Итоги и перспективы селекции озимого тритикале в Самарском НИИСХ

Ведущим звеном обеспечения устойчивого производства зерна в Самарской области являются озимые культуры. Продуктивность этих культур в 1,8-2,0, а в годы засух в 2-4 раза выше яровых зерновых [8].

По многолетним данным Самарского НИИСХ наибольшую продуктивность зерновых обеспечивают технологические комплексы возделывания, включающие научно-обоснованное чередование сельскохозяйственных культур, минимальные и дифференцированные системы обработки почвы, рациональное внесение удобрений, использование сортов адаптивных к природно-климатическим условиям. Звено «пар чистый-озимые» выступает гарантом эффективного применения новых технологий [3;10].

Основными целями исследований было создание вторичных форм тритикале и усовершенствование их технологии возделывания.

Задачи исследований:

• • создать исходный материал с ценными хозяйственно-биологическими признаками и свойствами и на его основе отселектировать новые сорта тритикале.

Условия проведения исследований

Климат зоны проведения опытов характеризуется резко выраженной континентальностью. Холодная и малоснежная зима сменяется короткой весной, а затем наступает сухое, жаркое лето.

Максимальная температура (данные Безенчук-ской МС) летом в отдельные годы повышается до +43°С, зимой – опускается до -40°С. Среднемесячная температура самых холодных месяцев (января и февраля) равна -10,5 -10,3оС, самого теплого (июль) – +21,3оС. Переход среднесуточной температуры через 0єС происходит в первой декаде апреля, через +10оС – в третьей декаде апреля. Среднегодовая температура воздуха составляет – 5,4°С. Спад температуры начинается со второй половины августа. Сумма активных температур (выше 10°С) равна 2600-2800°С. Средняя сумма осадков за вегетацию озимых культур – 83,1 мм (осенний период) 143,3 мм (весенне-летний период). В отдельные годы осадков не бывает в течение месяца и больше. ГТК мая-июля – 0,6-0,7. продолжительность безморозного периода – 149 дней.

Материал и методы исследований

Экспериментальная работа проводилась в 2010-2014гг в лаборатории селекции серых хлебов Самарского НИИСХ. Объектом изучения являлись сорта местной селекции. Посев проводился по чистому пару на делянках площадью 20 м2 в четырёхкратной повторности сеялкой СН-10Ц, глубина заделки семян 4-6 см. В качестве стандарта использовали районированный сорт Тальва 100. Норма высева в сплошном посеве 4,0-4,5 млн. всхожих зёрен на гектар. Уборка проводилась прямым комбайнированием – Сампо 130, при полной спелости зерна.

Технологическую и хлебопекарную оценку зерна проводили в лаборатории технолого-аналитического сервиса Самарского НИИСХ.

Математическая обработка экспериментальных данных проводилась по Б.А. Доспехову [4] с использованием пакета прикладных компью- терных программ AGROS (версия 2.13).

Тип реакции на внедрение бурой ржавчины определяли по шкале Майнса и Джексона, степень поражения ржавчиной (в %) по шкале Петерсона [1,6,7, 9].

Результаты

За 18 летний период проделана работа по изучению и созданию исходного материала, успешной апробации схемы селекционного процесса и созданию сортов адаптированных к условиям Среднего Поволжья. Процесс селекции состоит из трёх основных этапов:

• а)    изучения исходного материала с целью подбора пар для скрещивания;

• б)    создание нового исходного материала;

• в)    селекционная проработка созданного материала, завершающаяся формированием новых сортов, их изучением, испытанием и передачей на государственное сортоиспытание.

На базе исследований определены основные направления: кормовое, зерно-кормовое, зернофуражное, зерновое.

Принята следующая схема селекционного процесса тритикале:

• I    получение гибридных популяций от различных типов скрещиваний;

• II    проработка гибридов и создание линий;

• III    комплексное изучение перспективных линий.

Используем различные методы (секализа-ция, сложная ступенчатая внутривидовая и межвидовая гибридизация, насыщающие, реципрокные скрещивания, индивидуальный, массовый отборы) получения линий тритикале.

В результате многолетней работы созданы и переданы в 2004 году на Государственное испытание сорта озимого тритикале Варвара – зернофуражного и Устинья – кормового направления. В 2008 году на Государственное испытание передан сорт озимого тритикале Кроха зерно- фуражного направления. В 2014 году сорт включён в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию и является с этого года стандартом на сортоучастках Самарской области. В 2014 году передан новый сорт тритикале Капелла фуражного направления.

Селекция тритикале в Самарском НИИСХ ведётся в полном масштабе и включает на всех этапах, наряду с инорайонным, собственный оригинальный материал.

Основная часть сортов получена при использовании внутривидовой гибридизации.

За годы исследований (2010-2014гг) урожайность сортов сильно варьировала от 5,6-15,7 ц/ га в 2012 году до 24,5-47,9 ц/га в 2014 году. В среднем сорта превышали стандарт Тальву 100 на 0,3-5,0 ц/га. Наибольшая урожайность установлена на сорте Капелла – 24,7ц/га (табл. 1).

