CC BY
19
Krasnova Lilia Ilyinichna, Doctor of Agriculturn, Professor
Mordvintsev Mikhail Pavlovich, Doctor of Agricultum Sciences, Senior Researcher
Nikolaev Nikolay Aleksandrovich, research engineer
Orenburg State Agrarian University
18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia
E-mail: [email protected]; [email protected]
The article highlights the main historical stages of the formation and development of breeding research on grain crops at the Orenburg State Agrarian University, since the beginning of the breeding of these crops at the Chkalovsk Agricultural Institute to the present day. Scientists-breeders, engaged and engaged in the selection of field crops at the university, are presented, the main directions of their selection work for winter and spring soft wheat, as well as barley are analyzed. The basic principles of the selection of source material and methods of creating new varieties are considered, the achieved results of selection are reflected. A brief description of modern varieties of winter wheat and barley created at the university and recommended for cultivation is given. The main directions and methods of work on the selection of field crops today and the existing scientific groundwork are shown. The characteristics of new varieties undergoing state testing are given.
Key words: winter soft wheat, spring barley, breeding history, breeding directions, breeding methods. -♦-
УДК 581.111: 633.111 «321» (470.56) Б01 10.37670/2073-0853-2020-86-6-37-41
Водоудерживающая способность сортов Triticum аestivum оренбургской селекции*
Т.А. Тимошенкова, канд. с.-х. наук; Ю.С. Ващенко, науч. сотрудник
ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
В статье представлены результаты исследования водного режима сортов яровой мягкой пшеницы разных разновидностей, созданных в Оренбургском НИИ сельского хозяйства. Изучение водоудерживающей способности яровой мягкой пшеницы в степи Оренбургской области выявило её зависимость от сортовых особенностей, фазы развития растений и от условий вегетации. Исследование динамики водоотдачи листьев растений пшеницы показало высокую чувствительность тканей листьев к действию водоотнимающих факторов внешней среды. Полученные результаты свидетельствуют, что реакция сортов яровой мягкой пшеницы оренбургской селекции соответствует изменениям водного режима растений, характерным для сортов степной волжской экологической группы. При изучении водоудерживающей способности листьев в период выход в трубку - колошение установлено, что при недостаточной водообеспеченности наибольшее количество оставшейся в клетках воды отмечено у сортов Логачёвка, Оренбургская юбилейная и Эрика. Наибольшую водоудерживающую способность растений развивали сорта Логачёвка и Эрика.
Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, сорт, общая оводнённость, водоудерживающая способность.
Засушливость климата - основная особенность Оренбургской области. Засухи и суховеи входят в число экстремальных факторов, лимитирующих урожай яровой пшеницы. Они сопровождаются недостаточной влагообеспеченностью посевов, низкой относительной влажностью воздуха, высоким температурным режимом воздуха и почвы [1 - 3].
Большинство исследователей отмечают, что основным средством борьбы с засухой является создание и внедрение в производство засухоустойчивых сортов пшеницы. Засухоустойчивые сорта характеризуются повышенным осмотическим давлением и сосущей силой клеток, большим содержанием связанной воды и высокой водоудер-живающей способностью, лучшей устойчивостью биоколлоидов плазмы к негативному действию обезвоживания, меньшим снижением содержания
пигментов пластид, меньшим сдвигом в обмене веществ в сторону усиления гидролитических процессов, минимальным снижением способности к восстановлению нарушенных функций при улучшении водоснабжения после засухи. Засухоустойчивость является наследственным свойством. В зависимости от характера действия неблагоприятных условий это свойство проявляется по-разному. Также отмечаются особенности реакции сортов, связанные с разными периодами развития растений [4 - 9].
В регулировании водного обмена растений значительную роль играют водоудерживающие силы, обусловленные содержанием в клетках осмотически активных веществ, проницаемостью клеточных мембран и способностью коллоидов к набуханию. Водоудерживающая способность клеток, органов и в целом растения зависит от
* Статья опубликована по теме государственного задания № 0761-2019-0011.
условий возделывания. На данный показатель большое влияние оказывают условия питания и водоснабжения растений [10 - 14].
В условиях сильно засушливого климата важно изучение вопроса водоудерживающей способности растений как признака засухоустойчивости сортов пшеницы. Это является одной из приоритетных задач в изучении влияния засухи на водный режим яровой мягкой пшеницы.
