CC BY
34
АГРОНОМИЯ
УДК 633.112.1 «321.» 004.12:631.559:581.43(470.44/.47)
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗВИТИЯ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
О. И. Горбань, мл. научный сотрудник
ГНУ НИИСХ Юго-Востока Россельхозакадемии, т.(8452)-64-77-07
Одной из важнейших задач агропромышленного комплекса Нижнего Поволжья является увеличение производства высококачественного зерна яровой твердой пшеницы. Важным признаком, определяющим урожайность сортов в районах с недостаточным увлажнением, является степень развития корневой системы. С целью выявления ценного исходного материала в условиях Нижнего Поволжья определяли в динамике число корней разных типов у 25 сортов яровой твердой и 5 сортов яровой мягкой пшеницы разного эколого-географического происхождения.
Ключевые слова: урожай, качество, пшеница, корневая, система.
Яровая твердая пшеница (T. Durum Desf.) служит незаменимым сырьем для производства высококачественных макаронных и кондитерских изделий, крупы и продуктов детского питания. Пищевая ценность макаронных изделий определяется содержанием необходимых для питания веществ, прежде всего белков (незаменимых аминокислот), минеральных (зольных) веществ, и их способностью усваиваться организмом.
В неблагоприятные по влагообеспечен-ности и температурным условиям годы яровая пшеница страдает от засухи, урожайность ее при этом сокращается, что приводит к существенному недобору зерна [1].
В районах Нижнего Поволжья существует большая вероятность проявления ранневесенней или весенне-летней засух, а иногда и той и другой вместе. При ранне-весенней засухе происходит быстрое иссушение верхнего слоя почвы, создается опасность получения изреженных всходов, ухудшаются условия нормального укоренения пшеницы. Весенне-летняя засуха совпадает с фазой кущения яровой пшеницы. Если растение по времени наступления засухи успевает укорениться и запасы влаги в почве достаточны, весенне-летняя засуха для яровой пшеницы не так опасна, как в отсутствие укоренения [2].
Связь между засухоустойчивостью и развитием корневой системы не вызывает сомнений [3].
Зависимость урожая растений от мощности и физиологической активности корневой системы доказана многими отечественными и зарубежными исследователями и в настоящее время также ни у кого не вызывает сомнений [4, 5, 6, 7].
Рост всех типов корней и характер их залегания в почве зависит от механического состава почвы, её обработки, режима увлажнения и удобрений [8].
Были изучены продуктивность, качество, а так же определено в динамике число корней разных типов у 25 сортов яровой твердой пшеницы и 5 сортов яровой мягкой пшеницы разного эколого-географического происхождения. Исследования проводили на полях ГНУ НИИСХ Юго-Востока Россельхозакадемии, почва - южный чернозем с пятнами солонцов.
Обеспеченность пшеницы водой относится к числу главнейших факторов, определяющих состояние посевов и урожай пшеницы. Этот фактор очень важен в Саратовской области, где большая часть посевов яровой твердой и яровой мягкой пшеницы испытывает в определенные годы недостаточное или неустойчивое увлажнение.
В 1998 году на месте проведения исследований осадки выпали в первой декаде мая в количестве 4,6 мм, затем в первой декаде июня - 5,0 мм, последующие - в июле. Из анализа послойного запаса продуктивной влаги определено, что зароды-
шевые корни использовали влагу из слоя почвы (0 -100 см) в количестве 100,7 мм. Вторичная корневая система была очень слабой, урожай формировался в основном за счет первичной корневой системы. В результате державшейся высокой температуры воздуха часть влаги была потеряна на физическое испарение. В 1998 году сформировался урожай в среднем по сортам яровой твердой пшеницы - 0,37 т/га, у яровой мягкой - 0,59 т/га.
В 1999 году в мае выпало 36,6 мм, а в июне - 19, 2 мм осадков. Растения сформировали первичную и вторичную корневую систему. Они использовали почвенные запасы влаги и осадки, но основная доля урожая формировалась за счет влаги из почвенных запасов. В среднем по сортам яровой твердой пшеницы в 1999 году был получен урожай зерна 1,71 т/га, по сортам яровой мягкой пшеницы - 2,55 т/га.
