Экологическое сортоиспытание нута в условиях меняющегося климата на западе Казахстана

В связи с диверсификацией сельского производства земледельцы Республики Казахстан обращают пристальное внимание на возможности возделывания зернобобовых культур, наиболее распространенным из которых является нут.

В настоящее время в республике идет интенсивное развитие животноводства, поэтому ежегодно увеличива-

Ecological variety testing of chickpea in a changing climate of West Kazakhstan

• G. Kh. Shektybaeva, V. B. Limaskaya,

A. T. Orynbaev, A. S. Kasenova

Uralsk Agricultural Experimental Station,

Derkul settlement, Uralsk, Republic of Kazakhstan

The article presents the results of ecological variety testing of chickpea in the arid conditions of West Kazakhstan. The West Kazakhstan region sharply differs in soil and climatic conditions from the other regions of Kazakhstan. Naturally, in such difficult environmental conditions, the varieties, which will be able to fully solve the problem of overcoming the negative complex influence of limiting environmental factors that are strictly specific to the study region, become crucial.

Among leguminous crops, chickpea occupies a leading position as a source of vegetable protein. It has a very high feeding value. Moreover, its value lies in its ability to improve soil fertility by enriching it with nitrogen. Chickpea is an excellent predecessor to spring durum wheat.

The main goal of this scientific work is to systematically study the chickpea breeding material, identifying sources of valuable traits and properties through ecological selection, and to create new competitive and patentable varieties adapted to the agroecological conditions of our region.

The article presents a summary of the results of ecological variety testing of chickpea breeding carried out by various research institutes including the Kazakh Research Institute of Agriculture and Plant Breeding, the Krasnokutsk Breeding and Experimental Station, the Volgograd State Agricultural Academy, the Krasnovodopadskaya Agricultural Experimental Station, and the Scientific and Production Center of Grain Economy named after A. I. Baraev.

Проблема растительного белка не может быть решена без использования наиболее продуктивных и с большим содержанием белка сортов нута. Создание сортов нута, устойчивых к неблагоприятным условиям среды – весьма актуальная задача. Проблема растительного белка не может быть решена без увеличения производства зернобобовых культур. В сухо-степной зоне темно-каштановых почв Западного Казахстана основной зернобобовой культурой является нут. Он отличается высокой засухоустойчивостью и продуктивностью по сравнению с другими зернобобовыми. Имеет прямостоячий неполегающий стебель и высокое прикрепление нижних бобов, убирается обычными зерновыми комбайнами, слабо повреждается вредителями [1–6].

Нут имеет очень высокие кормовые достоинства. Кроме того, его ценность заключается в улучшении плодородия почвы за счет обогащения ее азотом. Нут является отличным предшественником для яровой твердой пшеницы. По многочисленным данным различных исследований, урожай твердой пшеницы, посеянной после нута, на 25 % выше, чем после озимой пшеницы [6–14].

В повышении урожайности большая роль принадлежит новым сортам. По Западно-Казахстанской области районированы два сорта нута: Юбилейный, селекции Красно-кутской селекционной опытной станции (год районирования – 1967) и Волгоградский 10, селекции Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии (год районирования – 1990).

Нут всегда был страховой культурой для Западного Казахстана. Поэтому поиск новых, более урожайных и ценных по комплексу хозяйственно-ценных признаков адаптированных сортов этой культуры в настоящее время является актуальным и требует расширенных научных исследований [15–20].

В связи с этим по бюджетной программе «Создание высокопродуктивных сортов зернобобовых культур на основе методов современной биологии, разработка их сортовой технологии и первичного семеноводства» на ТОО «Уральская СХОС» было начато экологическое испытание сортов нута для выделения из их числа наиболее адаптированных для Западно-Казахстанской области.

Материалы и методы

Исследования проводили на Уральской сельскохозяйственной опытной станции. Приведены результаты экологического сортоиспытания нута селекции КазНИИ земледелия и растениеводства Краснокутской селекционно-опытной станции, Волгоградской ГСХА, Красноводопадской СХОС, НП-ЦЗХ им. А. И. Бараева. В питомнике этим сортам дана оценка по основным хозяйственно-ценным признакам.

Приведены урожайность, некоторые элементы качества зерна, показатели биометрических учетов, дан анализ структуры урожая за три года (2020-2022).

В настоящее время на Уральской сельскохозяйственной опытной станции продолжается работа по оценке и выявлению лучших сортов нута в питомниках экологического сортоиспытания, приспособленных к засушливым условиям Западного Казахстана. В ТОО «Уральской сельскохозяйственной опытной станции» с 2020-2022 гг. изучено 50 номеров нута.

