Double-cropped Varieties as Source Material for Spring Wheat Breeding in Tyumen Oblast

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.138.19
Issue: № 12 (138), 2023
Suggested:
25.10.2023
Accepted:
13.11.2023
Published:
18.12.2023
425
5
XML
PDF

Abstract

The development of an adapted wheat variety is one of the main tasks of the breeder. Selection of source material is the most important stage in the selection process. Breeders of the State Agrarian University have started selection of source material from double-cropped varieties of Krasnodar Breeding Centre. In 2022-2023, the study of double-cropped wheat varieties in the experimental field of the State Agrarian University of Northern Trans-Urals was carried out in order to further use them in spring wheat breeding.

It was established that in the northern forest-steppe of Tyumen Oblast they should be sown in the third decade of April. In this case, they grow and develop well and give grain at wax ripeness in the third decade of August. Double-cropped varieties have a medium-height stem, resistant to lodging, well-developed leaf surface, leaves are located to the stem at an acute angle, field resistance to major diseases is rated 7-9 points, yield was 4-6 tonnes/ha. In terms of protein and gluten content, they are at the level of standard wheat variety Novosibirskaya 31.

Double-cropped varieties should be used in spring wheat breeding.

1. Введение

Пшеница является основной зерновой культурой в Тюменской области. Площадь посева в последнее десятилетие ежегодно составляет 420-430 тыс. га. Средняя урожайность – 2,2-2,4 т/га. Вместе с тем следует отметить, что природные ресурсы региона использованы далеко не полностью. На сортоиспытательных участках и в лучших хозяйствах области урожайность достигает 4-5 т/га

,
,
.

В повышении урожайности и улучшении качества зерна, наряду с технологией возделывания и другими мероприятиями особую роль играет сорт. Имеющиеся реестровые сорта не полностью отвечают требованиям производства и рынка: полегают на многих полях, поражаются болезнями, прорастают в колосе на корню, снижают посевные и технологические показатели

,
. В этой связи необходимо в местных условиях развивать селекцию пшеницы и других культур. Успех дела, как отмечал Н.И. Вавилов, зависит от наличия и изученности исходного материала
,
,
.

Цель исследований: изучить сорта пшеницы-двуручки селекции Краснодарского селекцентра и выявить ценные признаки для дальнейшего использования в селекционных программах.

2. Методы и принципы исследования

Место и методика исследований. Исследования проведены в 2022-2023 гг. на опытном поле ГАУ Северного Зауралья. 2022 и 2023 годы по влагообеспеченности и температурному режиму, при расчёте ГТК  относился к слабозасушливому (2022 г. ГТК=1,14; 2023 г. ГТК=0,69). Почва чернозём выщелоченный, тяжелосуглинистая по гранулометрическому составу, средне обеспечена азотом и фосфором, хорошо – калием, рН – 6,7, содержание гумуса – 7,2%. Предшественник картофель. Обработка почвы включала отвальную вспашку на глубину 26-28 см, весеннее боронование, предпосевную культивацию на глубину 6-7 см. Минеральные удобрения в дозе N60P60K40 внесены перед предпосевной культивацией.

Посев проведён 22-24 апреля, норма высева 6 млн всхожих зёрен на гектар. За объект изучения взято пять сортов-двуручек: Анка, Афина, Лео, Караван, Велена и стандартный сорт Новосибирская 31.

Площадь делянки 5 м2, повторность 4-х кратная, размещение делянок рендомизированное. Уход за посевами проводился вручную. Наблюдения и учёты выполнены по методикам Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, Всероссийского института растениеводства им. Н.И. Вавилова, болезни определяли по методике Всероссийского института защиты растений, фотосинтетическую активность листьев по методике А.А. Ничипоровича.

3. Основные результаты

В условиях Сибири главным селекционным и хозяйственным показателем сорта пшеницы является продолжительность вегетационного периода. При этом важно, чтобы зерно формировалось при температуре воздуха не ниже +16 оС.

