CC BY
15УДК 633.11
ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ СРЕДЫ НА СЕЛЕКЦИЮ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
Е.В. Викулина, Г.В. Игнатьева, З.Е. Сатарина — Владимирский НИИСХ
E-mail: mail@vnish.org
Почвенно - климатические условия Владимирского ополья и возможность выбора технологии возделывания позволяют вести селекцию яровой мягкой пшеницы в направлении создания новых сортов, наиболее адаптированных к возделыванию в центре РФ. Повышение стрессоустойчивости сортов к биотическим и абиотическим факторам среды позволяет минимизировать снижение урожайности в неблагоприятные годы, характеризующиеся чаще всего недостатком или избытком влаги в почве в различные периоды роста и развития растений. Созданные сорта обладают высоким потенциалом продуктивности, обеспечивают стабильный урожай в благоприятные по погодным условиям годы при интенсивных технологиях выращивания. Сорт Сударыня - среднеран-ний, короткостебельный, наиболее устойчивый к полеганию и болезням, поэтому обладает сравнительно стабильной и высокой по годам урожайностью. Новый сорт Каменка - среднеранний, сред-нерослый, устойчивый к неблагоприятным условиям среды, средняя прибавка урожая по сравнению с сортом Сударыня - 6,4ц/га. Новый сорт Ладья - среднеспелый, короткостебельный, устойчивее Сударыни к полеганию и болезням, превышающий ее по урожайности в среднем на 7,1ц/га. Переданы на Государственное сортоиспытание 2 новых сорта Ладья и Каменка, созданные РУП «Научно - практический центр НАН Беларуси по земледелию» и ФГБНУ «Владимирский НИИСХ».
Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, факторы среды, селекция, урожайность, период вегетации, качество зерна, иммунитет, устойчивость к полеганию.
Селекция яровой мягкой пшеницы в Владимирском научно- исследовательском институте сельского хозяйства ведется в направлении отбора селекционного материала и создания сортов, обеспечивающих при достаточной влагообеспечен-ности почвы и технологии средней интенсивности урожайность до 6т/га, а интенсивной технологии до 8 т/га. В то же время в засушливые годы, а также в годы с избыточным увлажнением и при экстенсивных и ресурсосберегающих технологиях, способных минимизировать снижение урожайности за счет повышения стрессоустойчивости к факторам окружающей среды.
Сорта, наиболее устойчивых к био - и абиострессорам в условиях центра России с высоким потенциалом продуктивности, создаются на основе гибридных популяций с потенциальной урожайностью 6-10т/га, получаемых из крупных селекцентров: РУП «Научно - практический центр НАН Беларуси по земледелию» и Московского науч-
но -исследовательского института сельского хозяйства «Немчиновка».
Селекционный материал высевают на серых лесных почвах Владимирского Ополья, имеющих следующую характеристику: содержание гумуса варьирует от 3,1 до 3,6%; Р2О5 - 207 % - 362% мг KCl почвы, К2О - 750 - 1240мг KCl почвы; рН - от 5,2 до 5,6.
Технология выращивания состоит из следующих звеньев: предшественник - вика яровая на семена; осенью проводят зяблевую вспашку на глубину 20 - 22см; весной - раннее закрытие влаги; минеральные удобрения вносят по возможности под культивацию из расчета N60P60K60; посевы обрабатывают от сорняков и вредителей средствами химической защиты растений. Обработка фунгицидами исключается, так как ведется селекция на устойчивость к болезням. Кроме того, инфекционный фон в селекции усиливается за счет сильного поражения сортономеров с низким иммунитетом, которые
по результатам испытаний перед уборкой выбраковывают. Материал конкурсного и экологического сортоиспытания оценивают на инфекционном фоне лаборатории иммунитета РУП «НПЦ НАН Беларуси по земледелию» на устойчивость к мучнистой росе, бурой ржавчине, септориозу, фузариозу колоса, корневым гнилям [1]. Устойчивость к болезням дает сортам возможность формировать наиболее высокий урожай в любой год, особенно при выращивании по экстенсивным и ресурсосберегающим технологиям, не предусматривающим обработку посевов фунгицидами. В сырые эпифитотийные годы сорта с высоким иммунитетом имеют явное преимущество по сравнению с слабоиммунными сортами, так как в условиях высокой влагообе-спеченности почвы формируется наибольший урожай яровой пшеницы, который может быть реализован только при выращивании сортов, устойчивых к болезням и полеганию. Устойчивость к полега-
№ 3 (77) 2016
Владимгрскш ЗемлеШець
нию, особенно в сырые годы, имеет решающее значение в получении высокого и качественного урожая, снижения потерь при уборке и себестоимости продукции. Почвенно - климатические условия Ополья отличаются, с одной стороны, плодородием почвы, способствующим получению хороших урожаев, а с другой - ветреной погодой. Это позволяет отбирать наиболее устойчивые к полеганию формы. Отбор сортономеров по прочности, эластичности соломины, высотой 70 - 80 см позволяет создавать сорта с высокой устойчивостью к полеганию для условий центральной России.