Одно из направлений сотрудничества с научно-исследовательскими учреждениями Казахстана и России - обмен сортами и линиями, их изучение.

Основные производственные посевы нута в области занимают сорта нута Юбилейный (районированный с 1967 г.) и Волгоградский 10 (районированный с 1990 г.). Эти сорта в настоящее время перестают отвечать всем требованиям современного производства. На смену ему должны поступить новые сорта, более продуктивные, засухоустойчивые, отличающиеся комплексом хозяйственно-ценных признаков.

Результаты и их обсуждение

Опыты заложены на неорошаемом участке отдела селекции и первичного семеноводства ТОО «Уральская сельскохозяйственная опытная станция» в селекционно-семеноводческом севообороте. Почвы опытного участка темно-каштановые тяжелосуглинистые. В пахотном горизонте содержится 2,74 % гумуса. Обеспеченность подвижными формами фосфора – средняя – 13,7–16,3 мг/кг почвы. Содержание щелочно-гидролизуемого азота очень низкое – 25 мг/кг, обменного калия – высокое – 466 мг/кг почвы.

Опыт закладывался по предшественнику яровая пшеница в селекционно-семеноводческом севообороте. Предпосевная обработка почвы заключается в поверхностной обработке культиватором ОПО-4,25 с последующим прикатыванием кольчато-шпоровыми катками.

Посев производили самоходной сеялкой «Wintersteiger ТС» в зависимости от погодных условий года в 1-й декаде мая. Расчетная норма высева нута составляла 0,8 млн всхожих зерен на 1 га. Глубина заделки семян – 6–7 см. После посева производили прикатывание почвы катками ЗККШ-6. По всходам – боронование посева поперек рядков.

Главным лимитирующим фактором повышения урожайности возделываемых в регионе культур является влага.

Погодные условия в 2020-2022 гг. исследований наиболее полно отразили особенности континентального климата Западно-Казахстанской области. Осадки в апреле 2020 г. выпали в количестве 17,7 мм при норме 22 мм, – 4,3 мм меньше нормы, в мае – 15,2 мм при норме 28 мм, – 12,8 мм меньше нормы (температура июля – +26,1оС при норме +22,9о С). В 2021 г. температурный режим за первые месяцы вегетационного периода (май, июнь) превышал норму в мае на 34 %, в июне – на 17 %. Среднесуточная температура мая составила 21оС при норме 16о С, в июне – +24,5о С против 20,9о С по многолетним данным.

Стрессовую ситуацию улучшил многодневный дождь, прошедший в конце мая и совпавший с фазой начала всходов. С 30 мая по 4 июня за 6 дней выпало 89 мм осадков.

Однако последовавшая далее сплошная воздушная засуха привела к потере влаги в почве. В июне 25 дней подряд стояла сплошная засуха с дневными температурами от +33,5о до +41,8оС, на почве – +50-55 С. С 15 по 30 июня среднесуточная температура воздуха составляла +28,8...+31,9о С при многолетней норме – +20,9о С. Осадков за этот период не выпало совсем. Таким образом, набор (формирование) вегетативной массы растений проходил в экстремальных условиях атмосферной и почвенной засухи.

В июле ситуация не изменилась. Среднесуточная температура составила +25,1о С при норме +22,9о С. Осадков выпало всего 17 мм при норме 40 мм. Конец июля – начало августа также были мало утешительны: осадков не было, среднесуточная температура составляла +28,2...+29,5о С при многолетних данных +22,9...+21,2о С. Дневные температуры достигали +38...+42оС. Отклонение среднесуточной температуры в июле составило +2,2о С, в августе – +4,9о С. Недостаток осадков в июле составил – -23 мм, в августе, когда не выпало ни одного миллиметра, соответственно – -27 мм. Налив зерна на посевах нута проходил также в экстремальных условиях, что привело к формированию щуплого и легковесного зерна. Похолодание началось только в сентябре. За месяц выпало 33 мм осадков при месячной норме 29 мм.

Достаточное количество почвенной влаги, которая к моменту посева составила 110 мм, а также активный рост положительных температур в конце мая способствовали получению дружных и ранних всходов.

На урожае нута отрицательно сказался повышенный температурный режим летних месяцев (температура июля – +25,1о С при норме +22,9о С). В августе температура воздуха резко поднялась до +26,0о С (норма – +21,1оС) с дефицитом дождей в июле (17 мм при норме 40 мм) и августе (0 мм при норме 27 мм).

