Россия
Цель исследования – создание сорта твердой яровой пшеницы с высокой урожайностью, качеством зерна, макаронными свойствами, устойчивостью к абиотическим и биотическим факторам в условиях Западной Сибири. Опыты были заложены по пару в стационаре лаборатории селекции твердой пшеницы ФГБНУ Омский АНЦ (южная лесостепь) и на опорном пункте «Степной» Омской области. По результатам изучения 2015–2022 гг. в питомниках конкурсного сортоиспытания представлены методы создания, морфологические и агробиологические особенности сорта. Сорт отличается высокой стабильной урожайностью, устойчивостью к засухе, полеганию, бурой и стеблевой ржавчине, мучнистой росе и твердой головне. По урожайности зерна в среднем за 2015–2022 гг. новый сорт превосходит стандарт Жемчужина Сибири в условиях южной лесостепи на 0,37 т/га при уровне 4,22 т/га. В степной зоне на «ОП Степной» в 2017–2022 гг. средняя урожайность составила 3,50 т/га, что выше стандарта на 0,38 т/га. Омский лазурит превышает стандарт по показателям качества зерна: по натуре – на 10 г/л, стекловидности – на 3,4 %. Содержание белка (13,92 %) и клейковины (28,3 %) – на уровне стандарта, оценка сухих макарон по цвету –3,6 балла, вареных – 3,7 балла (у стандарта – 3,2 балла). В системе Государственного сортоиспытания Омский лазурит испытывался в 2021–2022 гг. на сортоучастках степной и лесостепной зон 9-го, 10-го, 11-го регионов Российской Федерации. Внесен в Государственный реестр селекционных достижений с 2023 г. по 10-му и 11-му регионам.
твердая яровая пшеница (Triticum durum Desf.), сорт, гибридизация, отбор, урожайность, адаптивность, качество зерна, макаронные свойства, устойчивость к болезням.
Введение. Общепризнано, что сорт является одним из основных элементов технологии возделывания сельскохозяйственных культур, поэтому значение селекции трудно преувеличить [1]. Разнообразие экологических условий возделывания, связанное с почвенными различиями, неравнозначностью сроков посева, используемых предшественников требует внедрения в производство сортов, приспособленных к этим условиям [2].
Дальнейшее повышение урожайности и уровня ее стабильности в системе эколого-географического ландшафта возможно только при использовании спектра генетически разнообразных и высоко адаптированных сортов. Комплекс трех составляющих – генотип, среда и организационные мероприятия – является основой успеха сельскохозяйственного производства [3]. В Государственном реестре селекционных достижений РФ на 2022 г. зарегистрирован 61 сорт твердой яровой пшеницы [4]. В основном это среднеспелые сорта (86,9 %), доля среднеспелых составляет 3,3 % (2 сорта), среднепоздних 9,8 % (6 сортов). В настоящее время во многих регионах земного шара наблюдается тенденция изменения климата, связанная с потеплением. В Западно-Сибирском регионе также отмечается постепенное повышение минимальных [5] и среднесуточных температур воздуха в период вегетации [6]. Это способствует расширению ареала возделывания среднепоздних сортов твердой пшеницы. В то же время повышение температуры в период колошение – созревание влияет на развитие листовых болезней. Среди них особую опасность представляет стеблевая ржавчина, поскольку в годы эпифитотий потери урожая и качества зерна от этой болезни могут быть очень высокими [7]. Среднепоздние и среднеспелые сорта сильнее поражаются листовыми болезнями, поскольку они более длительное время сохраняют листовой аппарат и этим способствуют накоплению инфекции, в то же время среднеранние сорта в значительной мере уходят от эпифитотийной нагрузки и в меньшей мере снижают уровень урожайности. Поэтому при создании среднеранних сортов твердой пшеницы необходимо уделять особое внимание в стратегии селекции. Для снижения потерь урожая у среднепоздних сортов нужно повышать их устойчивость к стеблевой ржавчине. Основным достоинством твердой пшеницы является качество зерна и макаронные свойства. В связи с этим данное направление в селекции является приоритетным и довольно успешным, о чем свидетельствуют созданные в последние годы сорта [8–11].
