Анализ урожайности сортов твердой пшеницы питомника Касиб-22 в условиях Западной Сибири

Ввeдeниe

Твердая пшеница ( Triticum durum Desf .) – важная зерновая культура, на которую приходится около 10% производства зерна в мире. В нашей стране основные посевные площади, занятые под твердой пшеницей, сосредоточены в Западной Сибири, Алтайском крае, Южном Урале и Поволжье. Почвенно-климатические условия этих регионов отвечают требованиям, позволяющим выращивать зерно яровой твердой пшеницы с содержанием белка 16–17% и стекловидностью в отдельные годы до 90–95%. Зерно, обладающее такими показателями, способно конкурировать на мировом рынке. В связи с этим основное направление селекции в Западно-Сибирском регионе – создание высокоурожайных, засухоустойчивых сортов разных типов спелости и с благоприятным сочетанием межфазных периодов, устойчивых к болезням и вредителям, а также обладающих высокой технологичностью. Качество зерна выращиваемых сортов твердой пшеницы и производимых из него макарон должно соответствовать требованиям ГОСТ [1; 2].

Показатели урожайности в значительной степени определяются адаптивным потенциалом возделываемых сортов, способствующим повышению стабильности урожайности при изменении факторов внешней среды. Для эффективной селекционной работы на высокий и стабильный урожай селекционеру необходимо знать, из каких отдельных структурных компонентов складывается комплексный показатель урожайности. К ним относят продуктивные органы и признаки растения, программирующие и определяющие степень урожайности зерна: густоту продуктивного стеблестоя, озер-ненность и продуктивность колоса и растения. В результате сложного взаимодействия генотипа и условий внешней среды формируется продуктивность растений, обусловленная различными сочетаниями количественных признаков [3; 4].

Международная программа КАСИБ ставит перед собой цель – повысить эффективность селекции яровой пшеницы за счет обмена сортами, селекционным материалом, оценки материала и обмена данными. В программе КАСИБ эффективно решаются вопросы селекции, направленные на увеличение уровня урожайности и качества зерна, экологической пластичности и расширение генетического разнообразия сортов твердой пшеницы [5; 6].

Цель исследования – анализ урожайности и основных компонентов продуктивности сортов и линий международного питомника твердой пшеницы КАСИБ-22.

Oбъeкты и мeтoды

На опытном поле Омского АНЦ в 2021–2022 гг. проведено изучение 20 образцов яровой твердой пшеницы питомника КАСИБ-22 пяти селекционных учреждений Казахстана и России: Актюбинской СХОС, Карабалыкской СХОС, ФГБНУ Омский АНЦ, ФГБНУ ФАНЦА (г. Барнаул), Самарского НИИСХ филиала СамНЦ РАН (табл. 1). Посев образцов твердой пшеницы проводили сеялкой ССФК-7 с глубиной заделки семян – 5 см, в 2-кратной повторности, площадь делянки составила 3 м2. Способ посева – рядовой, с нормой высева – 450 зерен на 1 м2. В качестве стандартов использовали: стандарт Госкомиссии – Жемчужина Сибири (среднеспелый), оригинатор – Омский АНЦ, региональный стандарт – Безенчукская 139 (среднеранний), оригинатор – Самарский НИИСХ.

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 2(50)

AGRONOMY

Тaблицa 1

Сортообразцы твердой пшеницы питомника КАСИБ-22, 2021–2022 г.