Температурный режим за первые месяцы вегетационного периода 2022 г. также был нестабильным, т. е. в апре- ле наблюдалось превышение тепла на 3,5о С, а в мае – недостаток в 3,6о С. При этом в апреле выпало осадков в пределах нормы (22 мм), а в мае – 38,2 мм против 28 мм по норме. В целом весна выдалась затяжной, прохладной, с холодными дождями.

По метеорологическим условиям сплошная воздушная засуха в июне-июле привели к потере влаги в почве. Осадков за июнь выпало 8,0 мм при норме 33,0 мм. Таким образом, набор (формирование) вегетативной массы растений проходил в экстремальных условиях атмосферной и почвенной засухи.

В июле ситуация мало изменилась. Среднесуточная температура составила +23,2оС при норме +22,9оС. Осадков выпало всего 15 мм при норме 40 мм. Начиная с 3 декады июля и весь август осадков не отмечалось. Среднесуточная температура августа составила +24,2о С при норме +21,1о С. Отклонение среднесуточной температуры в июле составило +0,3о С, в августе – +3,1о С. Недостаток осадков в июле составил -25 мм, в августе – -25,9 мм. Осадков в сентябре выпало 30,9 мм при месячной норме 29 мм (табл. 1).

2020-2021 г. были более благоприятными. Урожайность зерна в 2020 г. составила от 14,4 до 18,9 ц/га, в 2021 г. – от 18,2 до 21,7, в 2022 г. – от 10,3 до 14,0 ц/га.

За три года урожайность зерна сорта стандарт Юбилейный в опыте при уборочной влажности 14 % составила 13,2 ц/га. Достоверное превышение по этому показателю было получено у 19 сортов, в том числе сортов и сорто-образцов с превышением на 1,5-4,5 ц/га: Приво 1, Ғ 97-121,Ғ 97-60, Ғ 02-10 (табл. 2).

Абсолютная масса зерна стандарта составила в среднем 244,7 г. Все выделившиеся по урожайности сорта имели достаточно высокий показатель массы 1 тыс. зерен: 285,5 г у сортообразца Ғ 97-121; 280,0 г - F 03-153, 278,3 г -F 02-10.

По данным исследований ФГБНУ «Краснокутская сельскохозяйственная опытная станция» [2], по выходу пере-варимого протеина нут намного превосходит ячмень - основную зернофуражную культуру в нашей зоне. В 100 кг зерна нута содержится 19,5 кг переваримого протеина, в 100 кг ячменя – 8,5 кг. Белок нута отличается высоким содержанием незаменимых аминокислот, прежде всего лизина. В 1 кг зерна нута его содержание – 31,8 г.

По выходу кормовых единиц четыре сорта нута были наиболее продуктивными. У стандарта выход кормовых единиц составил 1,27 у остальных сортов – 1,30-1,32 (табл. 3).

Содержание переваримого протеина в зерне стандарта Юбилейный составило 23 г/кг. Более высокие эти показатели у сортов Приво 1 и ЗК-7.

Таблица 1

Метеорологические показатели вегетационного периода нута за 2020–2022 годы (по данным метеопоста г. Уральск,

Table 1

Meteorological indicators of the growing season of chickpea for 2020–2022 (based on data from the Uralsk meteorological post,

Годы	Месяцы	Показатели
		Осадки, мм			Температура воздуха 00 С
		Среднемесячные	Среднемноголетнее	Отклонение	Среднемесячные	Среднемноголетнее	Отклонение
2020	Апрель	17,7	22	-4,3	7,9	8,1	-0,2
	Май	15,2	28	-12,8	17,0	16,0	+1,0
	Июнь	56,6	33	+23,6	20,7	20,9	-0,2
	Июль	5,4	40	-34,6	26,1	22,9	+3,2
	Август	16,9	27	-10,1	20,5	21,1	-0,6
	Сентябрь	38,8	29,0	+9,8	8,8	14,5	-5,7
2021	Апрель	29	22	+7	9,8	8,1	+1,7
	Май	20	28	-8	21,5	16,0	+5,5
	Июнь	69	33	+36	24,5	20,9	+3,6
	Июль	17	40	-23	25,1	22,9	+2,2
	Август	0	27	-27	26,0	21,1	+4,9
	Сентябрь	33	29	+4	13,4	14,5	-1,1
2022	Апрель	22	22	0	11,6	8,1	+3,5
	Май	38,2	28	+10,2	12,4	16	-3,6
	Июнь	8,0	33	-25,0	20,9	20,9	0
	Июль	15,0	40,0	-25,0	23,2	22,9	+0,3
	Август	1,1	27,0	-25,9	24,2	21,1	+3,1
	Сентябрь	30,9	29,0	+1,9	15,5	14,5	+1,0

