Анализ исходного материала России и Германии в селекции пшеницы мягкой яровой в условиях южной лесостепи Омской области
Автор: Зырянов Б.В., Россеева Л.П., Белан И.А., Омельянюк Л.В.
Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau
Рубрика: Агрономия
Статья в выпуске: 4 (60), 2025 года.
Бесплатный доступ
Представлены результаты трехлетних исследований (2022–2024 гг.) 186 генотипов яровой мягкой пшеницы (94 сорта из России и 92 из Германии), проведенных в ФГБНУ «Омский АНЦ» в условиях южной лесостепи Омской области. У России и Германии разные климатические и почвенные условия. Для многих регионов России характерен резко континентальный климат с суровыми зимами и жарким летом, тогда как в Германии более мягкий, умеренный климат. Изучение генотипов из этих стран позволяет оценить их адаптивный потенциал в контрастных условиях, что важно для селекции сортов, устойчивых к стрессовым факторам. Цель работы – оценка генотипов яровой мягкой пшеницы из России и Германии в резко континентальном климате Омской области для отбора перспективных генетических источников, обеспечивающих устойчивость к болезням, полеганию и высокую зерновую продуктивность новых сортов. Изучены ключевые хозяйственно-ценные показатели: урожайность, продолжительность фенологических фаз, устойчивость к полеганию и листостебельным заболеваниям (мучнистая роса, бурая и стеблевая ржавчина), а также элементы структуры колоса. Установлено, что российские сорта в среднем превосходят немецкие по урожайности (152,4 против 77,4 г/м²), скороспелости (период всходы-колошение – 41 сут против 46) и устойчивости к полеганию. Наибольшую продуктивность показали сорта Иртышанка 10 (211,5 г/м²), Новосолянская (210,9 г/м²) и Кантегирская 89 (201,1 г/м²). Немецкие генотипы отличались более длинным колосом (+0,94 см к среднему группы из России) и числом колосков (+0,92 шт.), но уступали по массе зерна с колоса (–0,14 г) и массе 1000 зерен (–1,65 г). Выделены источники комплексной устойчивости к патогенам: российский сорт Оренбургская 7 и немецкие образцы TRI 842 и TRI 3448. В 2024 г. контрастные погодные условия (избыточное увлажнение в мае и июле, засуха в июне) усилили изменчивость признаков (Cv урожайности – 62,1%). Результаты исследования позволяют рекомендовать выделенные лучшие генотипы (Оренбургская 7, Новосолянская, Иртышанка 10, Кантегирская 89, Аленькая-Уймонская, Саратовская 29 – Россия; TRI 842, TRI 3448, TRI 1956, TRI 17879, TRI 9424 – Германия) в качестве источников для создания высокопродуктивных и устойчивых к биотическим и абиотическим стрессам сортов яровой мягкой пшеницы, адаптированных к условиям южной лесостепи Омской области.
Яровая пшеница, генотип, устойчивость, полегание, урожайность, мучнистая роса, стеблевая ржавчина, бурая ржавчина
Короткий адрес: https://sciup.org/142246715
IDR: 142246715 | УДК: 633.11:631.52(571.13)
Текст научной статьи Анализ исходного материала России и Германии в селекции пшеницы мягкой яровой в условиях южной лесостепи Омской области
Яровая пшеница ( Triticum aestivum L.) является одной из ключевых зерновых культур, обеспечивающих продовольственную безопасность и служащих важным источником кормов в России и мире [1]. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO), мировое производство пшеницы в 2022 г. составило 780 млн т, это подчеркивает её глобальную значимость [2]. В России основное производство яровой пшеницы сосредоточено в регионах Поволжья, Западной и Восточной Сибири, а также на Урале, где климатические условия благоприятствуют её возделыванию [3]. Омская область входит в число лидеров по посевным площадям этой культуры: в 2023 г. под яровую пшеницу было отведено 1,16 млн га, из которых более 90% составляли сортовые посевы, а сорта селекции ФГБНУ «Омский аграрный научный центр» – свыше 50% этих площадей [4]. За последние годы средняя урожайность в регионе увеличилась на 15–20% благодаря внедрению новых высокопродуктивных сортов [5].