Корреляционный анализ позволил установить зависимость между урожайностью зерна и продуктивностью колоса (r=0,27…0,72), числом зёрен в колосе (r=0,24…0,85), массой 1000 зерен (r=0,08…–0,76).

Продуктивность колоса зависит от числа зёрен в нем (r=0,57…0,73) и продуктивного стеблестоя (r=0,60…–0,83). Факторный анализ также подтвердил, что наибольшую селекционную значимость в наших условиях имели признаки: масса зерна с колоса и число зёрен в колосе, косвенно масса 1000 зерен и продуктивный стеблестой.

Масса зерна с колоса колебалась от 1,48 г до 2,12 г. Вариация этого признака по годам не значительна 11,5%.

Выполненность и крупность зерна характеризует масса 1000 зёрен. Наиболее высокий показатель был у сорта Капелла (43,5г). Взаимосвязь массы 1000 зёрен с числом зёрен в колосе носила отрицательный характер от r= –0,06 (2010г) до r= –0,90 (2013г). Это ещё раз доказывает, что селекция на выполненность колоса и крупность зерна трудоёмка.

Один из важных показателей, определяющих

Таблица 1. Продуктивность сортов озимого тритикале в конкурсном испытании, 2010-2014гг

Сорт, ли ния Урожай зерна, ц/га Высота растений, см Количе ство п родуктив-ных стеблей, шт/м2 Масса 1000 зёрен, г Число зёрен в ко лосе, шт. Масса зерна с колоса, г Поражение бурой ржавчиной, % Тальва 100,ст. 19,7 99,8 280 41,3 39,3 1,66 10 Кроха, ст. 20,0 75,9 312 33,2 42,9 1,48 57 Капе лла 24,7 103,5 257 43,5 43,1 2,12 0 10673-5/08 20,4 92,1 259 36,2 40,6 1,65 3 10587-3/08 22,5 99,0 234 35,4 38,9 1,48 4 9658-1/08 21,9 108,3 279 37,5 41,5 1,80 9 НСР005 F* 1,81 16,33 4,24* 2,12 4,96 5,12* 0,32 0,32 4,56* 11,29 35,06* урожайность, является продуктивный стеблестой. В среднем за 5 лет он составил 234-312 шт/м2. С урожаем зерна этот признак коррелировал от r=–0,16 (2010г) до r=0,92 (2013г).

В проведённых исследованиях наблюдался широкий диапазон изменчивости белка в зерне в пределах от 13,8% (2013г) до 18,6% (2011г). В среднем, в условиях Безенчука, тритикале накапливают 12,7-14,4% белка. Для сравнения: озимая пшеница Малахит 12,6-16,5%, озимая рожь Безенчукская 87 – 8,4-13,8%.

Крахмал составляет 65-80% массы эндосперма и наряду с белком играет решающую роль в получении высококачественного хлеба. Сорта тритикале в исследованиях содержали 50,6053,65% этого углевода, что на одном уровне с озимой рожью (50,4%) и озимой пшеницей (53,4%).

Количество клетчатки в среднем составило 2,7-3,7%.

В настоящее время применение нетрадиционных видов сырья является важным направлением хлебопекарной промышленности, позволяющим расширить ассортимент хлебобулочных изделий. Проведённые исследования показали, что для выпечки изделий необходимо использовать муку сортов тритикале в смеси с мукой из зерна сильных сортов пшеницы [2]. Хлеб из муки тритикале в чистом виде имеет меньший объём (465-605 мл) по сравнению с пшеничным хлебом 719 мл, имеет более грубую корку, плотный мякиш. Использование пшеничной муки при выпечке изделий из муки тритикале улучшило качество хлеба.

При соотношении компонентов в смесях 50:50 и 70:30 объём хлеба значительно увеличился и составил 762 мл и 743 мл, а такой важный показатель как органолептическая оценка состояния мякиша характеризовался мелкой, равномерно развитой пористостью. Мякиш хлеба не заминался, светлый, с хорошей эластичностью и приятным вкусом.

Проведённый анализ коэффициентов корреляции выявил отрицательную связь объёма хлеба с белком (r=-0,35….–0,78) и положительную с крахмалом (r=0,37….0,85).

Погодные условия 2012-2014гг вызвали вспышку бурой ржавчины (Puccinia recondita) на посевах озимой тритикале. Некоторые делянки по признаку устойчивости значительно расщеплялись, что дало основание проведения индивидуальных отборов. Из 14953 линий и гибридов, изученных в 2012-2014 годах, в посев под урожай 2015 года пошло лишь 4074 образца.

В конкурсном сортоиспытании (табл. 1) сорт Капелла не поражался патогеном. Линии 106735/08, 10587-3/08 и 9658-1/08 были толерантны.

Сильное поражение сорта Кроха (50-70%) дало основание считать его сортом-индикатором. Функциональные связи обнаружены между поражением бурой ржавчиной с числом падения и показателями амилографа (r=0,90….0,94). Урожай зерна зависит от патогенов на среднем уровне (r=0,58….0,64).