Для того чтобы полнее использовать потенциал созданных сортов, необходимо учитывать их биологические особенности в технологии возделывания, и для каждого сорта должна быть разработана своя сортовая агротехника.
Цель исследования – создание сорта твердой яровой пшеницы с высокими урожайностью, качеством зерна, макаронными свойствами, устойчивостью к абиотическим и биотическим факторам в условиях Западной Сибири.
Объекты и методы. Исследование проведено в условиях южной лесостепи в полевом стационаре лаборатории селекции твердой пшеницы ФГБНУ «Омский АНЦ» в питомниках предварительного и конкурсного сортоиспытания в 2015–2022 гг. и в степной зоне Омской области на ОП «Степной» в 2017–2022 гг. В качестве объекта исследований был использован сорт Омский лазурит (селекционный номер гордеиформе 09-68-1) в сравнении со стандартом – сортом Жемчужина Сибири.
Делянки размещались в 4 повторениях (площадь 10 м2) по чистому пару с нормой высева 4,5 млн всхожих зерен на 1 га в лесостепи и 3,5 млн – в степи. Срок посева соответственно с12 до 14 мая и с 25 до 28 мая. Посев проводили сеялкой ССФК-7, уборку комбайном Hege-125 и Wintersteiger-ВИМ. Почва в селекционном севообороте Омского АНЦ – лугово-черноземная, тяжелосуглинистая, с содержанием гумуса до 7 %. Почвенный покров в степном стационаре представлен черноземом обыкновенным, с содержанием гумуса 4,3 %.
Фенологические наблюдения и учеты в поле проводили по методике Госкомиссии по сортоиспытанию [12]. Основные показатели качества зерна и макарон определялись в лаборатории качества зерна Омского АНЦ по общепринятым методикам. Создание инфекционного фона и оценку поражения растений в поле проводили по методическим указаниям [13]. Статистический анализ данных проведен по Б.А. Доспехову [14], экологическую пластичность определяли по S.A. Eberhart, W.A. Russel [15]. Эффект аддитивных и мультипликативных взаимодействий (АММИ анализ) был проведен по R.W. Zobel и др. [16] с помощью пакета R version 4.1.2., рассчитывался уровень фенотипической стабильности генотипов ASV (AMMI stability value) и индекс стабильности взаимодействия (YSI), а также их ранги rASV и rYSI.
Метеорологические условия в годы исследования существенно различались. Показатель ГТК Селянинова свидетельствует о том, что засушливыми были 2017, 2020, 2021 гг., умеренно увлажненными 2015, 2016, 2019, 2022 гг., увлажненный – 2018 г. (рис. 1).
Рис. 1. Показатели ГТК в период вегетации
(Агрометеорологический бюллетень. Омск, Омский ЦГМС. 2015–2022 гг.)
Результаты и их обсуждение. Сорт Омский лазурит создан в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Омский аграрный научный центр» (ФГБНУ «Омский АНЦ») по государственному контракту X 10.4. Растениеводство. 150. № 0797-2019-0008.
Авторы сорта: М.Г. Евдокимов, В.С. Юсов, В.В. Андреева, Л.В. Мешкова, И.В. Пахотина, Ю.Ю. Паршуткин, М.Н. Кирьякова, Т.Ю. Сенкевич, Д.А. Глушаков.
Сорт яровой твердой пшеницы Омский лазурит выведен в результате скрещивания двух селекционных линий Гордеиформе 98-48-4 / Гордеиформе 99-200-4 и последовательного индивидуального отбора из этой комбинации.
Ботаническая характеристика. Колиоптиле с сильной антоциановой окраской, первый лист с отсутствием окраски. Тип куста – полупрямостоячий. Восковой налет на листьях и колосе сильный. Сорт относится к разновидности гордеиформе. Колос остистый, с распределением остей по всей длине. Ости зазубренные, светло-коричневые, длиной 11–12 см. Колос красный, слегка окрашенный, пирамидальный, рыхлый по плотности, с отсутствием опушения, длиной 5,2–7,1 см. Нижняя колосковая чешуя ланцетная, с узким скошенным плечом, с коротким слегка изогнутым зубцом, длиной 9–11 мм, шириной 4–5 мм. Зерновка белая, с неглубокой бороздкой, по форме удлиненная, с длинным хохолком и неопушенным основанием.