Повышение продуктивности яровой пшеницы во многом определяется успехами селекции, направленной на создание генотипов, способных адаптироваться к изменяющимся климатическим условиям [6]. Генетическое разнообразие и интродукция новых форм играют решающую роль в разработке сортов с улучшенными хозяйственно-ценными признаками, такими как высокая урожайность, качество зерна и устойчивость к стрессам [7]. В условиях глобального потепления, сопровождающегося повышением средних температур на 1,5°C в Западной Сибири за последние десятилетия и изменением режима осадков, селекция на адаптивность становится приоритетной [8]. Например, в 2024 г. в Омской области наблюдались
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60) AGRONOMY экстремальные погодные условия – избыточное увлажнение в мае и июле сочеталось с засухой в июне, усиливая изменчивость урожайности [9].
Эффективная селекция требует тщательного изучения генотипов различного эколого-географического происхождения для выявления источников устойчивости к биотическим и абиотическим факторам [10]. Особое внимание сейчас уделяется сортам с повышенной толерантностью к листостебельным заболеваниям, таким как мучнистая роса и ржавчина, а также к полеганию, что очень важно для регионов с нестабильным климатом [11].
Цель исследования – оценка генотипов яровой мягкой пшеницы из России и Германии в резко континентальном климате Омской области для отбора перспективных генетических источников, обеспечивающих устойчивость к болезням, полеганию и высокую зерновую продуктивность новых сортов.
Условия, материалы и методы исследования
Исследования проведены с 2022 по 2024 г. в рамках проекта Научного центра мирового уровня (НЦМУ, Санкт-Петербург) на базе селекционного севооборота лаборатории селекции яровой мягкой пшеницы в ФГБНУ «Омский аграрный научный центр». Семена сортов из России и Германии были получены от Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова» (ВИР). В естественных природно-климатических условиях южной лесостепи Омской области изучались 186 генотипов яровой мягкой пшеницы, среди которых 94 российских и 92 немецких сорта. В качестве стандартов, в соответствии с «Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» и рекомендациями Госкомиссии РФ для Западно-Сибирского региона, использовались сорта: среднеранний Памяти Азиева; среднеспелый Дуэт и среднепоздний Элемент 22. Предшественником на опытном участке был пар. Почва участка охарактеризована как лугово-черноземная, среднемощная, среднесуглинистая, с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом [16].
Осенью механическая обработка почвы проводилась многофункциональным культиватором «Степняк» на глубину 10-12 см. Весной для закрытия влаги применялось боронование БЗСС-1; перед посевом – культивация культиватором «Степняк» на глубину 6-8 см. Опыт закладывался по методике ВИР [12]. Посевные работы проведены в наиболее благоприятный период, соответствующий биологическим особенностям культуры и специфике региональных условий (конкретно, в интервале 12–13 мая), с применением ручной сеялки модели СР-1. Норма высева семян – 500 единиц на квадратный метр, каждая опытная делянка занимала площадь в 1 м2, а экспериментальная схема предусматривала двукратную повторность для обеспечения статистической надежности получаемых данных. Стандарты высевали через 50 образцов [16].
В фазе кущения проводилась обработка гербицидами опрыскивателем ОНШ – 600 на базе трактора МТЗ-80 баковой смесью препаратов «Примадонна» 0,5 л/га + Гранат 0,015 г + «Овсюген-экспресс» 0,5 л/га. В период вегетации – ручное рыхление и прополка междурядий. Уборка делянок – вручную. Для определения урожайности образца выращенные растения обмолачивали на сноповой молотилке МТПУ-500 и взвешивали зерно [17].
Программа фенологических наблюдений и учетных работ реализована в соответствии с положениями «Методики государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» [13]. Оценка фитопатологического статуса растений
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60) AGRONOMY выполнялась на базе принципов, регламентированных международными стандартами [14]. Лабораторное рассмотрение морфопродуктивных признаков осуществлялось с использованием автоматизированного рабочего места селекционера (АРМС), которое обеспечивало детальный морфогенетический анализ 10–12 модельных растений каждого варианта. Ключевыми параметрами, определяющими структуру урожая и подвергавшимися анализу, являлись: линейные размеры колоса, общее число колосков и фертильных зерен, масса зерна с колоса и абсолютная масса 1000 зерен.
