Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Наблюдаемое в последние годы потепление климата оказывает существенное влияние на развитие сельского хозяйства в мире и в Российской Федерации. Усиливающаяся в результате хозяйственной деятельности разбалансировка природных процессов приводит к существенной вариации в режимах выпадения осадков, температуре и к увеличению частоты природных аномалий – засух, заморозков, ураганов и наводнений. Данные Министерства природы РФ показывают, что только за двадцатилетний период исследований, с 1990 по 2010 г., количество природных катастроф возросло в 4 раза и отмечается тенденция их дальнейшего увеличения [1]. Анализ погодных данных за этот же период в Нижневолжском регионе показывает, что среднегодовая температура воздуха повысилась на 0,5–0,7 °С и отмечается заметный рост дефицита осадков в летний период. Учитывая нестабильность климатических условий в регионе имеется острая необходимость в создании новых сортов полевых культур, устойчивых к комплексу абиотических факторов [2, 3].

Проблема стабилизации производства зерна твёрдой пшеницы в России является актуальной и решается селекционными методами создания новых высокоурожайных, засухоустойчивых и холодостойких сортов с хорошо развитой корневой системой, устойчивых к комплексу биотических и абиотических стрессовых факторов [4–6], а также путем внедрения современных биоэнергетически эффективных элементов технологии возделывания [7–9].

Цель исследования: провести оценку коллекции сортов и новых перспективных линий яровой твёрдой пшеницы по основным хозяйственно ценным признакам в условиях засушливого Нижнего Поволжья.

Материалы и методы исследования

Исследования осуществлялись на опытных полях ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ», расположенных в УНПК «Агроцентр» (Саратовское Правобережье) и УНПО «Поволжье» Энгельсского района (Саратовское Левобережье) Саратовской области.

Климат региона – континентальный, засушливый. Годовая сумма осадков – 350–450 мм. Среднегодовая температура составляет ± 5,5–6,5 °С. На территории региона преобладают чернозёмные и каштановые почвы с содержанием гумуса около 3,5–5,0 %. Содержание нитратного азота – низкое, доступного фосфора – низкое и среднее, обменного калия – высокое.

В 2016–2019 гг. были заложены и проведены следующие полевые эксперименты:

1. Конкурсное изучение коллекции сортов и линий яровой твёрдой пшеницы.

2. Сравнительная оценка продуктивности селекционных линий яровой твёрдой пшеницы.

3. Морфофизиологическая оценка селекционных линий Саратовского ГАУ.

Погодные условия в годы проведения полевых опытов соответствовали засушливым условиям Нижнего Поволжья.

Опытные делянки размещали по предшественнику озимая пшеница. Соблюдалась рекомендуемая зональная технология возделывания яровой твердой пшеницы. В питомнике конкурсного испытания посев проводился в третьей декаде апреля сеялкой ССНП-16 рядовым способом с междурядьями 15 см, нормой высева 4,0 млн всхожих семян на 1 га. Площадь делянки – 20 м2. Повторность – трехкратная, размещение вариантов рендомизированное. В коллекционном и селекционных питомниках (СП-2) сортообразцы размещали на делянках площадью 0,72 м2 (длина рядка 1,2 м, число рядков – 3, междурядье – 0,2 м). На делянке высевали 300 зерен. Повторность трехкратная. Посев осуществляли аппаратами для ручного высева.

Наблюдения и учёты проводились по методике Государственного сортоиспытания [10]. Уборка урожая проводилась комбайном «TERRION-2010» в первой декаде августа. Качественные показатели зерна определяли по общепринятой методике в учебно-научно-производственном комплексе «Селекция и экспериментальное семеноводство» ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».

Результаты исследования и их обсуждение

Проведенная оценка коллекции по хозяйственно ценным признакам позволила выявить особенности реакции изучаемых сортов и линий на погодные факторы.

Результаты показывают, что высокая температура воздуха и дефицит осадков приводят к сокращению вегетационного периода и в связи с этим важную роль у современных сортов играет такой показатель, как продолжительность периода «всходы – колошение». Период «всходы – колошение» у сорта-стандарта Николаша и сорта Безенчукская 209 составил 43,0 суток (табл. 1).

Среди изучаемых сортов и линий выделены образцы с укороченным периодом 42,3–42,8 суток – сорта Краснокутка 13 и Саратовская золотистая.

Наиболее продолжительный период «всходы – колошение» отмечен у сортов Крассар и Безенчукская 200 – 45,7 и 46,7 суток соответственно. У созданных учеными СГАУ селекционных линий яровой твёрдой пшеницы отмечалась различная продолжительность периода «всходы – колошение». Так, линия ЛСГАУ-7 незначительно отличалась от сорта-стандарта Николаша – у нее продолжительность периода «всходы – колошение» составила 43,1 суток. Новые линии ЛСГАУ-9 и СП 8/2019 превышали сорт-стандарт на 1,2 (44,2) и 1,6 (44,6) суток соответственно, а у линии ЛСГАУ-11 данный показатель составил 45,3 суток, на 2,3 суток превышая стандарт.

