Адаптивный сорт пшеницы мягкой озимой Михайловская 1

Введение. В человеческой цивилизации, и в целом в культурной сфере, важнейшую роль играли злаки, где основная роль принадлежала пшенице. С доисторических времен и по настоящее время значение пшеницы в экономическом отношении не изменилось, она и сейчас занимает первое место, более того, значение ее возрастает, увеличиваются ее посевные площади и урожайность зерна в сравнении с другими основными зерновыми культурами (кукуруза, ячмень, рис). Химизация, мелиорация, механизация, интенсификация производства, использование современных методов обработки почвы и другое постоянно снижают себестоимость продукции этой культуры. На протяжении последних лет в результате селекции изменилась не только урожайность, но и многие морфологические признаки, габитус растения. Значительное повышение урожайности пшеницы характерно не только для стран с низким уровнем земледелия, но и для высокоразвитых стран с высоким уровнем сельскохозяйственного произ- водства. Существует острая необходимость в постоянном увеличении объемов производства и переработки, в его разнообразии и качестве. На ведущее место здесь выдвигается селекция – создание новых сортов с комплексом основных хозяйственных признаков, с широким спектром устойчивости к болезням и адаптивности. Современному сельскохозяйственному производству нужны конкурентные сорта озимой пшеницы, адаптивные к условиям выращивания, способные формировать высокие и стабильные урожаи при интенсивных и суперинтенсивных технологиях возделывания.

Карликовые и полукарликовые растения озимой пшеницы в период роста и развития эффективнее используют питательные вещества и влагу в сравнении со среднерослыми и высокорослыми сортами. Короткостебельные пшеницы характеризуются повышенным числом зерен в колосе и высокой отзывчивостью на интенсивные условия выращивания. Существует мнение, что короткостебельность у растений контролируется одним, двумя или тремя генами. В действительности этот признак контролируется многими генами и не ясен процесс взаимодействия генов, вызывающих укорочение стебля, то есть сама суть, природа количественного и качественного взаимодействия генов [1–10].

Важнейшим звеном в селекции является исходный селекционный материал, основанный на учении Н.И. Вавилова о всестороннем изучении генетического разнообразия той или иной культуры. Непрерывно меняющиеся условия среды и требования производства свидетельствуют о необходимости выявления, создания и выделения доноров и источников нового поколения с целью получения пластичных сортов пшеницы, устойчивых к эдафическому стрессу. Нестабильность выражения по годам тех или иных хозяйственных признаков у возделываемых в производстве сортов свидетельствует об их невысокой адаптивности. С целью повышения адаптивности применяется сложная ступенчатая гибридизация, насыщающие и ступенчатые скрещивания, с использованием отселектиро-ванного, адаптивного исходного материала к различным агроэкологическим условиям. При всех видах скрещиваний желательно в качестве материнского растения использовать хорошо приспособленный к местным условиям генотип. Полезные адаптивные признаки в сочетании с высокой продуктивностью, качеством зерна, зимоморозостойкостью, засухоустойчивостью, жаростойкостью и другими признаками позволяют создавать новые конкурентные сорта пшеницы.

Изучение исходного материала по разным предшественникам, срокам, нормам посева, фонам минерального питания позволяет решать не только технологические вопросы, но и оценивать сорта на адаптивность.

Создание сортов с максимально высоким уровнем продуктивности – это сложная и трудная задача селекции, которая связана со сложностью и комплексностью этого признака. Известно, что в период вегетации растения пшеницы испытывают влияние огромного количества факторов внешней среды, которые постоянно варьируют, действуют разнообразно как по годам, так и в течение онтогенеза. Урожайность складывается из большого числа структурных элементов, но вместе с тем, это производное прежде всего двух величин – числа продуктивных стеблей на 1 м2 и массы зерна колоса. Уровень связи структурных элементов и продуктив- ности зависит от географических зон возделывания, погодно-климатических условий в период вегетации растений и генотипа сортов.

Селекция на качество зерна позволяет повышать и улучшать содержание белка и качество клейковины и в целом хлебопекарные свойства. С улучшением биологической ценности зерна пшеницы заметно уменьшается доля энергии, которую человек получает из пищи животных.