Установлено, что во многие годы в этот период времени температура воздуха опускается до +10+12 оС. В таких условиях снижаются посевные и продовольственные показатели.

Погодные условия в годы исследований сложились вполне благоприятными для роста, развития растений пшеницы и получения урожайности зерна. О продолжительности межфазных периодов изучаемых сортов пшеницы можно судить по данным таблицы 1.

Таблица 1 - Продолжительность межфазных периодов сортов пшеницы, 2022-2023 гг.

Сорт

Период, суток

К стандарту, ±

всходы-колошение

колошение-спелость

всходы-спелость

Новосибирская 31, стандарт

45±3

47±2

92±2

-

Анка

46±5

44±4

90±5

-2

Афина

43±2

45±4

88±3

-4

Лео

45±4

43±3

88±3

-4

Караван

45±1

46±2

91±1

-1

Велена

44±3

45±4

89±3

-3

В среднем за два года исследований продолжительность межфазного периода всходы-колошение изменялась от 43 суток у сорта Афина до 46 суток у сорта Анка и период колошение-спелость варьировал от 43 суток у сорта Лео до 47 суток у стандартного сорта Новосибирская 31 составил 92 суток у изучаемых сортов-двуручек на 1-4 суток продолжительнее. При этом Анка и Караван по скороспелости близки к Новосибирской 31.

Вновь создаваемые сорта пшеницы должны иметь хорошо развитую листовую поверхность и расположение листьев относительно стебля под острым углом. Изучаемые сорта по отмеченным признакам имеют преимущество перед стандартом, особенно сорт Караван, который при скрещивании с другими сортами возможно будет передавать эти признаки гибридным растениям.

Сорта пшеницы-двуручки в годы исследований сформировали хорошо развитую листовую поверхность и другие показатели фотосинтеза (таблица 2). Из анализа полученных данных видно, что стандартный сорт Новосибирская 31 сформировал площадь листьев 32,7 тыс. м2/га. Изучаемые сорта, кроме сортов Анка и Афина, превысили стандарт на 3,2-5,3 тыс. м2/га. Листья у них отходили от стебля под острым углом 19-27 о, у стандарта – под углом 49-74 о. Особо следует отметить сорт Караван. Такой конструкции листья в течение всего дня поглощают солнечную энергию.

По фотосинтетическому потенциалу выделились сорта Лео и Велена – 1109-1130 тыс. м2/сутки, у стандартного сорта Новосибирская 31 – 891 тыс. м2/сутки. По продуктивности фотосинтеза необходимо отметить сорта Лео, Велена и Караван – 4,7-51 г*м2/сутки, у стандарта – 4,2 г*м2/сутки.

Таблица 2 - Фотосинтетическая активность листьев сортов пшеницы, 2022-2023 гг.

Сорт

Площадь листьев, тыс. м2/га

Угол отхождения листа от стебля, град.

Ф.С.П., тыс. м2/сутки

Продуктивность фотосинтеза, г*м2/сутки

Новосибирская 31, стандарт

32,7

49-74

891

4,2

Анка

30,4

27-60

857

4,0

Афина

33,1

25-53

904

4,4

Лео

37,3

23-58

1109

4,7

Караван

35,9

19-32

942

5,1

Велена

38

31-56

1130

4,8

НСР05

2,1

-

46

0,3

Многие реестровые сорта пшеницы поражаются 2-3 болезнями, которые ежегодно уносят 25-30 % урожая. Для решения отмеченной проблемы нужны ценные источники. Изучаемые нами сорта-двуручки могут быть полезными для селекции (таблица 3).

Таблица 3 - Устойчивость сортов пшеницы к болезням, 2022-2023 гг.

