Оценка линий контрольного питомника яровой мягкой пшеницы в засушливых условиях севера Казахстана
Северный Казахстан — один из наиболее экономически важных регионов агропромышленного комплекса республики. Здесь сосредоточено основное товарное производство зерна яровой мягкой пшеницы. Эта культура ежегодно высевается на площади около 10 млн га и занимает 80–85% всех посевных площадей. Показатель урожайности культуры является основным критерием хозяйственной ценности и эффективности создаваемого сорта, критерием эффективности селекционной работы. Повышение данного показателя и ее стабильности обусловлено достижениями селекции, созданием сортов, обладающих адаптивностью к агроклиматическим условиям региона возделывания, генетической защитой от неблагоприятных факторов, высоким потенциалом хозяйственно ценных признаков, способностью экономичного использования элементов питания при их реализации. Современные рыночные условия предъявляют жесткие требования к вновь создаваемым сортам зерновых культур. Новый сорт должен быть высоко рентабельным и окупать затраты на свое производство стабильной урожайностью и высоким качеством зерна. Успешное решение задачи повышения качества зерна пшеницы стало возможным за счет использования ценного исходного материала. Селекция на качество зерна и другие хозяйственные признаки — непрерывный процесс. Рынок и производство постоянно ставят перед селекционной наукой новые задачи. Важно, чтобы в условиях рыночной экономики вновь создаваемые сорта пшеницы при минимальных затратах на их производство приносили максимальную прибыль. Новые сорта должны быть адаптированы к местным условиям. Создаваемые сорта должны успешно противостоять внешним факторам, с максимальной эффективностью использовать благоприятные условия среды, иметь высокую потенциальную продуктивность и сохранять ее в производственных посевах. Поэтому наибольший интерес представляют сорта, урожайность которых в наименьшей степени подвержена влиянию складывающихся погодных условий и действию других факторов.
Селекция на увеличение продуктивности представляет одну из самых трудных задач, что связано с необычной сложностью, комплексностью этого признака, на который оказывают влияние огромное число факторов внешней среды. Приходится затрачивать огромный труд, чтобы достигнуть значительного повышения уровня урожайности вновь создаваемых сортов. Но вместе с тем внедрение новых высокопродуктивных сортов пшеницы (в комплексе с улучшением технологии их возделывания) позволяет за короткое время увеличить производство зерна в отдельных регионах в два-три раза.
Цели исследования — изучение селекционного материала яровой мягкой пшеницы и отбор высокопродуктивных и высококачественных линий с устойчивостью к полеганию для создания сортов, адаптированных к условиям севера Казахстана.
Материал и методика исследования
Экспериментальные работы проводились на полевом селекционном стационаре Северо-Казахстанской сельскохозяйственной опытной станции. Научное учреждение расположено в степной зоне Северо-Казахстанской области. Климат зоны — засушливый, среднеобеспеченный теплом. Среднегодовое количество осадков — 240–330 мм. Период вегетации колеблется в диапазоне 136–137 дней, ГТК (гидротермический коэффициент) — 0,8–0,7. Рельеф — равнинный с большим количеством неглубоких впадин, занятых озерами. Ландшафты характеризуются отсутствием лесов.
Почва опытного участка — чернозем обыкновенный карбонатный тяжелосуглинистый с нейтральной и слабощелочной реакцией, рН водной вытяжки — 7,8–8,1. Содержание гумуса — 4,5–5,0%.
Объекты исследования — 76 линий яровой мягкой пшеницы контрольного питомника.
Весенние работы заключались в закрытии влаги боронами БИГ-3, промежуточной и предпосевной культивации СЗС-2,1 на глубину 6–8 см. Посев селекционного материала проводился в оптимальные для пшеницы сроки (15 мая) малогабаритной селекционной сеялкой ССН-7 по паровому предшественнику, норма высева, рекомендованная для зоны исследований, — 3,5 мн всхожих семян на 1 га. Опыт заложен в двукратной повторности, площадь делянки — 8 м2. Как стандарт были приняты районированные в области сорта пшеницы разных групп спелости — среднеранний Астана и среднепоздний Айна. Расположение стандартов проведено через 20 изучаемых линий. Учеты и наблюдения проведены согласно Методике государственного испытания.
Уборка контрольного питомника проводилась в фазу полной спелости зерна ручным способом с последующим обмолотом в лабораторных условиях на сноповой молотилке МПС-1М (с пересчетом урожайных данных на стандартную 14%-ную влажность и 100%-ную чистоту зерна).