При отборе селекционного материала на всех этапах селекции учитывается густота стеблестоя перед уборкой. Это позволяет выявлять селекционные номера, обладающие высокой полевой всхожестью и выживаемостью в период вегетации.
Яровая пшеница - продовольственная культура, поэтому в селекции ведется жесткий отбор селекционного материала по качеству зерна. Изучение и оценка качества зерна мягкой пшеницы ставит своей целью ответ на вопрос: как много муки высокого качества может дать тот, или иной сорт из определенного объема зерна и каково будет качество хлеба, выпеченного из него [2].
По длине вегетационного периода для центральных районов России создают сорта средне- и раннеспелые, которые имеют явное преимущество по сравнению с среднепоздними и поздними сортами не смотря на то, что последние дают более высокую урожайность. Повышение урожайности сортов не должно сопровождаться удлинением вегетационного периода [3].
От отбора элит из гибридных популяций до передачи сорта на Государственное сортоиспытание проходит не менее 7 лет. За это время удается провести отбор селек-
ционного материала по комплексу хозяйственно - ценных признаков и выявить перспективные для региона номера, лучшие из которых по многолетним данным передают на государственное сортоиспытание в качестве сортов. Погодные условия Владимирской области по годам значительно различаются обеспеченностью растений теплом и влагой в период вегетации. Осадки выпадают чаще всего неравномерно, вызывая дефицит влаги в почве в отдельные фазы развития растений. Поэтому сорта и селекционные линии в различных условиях вегетации ведут себя по - разному.
За последние 8 лет по влагообе-спеченности почвы и температурному режиму благоприятным был только 2009г. Он отличался равномерным выпадением осадков при количестве, равном среднему многолетнему значению, и растения в период вегетации недостатка влаги в почве не испытывали. В этот год урожайность стандартного сорта яровой пшеницы Сударыня, включенного в реестр охраняемых селекционных достижений РФ в 2012 и 2013гг. по Северо - Западному, Центральному, Волго-Вятскому регионам РФ и Республике Беларусь, была 62 ц/га, то есть близкая к потенциальной. Урожайность интенсивных сортономеров в селекционных питомниках в 2009 г. достигала 78ц/га [4]. Остальные 7 лет по погодным условиям были неблагоприятными и поэтому сорта и селекционный материал не могли в полной мере реализовать генетический потенциал продуктивности, особенно интенсивные, которые в благоприятном 2009 г. обеспечили максимальную урожайность. В неблагоприятные засушливые годы выделялись сорта и селекционные линии, которые в 2009 г. обеспечили среднюю урожайность (60 -65ц/га).
2008 г. был сырой, с частыми ливнями и сильными ветрами на протяжении всего периода вегетации. Обильные дожди спровоциро-
вали эпифитотии болезней и сильное полегание. Урожайность сорта Сударыня по сравнению с 2009 г. снизилась до 39 ц/га, однако была значительно выше относительно других сортов и на уровне лучших по году селекционных линий. В 2008г. наибольшая урожайность получена по сортам и селекционным линиям с высокой устойчивостью к болезням и полеганию. Сударыня обладала этими признаками и поэтому обеспечила в условиях сырого года наиболее высокую урожайность.
Остальные 6 лет исследований характеризовались засушливыми периодами в отдельные фазы роста и развития растений.