№ п/п	Сорт, линия	Оригинатор	№ п/п	Сорт, линия	Оригинатор
1	Янтарная 150	Актюбинская СХОС	11	Леукурум 1005	«
2	Линия 242/243-2020	«	12	Гордеиформе 1019	«
3	Линия 248/255-2020	«	13	G.13–62-2	Омский АНЦ
4	Гордеиформе 2441	Карабалыкская СХОС	14	Омский лазурит	«
5	Гордеиформе 2246	«	15	G.11–77-3	«
6	Омская янтарная	Омский АНЦ	16	Линия 2217д-4	Самарский НИИСХ
7	Омский корунд	«	17	Линия 1927д-27	«
8	Омский изумруд	«	18	Линия 2285д-3	«
9	Безенчукская 139	Региональный стандарт	19	Линия 1693д-71	«
10	АТП Прима	ФГБНУ ФАНЦА	20	Жемчужина Сибири	Стандарт Госкомиссии

Оценивали следующие элементы структуры урожая: число колосков главного колоса, число зерен главного колоса, массу зерна главного колоса и массу 1000 зерен. Существенность различий между образцами по выраженности изучаемых признаков определяли с помощью дисперсионного анализа [7]. Анaлиз глaвных компонент (Prinсipal соmpоnent analysis – PСA) выполнен с помощью пакета R version 4.0.3.

Погодные условия в годы проведения исследований складывались по-разному: острозасушливые в 2021 г. и контрастные по влагообеспеченности в 2022 г. оказали влияние на урожайность изучаемых сортов и привели к снижению данного показателя. В 2021 г. наблюдались более высокая среднесуточная температура воздуха (20,7°С) и засуха с количеством осадков около 70% от среднемноголетних (157 мм). По метеорологическим условиям 2022 год охарактеризован более низкой среднесуточной температурой воздуха (16,1°С) и контрастной влагообеспеченностью (ГТК май – август = 1,00) как по декадам (от отсутствия осадков до избытка увлажнения), так и по месяцам (от сильной засухи в мае – ГТК = 0,45 до избыточного увлажнения в июле – ГТК = 1,90).

Peзультaты и их обсуждение

По урожайности выделен материал из селекционных программ Актюбинской СХОС и Самарского НИИСХ – 32,4 и 37,0 ц/га (табл. 2). Селекционный материал ФАНЦА и Омского АНЦ показал среднюю урожайность – 30,4–31,8 ц/га, урожайность регионального стандарта Безенчукская 139 составила 26,3 ц/га. Более низкая средняя урожайность отмечена у сортов из Карабалыкской СХОС – 28,5 ц/га, уступивших стандартам по признакам продуктивности растений.

Тaблицa 2

Средние показатели урожайности и ее компонентов у образцов твердой пшеницы из пяти учреждений России и Казахстана, 2021–2022 гг.

Оригинатор	Число образцов, шт.	Число колосков колоса, шт.	Число зерен колоса, шт.	Масса зерна колоса, г	Масса 1000 зерен, г	Урожайность, г/м2
Безенчукская 139	стандарт	14,4	28,2	1,1	37,6	26,3
Жемчужина Сибири	стандарт	14,6	33,7	1,3	39,4	31,0
Актюбинская СХОС	3	13,4	31,0	1,1	38,2	32,4
Карабалыкская СХОС	2	13,6	28,1	1,0	36,3	28,5
Омский АНЦ	6	14,7	30,1	1,1	37,7	30,4
ФАНЦА	3	15,3	31,5	1,3	41,5	31,8
Самарский НИИСХ	4	14,2	32,1	1,4	44,9	37,0

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 2(50)

AGRONOMY

Высокую озерненность колоса продемонстрировала группа сортообразцов Самарского НИИСХ – 32,1 шт., однако большинство сортов уступали по этому признаку местному стандарту Жемчужине Сибири (33,7 шт.). По массе зерна главного колоса и массе 1000 зерен выделены сортообразцы самарской и алтайской селекции (1,3–1,4 г и 41,5–44,9 г соответственно). Средние показатели изученных признаков имели сорта и линии Актюбинской СХОС и Омского АНЦ: озерненность колоса – 30,1–31,0 шт.; продуктивность колоса – 1,1 г; масса 1000 зерен – 37,7–38,2 г.

По результатам оценки в 2021–2022 гг. выделены ценные образцы, сочетающие урожайность с высокими показателями продуктивности (табл. 3).

Тaблицa 3

Лучшие образцы питомника КАСИБ-22, выделенные по результатам оценки урожайности и ее компонентов, 2021-2022 гг.

