Россия
Россия
Цель исследования – изучение динамики содержания белка в зерне яровой пшеницы сибирской селекции в условиях лесостепи Красноярского края и определение наиболее стабильных сортов в плане его накопления. Опыты проведены в 2016–2022 гг. Объекты исследования – пять сортов мягкой яровой пшеницы, районированных в Красноярском крае: Новосибирская 29, Новосибирская 31, Красноярская 12, Памяти Вавенкова и Алтайская 75, – по группе качества относящихся к ценным и сильным пшеницам. Среди изучаемых сортов самым высоким средним содержанием белка в зерне отличался сорт Новосибирская 29. Наименьший показатель белковости зерна был отмечен у сорта Красноярская 12. В целом содержание протеина варьировало по годам преимущественно слабо (V = 8 %), за исключением сортов Красноярская 12 и Памяти Вавенкова (V = 11–13 %), что указывает на стабильность показателя в условиях лесостепной зоны Красноярского края. Дисперсионный анализ показал, что содержание белка в зерне яровой пшеницы статистически значимо (p < 0,001) зависит от сорта и условий года. Показатель силы влияния фактора «сорт» на содержание белка составляет 17,6 %, силы влияния фактора «год» – 59,2 %. Из изученных сортов для стабильного получения зерна с наиболее высоким содержанием белка в лесостепи Красноярского края рекомендуется сорт Новосибирская 29, так как он формирует высокобелковое зерно независимо от погодных условий периода вегетации и является наиболее экологически стабильным.
сорт, пшеница, качество муки, качество зерна, качество хлеба, белок, протеин
Введение. Производство зерна в Российской Федерации играет стратегическую и системообразующую роль и является наиболее масштабной сферой сельскохозяйственного производства [1]. Зерно выступает главным фактором обеспечения национальной и продовольственной безопасности России, является стратегически воспроизводимым продуктом самообеспечения и торговли, основным условием устойчивого развития сельского хозяйства и агропромышленного производства в целом. Развитие зернового хозяйства является средством эффективного использования почвенно-климатических и погодных условий на большей территории страны [2].
Сибирь – один из крупнейших регионов Российской Федерации по производству зерна пшеницы [3, 4]. Степные и лесостепные зоны Сибири имеют большие возможности для производства высококачественного зерна с хорошими и отличными хлебопекарными качествами и высокой силой муки [5]. Яровая мягкая пшеница является основной продовольственной культурой Красноярского края и Восточной Сибири в целом.
Однако в последние годы при неуклонной тенденции увеличения производства пшеницы в стране и в частности в крае отмечается снижение ее качества. В связи с этим остро встает вопрос увеличения производства высококачественной пшеницы [6–8].
Одной из основных проблем, связанных со снижением качества пшеницы, является недостаточное обеспечение производства пшеницы сортами, способными формировать зерно планируемого качества. Так, среди районированных сортов яровой пшеницы зерно высокого качества способны формировать только 62 %. Еще одна проблема – слабое развитие рынка семян зерновых культур, что является фактором, сдерживающим внедрение новых сортов в производство [9, 10].
Особую ценность для мукомольной и хлебопекарной промышленности, а также экспорта имеет сильная мягкая пшеница, характеризующаяся большим содержанием в зерне белка и других ценных веществ [11]. В международной торговле продовольственное зерно оценивается в первую очередь по массовой доле белка. Именно содержание белка является главным показателем для формирования товарных партий пшеницы [13–15].
Цель исследования – изучение динамики содержания белка в зерне яровой пшеницы сибирской селекции в условиях лесостепи Красноярского края и определение наиболее стабильных сортов в плане его накопления.
Объекты и методы. Опыты проведены в 2016–2022 гг. в лесостепной зоне Красноярского края.
Объекты эксперимента – пять сортов мягкой яровой пшеницы, районированных в Красноярском крае: Новосибирская 29, Новосибирская 31, Красноярская 12, Памяти Вавенкова и Алтайская 75, – по группе качества относящихся к ценным и сильным пшеницам.
Опыт проведен по методике конкурсного сортоиспытания на черноземе выщелоченном среднемощном легкоглинистого гранулометрического состава. Семена высевались после предварительного протравливания во вторую декаду мая с нормой 5,0 млн всх. зерен/га рядовым способом.
Общая площадь делянки 12,0 м2, размеры делянки: длина – 8 м, ширина – 1,6 м, повторность четырехкратная, способ размещения делянок – системный.
Определение содержания белка в зерне проводилось в лаборатории с помощью инфракрасного анализатора «Спектран-119 М».