В условиях Нижнего Поволжья существенное значение в формировании урожая яровой твердой пшеницы имеет устойчивость растений к пыльной головне, что, естественно, обязательно учитывается при создании новых сортов и перспективных линий. Оценка коллекции сортообразцов яровой твёрдой пшеницы показала различную устойчивость к данному заболеванию. Так, у сорта-контроля Николаша доля пораженных пыльной головней растений составила 2,2 %. У сортов Луч 25 и Безенчукская 205, линий ЛСГАУ-7 и ЛСГАУ-11 доля пораженных пыльной головнёй растений приближалась к стандарту – 2,1–2,4 %. Несколько выше отмечали поражение пыльной головней на опытных делянках с сортами Аннушка, Лилёк, НИК, Саратовская золотистая, Безенчукская 200, Безенчукская 210, Безенчукская 182, Валентина – доля пораженных растений варьировала от 3,1 до 5,7 %. При этом наибольшее количество растений пораженных пыльной головней отмечено у сортов Саратовская золотистая – 5,4 %, Безенчукская 200 – 5,7 %. У селекционных линий наименьшая величина пораженных пыльной головней растений отмечена у линий СП-8/2019 – (0,7 %), ЛСГАУ-9 – (1,7 %).

Условия Нижнего Поволжья характеризуются повышенной температурой и дефицитом осадков, что вызывает острую необходимость в создании новых засухоустойчивых сортов полевых культур. В наших исследованиях растения твёрдой пшеницы оценивали по устойчивости к засушливым условиям. Оценка сортообразцов по устойчивости к засухе показала, что сортообразцы Аннушка, Саратовская золотистая, Безенчукская 205 обладают устойчивостью в 3,5 балла, тогда как у большинства сортообразцов данный показатель варьировал от 4,0 до 4,5 балла. Наибольший показатель засухоустойчивости отмечен у сорта-стандарта Николаша (5,0 баллов). Кроме того, высокой устойчивостью обладают сорта Елизаветинская, Луч 25 и Краснокутка 13, а также линии ЛСГАУ-7, ЛСГАУ-9 и СП-8/2019.

Показатель высоты растений варьировал от 82,7 до 107,7 см. Наименьшая высота отмечена у сортов НИК (82,7 см), Безенчукская 209 (84,7 см), Лилёк (86,4 см) и Краснокутка 13 (87, 7 см). Максимальная высота отмечена у сортов Валентина (101,3 см), Безенчукская 200 (102,4 см) и Безенчукская 210 (107,7 см). У селекционных линий высота растений составила: ЛСГАУ-9 – 88,7 см, ЛСГАУ-11 – 90,2 см, СП-8/2019 – 94,5 см и ЛСГАУ-7 – 98,7 см.

Величина колоса у изучаемых сорто- образцов в проведенных полевых исследованиях варьировала от 8,0 до 9,8 см. При этом наименьшая длина колоса была у сорта-стандарта Николаша – 8,0 см, а большая – у сортов Безенчукская 210 (9,8 см), Валентина (9,7 см), Безенчукская 200 (9,6 см), Елизаветинская (9,5 см). У созданных селекционных линий СГАУ длина колоса была практически равной – 8,3–8,8 см.

Современные сорта яровой твердой пшеницы в условиях Нижнего Поволжья должны обладать высокой засухоустойчивостью и на фоне этого формировать высокие и стабильные урожаи высококачественного зерна.

Одной из важнейших характеристик яровой твёрдой пшеницы является признак – «содержание протеина в зерне». Оценка сортообразцов по данному показателю позволила выявить следующие особенности. У сорта-стандарта Николаша содержание протеина в зерне составило 14,1 %. Превышение по данному показателю отмечено у сортообразцов Луч 25 – 14,3 %, Саратовская золотистая – 14,2 %, Безенчукская 182 – 14,3 % и Краснокутка 13 – 14,4 % и у линии ЛСГАУ-7 – 14,3 %, ЛСГАУ-11 – 14,1 %, СП-8/2019 – 14,4 %.

Проведенная оценка сортообразцов по урожайности показала, что сорт Николаша в среднем за три года превышал большинство генотипов на 0,01–0,38 т/га по обсуждаемому показателю. Низкая урожайность отмечена у сортов Безенчукская 205 (0,98 т/га), сорта Саратовская золотистая (1,04 т/га), Безенчукская 182 (1,08 т/га). Превышение сорта-стандарта по урожайности выявлено у линии ЛСГАУ-7 (1,37 т/га), сорта Луч 25 и СП-8/2019 (1,42 т/га).