В 2000 году растения сформировали мощную первичную и вторичную корневую систему. В мае выпало 53,5 мм, а в июне -128,4 мм осадков. За счет осадков, выпавших в июне, запасы влаги в почве пополнились. Сформировался достаточно высокий урожай в 2000 году, в среднем у яровой твердой пшеницы - 3,0 т/га, у яровой мягкой пшеницы - 2,41 т/га.
В результате исследований установлено, что в процессе селекции твердой пшеницы в Саратове увеличилось число зародышевых и колеоптильных корней. Число зародышевых корней увеличилось с 4,7 у стародавнего сорта Гордеиформе 432 до 5,2 у новой линии Д-2043. У сортов Ник, Людмила, Валентина их число составило 5,0 шт. на одно растение. Не обнаружено
существенных различий по числу зародышевых корней в среднем по сортам между твердой и мягкой пшеницей, которое составило 4,9 шт. на одно растение. Данные, полученные в результате опытов в водной культуре, хорошо согласуются с полевыми опытами и подтверждают, что различий по числу зародышевых корней между яровой твердой и мягкой пшеницами нет - по 5,1 шт. корней на одно растение. Число зародышевых корней практически не менялось по годам.
По числу колеоптильных корней не обнаружено достоверных различий между мягкой и твердой пшеницей. В процессе селекции саратовских сортов яровой твердой пшеницы их число достоверно увеличилось с 1,1 у Гордеиформе 432 до 1,4...1,7 у новых сортов (табл. 1).
В водной культуре в среднем по сортам яровой твердой пшеницы число колеоп-тильных корней составило 1,6, у яровой мягкой - на 0,4 корня меньше.
Было установлено, что на десятый день после появления шильца пятого листа число колеоптильных корней продолжало достоверно увеличиваться среди сортов яровой твердой пшеницы - на 1,2 корня, среди яровой мягкой - на 1,1 корня.
В среднем за 1998-2000 годы наибольшее число узловых корней среди саратовских сортов образовалось у сортов Валентина, Ник - по 6,4 шт.; среди зарубежных - у сорта Харьковская 23 (Украина) - 6,5 шт., От гаЫ 5 (Сирия) - 6,2 шт.; среди инорайонных - Безенчукская 182 - 6,1 шт.
Максимальным общее число всех типов корней в среднем за 1998- 2000 годы было у саратовских сортов Валентина -
Таблица 1
Урожай зерна и корневая система сортов яровой твердой пшеницы саратовской селекции (среднее 1998-2000гг.)
Сорт Урожай зерна, т/га Число ко рней, шт.
зародышевых колеоптильных узловых всех
Гордеиформе 432 (Б^ 1,39 4,7 1,1 5,5 11,3
Саратовская 57 1,65 4,9 1,4 4,9 11,2
Саратовская 59 1,68 4,9 1,6 5,7 12,2
Саратовская золотистая 1,56 4,9 1,5 5,5 11,9
Валентина 2,07 5,0 1,6 6,4 13,0
Людмила 1,68 5,0 1,4 5,2 11,6
Ник 1,98 5,0 1,4 6,4 12,8
Д-2043 1,95 5,2 1,7 5,6 12,5
Среднее 1,75 5,0 1,5 5,7 12,1
НСР (0,95) 0,58 0,3 0,5 0,9 1,1
Рфакт. 1,51 2,4 1,3 3,1* 3,4*
*значимость F-критерия на 5 % уровне **значимость F-критерия на 1 % уровне
13,0 шт. и Ник - 12,8 шт., у зарубежных -Харьковская 23 - 12,9 шт. и Ме^га - 12,7 шт. на одно растение.
В среднем за 1998-2000 годы по общему числу всех типов корней яровая твердая и яровая мягкая пшеницы не отличались между собой - их число составило 12,1 шт. на одно растение.
Доля массы корней в общей массе растения (проростка) в среднем за 1998-1999 годы у сортов яровой твердой пшеницы была выше (33,39 %), чем у яровой мягкой пшеницы (28,04 %).