Образец	Вегетационный период, сут	Число колосков, шт.		Число зерен колоса, шт.		Масса зерна колоса, г		Масса 1000 зерен, г		Урожайность, ц/га
		Х ср.	р, анг	Х ср.	анг	Х ср.	р, анг	Х ср.	р, анг	Х ср.	анг
Среднеранние
Безенчукская 139, стандарт	78	14,4	9	28,2	18	1,06	15	37,6	13	26,3	18
Линия 242/243-2020	78	13,5	18	30,9	10	1,12	13	37,6	14	39,0	2
Линия 248/255-2020	75	13,6	17	29,1	13	1,14	12	39,4	9	32,2	9
Линия 2217 д-4	78	14,4	14	33,4	3	1,55	1	46,0	2	37,4	3
Линия 1693д-71	79	14,2	12	33,9	1	1,40	3	41,2	5	37,2	4
Среднеспелые
Жемчужина Сибири, стандарт	85	14,6	8	33,7	2	1,32	6	39,4	10	31,0	11
Омский корунд	85	14,2	13	28,9	15	0,99	20	34,3	20	32,5	8
Гордеиформе 1019	85	16,2	1	32,9	4	1,32	6	40,7	7	33,3	6
Линия 1927 д-27	86	13,9	15	29,1	14	1,27	8	44,7	4	40,4	1
Линия 2285 д-3	83	14,7	6	31,9	8	1,52	2	47,7	1	33,1	7
Среднепоздние
G.11–77-3	91	14,8	5	32,7	7	1,33	5	41,1	6	35,1	5
НСР 05	2,13	0,19	1,02			0,35		1,22		1,11

Характерно, что самыми урожайными, по результатам 2021–2022 гг., были сорто-образцы: среднеранние Линия 242/243-2020 (Актюбинская СХОС), Линия 2217 д-4 и среднеспелая Линия 1927 д-27 (Самарский НИИСХ) – 37,4–40,4 ц/га с высокими признаками продуктивности. В острозасушливых условиях 2021 г. данные линии не снижали урожайность (35,0–45,0 ц/га) в сравнении с низкоурожайными формами, что свидетельствует о высокой стрессоустойчивости данных генотипов. Материал, представленный в табл. 3, может использоваться для проведения скрещиваний с целью комбинации ключевых показателей продуктивности в селекции на высокую урожайность. Выделены сортообразцы с большим количеством зерна главного колоса – 32,7–33,9 шт.: G.11–77-3 (Омский АНЦ), Гордеиформе 1019 (ФАНЦА), Линия 2217 д-4, Линия 1693д-71 (Самарский НИИСХ); высокой продуктивностью колоса и крупностью зерна – 1,27–1,55 г и 44,7–47,7 г: Линия 2217 д-4, Линия 1927 д-27 и Линия 2285 д-3 (Самарский НИИСХ).

Урожайность – интегральный показатель, это затрудняет отбор по данному признаку, поэтому изучение линейных корреляций между урожайностью и ее отдельными компонентами – важная селекционная задача. Во многих отечественных и зарубежных

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 2(50)

AGRONOMY

исследованиях отмечена высокая положительная связь урожайности с озерненностью колоса, массой зерна колоса и массой 1000 зерен [8–10].

Зависимость урожайности зерна от основных компонентов продуктивности за годы изучения сортов и линий питомника КАСИБ-22 представлены в виде анализа главных компонентов (рисунок).Урожайность сортообразцов имела тесную связь с продуктивностью колоса и массой 1000 зерен. В меньшей степени зависела от количества колосков и зерен в колосе. Масса зерна главного колоса и масса 1000 зерен оказались тесно и положительно взаимосвязаны (рисунок), таким образом, отбор по одному признаку приведет к повышению другого.

Анализ главных компонентов урожайности и ее элементов, 2021–2022 гг. (порядковые номера сортообразцов приведены в табл. 1)

Генотипические различия между сортами и линиями, относящимися к разным эколого-географическим группам, влияли на выраженность отдельных компонентов продуктивности и их вклад в формирование урожайности, что согласуется с литературными данными [11; 12].