Цель исследования заключалась в оценке водоудерживающей способности сортов яровой мягкой пшеницы, адаптированных к условиям степи Оренбургской области.
Материал и методы исследования. В качестве объектов исследования были использованы районированные и новые перспективные сорта
яровой мягкой пшеницы, созданные в Оренбургском НИИ сельского хозяйства. В их число вошли: Варяг (разновидность грекум); Логачёвка и Эрика (разновидность эритроспермум); Оренбургская 13 и Учитель (разновидность альбидум); Оренбургская 22, Оренбургская 23 и Оренбургская юбилейная (разновидность лютесценс).
Лабораторные и полевые исследования проводились на базе научной бригады ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН, расположенной в степной центральной зоне Оренбургской области.
Водоудерживающую способность (ВУС) листьев определяли методом высушивания в эксикаторе. В исследованиях водоудерживающей способности растений пшеницы использовали метод «завядания» по Арланду.
1. Водоудерживающая способность листьев сортов яровой мягкой пшеницы оренбургской селекции в экологическом сортоиспытании (2015 - 2019 гг.)
Сорт Условия развития растений Содержание оставшейся воды, %
до опыта через
1 час 2 часа 3 часа 4 часа
Фаза выхода в трубку
Варяг + 76,4 64,0 55,9 48,5 42,9
- 72,5 58,5 49,5 41,2 34,7
Логачёвка + 78,2 64,9 56,5 49,1 43,5
- 73,7 59,5 50,7 42,2 36,5
Оренбургская 13 + 75,4 63,0 53,9 47,5 40,9
- 71,5 55,5 47,5 39,8 32,9
Оренбургская 22 + 77,2 63,9 55,5 48,1 42,5
- 73,1 59,3 50,0 41,9 35,5
Оренбургская 23 + 77,5 64,5 56,5 49,1 43,5
- 73,5 59,5 50,5 42,3 35,8
Оренбургская юбилейная + 78,3 64,5 55,9 49,5 43,7
- 73,3 59,5 50,9 43,0 37,4
Учитель + 75,8 63,7 53,0 47,8 41,3
- 71,9 55,9 47,9 40,5 33,7
Эрика + 78,0 64,0 55,8 49,3 43,5
- 73,5 59,7 50,5 42,0 36,3
Фаза колошения
Варяг + 70,3 58,5 49,5 41,5 35,7
- 64,0 49,5 39,7 33,9 30,5
Логачёвка + 69,9 57,9 48,8 40,5 34,7
- 64,5 49,7 39,9 33,9 31,1
Оренбургская 13 + 67,0 55,0 47,0 38,0 32,0
- 62,5 47,9 37,5 31,7 28,7
Оренбургская 22 + 69,0 57,0 48,0 40,0 34,0
- 63,5 48,9 38,5 32,7 29,7
Оренбургская 23 + 69,4 57,7 48,7 40,5 34,3
- 63,7 49,0 38,9 33,3 29,9
Оренбургская юбилейная + 69,8 57,5 48,5 40,4 34,5
- 64,0 49,3 39,5 33,7 30,9
Учитель + 68,0 56,0 47,5 39,0 33,0
- 63,0 48,5 38,0 32,0 29,5
Эрика + 70,0 58,0 49,2 41,3 34,9
- 64,7 49,9 40,1 34,0 31,3
Примечание: + благоприятные годы; - засушливые годы.
Анализ ВУС проводили в критические по водообеспеченности периоды развития для яровой мягкой пшеницы (фазы выхода в трубку и колошения).
Метеоусловия, по данным АМП «Чебеньки», были следующими: 2015 г. - среднеувлажнённый (ГТК = 0,58 ед.); 2016 г. - острозасушливый (ГТК = 0,34 ед.); 2017 г. - среднеувлажнённый (ГТК = 0,64 ед.); 2018 и 2019 гг. - засушливые (ГТК соответственно по годам равен 0,44 ед. и 0,41 ед.).
Результаты исследования. Водоудер-живающая способность является одним из интегральных показателей состояния воды в живых тканях. Её можно характеризовать как количеством отданной за определённое время
Примечание: + благоприятные годы; - засушливые годы.