Качество зерна определяется его твердозер-ностью, стекловидностью, выполненностью, высокой натурой и хорошими мукомольнохлебопекарными качествами. Качество – это прежде всего высокое содержание белка и клейковины в зерне, при выпечке из муки которого получается хлеб высокого объема с мелкой пористостью мякиша, красивый , с ароматным вкусом и другими ценными признаками. Хлеб является не только источником энергии, он обеспечивает более эффективную работу пищеварительного тракта и усвоения всех других продуктов питания. Хлеб – продукт, который заменить ничем нельзя, «хлеб – всему голова».

Большое влияние на рост и развитие озимой пшеницы в географических регионах ее возделывания оказывают почвенная, атмосферная засухи. Недостаток влаги, высокие температуры воздуха и суховеи отрицательно воздействуют на растения, особенно в период закладки генеративных органов, колошения и созревания, вызывая такие неблагоприятные явления, как череззерница, пустоколосица, запал, захват.

Большой вред производству зерна наносят грибковые и бактериальные патогены. Теоретические основы иммунитета растений к инфекционным заболеваниям разработаны, обоснованы и развиты в работах Н.И. Вавилова. Для борьбы с болезнями применяются агротехнические, фитосанитарные мероприятия , химические методы. Но самым эффективным методом является возделывание в производстве устойчивых к различным патогенам сортов пшеницы. Существуют два вида устойчивости растений – горизонтальная (неспецифическая) и вертикальная (расоспецифическая). Горизонтальная устойчивость снижает скорость развития болезней и контролируется полигенно. Вертикальная устойчивость – это реакция сверхчувствительности (некротизация тканей) к различным расам болезни и контролируется олигогенно, ген против гена. Существует как рецессивный, так и доминантный генетический контроль.

В настоящее время сельскохозяйственное производство остро нуждается в сортах с высокой и стабильной урожайностью и качеством, способностью давать максимальные урожаи по интенсивным и суперинтенсивным технологиям, окупать затраты и приносить максимальную прибыль. Сорта должны обладать плотным стеблестоем с низкой конкуренцией в ценозе, при достаточно продуктивном колосе, с совершенным ксероморфным типом растения, толерантного к загущению, и повышенной окупаемостью затрат. Необходимо адресное создание сортов, приспособленных к условиям хранения, переработки и маркетинга, с положительной реакцией генотипа на внедрение в производство природоохранных технологий, с генетической системой, обеспечивающей устойчивость к биотическим и абиотическим стрессорам [11–16].

Успех в селекции адаптивных, конкурентных сортов зависит от правильного подбора генетических источников, использования современных, более совершенных методов создания наследственной вариабельности в популяциях, от эффективных методов отбора и оценки перспективных линий на разных этапах селекционного процесса.

Цель исследования – создание новых, адаптивных сортов пшеницы мягкой озимой, обладающих комплексом хозяйственных признаков и свойств, для возделывания в условиях юга и юго-востока России.

Объекты и методы . Опыты закладывались в ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ». Сорта пшеницы изучались по типу конкурсных испытаний. Предшественник – пар, почвы – чернозем обыкновенный, тяжелосуглинистый. Метод размещения вариантов – систематический, повторность – четырехкратная, площадь делянки – 10 м². Перед посевом вносились сложные минеральные удобрения в действующем веществе: N – 40 кг, P – 60, K – 40 кг. Для создания мелкокомковатого состояния почвы осуществлялась культивация на глубину 5–7 см. Норма высева составляла из расчета 5 миллионов всхожих зерен на один гектар. Весной проводилась азотная подкормка аммиачной селитрой в действующем веществе N – 40 кг.

Все оценки, учеты и наблюдения проводились по методике государственного сортоиспытания [17].

Технологические и качественные оценки зерна и хлеба определяли по методическим указаниям [18, 19].

Статистическая обработка результатов исследований проводилась по Б.А. Доспехову. В статистической обработке результатов использовались программы Statistika, MS Excel. Достоверность различий оценена по наименьшей существенной разнице (НСР) с уровнем значимости 0,05 [20].