Для обработки данных методами математической статистики в качестве программного обеспечения использовали пакет StatSoft STATISTICA 8.0 [12].
Результаты и их обсуждение. По результатам лабораторных исследований содержание белка в образцах варьировало от 11,58 % у сорта Красноярская 12 (3-й класс качества) до 16,93 % у сорта Памяти Вавенкова (1-й класс качества). Самым высоким среди изучаемых сортов средним содержанием белка в зерне отличался сорт Новосибирская 29. Наименьший показатель белковости зерна был отмечен у сорта Красноярская 12. В целом содержание протеина варьировало по годам преимущественно слабо (V = 8 %), за исключением сортов Красноярская 12 и Памяти Вавенкова (V = 11–13 %), что указывает на стабильность показателя в условиях лесостепной зоны Красноярского края (табл. 1).
Таблица 1
Содержание белка в пшенице районированных сортов (2016–2022 гг.), %
|
Сорт |
lim |
M±m |
V, % |
|
Новосибирская 29 |
12,88–16,78 |
15,77±1,21 |
8,3 |
|
Новосибирская 31 |
12,90–16,30 |
15,16±1,09 |
7,8 |
|
Алтайская 75 |
12,53–15,80 |
14,45±1,10 |
8,2 |
|
Красноярская 12 |
11,58–16,00 |
13,96±1,66 |
12,8 |
|
Памяти Вавенкова |
12,60–16,93 |
14,98±1,55 |
11,2 |
Исходя из полученных данных, установлено, что в целом из года в год количество белка в зерне пшеницы снижалось, начиная с 2017 г. (рис. 1). Если в 2017 г. оно составляло у разных сортов 15,8–18,4 %, то в 2021 г. уже 11,6–16.2 %. Только в 2022 г. тенденция изменилась: отмечалось повышение белковости зерна до 12,1–16,4 %.
Дисперсионный анализ показал, что содержание белка в зерне яровой пшеницы статистически значимо (p < 0,001) зависит от сорта. Минимальное содержание протеина отмечено у сорта Красноярская 12, максимальное – у сорта Новосибирская 29. Показатель силы влияния фактора «Сорт» на содержание белка составляет 17,6 % (табл. 2).
Установлено также, что количество белка статистически значимо (p < 0,001) различается по годам. Минимальное содержание белка отмечено в 2021 г., максимальное – в 2017. Показатель силы влияния фактора «год» на содержание белка составляет 59,2 %.
Рис. 1. Изменение количества белка в зерне пшеницы в период исследования (2016–2022 гг.), %
Таблица 2
Дисперсионный анализ влияния факторов «сорт» и «год» на содержание белка в зерне
|
Источник вариации |
SS |
df |
MS |
F |
P-Значение |
F критическое |
|
Сорт |
13,449 |
4 |
3,362 |
4,537 |
0,007 |
2,776 |
|
Год |
45,239 |
6 |
7,540 |
10,173 |
1,27189E-05 |
2,508 |
|
Погрешность |
17,788 |
24 |
0,741 |
|||
|
Итого |
76,476 |
34 |
Корреляционный анализ показал, что между средним содержанием белка в зерне сортов Новосибирская 31, Алтайская 75, Красноярская 12 и Памяти Вавенкова существует статистически значимая (на уровне p < 0,05) сильная положительная связь, коэффициенты корреляции составили 0,85–0,96, это значит, что содержание белка по годам у них меняется одинаково (табл. 3).
Таблица 3
Корреляция между содержанием белка в зерне изучаемых сортов
|
Сорт |
Новосибирская 29 |
Новосибирская 31 |
Алтайская 75 |
Красноярская 12 |
|
Новосибирская 29 |
1 |
|||
|
Новосибирская 31 |
–0,04 |
1 |
||
|
Алтайская 75 |
0,39 |
0,86 |
1 |
|
|
Красноярская 12 |
0,41 |
0,84 |
0,95 |
1 |
|
Памяти Вавенкова |
0,36 |
0,85 |
0,89 |
0,96 |
Следовательно, в динамике содержание белка у данных сортов изменяется схожим образом. Связь проиллюстрирована на примере сортов Красноярская 12 и Памяти Вавенкова (рис. 2).
Содержание белка в зерне сорта Новосибирская 29 с белковостью зерна других сортов корррелирует слабо (r ≤ 0,4), т. е. изменяется по годам нетипично для данного опыта. Рисунок 3 наглядно демонстрирует отсутствие связи на примере сортов Новосибирская 29 и Новосибирская 31.