Полученный массив экспериментальных данных был подвергнут статистическому анализу. Базовые расчеты проводились по методологии, предложенной Б.А. Доспеховым [15], с привлечением вычислительных возможностей программного комплекса STATISTICA 10.0. Для комплексного сравнения и выявления скрытых закономерностей в массиве данных российских и немецких генотипов задействовали метод главных компонент (PCA), позволяющий провести многомерное шкалирование и визуализацию сходств и различий между группами.
Анализ агроклиматических условий в течение трех вегетационных сезонов выявил их значительную контрастность. Сезон 2022 г. характеризовался устойчивым дефицитом влаги, что подтверждается гидротермическим коэффициентом (ГТК = 1.00) за ключевой период май-август. Внутрисезонная динамика была крайне неравномерной: от экстремальной засухи в мае (ГТК = 0.45) до достаточного увлажнения в июле (ГТК = 1.90).
В 2023 г. сохранился режим недостаточного увлажнения (среднесезонный ГТК = 0.84), который усугублялся резкими декадными колебаниями. Наблюдались периоды полного отсутствия осадков (первая декада мая, вторая декада сентября) на фоне эпизода катастрофического переувлажнения в третьей декаде июня, когда количество осадков достигло 150.4% от климатической нормы (ГТК = 2.53). Месячные значения ГТК варьировали в узком диапазоне от 0.77 до 0.93.
В противоположность предыдущим годам вегетационный период 2024 г. протекал в условиях избыточного увлажнения. Суммарный ГТК за интервал май-сентябрь составил 1.66, при этом внутри сезона режим колебался от умеренно засушливого в июне (ГТК = 0.78) до чрезвычайно влажного в июле (ГТК = 2.70) [16].
Данные о температуре и осадках по месяцам за период исследований представлены ниже (рис. 1).
май июнь июль август сентябрь
Месяц
Год (температура) ■♦• 2022 ■♦■ 2023 ■♦■ 2024 Год (осадки) | 2022 Ц 2023 Ц 2024
Рис. 1 . Изменение среднемесячных температурного режима и количества выпавших осадков по месяцам вегетационного периода (май-сентябрь) в южной лесостепи Омской области в годы проведения исследований
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60) AGRONOMY
Результаты и их обсуждение
В условиях вегетационного сезона 2022 г. появление всходов яровой пшеницы отмечено на 9-е сут после посева. Наступление критически важной фазы колошения у основной части изученных сортообразцов регистрировалось во временном окне с 26 июня по 6 июля. Для некоторых генетических линий была характерна более поздняя дата выхода в трубку (10-11 июля). В зависимости от генотипа продолжительность межфазного периода «всходы-колошение» существенно различалась, занимая от 36 до 46 дн. Сравнительный анализ с региональными стандартами выявил динамику: сорт Памяти Азиева достиг стадии колошения за 38 дн., тогда как для сортов Дуэт и Элемент 22 этот показатель составил 41 и 45 дн. соответственно [17].
Фаза восковой спелости зерновки у большинства образцов наступила в интервале 5-15 августа. Для генотипов, относящихся к позднеспелой группе, этот период сместился на 20-24 августа. Общая продолжительность вегетационного цикла варьировала в диапазоне 76-86 сут, а для позднеспелых форм увеличивалась до 91– 95 сут. Абиотические факторы, в частности, дефицит осадков и воздействие повышенных температур в завершающие периоды вегетации, оказали умеренное редуцирующее влияние на ее длительность.
Комплекс метеорологических условий, сложившийся в июне, оказался благоприятным для эпифитотийного развития мучнистой росы ( Blumeria graminis DC.), вызвав поражение восприимчивых сортов с интенсивностью 70–100%. В течение двух первых декад июля сложившийся режим высоких температур на фоне ограниченного выпадения осадков сдерживал распространение бурой ржавчины ( Puccinia triticina Eriks.), а симптомы стеблевой ржавчины ( Puccinia graminis Pers.) отсутствовали. Проявления бурой ржавчины, зафиксированные в более поздние фенодаты, не оказали значимого негативного воздействия на продукционный процесс и состояние растений [16].