Вегетационный период 2010 г. отмечен поздней засухой на фоне высоких температур воздуха. С 18 июня по 18 августа (2 месяца) существенных осадков не наблюдалось, а температура воздуха в этот период превышала многолетнюю норму на 4 - 9°С. Посев яровой пшеницы был проведен после дождей в теплую погоду и во влажную почву, что определило дружные всходы. До середины фазы выхода в трубку недостатка влаги в почве не было, растения хорошо росли и развивались и к фазе колошения вышли хорошо развитыми. Период от колошения до восковой спелости характеризовался жаркой и сухой погодой. Средняя декадная температура воздуха превышала норму в период формирования зерна на 4 -5 °С, а в период налива зерна на 5 -9°С. Через неделю после начала колошения проявилась бурая, а позднее и стеблевая ржавчина. Эти болезни носили характер эпифитотии и усугубили отрицательное действие засухи и высоких температур. Полная спелость зерна наступила в условиях жары и засухи. Осадков в этот период не выпадало, среднесуточная температура воздуха была на 9°С выше нормы. Зерно поступало с поля с влажностью 14% и ниже. Урожайность сортов и селекционного материала в 2010 г. во многом
Владимгрскт Зешедкеф
№ 3 (77) 2016
1. Хозяйственно - ценные признаки новых сортов яровой мягкой пшеницы
во Владимирском НИИСХ
№ п/п Сорт Урожайность за 20132015гг., ц/га Отклонение от ср. ст. Длина вегетации, дни Высота растений, см Полегание, балл Поражение болезнями, %
бурая ржавчина стеблевая ржавчина септориоз
1 Сударыня, ср. ст. 33,3 - 88 70 8,5 25 25 10
2 Ладья 40,4 7,1 92 65 9 5 10 10
3 Каменка 39,7 6,4 88 80 8,0 25 25 5
определялась устойчивостью к болезням и засухе в период формирования и налива зерна и варьировала от 16 до 40 ц/га, стандарт Сударыня показал 37ц/га.
2011 г. для яровых зерновых культур, в т. ч. и для яровой пшеницы, по погодным условиям был крайне неблагоприятный. Период вегетации характеризовался острой и продолжительной засухой. От посева до середины июля существенных осадков, повышающих влажность почвы в корнеобитае-мом слое, не наблюдалось. Дожди носили локальный, кратковременный, моросящий характер. Из - за длительного и острого недостатка почвенной влаги растения к началу колошения сформировались очень слабыми, с короткими и мелкими стеблями и листьями. В дневные часы нижние листья становились вялыми и постепенно засыхали. Температура воздуха в этот период была выше нормы на 1,5 - 4,5°С. Первый дождь, который промочил пахотный слой почвы прошел 13 июля (15,8 мм) и положительно повлиял на налив зерна. В последующий период недостатка влаги в почве не было до конца вегетации. Через неделю после начала колошения проявились септори-оз, бурая, а позднее и стеблевая ржавчина. Полная спелость зерна наступила в условиях теплой и солнечной погоды. Семена были получены с высокой всхожестью. В 2011 г. от засухи пострадали все сорта и сортономера. Урожайность сортов и селекционных линий мало отличалась и была очень низкой - 14 - 19 ц/га, у сорта Сударыня -
18 ц/га. Незначительно выделились сорта и селекционные линии с высоким иммунитетом к болезням.
Период вегетации 2012 г. характеризовался неравномерным выпадением осадков и повышенной температурой воздуха. Растения яровой пшеницы испытывали дефицит влаги с конца мая до начала июня (в период кущения), что отрицательно повлияло на озернен-ность колоса. Дожди 3 и 8 июня (двойная норма ) способствовали дальнейшему росту и развитию растений и улучшили положение. Второй выраженный дефицит влаги был в июле (период налива зерна), в результате чего к уборке зерно осталось слабо выполненным. Урожайность и выполненность зерна снизило сильное развитие септо-риоза и ржавчинных болезней. Урожайность яровой пшеницы в конкурсном испытании была от 14 до 25,0 ц/га, стандартного сорта Сударыня - 23ц/га. Семена получены с высокой всхожестью. По урожайности выделялись сортономера и сорта, наиболее засухоустойчивые в разные периоды роста растений и с высоким иммунитетом к болезням.
Период вегетации 2013 г. характеризовался дефицитом влаги в почве в июне - первой декаде июля и захватил весь период выхода в трубку. Среднесуточная температура воздуха в этот период была на 3,5°С выше, а осадков выпало в 2 раза меньше нормы. Недостаток влаги в почве в критический период ее потребления оказал неблагоприятное действие на состояние растений и, в конечном
итоге, на урожайность. Наблюдалось сильное развитие бурой листовой и стеблевой ржавчины, что привело к повышенной шуплости зерна и недобору урожая. Урожайность яровой пшеницы в конкурсном испытании варьировала от 20 до 35ц/га, Сударыни -31 ц/га. Семена получены с высокой всхожестью. Среди селектируемого материала по урожайности выделялись сортономера наиболее засухоустойчивые и с высоким иммунитетом к болезням.
За вегетационный период 2014 г. выпало 205,8 мм осадков при норме 208 мм, что близко к средним многолетним значениям. Однако дожди шли также неравномерно, как и в предыдущие 4 года. Дефицит влаги в почве на фоне повышенных температур наблюдался с 10 мая по 9 июня и полностью захватил фазу кущения и половину фазы выхода в трубку растений.
