Ekaterinburg, Russian Federation
Ekaterinburg, Russian Federation
Ekaterinburg, Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
The purpose of research is to evaluate a new variety of spring soft wheat Aist 45 based on data from the analysis of yield, plasticity, grain quality, disease resistance for widespread introduction into produc-tion and use as a starting material in breeding. The object of the study is a new variety of spring soft wheat Aist 45. The predecessor is fallow, provocative backgrounds were additionally used: sowing on stubble and late sowing (the first ten days of June). The sowing date is the end of the 2nd and 3rd dec-ades of May. Assessments of resistance to diseases on artificial backgrounds were carried out at the All-Russian Institute of Plant Protection, All-Russian Research Institute of Phytopathology, Kenya under the KASIB program. Tests for economic usefulness – in the system of state variety testing. Observations and evaluations – in accordance with the Methodology of the state variety testing. The studies were carried out at the Kurgan Research Institute of Agriculture, a branch of the FGBNU Ural Federal Agrarian Re-search Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. A test of the Aist 45 variety in breeding nurseries (2011–2021) showed an excess of yield over the mid-season and mid-late standards by 4.4 and 2.8 q/ha. In an ecological test of 52 varieties in 16 points of Russia and Kazakhstan (KASIB, 2017–2018), Aist 45 had a high yield rating, according to the results of technological analysis, the protein content was 15.7–16.3 %, gluten in grain was 31.6–32.4 %. The variety is classified as a valuable wheat. When assessed for resistance to leaf rust against an artificial background in the seedling phase in the studies of the All-Russian Institute of Plant Protection and All-Russian Research Institute of Phytopathol-ogy, the variety Aist 45 was assigned to the resistant type. Against the infectious background of the Re-search Institute of Biological Safety Problems of South Kazakhstan, the variety showed resistance to sep-toria and pyrenophorosis. It is susceptible to dust smut. The variety is able to form a stable crop in stress-ful drought conditions and with epiphytotic development of brown and stem rust. This makes it promising for use both in production and as a starting material in breeding.
: spring soft wheat, variety, yield, quality, disease resistance
Введение. Природно-климатические условия Западной Сибири отличаются исключительным разнообразием, суровостью и изменчивостью во времени и пространстве, что отражается на стабильном производстве зерна пшеницы [1]. В Зауралье основной зерновой культурой является яровая мягкая пшеница, посевы которой занимают около миллиона гектар. В условиях рискованного земледелия подбор сортов должен проходить с учетом их адаптивности, пластичности и устойчивости к биотическим факторам. Наличие таких признаков в наибольшей степени присуще районированным и местным сортам, отбор и оценка которых проходила в течение длительного периода в конкретных условиях, охватывая все многообразие складывающихся погодных явлений [2]. Сорт был и остается одним из самых доступных, низкозатратных и самых эффективных факторов стабилизации и увеличения объемов производства зерна и повышения его качества [3]. Его преимущество должно выражаться в способности полнее использовать гидротермические условия зоны (свет, влагу), элементы минерального питания и другие факторы жизнедеятельности растений. Универсальных сортов, одинаково пригодных для всех фонов и условий, не существует, так как очень трудно совместить все положительные признаки и свойства, в частности высокую урожайность и засухоустойчивость. Наиболее рациональный выход из этой ситуации – возделывание в каждом хозяйстве нескольких сортов с разной степенью интенсивности. С учетом их биологических особенностей, требований к условиям произрастания подбираются предшественники, сроки и нормы высева [4]. Через «призму» экологического сортоиспытания селекционеру предоставляется возможность сравнивать результаты своей работы с достижениями других исследователей, при необходимости устранять выявленные в созданном материале недостатки, своевременно развернуть семеноводство по перспективным сортообразцам и, возможно, использовать изучаемый материал в качестве источников хозяйственно ценных признаков и свойств [5].
Цель исследований – на основе данных анализа урожайности, пластичности, качества зерна, устойчивости к болезням дать оценку новому сорту яровой мягкой пшеницы Аист 45 для широкого внедрения в производство и использования в качестве исходного материала в селекции.