Обнаружена положительная достоверная корреляционная связь в 1998 году среди сортов яровой твердой пшеницы между числом зародышевых корней и урожайностью зерна (г = 0,50*), и между общим числом всех типов корней в фазе полной спелости и урожайностью зерна (г = 0,40*). В 2000 году среди этого же набора сортов между числом узловых корней в фазе колошения и массой 1000 зерен (г = 0,52**).
Качество - главный критерий, по которому твердая пшеница оценивается на мировом рынке.
Континентальность климата районов Нижнего Поволжья, как и в местах происхождения яровой твердой пшеницы, благоприятствует получению зерна высокого качества с высоким содержанием белка.
Белок является исключительно важным питательным веществом, определяющим пищевую ценность зерна. Содержание белка в зерне пшеницы зависит от генотипа сорта, особенностей климата, условий выращивания. В острозасушливом 1998
году все сорта имели зерно с высоким содержанием белка. В менее засушливом 1999 году наблюдалось снижение его содержания, во влажном 2000 году оно было минимальным. В среднем за 1998 - 2000 годы среди сортов твердой пшеницы были выявлены достоверные различия по содержанию белка в зерне. Наибольшее его количество содержалось у сортов Ме^га, От гаЫ 5 - 18,4 %, Алмаз - 17,5 %, наименьшее - у сорта Краснокутка 10 -16,0 %. Сорт От гаЫ 5 на протяжении трех лет стабильно удерживал повышенное содержание белка в сочетании с образованием большего числа узловых корней. Среди изучаемого набора сортов яровой твердой пшеницы не было обнаружено тесной зависимости между числом разных типов корней и показателями содержания белка. Хотя вполне естественно было предположить, что высокое содержание белка могло зависеть от числа корней, особенно узловых. Положительная достоверная зависимость наблюдалась среди сортов яровой твердой пшеницы лишь в 1999 году между числом узловых корней и содержанием белка в зерне (г=0,48*).
Многие качественные показатели зерна пшеницы в большинстве случаев находятся в прямой зависимости от белковости зерна. Наибольшее содержание клейковины в среднем за три года было у сортов Ме^га - 41,8 %, Алмаз - 41,2 %, Саратовская 59 - 40,6 %, Саратовская 57 - 40,0 %. Лучший показатель ИДК-1 в среднем за 1998 - 2000 годы был у сортов Алтайская Нива - 87 ед., Валентина, Безенчукский янтарь, Новодонская - 88 ед.
Таблица 2
Урожайность и некоторые показатели качества зерна и клейковины у сортов яровой твердой пшеницы саратовской селекции (среднее 1998 - 2000 гг.)
Сорт Урожайность, т/га Содержание в зерне Качество клейковины
белка, % кароти-ноидов, мг/кг сырой клейко вины,% БйБ-седи-ментация, мм ИДК-1, ед.
Гордеиформе 432(Б^ 1,39 17,1 4,9 39,6 36 97
Саратовская 57 1,65 16,0 5,6 40,0 41 90
Саратовская 59 1,68 17,0 4,8 40,6 43 92
Саратовская золотистая 1,56 16,8 7,8 39,2 47 89
Валентина 2,07 16,8 5,8 39,0 56 88
Людмила 1,68 16,3 5,4 37,6 51 91
Ник 1,98 16,6 7,4 38,6 57 90
Д 2043 1,95 16,8 8,1 39,1 50 94
Средние 1,75 16,7 6,2 39,2 48 91
НСР (0,95) 0,58 1,1 0,9 2,4 6,8 7,6
Р факт. 1,51 1,4 22,2* 1,2 10,3* 1,5
*значимость Р-критерия на 5 % уровне
**значимость Р-критерия на 1 % уровне
Показатель БОБ-седиментации в среднем за 1998-2000 годы наилучшим был среди сортов саратовской селекции. У сорта Ник он составил 57 мм, у Валентины -56 мм, у Людмилы - 51 мм, у линии Д-2043 -50 мм, у Саратовской золотистой - 47 мм (табл. 2).