Морозостойкость определялась методом, разработанным В.А. Юрьевым и др. [21], усовершенствованным В.И. Ковтуном [2].

Результаты и их обсуждение. В результате внутривидовой гибридизации и индивидуального, целенаправленного, непрерывного отбора во всех звеньях селекционного процесса создан новый адаптивный сорт пшеницы мягкой озимой Михайловская 1. В качестве родительских пар в последнем скрещивании использовались сорта: мать – Донской сюрприз, отец – Хист. Сорт пшеницы Михайловская 1 рекомендуется возделывать в условиях Северо-Кавказского и Нижне-Волжского регионов.

Разновидность – эритроспермум, относится к степному морфотипу. Колос остистый, пирамидальной формы, средней плотности, прямостоячий. Колосковая чешуя ланцетная, нервация хорошо выражена. Зубец колосковой чешуи прямой, острый. Плечо скошенное, средней ширины. Киль выражен сильно. Зерно слегка опушенное, полуудлиненной формы, красное, бороздка неглубокая, масса 1000 зерен – 43,6– 44,4 г. Полукарлик, высота растений – 77–89 см.

Новый сорт озимой пшеницы Михайловская 1 обладает достаточно продуктивным колосом, большой эффективно работающей листовой поверхностью, синхронным расположением и развитием побегов кущения. Это позволяет сорту формировать густой и плотный стеблестой и, соответственно, высокую урожайность зерна.

Для повышения урожайности озимой пшеницы в Ставропольском крае большую роль играют осенне-зимние и ранневесенние осадки, которые создают основные глубинные запасы влаги в почве. Более благоприятными по глубинным запасам влаги в почве были 2022 и 2023 гг. исследований.

В годы исследований отмечалось варьирование урожайности сортов по годам, что свидетельствует о влиянии на этот признак погодных условий. Но всегда новый сорт формировал урожайность зерна достоверно выше стандарта Гром (в 2022 г. – 11,80, в 2023 г. – 9,23, в 2024 г. – 8,17 т/га). Соответственно, с превышением над стандартом (в 2022 г. – на 2,23, в 2023 г. – на 1,22, в 2024 г. – на 0,64 т/га), в среднем за три года - на 1,36 т/га. Уровень, степень выраженности этого важнейшего признака у Михайлов- ской 1 жестко контролируется генетической системой, т. е. всегда стабильно ее урожайность была выше стандарта Гром (табл. 1).

Таблица 1

Основные хозяйственно-биологические признаки сорта Михайловская 1, среднее за 2022–2024 гг.

Main economic and biological traits of the variety Mikhailovskaya 1, average for 2022–2024

Признак	Михайловская 1	Гром, стандарт	± к сорту Гром	НСР 05
Урожайность, т/га	9,73	8,37	+1,36	0,27
Вегетационный период, дни	241	243	–2	1,3
Высота растений, см	82	82	±0	2,3
Устойчивость к полеганию, балл	5,0	5,0	±0	0,1
Продуктивная кустистость, побегов на одно растение	2,6	2,1	+0,5	0,3
Кол-во продуктивных побегов на 1 м2	707	628	+79	31
Уборочный индекс, зерно/солома	0,36	0,32	+0,04	0,02
Число зерен в колосе, штук	37,2	28,8	+8,4	3,8
Масса зерна колоса, грамм	1,4	1,2	+0,2	0,1
Масса 1000 зерен, грамм	43,7	39,4	+4,3	3,1
Зимостойкость, балл	5,0	4,9	+0,1	0,1
Морозостойкость, %	75,5	70,8	+4,7	12,9
Засухоустойчивость, балл	5,0	4,5	+0,5	0,2
Жаростойкость, балл	5,0	4,8	+0,2	0,1
Устойчивость к прорастанию, балл	5,0	5,0	±0	0,1
Устойчивость к осыпанию, балл	5,0	4,7	+0,3	0,1
Вымолачиваемость зерна, балл	5,0	5,0	±0	0,1
Пригодность к механизированной уборке	Пригоден	Пригоден	–	–