Сорт

Устойчивость (балл) к:

мучнистой росе

септориозу

листовой ржавчине

стеблевой ржавчине

Новосибирская 31, стандарт

7

7

5

5

Анка

7

7

7

9

Афина

5

9

7

7

Лео

9

9

9

7

Караван

9

7

9

9

Велена

7

7

7

9

Примечание: 3 балла – не устойчив; 5 – средняя устойчивость; 7 – высокая; 9 – очень высокая

Из анализа данных таблицы 3 следует, что изучаемые сорта-двуручки к отмеченным болезням имели высокую и очень высокую устойчивость (7-9 баллов). Исключение составил сорта Анка, который по устойчивости к мучнистой росе оценён 5 баллами.

В последние десятилетия в хозяйствах с высоким уровнем культуры земледелия наблюдается полегание посевов пшеницы. Этим хозяйствам нужны среднерослые сорта (80-90 см) с очень прочным, устойчивым к полеганию стеблем

,
. Изучаемые нами сорта-двуручки выделяются своей средней высотой и прямостоячим строением стебля (таблица 4) и могут служить ценным исходным материалом для селекции.

Таблица 4 - Строение стебля сортов пшеницы, 2022-2023 гг.

Сорт

Высота растений, см

Длина нижних междоузлий, см

Масса 1 см стебля 2-го междоузлия, мг

Устойчивость к полеганию, балл

первого

второго

Новосибирская 31, стандарт

92,5

6,2±0,3

12,7±0,8

16,3

3,7

Анка

70,8

3,5±0,2

7,3±0,6

21,5

4,2

Афина

76,3

3,8±0,4

7,6±0,7

22,1

4,5

Лео

74,1

3,6±0,2

8,9±1,1

25,7

4,9

Караван

78,6

4,0±0,3

8,5±0,8

26,4

4,8

Велена

72,0

3,7±0,2

8,9±0,6

23,9

4,6

НСР05

5,7

-

-

3,4

0,2

Сорта-двуручки имели высоту растений от 70,8 до 78,6 см, что на 13,9-21,7 см ниже стандартного сорта. Кроме того, изучаемые сорта имели укороченные первое и второе снизу междоузлия, а также высокую массу (21,5-26,4 мг) одного сантиметра стебля. Столь удачное строение стебля обеспечило высокую устойчивость растений к полеганию, которая оценена 4,2-4,9 баллов, тогда как стандартный сорт имел 3,7 баллов.

Исходный материал для селекции яровой пшеницы должен иметь хорошо развитые элементы структуры урожайности, в первую очередь сохранность растений к уборке и массу зерна с колоса. Между этими признаками и урожайностью установлена тесная положительная связь (r = 0,91-0,87 ± 0,08-0,11).

Анализ полученных данных (таблица 5) показал, что сорта-двуручки Караван и Велена имели сохранность растений к уборке 406-428 шт./м2, или 25-47 шт./м2 больше по сравнению со стандартным сортом Новосибирская 31. По озернённости колоса выделились Лео и Велена, по продуктивной кустистости – Лео и Велена, по массе зерна с колоса – Афина и Велена.

Таблица 5 - Структура урожайности сортов пшеницы, 2022-2023 гг.

Сорт

Сохранность растений к уборке, шт./м2

Коэффициент продуктивной кустистости

Зёрен в колосе, шт.

Масса зерна, г

1000 шт.

с колоса

Новосибирская 31, стандарт

382

1,18

16

38,4

0,79

Анка

375

1,26

23

36,2

0,93

Афина

337

1,34

19

39,7

1,14

Лео

392

1,56

21

38,3

0,85

Караван

406

1,33

24

35,9

0,97

Велена

428

1,42

28

40,1

1,02

НСР05

19

0,11

4

1,7

0,21

Из структурных элементов складывается урожайность сортов пшеницы (таблица 6). Напомним, что испытание сортов-двуручек проходило в годы с контрастными погодными условиями. При этом 2022 год был благоприятным по температуре воздуха и влагообеспеченности. В этот год получена рекордная урожайность пшеницы (2,7 т/га) за всю историю развития растениеводства в Тюменской области. 2023 год, напротив, характеризовался жаркой, сухой погодой. В столь контрастных условиях сорта-двуручки имели неоспоримое преимущество перед стандартом Новосибирская 31. При средней урожайности стандартного сорта 3,94 т/га, изучаемые сорта превысил его на 0,35-2,25 т/га. Более урожайными оказались Лео – 5,07, Караван – 5,23 и Велена – 6,17 т/га.