Объекты и методы. Исследования выполнены в Курганском НИИСХ (филиал ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН) в лаборатории селекции пшеницы в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования по теме «Создание конкурентоспособных, высокоурожайных сортов зерновых, зернобобовых, кормовых, плодово-ягодных культур и картофеля мирового уровня на основе перспективных генетических ресурсов, устойчивых к био- и абиотическим факторам» № 0532-2021-0008.
Объект исследования – новый сорт яровой мягкой пшеницы Аист 45. Срок посева – конец II и III декада мая. Предшественник – пар, дополнительно использовали провокационные фоны: посев по стерне и поздний срок посева (I декада июня) для оценки способности налива зерна при пониженных температурах и устойчивости к стеблевой ржавчине, появляющейся в наших условиях на поздних посевах [6]. Оценки устойчивости к болезням на искусственных фонах заражения проведены в ВИЗР, ВНИИФ, Кении и других пунктах, предусмотренных международной программой КАСИБ. Испытания на хозяйственную полезность – в системе государственного сортоиспытания. Наблюдения и оценки проведены в соответствии с Методикой государственного сортоиспытания [7].
Курганский НИИСХ – лесостепная зона, годовое количество осадков – 366–425 мм, сумма положительных температур – 2350–2380 °С. Почва опытного участка – чернозем выщелоченный маломощный с содержанием гумуса в пахотном слое 0–20 см – 4,26 % (по Тюрину). Погодные условия в период наблюдений отличались контрастностью: от сильной засухи периода июнь – июль (2012, 2020 гг.) при низкой обеспеченности осадками 22–31 % (ГТК = 0,4) до переизбытка влаги (2011 г.) при обеспеченности 148 % (ГТК = 1,2). Важными для оценки на устойчивость к болезням сложились условия в летний период 2015–2017 гг., по классификации ВНИИФ, благоприятные для распространения листовых инфекций, что спровоцировало вспышку бурой и эпифитотию стеблевой ржавчины.
Результаты и их обсуждение. Сорт Аист 45 получен индивидуальным отбором из гибридной комбинации Любава 2/Прохоровка, разновидность лютесценс. Устойчив к полеганию и осыпанию зерна.
Длительное испытание по срокам посева (ранний и оптимальный) в 2014–2021 гг. показало устойчивое превышение урожайности сорта Аист 45 по отношению к стандартам (в среднем 4,0 ц/га), хотя влияние срока посева по годам было неоднозначно (рис.).
В отдельные годы с жаркой и сухой погодой в конце мая – начале июня (2014–2015) в большей степени страдают растения пшеницы ранних сроков посева. При равномерном распределении осадков в течение вегетационного периода (2016–2017) влияние срока нивелируется. При засухе в течение всего вегетационного периода (2020–2021) посев в ранний срок дает прибавку 1,4–3,9 ц/га.
Анализ структуры урожая показал преимущество в урожайности раннего срока посева (3 ц/га) за счет большей озерненности колоса. Оптимальный срок посева способствовал увеличению крупности зерна (табл. 1).
Урожайность сорта Аист 45 по срокам посева* 2014–2021 гг., ц/га:
1-й срок – I декада мая; 2-й срок – III декада мая; стандарт в 2014–2017 гг. – Терция,
в 2018–2021 г. – Уралосибирская
Таблица 1
Характеристика сорта Аист 45, Курганский НИИСХ, 2016–2021 гг.
|
Показатель |
Ранний срок посева I декада мая |
Оптимальный срок посева II–III декады мая |
|
|
Урожайность, ц/га |
30,6 |
27,6 |
|
|
Высота растений, см |
91,0 |
90,0 |
|
|
Кустистость общая |
1,3 |
1,3 |
|
|
Кустистость продуктивная |
1,2 |
1,2 |
|
|
Длина колоса, см |
7,9 |
8,1 |
|
|
Количество колосков, шт. |
14,1 |
14,6 |
|
|
Количество зерен в колосе, шт. |
27,9 |
25,6 |
|
|
Масса зерен в колосе, г |
1,1 |
1,0 |
|
|
Масса 1000 зерен, г |
37,5 |
39,0 |
|
Одной из вредоносных болезней в Зауралье считается ржавчина, бурая и стеблевая. Благоприятными условиями для развития ржавчины отличалась погода 2016 и 2017 гг. На этом фоне сорт Аист 45 проявил устойчивость и толерантность к бурой и стеблевой ржавчинам, мучнистой росе (табл. 2).