Новый сорт следует отнести к среднеранним сортам, так как полная спелость у него наступает на два дня раньше среднеспелого сорта Гром. Необходимо отметить, что к моменту прекращения вегетации озимой пшеницы растения находились в фазе кущения, с формированием от 2 до 5 побегов. Раннее возобновление весенней вегетации способствовало формированию у сортов более высокой урожайности. Потенциальная продуктивность сортов озимой пшеницы зависит от степени оптимизации условий, необходимых для прохождения отдельных этапов органогенеза, стрессы и недостатки предыдущих этапов трудно или вообще нельзя компенсировать на последующих этапах роста и развития растений. Продолжительность вегетационного периода является важным адаптационным признаком для возделывания в различных почвенно-климатических зонах.

Михайловская 1 – это полукарликовый сорт пшеницы, который отличается мощной корневой системой и прочным устойчивым к полеганию стеблем. Несмотря на шквалистые ветра и сильные дожди, которые наблюдались в отдельные годы исследований, он всегда имел самую высокую оценку по устойчивости к полеганию – пять баллов.

Уровень выраженности таких важных признаков, как продуктивная кустистость, количество продуктивных побегов на 1 м2 и уборочный индекс у Михайловская 1 достоверно выше сорта Гром и составил соответственно: продуктивная кустистость – Михайловская 1 – 2,6, Гром – 2,1; количество продуктивных побегов – Михайловская 1 – 707, Гром – 628; уборочный индекс – Михайловская 1 – 0,36, Гром – 0,32. Михайловская 1 отличается толерантностью к загущению и высоким выходом зерна из общей биомассы урожайности. Вышеотмеченные признаки мы ис- пользуем в селекции как эффективные критерии при отборе на повышение урожайности зерна.

Озерненность – один из главных компонентов структуры урожайности. Выраженность этого признака у Михайловской 1 составила 37,2 зерен в колосе, что на 8,4 зерен больше, чем у стандарта Гром. Превышение по озерненности колоса у него над стандартом было высоким и достоверным.

Число зерен в колосе имеет высокую корреляционную связь с массой зерна колоса (r = 0,71 ± 0,16), которая, в свою очередь, положительно коррелирует с массой 1000 зерен (r = 0,68 ± 0,20).

Масса зерна колоса – один из основополагающих компонентов структуры урожайности, который зависит от плотности стеблестоя. Повышение плотности стеблестоя ведет к снижению массы зерна колоса, тем не менее степень выраженности у нового сорта, как первого, так и второго признака, была достоверно выше, чем у стандарта.

Масса 1000 зерен, так же как и вышеотме-ченные структурные элементы, входит в группу основных признаков, которые эффективно используют селекционеры для повышения продуктивности пшеничного растения. Высокие температуры воздуха, отсутствие осадков, острые суховейные явления в период колошение – созревание растений могут значительно снижать массу зерновки. Такие неблагоприятные метеорологические условия в период налива зерна наблюдались в 2024 г. Масса 1000 зерен имеет тесную связь с выполненностью зерна, его качеством, учитывается при определении нормы высева семян.

Число зерен в колосе, масса зерна колоса и масса 1000 зерен имеют тесную положительную корреляционную зависимость с урожайностью зерна. Эти признаки в значительной степени являются сортовыми, то есть довольно жестко контролируются генетической системой, хотя имеют небольшое варьирование в зависимости от условий выращивания.

По основным структурным элементам: числу зерен в колосе, массе зерна колоса и массе 1000 зерен Михайловская 1 достоверно превышает стандарт Гром.