воды, так и содержанием воды, оставшейся в клетках после воздействия водоотнимающего фактора, учитывая важность для жизнедеятельности растений содержания воды, оставшейся в тканях. Поэтому в опытах ВУС была охарактеризована количеством сохранившейся в клетках воды после завядания за четырёхчасовой период.
Общая оводнённость тканей листьев сортов оренбургской селекции до опыта у растений, развивавшихся в благоприятных условиях увлажнения, в фазу выхода в трубку составляла 75,4 - 78,3 % и в фазу колошения - 67,0 - 70,3 % (табл. 1). К концу эксперимента содержание общей воды понижалось соответственно по фазам развития до 40,9 - 43,7 % и 32,0 - 35,7 %.
2. Водоудерживающая способность растений сортов яровой мягкой пшеницы оренбургской селекции в экологическом сортоиспытании (2015 - 2019 гг.)
Сорт Условия развития растений Содержание оставшейся воды, %
до опыта через
1 час 2 часа 3 часа 4 часа
Фаза выхода в трубку
Варяг + 77,7 71,8 66,0 61,0 55,7
- 72,8 66,3 59,7 54,0 48,0
Логачёвка + 78,5 72,0 67,6 62,5 58,3
- 73,3 66,7 60,8 55,1 49,9
Оренбургская 13 + 77,0 71,0 65,2 59,3 55,0
- 72,1 65,0 58,1 52,2 45,7
Оренбургская 22 + 77,4 71,5 65,5 61,1 55,2
- 72,3 66,0 59,2 53,2 47,0
Оренбургская 23 + 77,2 71,3 65,1 59,9 55,5
- 72,5 65,7 58,5 52,5 46,8
Оренбургская юбилейная + 77,5 71,7 66,3 61,5 56,0
- 73,2 66,3 60,2 54,3 49,0
Учитель + 77,5 71,3 65,5 59,8 55,0
- 72,0 65,0 58,0 52,1 46,0
Эрика + 78,3 71,0 66,7 61,9 57,8
- 73,5 66,0 60,0 54,7 49,7
Фаза колошения
Варяг + 72,5 67,0 63,0 59,0 56,0
- 63,0 57,0 55,0 50,4 48,0
Логачёвка + 72,8 67,3 63,3 59,3 56,1
- 62,9 57,3 55,2 50,7 48,7
Оренбургская 13 + 72,0 66,0 62,0 57,0 54,0
- 62,0 56,0 54,0 49,2 46,0
Оренбургская 22 + 72,6 66,5 62,5 58,0 55,0
- 62,8 56,5 54,5 50,0 47,0
Оренбургская 23 + 73,0 66,7 62,5 58,3 55,2
- 63,1 56,7 54,8 50,1 47,0
Оренбургская юбилейная + 73,2 66,9 62,7 58,5 55,6
- 63,3 56,9 54,9 50,4 47,0
Учитель + 72,4 66,1 62,0 57,2 54,3
- 62,2 56,1 54,3 49,3 46,3
Эрика + 72,8 67,5 63,4 59,5 56,4
- 63,0 57,5 55,4 50,9 48,9
В засушливых условиях развития наблюдается понижение общей оводнённости листьев. В фазе выхода в трубку общее содержание воды в листьях было на уровне 71,5 - 73,7 %, а в фазе колошения - 62,5 - 64,7 %.
При подсушивании листьев в эксикаторе в течение 4 час. их оводнённость в фазу выхода в трубку уменьшилась до 33,7 - 37,4 % и в фазу колошения - до 29,5 - 31,3 %.
Изучение ВУС листьев в период выхода в трубку - колошения показало, что при недостаточной водообеспеченности наибольшее количество оставшейся в клетках воды отмечено у сортов Логачёвка, Оренбургская юбилейная и Эрика.
Установлено, что при развитии в благоприятных условиях влагообеспеченности общая оводнённость у сортов пшеницы оренбургской селекции в фазу выхода в трубку изменялась в пределах 77,0 - 78,5 %, а в фазу колошения -72,0 - 73,2 % (табл. 2). В фазу выхода в трубку высокая общая оводнённость наблюдалась у сортов Логачёвка и Эрика (разновидность эритроспермум), а в фазу колошения данный показатель был выше у сортов Оренбургская 23 и Оренбургская юбилейная (разновидность лютесценс).