Раннеспелые сорта и раннеспелый селекционный материал от продолжительной майско-июнь-ской засухи пострадали сильнее среднеспелых и среднепоздних сортов и сортолиний. В период налива зерна проявились септориоз, бурая, а позднее и стеблевая ржавчина. Однако поражение, особенно на ранних этапах, было значительно слабее, чем в предыдущие годы. Полная спелость зерна наступила в условиях жаркой и солнечной погоды. Уборка проходила в жаркие дни, без дождей, получены кондиционные по всхожести семена. Урожайность в конкурсном сортоиспытании варьировала от 25 до 40 ц/га, среднеранней Сударыни - 30 ц/га.
№ 3 (77) 2016
Владимирский Земледелец,!)
2. Урожайность в экологическом сортоиспытании РУП « НПЦ НАН Беларуси по земледелию»
№ п/п Сорт 2013 2014 2015 Средняя урожайность за 2013 - 2015г, ц/га
Урожайность, ц/га Отклонение от сорта Сударыня ц/га Урожайность, ц/га Отклонение от сорта Сударыня ц/га Урожайность, ц/га Отклонение от сорта Сударыня ц/га
1 Сударыня, ср. ст. 93,8 - 79,7 - 86,6 - 86,7
2 Ладья 99,0 5,2 86,5 6,8 95,6 9,0 93,7
3 Каменка 95,7 1,9 88,9 9,2 93,1 6,5 92,6
В этот год по урожайности выделились сорта и селекционные линии среднеспелые и среднепоздние с высоким иммунитетом к болезням.
Вегетационный период 2015 г. отличался, с одной стороны, недостатком влаги в почве в период от начала выхода в трубку до колошения, а с другой - избытком влаги от колошения до восковой спелости. Температура воздуха на протяжении всего периода вегетации колебалась в пределах среднемного-летних значений, лишь в 3 декаде мая и 3 декаде июня поднималась выше нормы на 4 - 5 °С. В этот год поражение ржавчинными болезнями было очень сильным, септо-риозом - среднее. Полная спелость наступила при температуре воздуха на 1°С выше нормы, осадков выпало в 2 раза меньше нормы. Получены кондиционные по всхожести семена. Урожайность - от 18 до 42 ц/га, у сорта Сударыня -39 ц/га. В этот год выделился селекционный материал, обладающий наиболее высокой устойчивостью к болезням и засухе в ранние фазы развития растений.
Таким образом, при создании сортов в последние 8 лет технологические и погодные условия позволили отобрать селекционный материал, наиболее устойчивый к неблагоприятным условиям среды: засухе в разные периоды роста и развития растений, к условиям быстрого расообразовательного процесса и наиболее сильного распространения факультативных и облигатных патогенов, а также по устойчивости к полеганию, длине
вегетационного периода и качеству зерна.
Новый, среднеранний сорт Сударыня, отличающийся высокой устойчивостью к болезням и полеганию, создан совместно с РУП «НПЦ НАН Беларуси по земледелию». В условиях последних 8 лет исследования отличался высокой стабильностью по годам: средняя его урожайность за 8 лет составила 34 ц/га, что на 6 - 8 ц/га выше лучших и наиболее распространенных в регионе сортов. Максимальная урожайность сорта - 62 ц/га, была получена в благоприятном 2009 году [4].
В 2015 г. переданы на Государственное сортоиспытание в Центральный, Средневолжский регионы РФ и республику Беларусь 2 новых сорта: Ладья и Каменка, которые выведены в результате селекционной работы с 2008 по 2015г. в условиях Владимирского НИИСХ путем отбора из гибридных популяций, полученных из РУП «НПЦ НАН Беларуси по земледелию».
Новый сорт Каменка - средне-ранний, по длине вегетации на уровне стандартного сорта Сударыня (табл.1). При этом Каменка ежегодно в конкурсном сортоиспытании превышала Сударыню по урожайности. За последние 3 года средняя урожайность ее составила 39,7 ц/га, что на 6,4 ц/га выше Сударыни. По высоте сорт средне-рослый, при урожайности 40 ц/га высота соломины 80см, на 10см выше короткостебельной Сударыни. Устойчивость к полеганию высокая, но по годам отмечена на 1 балл
ниже, чем у короткостебельной и высокоустойчивой Сударыни. Поражение бурой и стеблевой ржавчиной выявлено на уровне стандарта, септориозом - ниже стандарта. Головней, мучнистой росой и другими болезнями не поражалась. Технологические показатели зерна на уровне Сударыни, а Сударыня -сорт ценный по качеству зерна. В Белорусской академии при достаточной влагообеспеченности почвы и на интенсивном фоне урожайность сорта Каменка варьировала от 88,9 до 95,7 ц/га (табл. 2). Сорт может выращиваться по технологиям разного уровня интенсивности.