Таблица 2
Урожайность и устойчивость к болезням по срокам посева*, 2016–2017 гг.
|
Сорт |
Урожайность, ц/га |
Ржавчина, балл |
Мучнистая роса, балл |
||||||||
|
2-й срок |
3-й срок |
X̄ |
± к st. |
бурая |
стеблевая |
||||||
|
2016 |
2017 |
2016 |
2017 |
2016 |
2016 |
2017 |
2016 |
2017 |
|||
|
Терция, st. |
22,7 |
35,1 |
1,3 |
2,3 |
15,3 |
st. |
4 |
4 |
4 |
4 |
2,5 |
|
Омская 35 |
28,2 |
39,0 |
5,4 |
6,4 |
19,7 |
+8,3 |
4 |
3,5 |
2 |
1 |
2 |
|
Аист 45 |
32,8 |
46,2 |
7,2 |
20,4 |
28,0 |
+12,7 |
3 |
2 |
1 |
2 |
0 |
* 2-й срок посева – 18–22 мая; 3-й срок посева – I декада июня.
По результатам оценок ВИЗРа и ВНИИФ на устойчивость к бурой ржавчине на искусственном фоне в фазе проростков сорт Аист 45 отнесен к устойчивому типу. Формула идентифицированных генов устойчивости: Lr26/Sr31/Yr9/Рm8. Сорт защищен геном Lr26. По генетическим исследованиям этот ген сцеплен с геном Sr31 (устойчивость к стеблевой ржавчине), а также с геном Yr9 (устойчивость к желтой ржавчине) и Pm8 (устойчивость к мучнистой росе) [8]. Ген Sr31 не эффективен против агрессивной расы Ug99, но обеспечивает защиту от популяций возбудителя стеблевой ржавчины на территории Российской Федерации. При испытании в Кении в опытах на фоне искусственного заражения сорт показал восприимчивость к местной расе стеблевой ржавчины и относительную устойчивость к желтой (1 МS). При испытании на инфекционном фоне НИИ проблем биологической безопасности Южного Казахстана сорт показал устойчивость к септориозу и пиренофорозу, болезням, имеющим распространение в нашей зоне. Устойчивость к основным болезням (мучнистая роса, твердая головня, бурая и стеблевая ржавчина) подтверждена при искусственном заражении на фитоучастке филиала ФГБУ «Госсорткомиссия» по Омской области в 2020 г. (табл. 3).
Таблица 3
Поражение сортов яровой пшеницы при искусственном заражении
на фитоучастке (Омская область, 2020 г.), %,
|
Сорт |
Мучнистая роса |
Твердая головня |
Бурая ржавчина |
Стеблевая ржавчина |
|
Элемент 22 ст. |
70 |
8,5 |
18 |
15 |
|
Старт 1 |
70 |
2,0 |
15 |
15 |
|
Белуха |
5 |
1,9 |
28 |
20 |
|
Кансиан |
5 |
1,1 |
30 |
23 |
|
Гонец |
7 |
0,6 |
30 |
47 |
|
Ниво |
8 |
0,0 |
65 |
70 |
|
Аист 45 |
48 |
2,4 |
12 |
12 |
По комплексу показателей качества зерна сорт Аист 45 относится к ценным пшеницам, в условиях Зауралья формирует хорошо выполненное зерно с массой 1000 зерен 40–43 г, в засуху 29–33 г, стекловидностью 52–67 %, клейковиной не ниже третьего класса – 25,2–38,5 % (табл. 4). Эти показатели могут служить относительными индикаторами засухоустойчивости. Признаки качества зерна, полученного от посева в разные сроки, неоднозначны, но в среднем за годы исследования они выше во 2-м сроке, оптимальном для зоны.
