сорта яровой мягкой пшеницы: Учитель, Оренбургская 23, Тулайковская золотистая, Ульяновская 105 и 2 сорта твёрдой пшеницы: Оренбургская 10 и Безенчукская 210. Приведены данные о величине коэффициента реализации колоса (КРК), соотношении зерна и половы в колосе, коэффициенте хозяйственной эффективности изучаемых сортов яровой пшеницы при выращивании на фоне отвальной и безотвальной обработки почвы. Установлено, что в благоприятный по погодным условиям год КРК имеет максимальные значения, особенно на фоне безотвального рыхления почвы. В засушливые годы происходит сокращение зерновой части колоса в 2 и более раза независимо от приёма обработки почвы, что свидетельствует о плохом наливе зерна. Коэффициент хозяйственной эффективности также значительно уменьшается под воздействием неблагоприятных факторов внешней среды и наиболее существенно - по фону отвальной обработки. Сортовая специфика наиболее выражена в благоприятный год, под воздействием засухи происходит сглаживание сортовых отличий.
Ключевые слова: яровая пшеница, надземная биомасса, колос, урожайность, приёмы обработки почвы.
Для цитирования: Бесалиев И.Н., Панфилов А.Л. Соотношение органов яровой пшеницы при формировании урожая в засушливых условиях Оренбургского Приуралья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 19 - 24. doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-19-24.
* Работа выполнена в рамках госзадания № 0761-2019-0004.