Биологические особенности сорта. Период всходы – колошение в среднем за 2015–2022 гг. – 47 сут, на уровне Омского изумруда, продолжительнее Жемчужины Сибири на 4 сут, Омской янтарной – на 7 сут (табл. 1). Следовательно, это сорт сибирского экотипа, с задержкой развития в период от кущения до выколашивания и сокращенным периодом колошение – спелость на 3 сут в сравнении со стандартом. Вегетационный период – от 86 до 98 сут (в среднем за 2015–2022гг. – 93 сут), на уровне сорта Жемчужина Сибири, но в отдельные годы он близок к Омскому изумруду. Высота растений составляет 108 см, на уровне Омского изумруда, и незначительно выше стандарта Жемчужина Сибири (на 4 см). Сорт устойчив к полеганию, оценка на уровне стандарта.
Таблица 1
Биологические показатели нового сорта яровой твердой пшеницы
Омский лазурит (2015–2022 гг.)
|
Сорт |
Продолжительность периода, сут |
Высота растений, см |
Полегание, балл |
||
|
Всходы –колошение |
Колошение – восковая спелость |
Всходы –восковая спелость |
|||
|
Омский лазурит |
47 |
46 |
93 |
107,7 |
4,6 |
|
Жемчужина Сибири (стандарт) |
43 |
49 |
92 |
103,8 |
4,7 |
|
Омская янтарная |
40 |
46 |
86 |
101,1 |
4,7 |
|
Омский изумруд |
46 |
49 |
95 |
108,2 |
4,8 |
|
НСР05 |
|
|
|
6,8 |
0,25 |
По урожайности зерна в среднем за 2015–2022 гг. новый сорт превосходил стандарт Жемчужину Сибири в условиях южной лесостепи на 0,37 т/га при уровне 4,22 т/га (табл. 2). Максимальная урожайность 6,07 т/га была получена в 2018 г. Омский лазурит превысил по продуктивности среднеранний сорт Омская янтарная на 0,52 т/га. В степной зоне на ОП «Степной» в 2017–2022 гг. средняя урожайность составила 3,50 т/га, выше стандарта Жемчужина Сибири на 0,38 т/га. Новый сорт превысил Омскую янтарную на 0,57 т/га и сформировал урожайность на уровне Омского изумруда. Омский лазурит – сорт интенсивного типа (коэффициент регрессии Bi по Эберхард и Рассел – 1,12).
Таблица 2
Урожайность зерна, т/га, и адаптивность сорта твердой пшеницы
Омский лазурит (2015–2022 гг.)
|
Сорт |
КСИ «Омский АНЦ», южная лесостепь |
ОП «Степной», степная зона |
Средняя |
Bi |
sd2 |
||
|
урожайность |
лимиты |
урожайность |
лимиты |
||||
|
Омский лазурит |
4,22 |
2,54–6,07 |
3,50 |
1,34–5,53 |
3,91 |
1,12 |
0,151 |
|
Жемчужина Сибири |
3,85 |
2,97–5,38 |
3,12 |
1,26–4,00 |
3,53 |
0,83 |
0,114 |
|
Омская янтарная |
3,70 |
2,90–5,15 |
2,93 |
1,08–3,88 |
3,37 |
0,85 |
0,148 |
|
Омский изумруд |
4,11 |
2,03–6,43 |
3,73 |
1,95–5,35 |
3,95 |
1,20 |
0,172 |
|
НСР05 |
0,26 |
|
0,28 |
|
0,27 |
|
|
Для получения информации о генотип-средовых взаимодействиях за рубежом очень широко используется метод (AMMI), основанный на дисперсионном анализе для расчета аддитивных эффектов и анализе главных компонент для мультипликативных, неаддитивных эффектов. Он обеспечивает графическое представление данных из нескольких сред и идентификацию генотипов с широкими и специфическими адаптациями [17, 18]. Биплот AMMI был сформирован с использованием генотипических и экологических оценок первых двух мультипликативных компонентов AMMI для перекрестной оценки взаимодействия генотипов и сред (рис. 1). Генотипы и среды, которые находятся параллельно линии ординаты, имеют одинаковую среднюю урожайность, а абсцисса показывает основные эффекты генотипов и среды. На биплоте года разделились по сходности условий. Наиболее контрастными в южной лесостепи оказались 2016, 2019, 2021, а в степной зоне 2017, 2018, 2019 гг. Сорт Омский лазурит выделился в годы с умеренным увлажнением.