Зимостойкость озимой пшеницы на юге России играет важную роль в стабилизации урожайности этой культуры. Здесь гибель озимых происходит в зимне-весенний период, когда нас- тупают оттепели и температура повышается до 10…20 °С. Это приводит к возобновлению вегетации, затем наступление резкого и продолжительного похолодания, а также весенние заморозки могут приводить к изреживанию и гибели озимой пшеницы. Резкие похолодания, пониженные температуры (–10…–15 °С) снижают количество растений на единице площади, их мощность и жизнеспособность. Дальнейшие кратковременные морозы приводят к гибели части растений и в целом снижают урожайность пшеницы. Большое влияние на устойчивость растений озимой пшеницы к зимне-весенним заморозкам оказывают сортовые особенности, поэтому создание зимоморозостойких сортов является весьма актуальным. При создании современных сортов мы используем в качестве материнских форм зимоморозостойкие сорта пшеницы. Считаем, что цитоплазма существенно влияет на повышение зимоморозостойкости у новых генотипов. Таким материнским растением в последнем скрещивании был зимоморозостойкий сорт Донской сюрприз. Михайловская 1 характеризуется высокой зимостойкостью (5 баллов) и устойчивостью к действию перепадов температур (морозостойкость – 75,5 % живых растений). Новый сорт способен расти весной при пониженных температурах и формировать больше биомассы, чем стандарт. По устойчивости к низким отрицательным температурам этот сорт следует отнести к морозостойким сортам. Как видно из таблицы 1, по степени выраженности этого показателя он не уступает морозостойкому сорту Гром, районированному в Нижне-Волжском регионе, где наблюдаются сильные морозы, ледяные корки и другие стрессы.

В период роста и развития озимая пшеница часто подвергается действию стресса – почвенной, воздушной и комбинированной засух. У незасухоустойчивых сортов, как правило, резко снижается масса зерна в колосе, оно становится щуплым, уменьшается количество зерен в колосе и в конечном счете значительно снижается урожайность зерна. Специальных комплексных исследований, направленных на выяснение природы засухоустойчивости и эффективных методов ее оценки проведено в настоящее время мало, что связано со сложностью самого признака засухоустойчивости. Недостаток воды (засуха) действует на растение пшеницы как в отдельные периоды органогенеза, так и в течение всей вегетации. В результате этого в растениях выработалась система защитных признаков и свойств, которые контролируются многими генами. Показатели засухоустойчивости (5 баллов) и жаростойкости (5 баллов) у нового генотипа были достоверно выше стандарта. По степени выраженности этих свойств новый генотип достоверно превышает стандарт. В засушливый период Михайловская 1 характеризуется достаточной устойчивостью ростовых процессов и фотосинтеза, более высокой жизнеспособностью в сравнении со стандартом.

Данные таблицы 1 свидетельствуют о том, что Михайловская 1 не осыпается и не прорастает на корню. Этот полукарлик с прочным, устойчивым к полеганию стеблем пригоден к механизированной уборке, отличается хорошей вымолачиваемостью (5 баллов).

Сорта пшеницы имеют право на свое существование, если их генетический потенциал в условиях производства обеспечивают возможность формировать качественное зерно на уровне ценных и сильных пшениц. Поэтому при создании новых сортов особое внимание мы уделяем качеству зерна. Установлено, чем более благоприятные условия года для получения большого урожая, тем менее благоприятные они для накопления белка в зерне. То есть существует отрицательная корреляционная зависимость между этими важнейшими признаками. Тем не менее при выращивании сортов пшеницы на агрофонах с достаточной обеспеченностью азотом эта зависимость сглаживается и становится положительной. В среднем за 2022–

2024 гг. она составляла r = 0,17 ± 0,18. Отсутствие четко выраженных и устойчивых по годам коэффициентов корреляций между урожайностью и качеством свидетельствует о трудности совмещения этих основополагающих признаков в геноме новых сортов. Для работы, направленной на повышение качественных показателей, необходимо знать наследование их в поколениях гибридов, происхождение и комбинационную способность родительских форм. Качество зерна – это больше сортовой признак, хотя может значительно варьировать и в зависимости от условий выращивания. На качество зерна значительное влияние оказывают почвенноклиматические условия, оптимальные дозы внесения удобрений и своевременное, на высоком уровне выполнение всех технологических приемов. Даже в регионах с благоприятными условиями выращивания, может формироваться зерно невысокого качества. Ставропольский край является одним из основных регионов России, где почвенно-климатические условия довольно благоприятные для производства зерна пшеницы высокого качества. Но не любой сорт пшеницы может здесь формировать высокое качество, решающая роль принадлежит генотипу, наследственной основе сорта. Если в генетической системе сорта нет высокого качества зерна, то такие сорта формируют слабую плывущую клейковину и фуражное зерно.