Таблица 4
Показатели качества сорта Аист 45 по срокам посева*, 2018–2021 гг.
|
Показатель |
1-й срок |
2-й срок |
x̄ 2018-2020 гг. |
2021 г. |
|||||
|
2018 |
2019 |
2020 |
2018 |
2019 |
2020 |
1-й |
2-й |
||
|
Выход муки, % |
70 |
68 |
71 |
69 |
75 |
69 |
70 |
71 |
69 |
|
Натура, г/л |
777 |
776 |
763 |
734 |
745 |
750 |
772 |
743 |
773 |
|
Масса 1000 зерен, г |
43,0 |
40,3 |
29,0 |
39,0 |
43,8 |
33,0 |
37,4 |
38,6 |
29,0 |
|
Стекловидность, % |
52 |
63 |
65 |
59 |
61 |
67 |
60 |
62 |
64 |
|
Клейковина в муке, % |
25,2 |
28,4 |
33,4 |
28,0 |
38,5 |
36,0 |
29,0 |
34,2 |
38,8 |
|
Сила муки, е.а. |
184 |
206 |
232 |
222 |
183 |
444 |
207 |
283 |
121 |
|
Объем хлеба, мл |
640 |
580 |
650 |
600 |
650 |
690 |
623 |
647 |
630 |
*срок посева: 1-й срок посева – 5–9 мая, 2-й срок – 18–20 мая.
В конкурсном сортоиспытании КНИИСХ за 3 года Аист 45 по содержанию клейковины превысил стандарт Уралосибирская, включенный в список сильных пшениц, в среднем на 2,2 %. По содержанию сырого протеина Аист 45 находился на уровне стандарта – 15,0–15,5 %, что соответствует 1-му классу. По результатам анализа в пунктах испытания КАСИБ сорт подтвердил высокий потенциал по содержанию белка (до 15,7–16,3 %) и клейковины в зерне (до 31,6–32,4 %) (Омский ГАУ, СибНИИСХ) при среднем показателе по всем пунктам 13,8 и 28,9 (табл. 5).
Таблица 5
Содержание белка и клейковины у сорта Аист 45, КАСИБ, 2017–2018 гг., %
|
Пункт испытания |
Белок |
X̄ |
Клейковина |
X̄ |
||
|
2017 |
2018 |
2017 |
2018 |
|||
|
Сибирский НИИСХ |
16,3 |
15,7 |
16,0 |
32,4 |
31,6 |
32,0 |
|
Павлодарский НИИСХ |
13,2 |
13,5 |
13,4 |
26,1 |
27,6 |
26,9 |
|
Алтайский НИИСХ |
13,1 |
11,8 |
12,5 |
27,0 |
26,9 |
26,9 |
|
Омский ГАУ |
15,7 |
13,5 |
14,6 |
31,6 |
26,3 |
28,9 |
|
Курганский НИИСХ |
– |
12,3 |
12,3 |
33,4 |
26,6 |
30,0 |
|
Среднее |
14,6 |
13,4 |
13,8 |
27,9 |
27,7 |
28,9 |
Отобрать наиболее экопластичный селекционный материал для создания новых, наиболее эффективных в конкретной местности сортов помогает экологическое сортоиспытание [9]. Экологическое испытание, проведенное по международной программе КАСИБ в 13 различных географических пунктах России и Казахстана в 2017–2018 гг., показало высокий рейтинг сорта Аист 45 по урожайности (ранг 6, 7), подтвердив его пластичность. Превышение над средней по изучаемым сортам в Казахстане составило 2,7 ц/га, в Российской Федерации – 6,6 ц/га (табл. 6).