Одной из “абсолютно неустранимых особенностей” сельскохозяйственного производства является высокая зависимость величины и качества урожая от климатических условий [5]. Создание сортов – процесс длительный, селекционный материал подвергается действию факторов окружающей среды на протяжении большого числа лет. Урожайность и её элементы формируются при разном сочетании количества выпавших осадков, динамики температур и относительной влажности воздуха. Расчёт влияния условий года на урожайность и элементы её слагающие показал слабую связь осадков с числом зёрен в колосе (r=0,25), массой 1000 зёрен (r=0,35), с массой зерна с колоса (r=0,36) и урожайностью (r=–0,33), в период трубкования-колошения. В этот период происходит формирование зародышевых мешков, яйцеклеток и пыльцевых зёрен.

А вот в период посев-всходы недостаток влаги в почве приводит к снижению урожайности и изреженности продуктивного стеблестоя (r=– 0,67 и r=–0,46).

Сопряжённость урожайности с суммой эффективных температур больше 5°C и 10°C, в периоды посев-всходы (r=0,25 и r=0,17), начало вегетации-трубкование (r=0,20 и r=0,38) и колошение-созревание (r=0,67 и r=0,80), была положительной. В эти фазы развития необходимы температуры близкие к среднемноголетним значениям.

На число зёрен в колосе положительное влияние оказывают сумма эффективных температур (больше 5°C) в период колошения-созревания (r=0,28) и температура выше 10°C в период всходы-прекращение вегетации (r=0,30). В остальные периоды вегетации отмечена отрицательная связь, что значительно сокращает количество зерна в колосе.

Повышенная влажность воздуха, в период начала вегетации-трубкования, снижает все показатели урожайности (r=–0,32….–0,45). Тогда как в период колошения-созревания между влажностью воздуха и элементами продуктивности отмечена положительная корреляция (r=0,19….0,28).

В период колошение-созревание избыток влаги незначительно снижает массу зерна с колоса (r=–0,15), число зёрен в колосе (r=–0,14), массу 1000 зёрен (r=–0,29) и урожайность (r=–

0,27). Положительно растения отзываются на температуры выше 10°C в этот период (r=0,43….0,80).

В результате многолетней работы выведен зернофуражный сорт Кроха, который в 2014 году включён в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию и является с этого года стандартом. Оригинато-ры данного сорта: Самарский НИИСХ и Краснодарский НИИСХ им. Н.Н. Лукьяненко. Сорт гексаплоидный. Высота растений 66,0-75,0 см. Куст промежуточной формы. Флаговый лист с сильным восковым налетом. Колос слегка окрашенный, плотный, полностью остистый. Ости длинные. Зерно овально-удлиненное, кремовое. Кроха относится к сортам полуинтенсивного типа продовольственного и фуражного направления. Отличается высокой зимостойкостью и устойчивостью к засушливым условиям Среднего Поволжья, не осыпается, не полегает. Вегетационный период 302-309 дней. Устойчив к полеганию. Колос продуктивный, хорошо озер-нённый (число зёрен 33,0-50,0 шт.). Густота продуктивного стеблестоя составляет 477-527 ст./м2. Масса 1000 зёрен 30,0-38,7 г. Показатель белка -13,1-17,7%, ИДК-100 ед., вязкость водного экстракта на уровне озимой пшеницы, соответственно 17,6 mP.s и 14,9 mP.s. Объем хлеба 403 мл. Обладает высокой и стабильной урожайностью зерна (31,4-36,7 ц/га). Максимальная урожайность зерна 62,8 ц/га получена в 2008 году в агроэкологическом испытании Самарского НИ-ИСХ. На Безенчукском сортоучастке средняя урожайность зерна в острозасушливые 2009-2010 годы составила 28,0 ц/га, стандарт Тальва 100 – 21,0 ц/га. На Кошкинском ГСУ прибавка урожая к стандарту составила 13,2 ц/га. В Кировской области на Уржумском ГСУ прибавка урожая сорта Кроха в 2011 году составила 11,6 ц/га. В агроэкологическом испытании Самарского НИИСХ в среднем за шесть лет урожайность сорта Кроха – 36,7 ц/га, стандарта – 34,1 ц/га.

Положительно отзывается на улучшение уровня агрофона. В системе удобрений важное место занимает весенняя подкормка N30-35.

Оптимальный срок посева с 25 августа по 5 сентября. Предельно допустимый срок посева, если погодные условия позволяют 20-25 сентября. Норма высева 4,5 млн. шт. всхожих семян на гектар. При более поздних сроках норма увеличивается до 5 млн./га. На семеноводческих посевах необходима пространственная изоляция не менее 500 м от посевов озимой ржи и других сортов тритикале.

Сорт обеспечивает высокую эффективность возделывания при всех способах обработки почвы и уровнях минерального питания. Экономический эффект от внедрения сорта 4500 руб./га.

В Самарском НИИСХ разработана технология возделывания озимого тритикале, которая включает в себя операции, представленные в табл. 2.