Сорт Ладья - среднеспелый, созревает на 4 дня позднее Сударыни (табл.1). Ежегодно в конкурсном сортоиспытании превышал стандарт по урожайности. За последние 3 года средняя урожайность составила 40,4 ц/га, средняя прибавка к стандарту - 7,1 ц/га (табл.1). Сорт Ладья значительно устойчивее к ржавчинным болезням. Поражение бурой листовой ржавчиной по годам не превышало 5%, стеблевой - 10%. Устойчивость к септориозу средняя, на уровне Сударыни. Головней, мучнистой росой и другими болезнями не поражалась. Сорт короткостебельный, при урожайности 40 ц/га высота соломины составила 65 см, что на 5 см меньше, чем у Сударыни. Устойчивость к полеганию высокая, по годам на 0,5 балла выше Сударыни. Зерно стекловидное, средней крупности. Технологические показатели зерна отвечают уровню ценных пшениц. В Белорусской академии, при до-
ВлаЭимгрсШ ЗешеШеф
№ 3 (77) 2016
статочной влагообеспеченности почвы и на интенсивном фоне урожайность сорта Ладья варьировала от 86,5 до 99 ц/га (табл. 2). Сорт может выращиваться по технологиям разного уровня интенсивности.
И так, почвенно - технологические и погодные условия Владимирского Ополья позволяют создавать сорта яровой мягкой пшеницы наиболее адаптированные к возделыванию в центральной России. За последние 8 лет в результате экологической селекции в сотрудничестве с РУП «НПЦ НАН Беларуси по земледелию» созданы 4 сорта яровой мягкой пшеницы. Готовятся для передачи на
Государственное сортоиспытание сорта совместной селекции с Московским НИИСХ «Немчиновка».
Литература
1. Гриб С.И., Игнатьева Г.В. Результаты научного сотрудничества по экологической селекции яровой мягкой пшеницы// Научные приоритеты инновационного развития отрасли растениеводства: результаты и перспективы: материалы межд. науч. - практ. конф. (23 - 24 июня 2011г., г. Жодино). РУП «Научно - практический центр НАН Беларуси по земледелию».- Жодино, 2011. - С. 161 - 164.
2. Давыдова Н.В., Беркутова
Н.С., Давыдова Е.И. Особенности формирования качественных показателей у сортов яровой мягкой пшеницы в условиях Центрального региона России // Владимирский земледелец, 2006, № 1-2.- С. 27- 29.
3. Игнатьева Г.В. Селекция яровой мягкой пшеницы в условиях Владимирского Ополья // Владимирский земледелец, 2015, №2. -С.39-41.
4. Игнатьева Г.В. Результаты и направления селекции яровой мягкой пшеницы // Инновационные технологии в адаптивно - ландшафтном земледелии: коллективная монография. - Иваново: Пресс Сто, 2015. - С. 340 - 341.
IMPACT OF MEDIUM CHARACTERISTICS ON SPRING SOFT WHEAT SELECTION
E.V. Vikulina, G.V, Ignatieva, Z.E. Satarina
Soil-climatic conditions in Vladimir fields region and the wide range of cultivation technologies allow to work out spring soft wheat selection towards creation of new varieties, which would be most adapted for cultivation in the center of the Russian Federation. Improvement of varieties' resistance to stress as while dealing with biotic and abiotic factors of the medium allows to minimize the yield decrease during the most unfavorable years mostly characterized by either moisture lack or its surplus in different vegetation periods and plants growth. The worked out varieties possess a high potential of productivity, provide stable yield in weather conditioned favorable years while intensive cultivation technologies. The Variety Sudariya is middle-early, short-stalked and the most stable to drowning and diseases, that is why it gives comparatively stable and high annual yield. The new variety Kamenka is middle-early, middle-tall and resistant to unfavorable medium conditions, which gives an average yield increase by 6,4 c/h as compared to Sudariya. The new variety Ladiya is middle-ripe, short-stalked and more resistant to drowning and diseases than Sudariya, moreover it is superior of the latter in its yield at an average 7,1 c/h. The two varieties Ladiya and Kamenka were referred to be tested by the Governmental. They were worked out in the Republic Unitary Enterprise "Scientific-practical center national academy of science of the Belarus Republic" and FSBSI "Vladimir Scientific Research University of Agriculture".
Keywords: spring soft wheat, medium factors, selection, yield, vegetation period, grain quality, immunity, resistance to drowning.
№ 3 (77) 2016
B/ia5uMipckm Земледелец,!)