Таблица 6 - Урожайность сортов пшеницы, 2022-2023 гг.

Сорт

Урожайность, т/га

К стандарту, ±

2022 г.

2023 г.

средняя

Новосибирская 31, стандарт

4,51

3,37

3,94

-

Анка

4,73

3,85

4,29

+0,35

Афина

5,26

4,16

4,71

+0,77

Лео

5,89

4,25

5,07

+1,13

Караван

6,14

4,32

5,23

+1,29

Велена

6,78

5,60

6,19

+2,25

НСР05

0,32

0,29

0,31

-

Урожайность сортов пшеницы должна сочетаться с качеством зерна. Необходимо отметить, что селекционеры Сибири во второй половине прошлого столетия создали серию ценных и сильных по качеству зерна сортов пшеницы. Регион полностью обеспечил местную хлебопекарную промышленность продовольственным зерном и начал поставлять его на внешний рынок. С тем, чтобы сохранить качество зерна у вновь создаваемых сортов, нужны дополнительные источники. Сорта-двуручки в этом плане представляют интерес для селекции (таблица 7).

Таблица 7 - Качество зерна изучаемых сортов пшеницы, 2022-2023 гг.

Сорт

Натура зерна, г/л

Стекловидность, %

Число падения, сек

Белок, %

Клейковина

количество, %

качество, ед. ИДК-1

Новосибирская 31, стандарт

782

68

195

16,1

32,5

67

Анка

769

73

217

14,9

30,2

70

Афина

804

56

172

15,4

30,9

58

Лео

756

71

168

17,6

33,4

72

Караван

783

64

241

14,3

29,1

80

Велена

761

67

183

15,7

31,6

65

НСР05

15

6

19

1,7

1,7

8

Сорта пшеницы двуручки при посеве в третьей декаде апреля формируют высокое качество зерна. По большинству приведённых в таблице 7 данным они находятся на уровне стандартного сорта пшеницы Новосибирская 31 «сильного» по качеству зерна и лишь по отдельным из них уступают последнему. Далее важно, чтобы при включении сортов двуручек в гибридизацию они передавали свои ценные признаки гибридным растениям.

4. Обсуждение

Впервые проведённое в Тюменской области изучение сортов пшеницы двуручек Краснодарского селекцентра показало, что по многим хозяйственным признакам они являются ценным исходным материалом для селекции яровой пшеницы. В следующем году их необходимо использовать в программе скрещивания с сортами местной селекции. Кроме того, необходимо расширить изучение сортов-двуручек за счёт использования их из других селекцентров страны, а также привлечение материала из мировой коллекции имени Н.И. Вавилова.

5. Заключение

В заключение, хотелось бы отметить, что сорта двуручки являются ценным исходным материалом для селекции яровых и озимых форм пшеницы. Сорта двуручки на естественном фоне имели устойчивость к болезням. Также сорта выделись по средней высоте стебля, что является одним из ценных хозяйственных признаков. По урожайности выделись сорта Лео, Караван и Велена, урожайность последних составила 5,07-6,17 т/га, что на 1,13-2,23 т/га выше, чем у стандартного сорта Новосибирская 31 (3,94 т/га). Что касается технологических показателей качества, то сорта двуручки не уступали стандартному сорту Новосибирская 31, отнесённому при оценке к «‎сильным». Следовательно, данный исходный материал ценен в использовании селекционных программ и в том, числе при гибридных скрещиваниях.

Article metrics

Views:425
Downloads:5
Views
Total:
Views:425