Таким образом, текущий год не был благоприятным для развития ржавчинных заболеваний. Все сортообразцы различались по скорости нарастания инфекции патогена мучнистой росы. Сумма выпавших осадков в июне составила 52,5 мм (в пределах среднемноголетнего значения), пришлась на фенологические фазы кущения, выхода в трубку, начала колошения пшеницы. Растения показали мощный потенциал развития вегетативной массы, которая проявилась в кустистости и облиственности растений. Мощное развитие вторичной корневой системы пшеницы позволило благополучно перенести повышенные температуры воздуха в июле и августе. Совокупность сложившихся природных условий способствовала в 2022 сельскохозяйственном году формированию урожая образцов яровой мягкой пшеницы в опыте за счет таких элементов структуры, как продуктивная кустистость, озерненность колоса, выравненность зерна, масса 1000 зерен [17].
В условиях 2023 г. прорастание семян и появление единичных всходов отмечено на 10-е сут после проведения посева. У основной группы изученных генотипов переход в фазу колошения был зарегистрирован в интервале 1-12 июля. Для части образцов была характерна отсроченная дата выколашивания (15-20 июля). Продолжительность межфазного промежутка «всходы–колошение» демонстрировала значительный разброс, занимая от 38 до 62 дн.
Сравнительный анализ с региональными стандартами показал, что сорт Памяти Азиева вступил в фазу колошения за 39 дн., в то время как для сортов Дуэт и Элемент 22 этот период составил 42 и 46 дн. соответственно. Минимальные значения данного
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60) AGRONOMY признака (38 дн.) зафиксированы у линий Императорка (RS15), Иркутская 49 (RS16) и ГДС11 (RS11). В противоположность этому генотип TRI 828 (DS38) отличался максимально длительным периодом до колошения, достигшим 62 дн. Низкие значения коэффициента вариации (Cv) (9,1–9,6%), независимо от повторности и сезона, подтверждают высокую стабильность и воспроизводимость данного фенологического показателя.
Наступление восковой спелости зерна у большинства образцов наблюдалось с 7 по 20 августа. Для стандартных сортов продолжительность вегетационного периода вплоть до этой фазы составила: Памяти Азиева – 77 дн., Дуэт – 81 день, Элемент 22 – 85 дн. Генотипы поздней группы созревания достигали этой стадии в третьей декаде августа (24-26 августа). Категорию скороспелых форм с продолжительностью вегетационного периода 76–77 дн составили такие образцы, как Новосибирская 22 (RS78), Новосибирская 15 (RS77), ГДС11 (RS11), Императорка (RS15) и Иркутская 49 (RS16).
Для климатических условий лета 2023 г. была характерна засушливость, это отразилось на развитии патогенов. Поражения бурой и стеблевой ржавчиной в опыте не наблюдали, однако восприимчивые сорта демонстрировали поражение мучнистой росой на уровне до 80%. В целом давление патогенов в 2023 г. было существенно ниже, чем в 2022 г. [16].
В 2024 г. появление полных всходов отмечено на 10-е сут после посева. Фенофаза колошения у большинства генотипов регистрировалась в интервале 3-18 июля. Продолжительность межфазного периода «всходы–колошение» варьировала в диапазоне 38–54 сут. Показатели сортов-стандартов: Памяти Азиева – 39 сут, Дуэт – 41 сут, Элемент 22 – 44 сут. Минимальный период до колошения (38 сут) отмечен у 16 генотипов, тогда как максимальный (54 сут) – у германского образца TRI 798 (DS18). Низкий коэффициент вариации (Cv = 7,5%) подтверждает стабильность данного признака в условиях года.
Восковая спелость зерна наступала в период с 6 по 30 августа. Продолжительность вегетационного периода у стандартных сортов составила: Памяти Азиева – 77, Дуэт – 80, Элемент 22 – 86 сут. Для позднеспелых форм, как и в предыдущем сезоне, созревание отмечено 24-26 августа [16]. В структуре коллекции выделен 21 скороспелый образец (73–75 сут) и 9 позднеспелых (95–96 сут). Минимальная продолжительность вегетационного периода (73 суток) зафиксирована у сортов Фора (RS101) и Селенгинская (RS34) при изменчивости Cv = 6,5% [17]. Анализ высоты растений выявил значительный разброс значений. Минимальный показатель (50 см) отмечен у Оренбургской 7 (RS85), максимальный (97–99 см) – у Пиротрикс 28 (RS86), Алтайской 98 (RS56) и Дуванки 501 (RS14). Сорта-стандарты имели высоту: Памяти Азиева – 90, Дуэт – 80, Элемент 22 – 85 см. Изменчивость признака оценена как средняя (Cv = 11,6%).