Технологические и хлебопекарные показатели качества зерна у сорта Михайловская 1 представлены в таблице 2.

Таблица 2

Технологические и хлебопекарные показатели качества зерна у сорта Михайловская 1, среднее за 2022–2024 гг.

Technological and baking parameters of grain quality in variety Mikhailovskaya 1, average 2022–2024

Показатели	Сорт		± к стандарту	НСР 05
	Михайловская 1	Гром, стандарт
Натура, г/л	807	812	–5	4,0
Стекловидность, %	55	53	+3	2,4
Содержание белка, %	14,2	14,4	–0,2	0,2
Содержание клейковины, %	28,0	26,0	+2,0	1,2
Качество клейковины, группа	I	II	–	–
Сила муки, е. а.	282	265	+17	21
Объем хлеба, см3	797	786	+11	18
Общая оценка хлеба, балл	4,3	4,1	+0,2	0,1

Михайловская 1 обладает высокими технологическими и хлебопекарными показателями, которые соответствует ГОСТу Российской Федерации для сильных пшениц.

Внесение повышенных доз удобрений, особенно азотных, выращивание по интенсивным и суперинтенсивным технологиям, дожди, теплая и влажная погода в период роста и развития растений пшеницы способствуют вспышкам целого комплекса болезней. В результате пораже-

Таблица 3

Максимальное поражение болезнями в полевых условиях в годы исследований (2022–2024 гг.), %

Maximum disease damage under field conditions in the study years (2022–2024), %

ния болезнями снижается урожайность зерна и его качество. Подавляющее число болезней на этой культуре относятся к грибковым, бактериальным и вирусным, которые обладают большой способностью к специализации и паразитированию. Проявляются они обычно на листьях, стеблях, колосьях, колосковых чешуях. К числу таких болезней в Ставропольском крае относятся болезни, представленные в таблице 3.

Болезнь	Степень поражения
	Михайловская 1	Гром, стандарт
Мучнистая роса, баллы	1	1
Бурая ржавчина	5	20
Желтая ржавчина	5	20
Стеблевая ржавчина	Следы	25
Пыльная головня	0	0
Вирус желтой карликовости ячменя	5	20
Пиренофороз	5	40
Фузариоз	5	20
Септориоз	Следы	25

Для борьбы с болезнями в производстве внедряются современные системы интегральной защиты: правильные, научно обоснованные севообороты, биологические, агротехнические, химические и карантинные мероприятия. Проводимые мероприятия должны прежде всего обеспечивать надежную защиту растений пшеницы и гарантировать охрану окружающей среды. Но самым безопасным и надежным способом борьбы с болезнями является селекция, создание устойчивых сортов. Мы всегда стремимся создавать сорта пшеницы с высокой полевой устойчивостью к основному комплексу болезней, которые широко распространены в регионах возделывания. Степень максимального поражения болезнями нового сорта и стандарта свидетельствует о том, что Михайловская 1 обладает эффективными генами устойчивости и полевой выносливости к основным болезням. Поражение болезнями растений у нее была значительно меньше, чем у стандарта Гром.

Заключение. Создан новый адаптивный, урожайный сорт пшеницы универсального типа Михайловская 1. Он относится к среднеранним сортам, выколашивается и созревает на два дня раньше среднеспелого сорта Гром.

Это полукарлик с мощной корневой системой и прочным устойчивым к полеганию стеблем.

Михайловская 1 отличается плотным стеблестоем (707 стеблей на 1 м2) и толерантна к загущению (масса зерна колоса – 1,4 г.).

Уровень выраженности основных структурных элементов урожайности зерна у нового генотипа достоверно выше стандарта.

Она отличается максимальной зимостойкостью (5 баллов) и хорошей морозостойкостью (75,5 % живых растений). Ей присущи высокая жаростойкость и засухоустойчивость, устойчивость к прорастанию и осыпанию зерна на корню. Ее зерно хорошо вымолачивается, и она пригодна к механизированной уборке.

По качеству зерна и хлеба – это сильная пшеница.

Михайловская 1 обладает эффективными генами устойчивости и полевой выносливости к основным болезням, поражающим данную культуру.