Считается, что содержание каротинои-дов в зерне в большей степени зависит от генотипа, чем от условий выращивания. В данных исследованиях определялась генетическая зависимость сорта по этому признаку. В остро -засушливом 1998 году наблюдалась тенденция снижения содержания каротиноидов в зерне. Содержание каротиноидных пигментов в среднем за три года среди сортов яровой твердой пшеницы достоверно различалось, и наибольшее их содержание в зерне было у линии Д-2043 - 8,1 мг/кг, у сорта Саратовская золотистая - 7,8 мг/кг, Ник - 7,4 мг/кг; наименьшее - у Безенчукской 139 и Саратовской 59 - 4,8 мг/кг.
В 1999 году среди сортов яровой твердой пшеницы была выявлена достоверная положительная корреляция числа зародышевых корней с содержанием каротинои-дов в зерне (г = 0,50*), с БОБ-седиментацией (г = 0,57**); числа колеоптильных корней с содержанием каротиноидов в зерне (г = 0,42*), с БОБ-седиментацией (г = 0,53**); общего числа всех типов корней с содержанием каротиноидов в зерне (г = 0,40*), с БОБ-седиментацией (г = 0,62**).
Среди набора сортов яровой твердой пшеницы только саратовской селекции в 1999 году была обнаружена положительная взаимосвязь между числом зародышевых корней и показателем БОБ-седиментации (г = 0,72*); между числом узловых корней и показателем БОБ-седиментации (г = 0,73*).
В 2000 году среди этого же набора сортов наблюдалась положительная корреляция между числом колеоптильных корней и показателем БОБ-седиментации (г = 0,79*).
Не прослеживается четкой и стабильной связи между числом корней и показателями качества зерна. Возможно, показатели качества зерна в большей степени связаны с физиологической активностью работы корней.
Сотрудниками лаборатории селекции и семеноводства яровой твердой пшеницы ГНУ НИИСХ Юго-Востока Россельхозака-демии был передан на государственное испытание сорт яровой твердой пшеницы Аннушка, который зарегистрирован в Государственном реестре охраняемых селекционных достижений и допущен к исполь-
зованию 26.01.2007 года. Автор статьи является одним из создателей этого сорта. Сорт Аннушка обладает высокой засухоустойчивостью и пластичностью, потенциальной урожайностью в производственных условиях более 30 ц/га. Новый сорт практически устойчив к пыльной головне и бурой пятнистости, вирусным болезням. Он характеризуется высоким качеством клейковины. В родословную сорта входят изученные автором статьи сорта яровой твердой пшеницы Харьковская 46, Безенчук-ская 139, Ме<<ога, которые внесли весомый вклад в придание сорту высокой засухоустойчивости, пластичности и отличного качества зерна.
Литература
1. Ткачук, О. А. Урожайность и качество яровой пшеницы в зависимости от основной обработки почвы и регуляторов роста / О. А. Ткачук // Нива Поволжья. - Пенза, 2007. - № 4 (5). - С. 31-35.
2. Фокеев, П. М. Яровая пшеница на Юго-Востоке / П. М. Фокеев. - Саратов, 1961. -187 с.
3. Кандауров, В. И. Засухоустойчивость, биологические и морфо-физиологические признаки яровой пшеницы / В. И. Кандауров, В. К. Мовчан // Повышение засухоустойчивости зерновых культур. - М., 1970. -С. 76-86.
4. Красовская И. В. Физиологическая деятельность зародышевых и узловых корней хлебных злаков / И. В. Красовская // Записки Ленингр. СХИ. - 1925. - Т. 2. - С. 118-164.
5. Кириченко, Ф. Г. Влияние отбора растений по мощности корневой системы на повышение урожая и улучшение его качества в потомстве / Ф. Г. Кириченко // Вестн. с.-х. науки. - 1963. - № 4. - С. 3-20.
6. Кумаков, В. А. Физиологическое обоснование моделей сортов пшеницы / В. А. Кумаков. - М.: Агропромиздат, 1985. - 268 с.
7. Коберницкий, В. И. Особенности развития корневой системы пшеницы при скрещивании географически отдаленных сортов в условиях Северного Казахстана /
B. И. Коберницкий // Вестн. регион. сети по внедрению сортов пшеницы и семенно-водству. - Алма-Ата, 2003. - № 1 (4). -
C. 85-88.
8. Бараев, А. И. Яровая пшеница / А. И Бараев и др. - М.: Колос, 1978. - 430 с.