В условиях повышенного увлажнения 2024 г. отмечено эпифитотийное развитие листостебельных инфекций. Устойчивость к мучнистой росе выявлена у 30 образцов (16%), к бурой ржавчине – у 54 (29%), к стеблевой ржавчине – у 10 (5%). Комплексной устойчивостью ко всем трём патогенам характеризовались Оренбургская 7 (RS85), TRI 842 (DS41) и TRI 3448 (DS65).
Интенсивные осадки и шквалистые ветра во второй декаде июля и в августе вызвали полегание посевов. В изученной коллекции высокая устойчивость к полеганию (5 баллов) отмечена у 116 генотипов, хорошая (4 балла) – у 44 образцов, удовлетворительная и низкая (2–3 балла) – у 26 генотипов. Средняя урожайность
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60) AGRONOMY в 2024 г. достигла 84,3 г/м². После исключения из анализа образца TRI 828 (DS38) и 13 низкопродуктивных германских генотипов (менее 10 г/м²) выявлены лидеры продуктивности среди российских сортов: Кантегирская 89 (RS69) – 201,1 г/м², Новосолянская (RS82) – 210,9 г/м² и Иртышанка 10 (RS68) – 211,5 г/м². Изменчивость урожайности была экстремально высокой (Cv = 62,1%) [17], отражая сильное влияние погодных условий и генетической неоднородности коллекции.
Проведенный в 2022–2024 гг. анализ фенологических и морфологических характеристик генотипов, сгруппированных с учетом страны происхождения, выявил существенные различия между ними. У немецких генотипов продолжительность периода от появления всходов до фазы колошения была в среднем на 5 дней продолжительнее, чем у российских, а наступление полной спелости происходило на 6 дней позже. Кроме того, средняя по группе немецких образцов длина стебля на 7 см короче по сравнению с российскими. Урожайность немецких форм была ниже на 75,0 г/м², указывая на различия в адаптации изученных генотипов к условиям выращивания.
Российские генотипы демонстрируют более быструю (на 5 сут) и, что важно, более стабильную скорость развития до стадии колошения по сравнению с немецкими. Среднее значение для российской группы составило 41 день против 46 дн. у немецкой. Это подтверждается меньшим в 1,4 раза интервалом вариации (12 против 23 сут) и коэффициент вариации (Cv = 5,4 против 7,8%). Это указывает на лучшую адаптацию российских линий к местным условиям по фактору скороспелости. Российские генотипы в среднем достигают восковой спелости на 6 сут раньше (80 против 86 сут). При этом они вновь проявляют большую однородность, о чем свидетельствуют меньшие интервал (14 против 17 сут) и коэффициент вариации (3,7 против 4,8%). Российская селекция обеспечивает формирование генотипов с ускоренным и предсказуемым циклом развития в условиях Омской области, что критически важно для избегания негативного воздействия позднелетних засух или ранних заморозков.
По высоте растений наблюдается четкое различие между группами. Российские генотипы в среднем более высокорослые – 81 см против 74 у немецких. Однако разброс значений внутри российской группы несколько выше (интервал 51 см против 41, Cv 9,6% против 11,7), это свидетельствует о широком генетическом разнообразии по этому признаку в российской коллекции. Немецкая селекция, судя по данным, ориентирована на создание более низкорослых форм, обычно это связано с устойчивостью к полеганию.
Урожайность – признак, по которому выявлены наиболее кардинальные различия. Российские генотипы имеют превосходство более чем в 1,9 раза (152,4 г/м² против 77,4). Это прямое свидетельство их высокой адаптивной способности и продуктивного потенциала в конкретных почвенно-климатических условиях региона.
Несмотря на то, что интервал вариации урожайности у двух групп сопоставим (168,9 и 186,5 г/м²), ключевое различие заключается в коэффициенте вариации (Cv). У российских генотипов Cv = 22,1%, указывая на умеренную изменчивость. В то же время у немецких генотипов Cv достигает 46,9%, свидетельствуя о крайне высокой нестабильности. Это означает, что немецкие образцы сильно зависят от условий года и не способны надежно реализовывать свой потенциал в данной среде. Минимальное значение урожайности у немецких генотипов (4,2 г/м²) аномально низкое и подтверждает их плохую приспособленность.