Рис. 2. AMMI биплот сортов твердой пшеницы 2015–2022 гг.:
С – степная зона; ЮЛ – южная лесостепь
Уровень фенотипической стабильности (ASV) Омского лазурита составляет 2,484, на втором месте после Жемчужины Сибири (2,046). Индекс стабильности взаимодействия (YSI) – на уровне Жемчужины Сибири (табл. 3). По ранговой оценке показателей сорт стабильно занимает второе место, что свидетельствует о его адаптивности и стабильности.
Таблица 3
Уровень фенотипической стабильности сортов,
индекс стабильности взаимодействия и их ранги
|
Сорт |
ASV |
YSI |
rASV |
rYSI |
Means (средняя), т/га |
|
Омский лазурит |
2.484 |
4 |
2 |
2 |
3,91 |
|
Жемчужина Сибири |
2.046 |
4 |
1 |
3 |
3,53 |
|
Омская янтарная |
2.805 |
8 |
4 |
4 |
3,37 |
|
Омский изумруд |
2.560 |
4 |
3 |
1 |
3,95 |
Превышение продуктивности у нового сорта обусловлено повышенным количеством продуктивных побегов (на 12,4–28,2 шт. больше, чем у сравниваемых сортов), озерненностью колоса – на 1,5–2,6 шт., крупностью зерна – на 2,0 г выше стандарта и соответственно массой зерна с колоса – на 0,16 г (табл. 4).
Таблица 4
Элементы продуктивности у сортов твердой яровой пшеницы (Омский АНЦ, 2016–2022 гг.)
|
Сорт |
Кол-во продуктивных побегов, шт/м2 |
Продуктивная кустистость, шт. |
Длина колоса, см |
Кол-во колосков в колосе, шт. |
Кол-во зерен в колосе, шт. |
Масса зерна в колосе, г |
Масса 1000 зерен, г |
|
Омский лазурит |
425,8 |
1,36 |
6,63 |
13,3 |
31,6 |
1,38 |
41,6 |
|
Жемчужина Сибири |
413,4 |
1,36 |
6,29 |
13,9 |
30,0 |
1,22 |
39,6 |
|
Омская янтарная |
397,6 |
1,39 |
6,37 |
13,7 |
29,0 |
1,23 |
38,9 |
|
Омский изумруд |
405,6 |
1,45 |
6,74 |
13,4 |
30,1 |
1,34 |
42,7 |
|
НСР05 |
11,0 |
0,13 |
0,48 |
0,92 |
2,9 |
0,14 |
2,2 |
Омский лазурит имеет высокие показатели по качеству зерна и макарон: в среднем за 2015–2022 гг. – натура зерна – 792 г/л (выше стандарта на 10 г/л), стекловидность зерна – 60,1 % (у стандарта – 56,7 %), содержание белка в зерне и клейковины существенно не отличается от Жемчужины Сибири (13,92 и 28,3 % соответственно). Цветовая оценка макарон: сухих – 3,6 балла, вареных – 3,7 балла, выше стандарта на 0,4–0,5 балла (табл. 5).