Таблица 6
Урожайность сорта Аист 45 в экологическом испытании, КАСИБ, 2017–2018 гг.
|
Пункт испытания |
Урожайность, ц/га |
± к x̄ по сортам |
|||||
|
Аист 45 (Д 22-17) |
x̄ по 52 сортам |
||||||
|
2017 |
2018 |
2017 |
2018 |
2017 |
2018 |
x̄ |
|
|
Республика Казахстан |
|||||||
|
Алматинская обл. |
42,9 |
42,7 |
31,7 |
34,2 |
11,2 |
8,5 |
9,9 |
|
Актюбе, СХОС |
12,7 |
11,1 |
14,4 |
13,6 |
-1,7 |
-2,5 |
-2,1 |
|
Карабалык, СХОС |
28,9 |
40,6 |
17,3 |
39,9 |
11,6 |
0,7 |
6,2 |
|
Караганда, СХОС |
12,0 |
20,2 |
12,1 |
21,5 |
-0,1 |
-1,3 |
-0,7 |
|
Акмола, НПЦЗХ |
26,0 |
28,5 |
30,0 |
24,0 |
-4 |
4,5 |
0,3 |
|
Павлодар, СХОС |
15,7 |
18,7 |
15,9 |
18,8 |
-0,2 |
-0,1 |
-0,2 |
|
Жамбыл, НИИББ |
40,5 |
40,4 |
34,7 |
35,1 |
5,8 |
5,3 |
5,6 |
|
Среднее |
25,5 |
28,9 |
22,3 |
26,7 |
3,2 |
2,2 |
2,7 |
|
Российская Федерация |
|||||||
|
Алтайский НИИСХ |
26,3 |
56,7 |
24,4 |
49,1 |
1,9 |
7,6 |
4,8 |
|
Курганский НИИСХ |
44,0 |
44,0 |
31,8 |
31,9 |
12,2 |
12,1 |
12,2 |
|
Кургансемена |
52,0 |
48,4 |
38,8 |
47,6 |
13,2 |
0,8 |
7,0 |
|
НИИСХ Ю-В |
33,6 |
13,2 |
26,5 |
15,8 |
7,1 |
-2,6 |
2,3 |
|
Омский ГАУ |
35,3 |
22,8 |
30,3 |
20,3 |
5 |
2,5 |
3,8 |
|
Новосибирск, НИИРС |
44,0 |
60,5 |
31,8 |
40,3 |
12,2 |
20,2 |
16,2 |
|
Омск, СибНИИСХ |
36,5 |
61,3 |
37,9 |
47,8 |
-1,4 |
13,5 |
6,1 |
|
Челябинск, НИИСХ |
53,6 |
39,4 |
40,7 |
34,7 |
12,9 |
4,7 |
8,8 |
|
Тюменский ГАУ |
21,9 |
38,7 |
24,1 |
40,2 |
-2,2 |
-1,5 |
-1,9 |
|
Среднее |
38,6 |
42,8 |
31,8 |
36,4 |
6,8 |
6,4 |
6,6 |
|
Стандартное отклонение, Q |
3,7 |
2,9 |
|
|
|
||
|
Коэффициент вариации, % |
13,9 |
9,0 |
|
|
|
||
Потенциал сорта проявился в 2017 г. в опытах Челябинского НИИСХ и ЗАО «Кургансемена» (52,0–53,6 ц/га); в 2018 г. в АлтайНИИСХ, в СибНИИСХ, СибНИИРС (соответственно 56,7; 60,5 и 61,3 ц/га).
В Курганской области в годы с засушливыми явлениями (2020–2021) при испытании на ГСУ при средней урожайности 18,5 ц/га Аист 45 превысил стандарт Уралосибирскую в среднем на 2,0 ц/га (max на 3,8 ц/га).
По комплексу положительных признаков (урожайность, устойчивость к болезням, адаптивность, пластичность) сорт был передан в Госкомиссию в 4-й, 9-й, 10-й регионы, где получены положительные результаты (табл. 7).
Таблица 7
Сортоиспытание сорта Аист 45 по регионам РФ, 2020–2021 гг.