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60) AGRONOMY
На основе математико-статистического анализа и показателей НСР p≤0.05 урожайности 186 образцов пшеницы за три года (2022–2024 гг.) проведено их сравнение со стандартными сортами – Памяти Азиева, Дуэт и Элемент 22 – внутри групп спелости, определяемых по продолжительности периода «всходы-восковая спелость». Все образцы разделены на три группы: ранне- (≤ 80 сут), средне- (81–85 сут) и поздне- (≥ 86 сут). Средняя урожайность стандартов за три года: Памяти Азиева – 174,6 г/м², Дуэт – 201,8 г/м², Элемент 22 – 240,9 г/м².
Раннеспелые образцы (≤ 80 сут) сравнивали со стандартом Памяти Азиева. Среди них выделяются несколько российских сортов, превышающих стандарт по урожайности: Кантегирская-89 (202,8), Аленькая-Уймонская (224,9), Иртышанка 10 (211,5 г/м²), Саратовская 29 (223,1 г/м²), Сибирячка (196,1 г/м). Урожайность немецких образцов была существенно ниже стандарта Памяти Азиева.
Среднеспелые образцы (81–85 сут) сравнивали со стандартом Дуэт. Среди российских сортов ближе всего к стандарту Алтайская (207,8 г/м²), достоверно превысил урожайность стандарта сорт Хлудовка (238,1 г/м²). Немецкие образцы показывают урожайность ниже стандарта Дуэт.
Позднеспелые образцы (≥ 86 сут) сравнивали со стандартом Элемент 22. Среди всех образцов, как российских, так и немецких, ни один сорт даже близко не приблизился к показателю урожайности стандарта.
Сравнение по урожайности внутри групп спелости показало, что российские сорта в целом демонстрируют более высокую урожайность по сравнению с немецкими, которые в большинстве случаев существенно уступают не только стандартным сортам, но и лучшим российским аналогам в соответствующих группах спелости. Наилучшие результаты по урожайности в своих группах показали российские сорта: среди раннеспелых Аленькая-Уймонская, среднеспелый сорт Хлудовка и ни одного сорта среди среднепоздних. Немецкие образцы, независимо от группы спелости, продемонстрировали низкую урожайность.
Среди российских образцов минимальная продолжительность межфазного периода «всходы-колошение» (38 сут) стабильно отмечалась у четырёх линий: ГДС-11 (RS11), Иркутская 49 (RS16), Императорка (RS15) и Фора (RS101). Максимальное значение данного показателя (50 сут) зафиксировано у сорта Дуванка (RS14). Анализ периода «всходы-восковая спелость» выявил минимальную продолжительность (75 сут) у сортов Новосибирская 15 (RS77) и Новосибирская 22 (RS78), тогда как максимальная (89 сут) характеризовала образцы Мильтурум 553 (RS23) и Дуванка 501 (RS44).
По морфометрическим показателям амплитуда варьирования высоты растений достигала 51 см. Минимальные значения (46 см) регистрировались у Оренбургской 7 (RS85), максимальные (94-97 см) – у Мильтурум 553 (RS23) и Голубки (RS13). Статистический анализ показал низкую вариабельность фенологических и морфометрических параметров (Cv < 10%).
Продуктивность российских генотипов варьировала от 69,2 г/м² (Селенга, RS52) до значений, превышающих 220 г/м² (Саратовская 29 (RS32), Аленькая-Уймонская (RS3), Хлудовка (RS46)). Коэффициент вариации урожайности составил 22,1%, соответствуя уровню средней изменчивости. В группе немецких образцов экстремальные значения фенологических показателей демонстрировали: TRI 17879 (DS104) с минимальными сроками колошения (39 сут) и созревания (77 сут), TRI 828 (DS38) с максимальным периодом «всходы-колошение» (62 сут), а также TRI 798 (DS18) и TRI 950 (DS48) с наиболее длительным вегетационным периодом (94 суток).
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60) AGRONOMY
Выделено шесть низкорослых генотипов (52-60 см): TRI 17879 (DS104), TRI 10174 (DS99), TRI 10976 (DS101), TRI 10975 (DS100), TRI 3664 (DS70) и TRI 808 (DS25). Максимальная высота растений (93 см) отмечена у TRI 789 (DS15).