Изученные сортообразцы были сгруппированы в четыре кластера: в первый вошли низкоурожайные сортообразцы (№ ^∗ 4, 6, 8, 9, 13 – Гордеиформе 2441, Омская янтарная, Омский изумруд, Безенчукская 139 и G.13–62-2) с урожайностью 24,2–30,9 ц/га; во второй (№^* 1, 3, 5, 7 – Янтарная 150, Линия 248/255-2020, Гордеиформе 2246, Омский корунд) с более высокой урожайностью 25,9–32,5 ц/га. К третьему кластеру отнесены сорта и линии со средним уровнем урожайности (30,5–35,1 ц/га) и повышенной озерненностью колоса (30,9–33,7 шт.), вносящей основной вклад в ее формирование: №^* 11, 12, 14, 15, 20 – Леукурум 1005, Гордеиформе 1019, Омский лазурит, G.11–77-3 и Жемчужина Сибири. В топ высокоурожайных вошли шесть сортообразцов: №^* 2, 10,

^∗ №* – № п/п в табл. 1

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 2(50) AGRONOMY

16–19 – Линия 242/243-2020, АТП Прима, Линия 2217д-4, Линия 1927д-27, Линия 2285д-3, Линия 1693д-71) с повышенными продуктивностью колоса и массой 1000 зерен (1,12–1,55 г и 37,6–47,7 г соответственно) и урожайностью 31,8–40,4 ц/га.

Зaключeниe

По результатам оценки сортов и линий яровой твердой пшеницы Международного питомника КАСИБ-22 в 2021–2022 гг. определены группы материала различного происхождения с высоким проявлением отдельных признаков: урожайности – Актюбинская СХОС и Самарский НИИСХ (32,4 и 37,0 ц/га); озерненности колоса – Самарский НИИСХ (32,1 шт.); массы зерна главного колоса и массы 1000 зерен – ФАНЦА и Самарский НИИСХ (1,3–1,4 г и 41,5–44,9 г соответственно). В каждой группе выделен перспективный селекционный материал с сочетанием урожайности и высоких показателей продуктивности растения: Линия 242/243-2020 (Актюбинская СХОС), G.11–77-3 (Омский АНЦ), Гордеиформе 1019 (ФАНЦА), Линия 2217д-4, Линия 1927д-27, Линия 1693д-71, Линия 2285д-3 (Самарский НИИСХ). Необходимо учитывать выраженность компонентов урожайности при выборе исходного материала из разных селекционных учреждений для проведения скрещиваний в селекции на высокую продуктивность.

Взаимосвязь урожайности с компонентами продуктивности позволяет вести отбор генотипов с комплексом полезных признаков. Урожайность сортообразцов имела тесную связь с продуктивностью колоса и массой 1000 зерен, которые оказались тесно взаимосвязаны друг с другом, что повышает эффективность отбора селекционного материала на оба этих признака одновременно. В меньшей степени урожайность зависела от количества колосков и зерен в колосе.

Высокоурожайные сорта и линии твердой пшеницы (31,8–40,4 ц/га) в основном имели большие массу зерна колоса и крупность зерна (1,12–1,55 г и 37,6–47,7 г): Линия 242/243-2020 (Актюбинская СХОС), АТП Прима (ФАНЦА), Линия 2217д-4, Линия 1927д-27, Линия 2285д-3, Линия 1693д-71 (Самарский НИИСХ). Сорта со средним уровнем урожайности (30,5–35,1 ц/га) отличались повышенной озерненностью колоса (30,9–33,7 шт.), вносящей основной вклад в ее формирование: Леукурум 1005, Гордеи-форме 1019 (ФАНЦА); Омский лазурит, G.11–77-3 и Жемчужина Сибири (Омский АНЦ). Данные сортообразцы рекомендуются в качестве исходного материала в селекции на высокую продуктивность.