Таблица 5
Показатели качества зерна и макарон сорта Омский лазурит (Омский АНЦ, 2015–2022 гг.)
|
Сорт |
Натура, г/л |
Стекловидность, % |
Белок, % |
Клейковина, % |
ИДК, ед. |
Цвет макарон, баллы |
|
|
сухих |
вареных |
||||||
|
Омский лазурит |
792 |
60,1 |
13,92 |
28,3 |
78,6 |
3,6 |
3,7 |
|
Жемчужина Сибири |
782 |
56,7 |
13,90 |
27,3 |
75,0 |
3,2 |
3,2 |
|
Омская янтарная |
770 |
56,3 |
14,24 |
29,2 |
72,4 |
3,2 |
3,2 |
|
Омский изумруд |
775 |
57,3 |
13,91 |
28,2 |
76,8 |
3,3 |
3,3 |
|
НСР05 |
10,0 |
2,5 |
0,51 |
2,4 |
5,4 |
0,13 |
0,14 |
В Западной Сибири в последние годы наиболее распространены грибные болезни твердой яровой пшеницы: мучнистая роса, бурая и стеблевая ржавчина, твердая и пыльная головня. Оценка растений на инфекционном фоне показала, что Омский лазурит устойчив к мучнистой росе, бурой и стеблевой ржавчине: средний процент поражения мучнистой росой за 2015–2022 гг. был на уровне 17 %, у стандарта – 27 % (рис. 3).
Средние показатели поражения бурой ржавчиной у нового сорта не превышали 6,4 %, у стандарта они достигали 41,3 %. Еще большие различия проявились по поражению стеблевой ржавчиной: у сорта Омский лазурит – 17,5 %, Жемчужины Сибири – 88,3 %.
К твердой головне сорт более устойчив, чем стандарт (поражение 6,6 и 15,9 % соответственно), пыльной головней поражается выше уровня стандарта (9,1 и 6,3 % соответственно).
Рис. 3. Поражение болезнями сортов твердой яровой пшеницы (2015–2022 гг.)
В системе государственного сортоиспытания сорт изучался в 2021–2022 гг. Положительные результаты были получены на всех сортоучастках Омской области, где этот сорт испытывался (табл. 6). Достоверная прибавка к стандарту Жемчужина Сибири составила от 0,11–0,48 т/га (в среднем 0,28 т/га).
Таблица 6
Урожайность сорта Омский лазурит на сортоучастках Омской области,
средняя 2021-2022гг., по данным Омского филиала Госкомиссии по сортоиспытанию [19]
|
Сорт |
Щербакульский ГСУ |
Черлакский ГСУ |
Павлоградский ГСУ |
Средняя |
|
Омский лазурит |
2,44 |
3,45 |
1,86 |
2,58 |
|
Жемчужина Сибири, станд. |
2,33 |
3,20 |
1,38 |
2,30 |
|
+, – к стандарту |
+0,11 |
+0,25 |
+0,48 |
0,28 |
|
НСР05 |
0,11 |
0,29 |
0,15 |
0,18 |
В Курганской области существенное преимущество Омского лазурита над стандартом Безенчукская крепость было получено на Половинском ГСУ. Средняя урожайность за 2021–2022 гг. составила 3,71 т/га – с превышением 0,30 т/га (у стандарта – 3,41 т/га) (табл. 7). На остальных ГСУ продуктивность сорта была на уровне стандарта.
Таблица 7
Урожайность сорта Омский лазурит на сортоучастках Курганской области
(средняя 2021–2022 гг.) (по данным Курганского филиала Госкомиссии по сортоиспытанию)
|
Сорт |
Белозерский ГСУ |
Половинский ГСУ |
Куртамышский ГСУ |
Средняя |
|
Омский лазурит |
2,30 |
3,71 |
1,79 |
2,60 |
|
Безенчукская крепость (стандарт) |
2,29 |
3,41 |
1,79 |
2,49 |
|
+, – к стандарту |
+0,01 |
+0,30 |
0,00 |
+0,11 |
|
НСР05 |
0,09 |
0,13 |
0,12 |
– |
Заключение. Методом внутривидовой гибридизации создан новый сорт твердой яровой пшеницы Омский лазурит, который внесен в Государственный реестр охраняемых селекционных достижений РФ в 2022 г. и рекомендован для хозяйственного использования в 10-м (Западно-Сибирском) и 11-м (Восточно-Сибирском) регионах. Сорт характеризуется показателями высокой урожайности и адаптивности, качества зерна и макарон, устойчивости к грибным болезням (бурой и листовой ржавчине, мучнистой росе и твердой головне).