Продукционный потенциал характеризовался полярными значениями: стабильно низкая урожайность (< 10 г/м²) у TRI 828 (DS38), TRI 798 (DS18) и TRI 827 (DS37) против относительно высоких показателей у TRI 771 (DS7) (160,5 г/м²) и TRI 5306 (DS77) (190,7 г/м²). Изменчивость по урожайности в данной группе была высокой (Cv = 46,9%), свидетельствуя о недостаточной адаптации большинства немецких генотипов к местным условиям.
Метод главных компонент (PCA) позволил визуализировать и количественно оценить различия между изученными генотипами (рис. 2). Первые две главные компоненты (Dim1 и Dim2) суммарно объяснили 64,8% общей изменчивости признаков (34,6 и 30,2% соответственно), подтверждая о репрезентативности построенной модели.
Распределение образцов на биплот-диаграмме демонстрирует четкую кластеризацию, отображающую специфику их адаптации к местным почвенноклиматическим условиям. Выявленные закономерности подтверждают наличие структурных различий между генотипами, обусловленных их эколого-географическим происхождением и историей селекции.
Трехлетние исследования (2022–2024 гг.) позволили установить статистически значимые различия между российскими и немецкими сортообразцами. Российские генотипы (обозначенные на графике красными треугольниками) показали более высокие значения ключевых продукционных показателей: урожайности, массы 1000 зерен и количества фертильных зерен в колосе. Эти характеристики определяют их преимущество для возделывания в условиях южной лесостепи Омской области.
В свою очередь для немецких образцов (представлены синими точками) характерно лучшее развитие элементов продуктивности колоса – его длины и числа колосков. Данный морфологический комплекс представляет значительный интерес для использования в селекционных программах с целью обогащения генетического разнообразия российских сортов.
Проведенный анализ подтверждает практическую ценность выявленных закономерностей для оптимизации селекционного процесса. Комбинация продуктивных качеств российских генотипов с морфологическими преимуществами немецких образцов открывает перспективы для создания новых конкурентоспособных сортов, адаптированных к специфическим условиям региона.
Согласно результатам анализа структуры колоса (таблица) установлены статистически значимые различия между немецкими и российскими генотипами по ключевым компонентам продуктивности. Немецкие образцы демонстрировали превосходство по морфометрическим параметрам: длина колоса в среднем была больше на 0,94 см, а количество колосков превышало показатели российских аналогов на 0,92 единицы. Однако по интегральным показателям зернопродуктивности у российских генотипов выраженное преимущество: число зерен в колосе выше на 3,62 единицы, масса зерна с колоса – на 0,14 г, а масса 1000 зерен – на 1,65 г. Выявленная закономерность указывает на более эффективную реализацию продукционного потенциала у российских сортов, компенсирующую их морфологические особенности.
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60)
AGRONOMY
Рис 2. Biplot PCA для характеристик по хозяйственно-ценным признакам пшеницы: Россия – красные треугольники, Германия – синие точки, за три года исследований
Анализ изменчивости признаков выявил умеренный уровень вариабельности (Cv = 9,6–17,22%) для таких параметров, как длина колоса, число колосков и зерен в колосе, а также масса 1000 зерен. Отсутствие существенных различий в коэффициентах вариации между группами различного географического происхождения свидетельствует о стабильности проявления данных характеристик в конкретных почвенно-климатических условиях исследования. Полученные данные подтверждают целесообразность использования немецких генотипов в селекционных программах, направленных на улучшение морфологической структуры колоса, при сохранении приоритета российских сортов как доноров высокой зерновой продуктивности.
В то же время для массы зерна с главного колоса была характерна высокая изменчивость (Сv > 20%), это может быть связано с влиянием погодных условий и генетических особенностей сортов. Дополнительно отметим, что немецкие генотипы демонстрировали большую стабильность по морфологическим признакам колоса, тогда как российские сорта выделяет вариабельность в продуктивности, что может быть преимуществом в условиях нестабильного климата. Эти данные подчёркивают необходимость дальнейшего изучения генотипов для оптимизации селекционных программ, направленных на повышение урожайности и устойчивости к внешним факторам.