Масса 1000 зерен определялась по ГОСТ 10842-89, содержание клейковины — по СТ РК 1046-2008, натура зерна — на влагонатуромере Wile 200 (Farmcomp , Финляндия).
Математическая обработка полученных данных выполнена дисперсионным методом Б.А. Доспеховас использованием компьютерной программы Microsoft Office Exel.
Результаты и обсуждение
Продолжительность вегетационного периода — важнейшая хозяйственно-биологическая характеристика селекционных образцов, и отбор линий по данному показателю показывает пригодность их для возделывания в области.
Общеизвестно, что в целях стабилизации производства зерновой продукции рекомендуется в хозяйствах использовать разнотипные по созреванию сорта пшеницы: среднеранние, среднеспелые и в небольших объемах среднепоздние. Наиболее универсальными и востребованными для нашей зоны являются среднеранние и среднеспелые генотипы, доля которых по области должна быть 40–50%, доля среднепоздних сортов — 5–15%. Возделывание сортов среднепозднего типа созревания на больших площадях может привести к негативным последствиям.В случае с запаздыванием посева и неблагоприятными условиями осени такие сорта с продолжительностью вегетации 94–96 дней переходят в группу позднеспелых с продолжительностью вегетации 100 и более дней, в связи с этим происходят затягивание уборочных работ, увеличение потерь, резкое снижение продовольственной ценности зерна.
Период вегетации изучаемых линий пшеницы варьировал от 76 до 89 дней, при этом у стандартов Астана и Айна, соответственно, 76 дней и 83 дня. По результатам исследований 42 линии питомника отнесены к среднеранней группе спелости (период вегетации 75–79 дней), 27 линий — к среднеспелой (80–85 дней), 7 линий — к среднепоздней (86–89 дней) (табл. 1).
Наиболее весомым фактором, характеризующим ценность селекционных образцов, считается урожайность. Важно, что оценка проводилась в жестких, экстремально засушливых климатических условиях 2021 года, когда начало вегетационного периода (май и июнь) характеризовалось крайне засушливыми условиями. ГТК мая составил 0,18, ГТК июня — 0,43, что соответствует катастрофически жесткой засухе. В мае выпало всего 36% осадков от нормы, в июне — 50%. Наблюдалось длительное отсутствие осадков на фоне высоких температур. Это обстоятельство негативно отразилось на начальном росте и развитии растений пшеницы. В июле проявился характерный для региона максимум осадков — выпало 69,8 мм при норме 71,0 мм. Температурный фон месяца был немногим выше среднемноголетней нормы (+0,8 ºС). В августе также отмечен существенный дефицит осадков, что ускорило созревание пшеницы. Сумма положительных температур на конец августа достигла 2429 ºС с превышением нормы на 245 ºС.
Согласно полученным экспериментальным данным, урожайность в контрольном питомнике варьировала в пределах 13,1–27,7 ц/га, при этом урожайность стандартов Астана и Айна составила 17,6 ц/га и 24,8 ц/га. Достоверную прибавку урожая в размере 3,8–10,1 ц/га относительно сорта Астана сформировали 17 линий. Это говорит о том, что данные линии способны в засушливых условиях резко не снижать урожайность, что важно для условий северного региона Казахстана. Относительно второго стандарта ни одна линия его не превысила по урожайности, рассматриваемые линии имели значения урожайности в пределах допустимых погрешностей или достоверно ниже. Наибольшая урожайность в группе среднеранних образцов отмечена у 433 СП-2/20 (26,3 ц/га), 438 СП-2/20 (27,7 ц/га), 619 СП-2/20 (24,0 ц/га), 711 СП-2/20 (26,4 ц/га), 780 СП-2/20 (24,2 ц/га) (табл. 2). Из среднеспелых генотипов максимальную урожайность в опыте сформировали линии 348 СП-2/20(25,1 ц/га), 700 СП-2/20 (24,3 ц/га). В среднепоздней группе лучшие — 256 СП-2/20 (25,1 ц/га), 446 СП-2/20 (24,5 ц/га), 448 СП-2/20 (24,6 ц/га), 769 СП-2/20 (24,6 ц/га).
В процессе изучения проведен качественный анализ зерна образцов контрольного питомника (табл. 3). Образцы оценены по массе 1000 зерен, натуре, содержанию в зерне клейковины. Масса 1000 зерен является сортовым признаком, который имеет высокую корреляционную зависимость с урожаем. Масса 1000 зерен зависит как от факторов среды, так и от генетических особенностей сорта.
Сорта, которые в засушливых условиях формируют выполненное и крупное зерно, имеют повышенную засухоустойчивость. Чем меньше изменяется масса 1000 зерен у сортов, тем выше их приспособленность к местным условиям возделывания.