Комплексная оценка сортообразцов яровой твердой пшеницы во втором опыте позволила выявить ценную селекционную линию СГАУ – СП-8/2019. Сравнительная оценка с сортом-стандартом Саратовская золотистая показала, что в среднем за три года исследований урожайность линии СП-8/2019 была выше на 0,15 т/га (табл. 2).

Число зёрен в главном колосе изучаемых линий яровой твердой пшеницы варьировало от 22,5 (ЛСГ-64) до 39,7 шт. (ЛСГ-57).

Известно, что интенсивность налива зерна в колосе определяется площадью листьев верхнего яруса и длительностью его функционирования. В этой связи была проведена дифференциация изучаемых линий по площади флагового листа. Наименьшая величина площади отмечена у ЛСГ-64 – 16,3 см2, а наибольшая – у линии ЛСГ-75 – 27,2 см2.

В группе раннеспелых изучаемых линий яровой твёрдой пшеницы по массе зерна с главного колоса выделились образцы СП-23 и СП-24 – 1,29 и 1,47 г. соответственно. Наименьшая величина продуктивности колоса отмечена у линии СП-26 – 1,03 г. Подсчёт количества зёрен с одного колоса показал, что наименьшее число зерен сформировала линия СП-10 – 30,2 шт., а наибольшее – селекционная линия СП-24 – 46,4 шт. Наибольшую величину ассимиляционной поверхности флагового листа сформировали линии СП-23 – 26,7 см2 и СП-19 – 27,2 см2.

Определение морфометрических показателей растений в группе среднераннеспелых селекционных линий выявило наиболее перспективные образцы по данным признакам. Показатель массы зерна с главного соцветия варьировал от 0,92 (Л-35) до 1,43 г (Л-52/2), число зёрен изменялось в пределах от 34,2 (Л-43/1) до 37,8 шт. (Л-52/1), а площадь флагового листа от 23,0 (Л-55/1) до 30,1 см2 (Л-55/2).

У селекционных линий яровой твёрдой пшеницы, относящихся к группе среднеспелых, наибольшие параметры изучаемых признаков отмечены у образца ЛС-18: масса зерна главного колоса – 1,71 г, количество зерен в главном колосе – 45,5 шт., а площадь флагового листа достигала наибольшей величины у линии ЛС-24 – 26,4 см2.

В группе позднеспелых линий в результате оценки были выявлены следующие лучшие образцы: по массе зерна с главного колоса выделились линии ЛС-165 и ЛС-179 – 1,71 и 1,89 г соответственно, по количеству зёрен с главного колоса – линии ЛС-179 и ЛС-165 – 50,6 и 52,9 шт. соответственно. Наибольшая величина флагового листа отмечена у линий ЛС-151 и ЛС-179 – 39,2 и 39,1 см2 соответственно.

Заключение

Проведенные исследования по изучению сортов и новых линий яровой твёрдой пшеницы позволили выявить наиболее перспективные сортообразцы для дальнейшей селекции.

По устойчивости к пыльной головне выделялись сорта Аннушка, Безенчукская 182, линии СП-8/2019 и ЛСГАУ-9; по устойчивости к засухе – сорта Елизаветинская, Луч 25, Краснокутка 13, линии ЛСГАУ-7, ЛСГАУ-9 и СП-8/2019; по содержанию белка в зерне – сорта Луч 25, Саратовская золотистая, Безенчукская 182, Краснокутка 13, линии ЛСГАУ-9, ЛСГАУ-11 и СП-8/2019; по урожайности зерна – сорт Луч 25, линии ЛСГАУ-7 и СП-8/2019.

Проведенные исследования по изучению новых селекционных линий яровой твёрдой пшеницы селекции СГАУ, относящихся к различным группам спелости выявили перспективные образцы для дальнейшей селекции. В исследованиях выявлена тенденция превосходства группы позднеспелых линий: по массе зерна с главного колоса линии – ЛС-165 и ЛС-179 – 1,71 и 1,89 г соответственно), по количеству зёрен с главного колоса – линии ЛС-179 и ЛС-165 – 50,6 и 52,9 шт. соответственно, по наибольшей величине флагового листа – линии ЛС-151 и ЛС-179 – 39,2 и 39,1 см2 соответственно.

В результате исследований выделена для передачи на государственное сортоиспытание селекционная линия СП-8/2019 (Экспрессия), превосходящая по урожайности, а также по другим показателям элементов структуры урожая и качества зерна сорт-стандарт и все другие сорта яровой твердой пшеницы в условиях Нижнего Поволжья.