|
Показатель |
Волго-Вятский (4) |
Уральский (9) |
Западно-Сибирский (10) |
Среднее |
± к ст. |
||||
|
Аист 45 |
*ст. |
Аист 45 |
ст. |
Аист 45 |
ст. |
Аист 45 |
ст. |
||
|
Урожайность, ц/га |
30,3 |
29,7 |
12,9 |
12,5 |
31,0 |
31,0 |
23,4 |
23,1 |
+0,3 |
|
Высота растений, см |
66,8 |
67,3 |
61,3 |
61,3 |
76,3 |
78,7 |
68,8 |
69,9 |
-1,1 |
|
Масса 1000 зерен, г |
40,2 |
37,4 |
36,4 |
36,4 |
39,5 |
36,6 |
38,7 |
36,7 |
+2,0 |
|
Устойчивость к полеганию, балл |
5 |
5 |
5 |
4,9 |
4,6 |
4,5 |
4,8 |
4,8 |
0,0 |
|
Устойчивость к засухе, балл |
4 |
3,9 |
2,9 |
2,9 |
4 |
4,1 |
3,5 |
3,6 |
-0,1 |
|
Вегетационный период, дн. |
72,8 |
73,8 |
78,9 |
80,4 |
84,2 |
84,3 |
79,4 |
80,2 |
-0,8 |
*Стандарты: 4-й регион – Ладья, Ульяновская 105, Черноземноуральская, Маргарита; 9-й регион – Уралосибирская, Ульяновская 105; 10-й регион – Элемент 22, Степная нива, Сибирская 12, Омская 28, Мелодия.
Максимальная урожайность была получена в 2020 г. при сортоиспытании на Яранском ГСУ Кировской области (51,0 ц/га), на Варнавском ГСУ Республики Чувашия (44,4 ц/га), Щербакульском ГСУ Омской области (43,3 ц/га), Нижне-Тавдинском ГСУ Тюменской области (53,5 ц/га).
По итогам испытания Аист 45 включен в Государственный реестр селекционных достижений с 2022 г. по 4-му и 9-му регионам Российской Федерации.
Заключение. Таким образом, сорт Аист 45 способен формировать стабильный урожай в стрессовых условиях засухи и эпифитотийном развитии бурой и стеблевой ржавчины. По отношению к патогенам Аист 45 является выносливым. Сорт ценный по качеству зерна, успешно реализует свой генетический потенциал в различных условиях выращивания. Способен вызвать коммерческий интерес у сельхозтоваропроизводителей и в селекции как компонент в скрещиваниях
1. V.V. Novokhatin The theoretical justification of intensive genetic potential of the varieties of soft wheat (Triticum aestivum) // Agricultural Biology. 2016. № 5 (51). S. 627–635.
2. Povyshenie effektivnosti zemledeliya Zaural'ya v zasushlivyh usloviyah / V.A. Telegin [i dr.]. Kurtamysh, 2013. 229 s.
3. Sortovoy sostav i novye perspektivnye sorta yarovoy myagkoy pshenicy selekcii Kurganskogo NIISH / L.T. Mal'ceva [i dr.] // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo univer-siteta. 2015. № 5 (55). S. 46–48.
4. Popolzuhin P.V., Vasilevskiy V.D., Kuz'mina E.S. Potencial produktivnosti novyh sortov myagkoy yarovoy pshenicy // Sel'skaya Sibir'. 2017. № 2 (02). S. 38–42.
5. Shektybaeva G.H. Ekologicheskoe ispytanie sortov yarovoy pshenicy v Zapadnom Kazahstane // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2011. № 3. S. 37–39.
6. Titarenko A.V., Korobova N.A. Ekologicheskoe sortoispytanie zernovyh i zernobobovyh kul'tur v usloviyah Priazovskoy zony Rostovskoy oblasti // Zernovoe hozyaystvo Rossii. 2013. № 3. S. 41–45.
7. Pozdniy srok poseva pshenicy v Zaural'e – neobhodimost' i real'nost' / L.T. Mal'ceva [i dr.] // Kormoproizvodstvo. 2018. № 11. S. 27–31.
8. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy). M., 2012. 352 s.
9. Genetic structure of Russian and Kazakhstan leaf rust causative agent Puccinia triticina Erikss. popu-lations as assessed by virulence profiles and SSR markers / E.I. Gultyaeva [et al.] // Agricultural Bi-ology, 2018. V. 53, 1. P. 85–95.
10. Novye perspektivnye linii yarovoy pshenicy v ekologicheskom sortoispytanii / G.V. Ignat'-eva [i dr.] // Vladimirskiy zemledelec. 2021. № 4. S. 44–50.