Данный показатель варьировал в пределах 32,6–43,4 г, при этом у стандартных сортов масса 1000 зерен составляла: Астана — 33,8 г, Айна — 39,9 г. Определены 17 наиболее крупнозерных линий питомника с массой 1000 зерен свыше 39,0 г: 252 СП-2/20 (40,4 г), 256 СП-2/20 (39,6 г), 494 СП-2/20 (43,4 г), 303 СП-2/20 (40,1 г), 568 СП-2/20 (41,8 г), 618 СП-2/20 (43,0 г), 711 СП-2/20 (40,0 г), 769 СП-2/20 (42,8 г) и др. Полученные данные дают возможность предполагать, что линии с высокой массой 1000 зерен в любых метеоусловиях вегетации, даже в крайне засушливых, могут сохранять сортовую специфику данного показателя и иметь большую урожайность.
Селекция яровой мягкой пшеницы в условиях Северного Казахстана ориентирована на создание сортов с высокими технологическими показателями, сортов-улучшителей, стабильно формирующих высокое качество зерна. Климатические условия региона способствуют получению высококачественного зерна, что неоднократно отмечалось в научных публикациях.
Натура — один из важных показателей качества зерна, характеризует пищевую ценность. Она зависит от многих факторов: метеоусловий, уровня плодородия почвы и сорта. Величина натуры изучаемых образцов изменялась в пределах 739–804 г/л. Большинство образцов в засушливых условиях года имели среднюю и высокую натуру в размере 757–804 г/л. Один образец отнесен к низконатурной группе с значением показателя 739 г/л. У стандартов сформировано высоконатурное зерно: Астана — 785 г/л, Айна — 796 г/л.
В засушливых условиях года в целом по питомнику получено высококачественное зерно с содержанием сырой клейковины в пределах 26,4–38,8%. У стандартов Астана и Айна показатель на уровне 36,94% и 31,64% соответственно. Почти все изучаемые линии (кроме семи) имеют содержание клейковины, соответствующее первому и высшему классу стандарта. С содержанием более 32% клейковины выделены 26 образцов: 27 СП-2/20 (32,32%), 291 СП-2/20 (36,84%), 295 СП-2/20 (35,14%), 298 СП-2/20 (32,24%), 310 СП-2/20 (32,66%), 319 СП-2/20 (35,72%), 343 СП-2/20 (32,9%), 364 СП-2/20 (33,32%), 433 СП-2/20 (32,32%), 438 СП-2/20 (32,52%), 443 СП-2/20 (34,08%), 446 СП-2/20 (35,76%), 448 СП-2/20 (36,32%), 490 СП-2/20 (33,44%), 494 СП-2/20 (33,08%) и другие.
Выводы
Таким образом, по результатам исследований линий пшеницы контрольного питомника по нескольким хозяйственно ценным признакам (продолжительности вегетационного периода, продуктивности и качеству зерна) в жестких климатических условиях вегетации выделены шесть лучших, сочетающих в себе высокие показатели урожайности и качества зерна: 433 СП-2/20, 438 СП-2/20, 446 СП-2/20, 448 СП-2/20, 619 СП-2/20, 769 СП-2/20, у которых урожайность составила 24,0–27,7 ц/га, масса 1000 зерен — 37,2–42,8 г, натура — 771–789 г/л, содержание клейковины — 32,32–36,32%. Данные линии проявили себя как наиболее адаптированные, устойчивые к засухе и ценные для дальнейшего селекционного использования в условиях севера Казахстана.
Об авторах
Елена Николаевна Федоренко, научный сотрудник, Северо-Казахстанская сельскохозяйственная опытная станция, ул. Центральная, 19, с. Шагалалы, Аккайынский р-н, Северо-Казахстанская обл., 150311, Казахстан
mefedorenko2015@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-4117-5259
Жанна Игоревна Лутченко, научный сотрудник, Северо-Казахстанская сельскохозяйственная опытная станция, ул. Центральная, 19, с. Шагалалы, Аккайынский р-н, Северо-Казахстанская обл., 150311, Казахстан
zhannal1990@internet.ru; https://orcid.org/0000-0002-0431-5398
Анжелика Юрьевна Артыс, научный сотрудник, Северо-Казахстанская сельскохозяйственная опытная станция, ул. Центральная, 19, с. Шагалалы, Аккайынский р-н, Северо-Казахстанская обл., 150311, Казахстан
angelika-goc@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-1945-0787
УДК 631.521.11.) DOI: 10.32634/0869-8155-2023-372-7-97-101
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