Анализ изменения водоудерживающей способности растений пшеницы, развивавшихся в благоприятных условиях увлажнения, показал, что у исследованных сортов содержание оставшейся после завядания воды составляло 55,0 - 58,3 % (фаза выхода в трубку) и 54,0 - 56,4 % (фаза колошения). При этом потери воды соответственно по фазам развития были равны 20,2 - 22,5 % и 16,4 - 18,1 %. Наибольшая ВУС отмечена у сортов Логачёвка и Эрика.
В засушливых условиях в растениях расход воды превышает её приход. Это вызывает возникновение водного дефицита, растения теряют тургор, наблюдается их завядание. Эксперименты с растениями, развивавшимися в условиях засухи, показали, что уровень общей оводнённости в сравнении с условиями благоприятного увлажнения несколько снижается. Так, содержание общей воды в фазу выхода в трубку у исследованных сортов составляло 72,0 - 73,3 %, а в фазу колошения - 62,0 - 63,3 %.
После завядания растений в течение 4 час. содержание воды в растениях снижалось до 45,7 - 49,9 % (фаза выхода в трубку) и до 46,0 - 48,9 % (фаза колошения). Потери воды соответственно по фазам развития составляли 23,3 - 26,4 % и 14,1 - 16,3 %. Наибольшую во-доудерживающую способность развивали сорта Логачёвка и Эрика.
Общий анализ реакции листьев и в целом растений на действие водоотнимающих факторов
в критические периоды развития по водообес-печенности для пшеницы показал, что уровень водоудерживающей способности листьев ниже показателей данного параметра у растений. Т.е. отмечается большая чувствительность тканей листьев к условиям водоснабжения.
Выводы. Изучение водоудерживающей способности яровой мягкой пшеницы в степи Оренбургской области выявило её зависимость от сортовых особенностей, фазы развития растений и от условий вегетации.
При анализе динамики водоотдачи листьев растений пшеницы установлена высокая чувствительность тканей листьев к действию водо-отнимающих факторов внешней среды.
Полученные результаты свидетельствуют, что реакция сортов яровой мягкой пшеницы оренбургской селекции соответствует изменениям водного режима растений, характерным для сортов степной волжской экологической группы. Сорта пшеницы местной селекции показывают высокую засухоустойчивость в условиях степи Южного Урала.
Литература
1. Крючков А.Г., Крючков А.А. Вредоносность засух в Оренбургской области // Проблемы земледелия, растениеводства и животноводства в степном регионе. Оренбург, 1998. С. 219 - 255.
2. Тихонов В.Е. Засуха в степной зоне Урала. Оренбург, 2002. 250 с.
3. Тихонов В.Е. Погода и урожай в Оренбургском Приуралье. Оренбург, 2009. 236 с.
4. Вавилов Н.И. Селекция на засухоустойчивость // Избранные сочинения: Генетика и селекция. М.: Колос, 1966. С. 455 - 458.
5. Долгалев М.П. Селекция яровой пшеницы // Проблемы земледелия, растениеводства и животноводства в степном регионе. Оренбург, 1997. С. 225 - 238.
6. Вьюшков А.А., Сюков В.В. Селекция засухоустойчивых, адаптированных к условиям Поволжья сортов яровой пшеницы //Селекция сельскохозяйственных культур на устойчивость к стрессовым факторам в Поволжье: сб. науч. трудов. Кинель, 1999. С. 40 - 49.
7. Ильина Л.Г., Кузьменко А.И., Сайфуллин Р.Г. Селекция яровой пшеницы на засухоустойчивость в Саратове //Селекция и семеноводство. 2000. № 2. С. 8 - 12.
8. Вьюшков А.А. Селекция яровой пшеницы в Среднем Поволжье. Самара, 2004. 223 с.
9. Долгалёв М.П., Тихонов В.Е. Адаптивная селекция яровой пшеницы в Оренбургском Приуралье. Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2005. 290 с.
10. Самуилов Ф.Д. Водный обмен и состояние воды в растениях. Казань: Изд-во КГУ, 1972. 282 с.
11. Кожушко Н.Н. Водоудерживающая способность как показатель засухоустойчивости растений //Физиология устойчивости культурных растений. Л.:ВИР, 1976. С. 59 - 68.
12. Самуилов Ф.Д., Мухитов Л.А. Водный режим и водопотребле-ние сортов яровой мягкой пшеницы различных экологических групп в контрастных условиях водообеспеченности // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. N° 5. С. 10 - 13.