Таблица 2

Урожайность зерна (ц/га) и основные элементы структуры урожая нута в экологическом питомнике за 2020–2022 годы

Table 2

Grain yield (c/ha) and the main elements of chickpea yield structure in the ecological nursery for 2020–2022

Сорт	Урожайность зерна, ц/га по годам				В % к стандарту	Масса 1 тыс. зерен, г	Число бобиков на одно растение, шт.	Выход зерна со снопа, %
	2020 г.	2021 г.	2022 г.	Среднее
Юбилейный, ст.	12,2	13,6	10,8	13,2	100	244,7	68,5	48,0
Приво 1	18,9	20,5	13,7	17,7	134,1	262,1	78,1	48,9
Ғ 97-121	18,5	21,3	12,4	17,4	131,8	285,5	69,4	57,3
Ғ 97-60	17,4	20,2	14,0	17,2	130,3	277,0	78,4	51,8
Ғ 02-10	18,0	21,7	11,3	17,0	128,7	278,3	77,3	62,7
F97-50	17,7	19,5	13,5	16,9	128,0	257,5	61,4	50,6
ЗК-7	17,0	20,4	13,0	16,8	127,2	254,6	71,6	67,9
F 98-30	16,7	19,2	12,7	16,2	122,7	259,9	61,2	77,0
13-Б	16,2	20,1	11,7	16,0	121,2	260,4	56,2	43,7
ТН 45/01	17,0	19,8	11,2	16,0	121,2	255,2	59,8	52,3
ЗК-8	15,1	20,6	12,0	15,9	120,4	223,4	61,6	46,9
Ер - Султан	16,2	19,4	11,8	15,8	119,6	252,4	69,4	57,3
Карабалыкский 1	15,4	19,1	12,3	15,6	118,1	264,2	78,4	51,8
F 92-52	14,8	19,6	12,4	15,6	118,1	258,0	77,3	62,7
F 99-55	14,2	20,1	12,2	15,5	117,4	254,6	61,4	50,6
F 02-79	15,0	19,4	11,8	15,4	116,6	262,7	71,6	67,9
Бонус	14,4	19,7	11,5	15,2	115,1	275,0	61,2	77,0
Деркул	16,2	18,2	10,6	15,0	113,6	266,4	56,2	43,7
F 03-153	14,8	19,1	10,8	14,9	112,8	280,0	59,8	52,3
Волгоградский 10	15,1	18,7	10,3	14,7	111,3	267,3	61,6	46,9
НСР 0,5				0,7	-	-	-	-

Характеристика основных химических показателей в зерне нута за 2020-2022 годы

Выводы

По результатам проведенного экологического сортоиспытания зернобобовых культур отечественной и зарубежной селекции за 2020-2022 гг. отобраны четыре сорта нута: Приво 1, Ғ 97-121,Ғ 97-60, Ғ 02-10. Они практически не полегают, по дружности созревания и устойчивости к осыпанию имеют отличные показатели. Характеризуются высокой пригодностью к механизированной уборке, высота прикрепления нижних бобов 20,2 см. Данные сорта по ряду показателей, таких как продуктивность, скороспелость, содержание белка показали наиболее высокие результаты. На основе экологического сортоиспытания нута в засушливых условиях Западного Казахстана выделен ряд образцов по хозяйственно-ценным признакам, которые будут служить ценным исходным материалом для практической селекции. В настоящее время на Уральской сельскохозяйственной опытной станции продолжается работа по оценке и выявлению лучших образцов нута в питомниках экологического сортоиспытания, приспособленных к засушливым условиям Западного Казахстана.

Данная научно-исследовательская работа выполняется в рамках научно-технической программы BR22885414 «Создание высокопродуктивных сортов зернобобовых культур на основе методов современной биологии, разработка их сортовой технологии и первичного семеноводства» по бюджетной программе 267 «Повышение доступности знаний и научных исследований».

Таблица 3

Table 3

Characterisation of the main chemical indicators in chickpea grain for 2020–2022

Сорт	Кормовые единицы	Переваримый протеин, г/кг
Юбилейный, ст.	1,27	23,0
Приво 1	1,32	24,2
Ер-Султан	1,30	23,0
ЗК-7	1,32	24,2
Деркул	1,30	22,8