Рис. 2. Связь между содержанием белка сортов Красноярская 12 и Памяти Вавенкова
Рис. 3. Отсутствие связи между содержанием белка сортов
Новосибирская 29 и Новосибирская 31
Заключение. За годы исследования содержание белка в изученных сортах варьировало от 11,58 % у Красноярской 12 (3-й класс качества согласно ГОСТ 9353-2016) до 16,93 % у Памяти Вавенкова (1-й класс). Изменчивость показателя составила 8–13 % (слабая и средняя). Сила влияния сорта на содержание протеина составляет 17,6 %, а условия года – 59,2 %. Среди исследованных в работе сортов для стабильного получения зерна с наиболее высоким содержанием белка в лесостепи Красноярского края рекомендуется сорт Новосибирская 29, так как он формирует высокобелковое зерно независимо от погодных условий периода вегетации и является наиболее экологически стабильным.
1. Проблема повышения качества пшеницы в стране требует комплексного решения / А.И. Алтухов [и др.] // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 2. С. 32–39. EDN PHACEU.
2. Биохимические показатели качества зерна у современных сортов яровой пшеницы / А.В. Амелин [и др.] // Вестник ОрелГАУ. 2019. № 2 (77). С. 3–11.
3. Келер В.В. Влияние гидротермических условий на формирование белка районированных сортов яровой пшеницы в лесостепи Красноярского края // Вестник КрасГАУ. 2008. № 1. С. 56–59. EDN IIRGYL.
4. Малыгина Н.С., Власова М.В. Исследование факторов, влияющих на урожайность и качество зерна пшеницы, выращенной на черноземах выщелоченных (на примере Покровского района Орловской области) // Вестник ОрелГИЭТ. 2018. № 2 (44). С. 21–26. EDN XYZIIH.
5. Мозговой С.С., Пантюхов И.В., Келер В.В. Экологическая пластичность сортов яровой пшеницы в лесостепи Красноярского края // Вестник КрасГАУ. 2020. № 9 (162). С. 121–128. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2020-9-121–128. EDN FRKNID.
6. Павлов А.Н. Внешние условия и внутренние факторы, определяющие содержание белка в зерне пшеницы // Проблемы белка в сельском хозяйстве: науч. тр. ВАСХНИЛ. М.: Колос, 1975. С. 167–173.
7. Продуктивность и качество мягкой яровой пшеницы в Западной Сибири / Т.Н. Капко [и др.] // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35, № 10. С. 25–31. DOI: 10.53859/ 02352451_2021_35_10_25. EDN OABSSC.
8. Павлов А.Н. Повышение содержания белка в зерне. М.: Наука, 1984. 119 с.
9. Особенности формирования содержания белка в зерне пшеницы мягкой яровой в условиях Западной Сибири / И.В. Пахотина [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2021. № 5 (170). С. 37–45. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-5-37-45. EDN ICTGUP.
10. Вельмисева Л.Е. Формирование продуктивности и качества зерна сортов яровой мягкой пшеницы в зависимости от приемов возделывания в условиях лесостепи Среднего Поволжья: 06.01.09: дис. … канд. с.-х. наук. Пенза, 2005. 179 с. EDN NNHNDP.
11. Реализация генетического потенциала сортов мягкой пшеницы под влиянием условий внешней среды: современные возможности улучшения качества зерна и хлебопекарной продукции (обзор) / Е.К. Хлесткина [и др.] // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52, № 3. С. 501–514. DOI:https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.3.501rus. EDN YZKVHR.
12. Хижняк С.В., Пучкова Е.П. Математические методы в агроэкологии и биологии / Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2019. 240 с. EDN PHBKPX.
13. Keler V.V., Martynova O.V., Demeneva A.A. Productivity and technological qualities of spring wheat grain in Krasnoyarsk region // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Krasnoyarsk, 18–20 ноября 2020 г. / Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Vol. Volume 677. Krasnoyarsk, Russian Federation: IOP Publishing Ltd, 2021. P. 32050. DOI:https://doi.org/10.1088/1755-1315/677/3/ 032050. EDN CMUXRV.
14. Nadew B.B. Effects of Climatic and Agronomic Factors on Yield and Quality of Bread Wheat (Triticum aestivum L.) Seed: A Review on Selected Factors. Advances in Crop Science and Technology. 2018.
15. Identification of QTLs for Grain Protein Content in Russian Spring Wheat Varieties / I.N. Leonova [et al.] // Plants. 2022. Vol. 11, № 3. DOI:https://doi.org/10.3390/plants11030437. EDN OPOLSP.