13. Показатели водного режима растений озимой мягкой пшеницы при различных условиях выращивания / Е.В. Ионова, В.Л. Газе, Д.М. Марченко [и др.] // Аграрный вестник Урала. 2014. № 10 (128). С. 18 - 21.
14. Малявко С.А., Кротова Л.А. Оценка засухоустойчивости образцов яровой мягкой пшеницы по водоудерживающей способности листьев // Сборник материалов XXIV научно-технической студенческой конференции. Омск, 2018. С. 71 - 74.
Тимошенкова Татьяна Александровна, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Ващенко Юлия Сергеевна, научный сотрудник
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»
Россия, 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина, 27/1 E-mail: [email protected]
Water-holding capacity of Triticum aestivum varieties of Orenburg selection
Timoshenkova Tatyana Aleksandrovna, Candidate of Agricultum, Leading Researcher. Vashchenko Yuliya Sergeevna, Research Associate
Federal Reseach Center for of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Akademy of Sciences 27/1, Gagarin Ave., Orenburg, 460051, Russia E-mail: [email protected]
The article presents the results of a study of the water regime of spring soft wheat varieties of different varieties created in the Orenburg research Institute of agriculture. The study of the water-holding capacity of spring soft wheat in the steppe of the Orenburg region revealed its dependence on varietal characteristics, the phase of plant development and vegetation conditions. Studies of the dynamics of water loss of wheat plant leaves have shown a high sensitivity of leaf tissues to the action of water-removing environmental factors. The results show that the reactions of spring soft wheat varieties of Orenburg selection correspond to changes in the water regime of plants characteristic of varieties of the Volga steppe ecological group. Studies of the water-holding capacity of leaves during the period of exit to the tube-earing showed that with insufficient water supply, the largest amount of water remaining in the cells was noted in the varieties Logachevka, Orenburg Yubileynaya and Erika. The greatest water-holding ability of plants to develop varieties Lohachivka and Eric.
Key words: spring soft wheat, variety, total water content, water retention capacity -♦-
УДК 633.1«321»:631.8 (470.56) Б01 10.37670/2073-0853-2020-86-6-41-44
Эффективность минеральных удобрений и подкормки ранних яровых зерновых культур препаратом АгроВерм в условиях засухи Оренбургского Предуралья*
Д.В. Митрофанов, канд. с.-х. наук; В.Ю. Скороходов, канд. с.-х. наук;
Н.А. Максютов, д-р с.-х. наук; А.А. Зоров, канд. с.-х. наук;
Ю.В. Кафтан, канд. с.-х. наук; Н.А. Зенкова; канд. с.-х. наук
ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
Исследование проведено в 2019 г. на длительном стационарном опыте по изучению полевых севооборотов и бессменных посевов сельскохозяйственных культур по принятым государственным методикам. В опыте изучались минеральные удобрения и подкормка ранних яровых зерновых культур на двух фонах питания в двупольных севооборотах и бессменных посевах сельскохозяйственных культур. В результате сильнейшей весенне-летней засухи в 2019 г. урожайность яровой твёрдой пшеницы по всем её предшественникам и фонам питания с подкормкой в среднем составила от 3,3 до 5,8 ц с 1 га, яровой мягкой пшеницы - от 5,5 до 6,6 ц и ячменя - до 10,4 ц с 1 га. Эффекта от применения минеральных удобрений и подкормки яровой твёрдой пшеницы по всем предшественникам не отмечено. По яровой мягкой пшенице прибавка в зерне от удобренного фона составила до 1,9 ц, по ячменю - до 6,5 ц с 1 га. Подкормка яровой мягкой пшеницы на обоих фонах питания также оказалась неэффективной, а ячмень на удобренном фоне снизил урожайность до 4,3 ц с 1 га. В результате проведённого исследования по эффективности минеральных удобрений и подкормки ранних яровых зерновых культур в двупольных севооборотах и бессменных посевах установлено, что происходит снижение урожайности за счёт сильной засушливости в период вегетации, особенно в посевах яровой твёрдой пшеницы. Низкая урожайность от действия подкормки биоудобрением
* Исследования выполняются в соответствии с планом НИР на 2018 - 2020 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (№ 0761-20190003).