1. Гончаров Н.П., Косолапов В.М. Селекция растений – основа продовольственной безопасности России // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021. № 25 (4). С. 361–366. DOI:https://doi.org/10.18699/VJ21.039.
2. Евдокимов М.Г., Юсов В.С. Яровая твердая пшеница в Сибирском Прииртышье. Омск: Сфера, 2008. 160 с.
3. A Systematic Review of Durum Wheat: Enhancing Production Systems by Exploring Genotype, Environment, and Management (G × E × M) Synergies / B.L. Beres [et al.] // Frontiers in Plant Science. 2020. V. 11. P. 1–18. DOI:https://doi.org/10.3389/fpes 568657.
4. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1. Сорта растений. М.: Росинформагротех, 2022. 646 с.
5. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к стеблевой ржавчине в Западной Сибири: монография / В.П. Шаманин [и др.]. Омск: Изд-во ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, 2015. 152 с.
6. Евдокимов М.Г., Юсов В.С., Пахотина И.В. Основные тенденции урожайности и качества зерна твердой яровой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири // Вестник КрасГАУ. 2021. № 4. С. 33–41. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-4-33-41.
7. Roelfs A.P., Singh R.P., Saari E.E. Rust diseases of wheat: concepts and methods of disease management. 1992. Mexico. DF. CIMMYT. 81 p.
8. Мальчиков П.Н., Мясникова М.Г., Чахеева Т.В. Яровая твердая пшеница Безенчукская юбилейная // Зерновое хозяйство России. 2021. № 5 (77). С. 41–45. DOI:https://doi.org/10.31367/2079-8725-2021-77-5-41-45.
9. Новый сорт твердой яровой пшеницы Омский коралл / М.Г. Евдокимов [и др.] // Зерновое хозяйство России. 2022. № 1 (79). С. 58–64. DOI:https://doi.org/10.31367/2079-8725-2022-79-1-58-64.
10. Новый сорт яровой твердой пшеницы Тамара – источник каротиноидных пигментов / С.Н. Гапонов [и др.] // Зерновое хозяйство России. 2022. Т. 14, № 3. С. 51–56. DOI:https://doi.org/10.31367/2079-8725-2022-81-3-51-56.
11. Розова М.А., Зиборов А.И., Егиазарян Е.Е. Новый сорт яровой твердой пшеницы Шукшинка // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36, № 9. С. 65–69. DOI: 10.53859/ 02352451-2022-36-9-65.
12. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 2019. Вып. 1. 384 с.
13. Койшыбаев М. Болезни пшеницы. Анкара: ФАО, 2018. 394 с.
14. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., 2012. 352 с.
15. Экологическая пластичность сельскохозяйственных растений (методика и оценка) / В.А. Зыкин [и др.]. Уфа: Башкирский ГАУ, 2011. 97 с.
16. Zobel R.W., Wright M.J., Gauch H.G. Statistical Analysis of a Yield Trial // Agronomy Journal. 1988. 80. P. 388–393. DOI: 10.2134/ agronj1988.00021962008000030002x.
17. Hongyu K., Garcıa-Pena M., de Araujo L.B., Dias C.T.S. (2014) Statistical Analysis of Yield Trials by AMMI Analysis of Genotype × Environment Interaction // Biometrical Letters. 2014. 51. P. 89–102. DOI:https://doi.org/10.2478/bile-2014-0007.
18. Кирьякова М.Н., Юсов В.С., Евдокимов М.Г. Оценка адаптивной способности и взаимодействий генотипа и среды перспективных линий яровой твердой пшеницы в условиях Омской области // Вестник НГАУ. 2022. № 2. С. 19–25. DOI:https://doi.org/10.31677/2072-6724-2022-63-2-19-25.
19. Рекомендации по возделыванию сортов сельскохозяйственных культур и результаты сортоиспытания в Омской области за 2022 год / Т.А. Курдюкова [и др.]. Омск, 2022. 63 с.