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60)
AGRONOMY
Сравнительный анализ хозяйственно-ценных признаков продуктивности колоса российских и немецких генотипов яровой мягкой пшеницы (по данным 2022-2024 гг.)
|
Статистические данные |
Длина колоса, см |
Число колосков, шт. |
Число зерен в колосе, шт. |
Масса зерна с главного колоса, г |
Масса 1000 зерен, г |
|||||
|
РФ |
Гер. |
РФ |
Гер. |
РФ |
Гер. |
РФ |
Гер. |
РФ |
Гер. |
|
|
Среднее |
9,76 |
10,07 |
13,78 |
14,70 |
30,30 |
26,68 |
0,98 |
0,84 |
32,25 |
30,60 |
|
Интервал |
4,70 |
7,49 |
7,47 |
7,12 |
25,38 |
30,48 |
0,96 |
1,17 |
26,10 |
20,62 |
|
min |
7,61 |
5,44 |
10,90 |
11,37 |
18,35 |
9,68 |
0,54 |
0,24 |
20,50 |
19,14 |
|
max |
12,31 |
12,93 |
18,37 |
18,48 |
43,73 |
40,17 |
1,50 |
1,42 |
46,61 |
39,76 |
|
Сv, % |
9,56 |
11,09 |
10,17 |
10,31 |
14,65 |
21,53 |
22,36 |
26,29 |
17,22 |
13,81 |
Заключение
Использование результатов, полученных в различных экологических точках, в т.ч. и в Омской области, при изучении контрастных сортов (Россия и Германия), созданных в разные периоды селекции, – основа для выявления генетических маркеров хозяйственно-ценных признаков. Результаты исследования подчеркивают важность сохранения генофонда стародавних местных сортов как источника ценного генетического разнообразия для селекционно-генетических исследований.
Создание конкурентоспособных сортов мягкой яровой пшеницы, адаптированных к агроклиматическим условиям Западной Сибири, требует интеграции высокого продукционного потенциала с комплексом хозяйственно-ценных признаков. В ходе исследований 2022–2024 гг., проведённых в контрастных погодных условиях, выполнена комплексная оценка 186 коллекционных образцов (94 российских и 92 немецких генотипа). По результатам изучения идентифицированы перспективные доноры для селекционной работы.
Оренбургская 7 (RS85), оригинатор – «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» (г. Оренбург, Россия). Сорт среднеранний, устойчивость к болезням: высокая (комплексная устойчивость). Очень высокая устойчивость к полеганию (5 баллов), стабильная урожайность. Сорт может служить источником для селекции на устойчивость к болезням и полеганию;
Новосолянская (RS82), оригинатор – «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства». Умеренная устойчивость к заболеваниям, высокая устойчивость к полеганию (4 балла), урожайность максимальная за 2024 г. – 210,9 г/м2. Сорт перспективен для селекции на повышение урожайности;
Иртышанка 10 (RS68), оригинатор – «Омский аграрный научный центр». Умеренная устойчивость к заболеваниям, высокая устойчивость к полеганию (4 балла), урожайность одна из самых максимальных в 2024 г. – 211,5 г/м2.
Также отметим среднеранние, с высокой устойчивостью к полеганию, толерантные российские сорта; Кантегирская 89 (RS69), оригинатор – «Научно исследовательский институт аграрных проблем Хакасии» ; Аленькая-Уймонская (RS3), оригинатор – «Алтайский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»; Саратовская 29 (RS32), оригинатор – «Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока». Урожайность данных сортов в год массового развития листостебельных патогенов была выше 200 г/м2.
TRI 842 (DS41), оригинатор – Германия, имеет высокую устойчивость к мучнистой росе и умеренную к бурой ржавчине, очень высокую устойчивость к полеганию (5 баллов); сорт может быть рекомендован для селекции на устойчивость к полеганию и болезням;
Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 4 (60) AGRONOMY
TRI 3448 (DS65), оригинатор – Германия, с высокой устойчивостью к ржавчинным заболеваниям и полеганию (4 балла), урожайность средняя (150200 г/м2). Сорт может подойти для регионов с эпифитотиями и риском полегания;
TRI 1956 (DS52), оригинатор – Германия, сорт с комплексной устойчивостью к заболеваниям и очень высокой устойчивостью к полеганию (5 баллов), имеющий стабильную среднюю урожайность.
Из немецких образцов также можно выделить среднеранние, короткостебельные, с высокой устойчивостью к полеганию сорта TRI 17879 (DS104) и TRI 9424 (DS95).