Экономическая эффективность выращивания сортов пшеницы озимой с высокой эффективностью использования воды листовой поверхностью растений

Введение. Доступность воды, является одним из основных факторов, определяющих производство сельскохозяйственных культур и качество урожая [1]. На транспирацию растения, иногда, затрачивают до 60-70% преобразованной солнечной энергии фотосинтезом [2]. К.А. Тимирязев (1957) [3] называл транспирацию «необходимым злом» растений.

Поэтому разработка методов отбора по морфологическим и физиологическим признакам является перспективным направлением, как в обычной, так и в молекулярной селекции для повышения урожайности в различных условиях выращивания [4]. В том числе и эффективность использования воды растениями является важным показателем, который рекомендуют учитывать и применять на современном этапе селекции сельскохозяйственных культур [5]. Данный показатель используют для выделения сортов с повышенной засухоустойчивостью [6] и в изучении этапов эволюции фотосинтеза [7].

При этом отмечается, что у растений эффективность использования воды существенно зависит, как от технологии их культивирования и экологических условий произрастания, так и наследственных особенностей [8]. Нами разработан и рекомендован для селекции способ отбора генотипов пшеницы озимой с повышенным содержанием в зерне белка и клейковины по эффективности использования воды [9]. А целенаправленная селекция в этом направлении позволит получать высокий и качественный урожай зерна за счет более эффективного использования биологического потенциала культуры и биоклиматических ресурсов зоны ее производства. Поэтому в данной работе мы провели экономическую оценку эффективности выращивания сортов пшеницы озимой с высокой эффективностью использования воды листовой поверхностью растений.

Цель исследования – оценка экономической эффективности выращивания сортов пшеницы озимой с высокой эффективностью использования воды листовой поверхностью растений.

Материалы и методы исследований. Исследования проводили в рамках тематического плана кафедры земледелия, селекции и растениеводства, ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование» Орловского ГАУ совместно с учеными Шатиловской СХОС ФГБНУ ФНЦ ЗБК.

Объектами исследования являлись 35 сортов культуры, созданных в ведущих селекционных учреждений России: Московская 39, Памяти Федина, Московская 56, Немчиновская 57, Немчиновская 17, Московская 40, Жемчужина Поволжья, Саратовская 17, Губернатор Дона, Донэра, Октава 15, Аскет, Донской сюрприз, Белгородская 16, Майская юбилейная, Казачья, Ариадна, Поволжская 86, Лютесценс 3608, Богатка, Финезия; Воронежский НИИСХ – Крастал, Черноземка 115, Багира, Анисимовка, Джангаль, Глафира, Ангелина, Антонина, Бригада, Курень, Морозко, Табор, Трио, Юка.

Сорта были высеяны в экологическом сортоиспытании Шатиловской СХОС ФГБНУ ФНЦ ЗБК.

Опытный материал высевался в селекционном севообороте на делянках площадью 10 м2 в 4-х кратной повторности, размещение – рендомизированное.

Показатели газообмена листьев определяли на интактных растениях на приборе марки Li-6400 XT, а также с помощью портативного газоанализатора GF – 3000 FL немецкой фирмы Waltz. Исследовались флаговые листья растений без видимых повреждений вредителями и болезнями. Режим освещения и температуры регулировался в измерительных камерах приборов.

Эффективность использования воды растениями (ЭИВ) рассчитывалась отношением текущих значений интенсивности фотосинтеза к интенсивности транспирации и выражалась в мкмоль CO 2 / ммоль Н 2 O [10]. Размер выборки (n) при расчете данного показателя был равен 5, повторность измерений в экспериментах 4-х кратная.

Содержание белка, клейковины определяли с помощью прибора марки Infratek 1241 швейцарской фирмы Foss.

Математическую обработку полученных экспериментальных данных проводили методами корреляционного, дисперсионного и вариационного анализов по Б.А. Доспехову (1985) [11], с использованием компьютерных программ.

Результаты и обсуждение. В наших исследованиях отмечено, что влияние современных сортов на величину урожайности озимой пшеницы значительно выше, чем погодных условий вегетации. В экологическом сортоиспытании на Шатиловской СХОС варьирование урожайности по сортам находилось в диапазоне от 3,3 до 4,5 т/га, а по содержанию клейковины в зерне от 24,7 до 35,3 %.

Широкую вариацию урожайности озимой пшеницы по годам от 1,9 до 3,2 т/га отмечают исследователи и в других регионах страны . Указывается на то, что урожайность культуры в регионе во многом зависит от условий осенней вегетации, перезимовки и начала весеннего отрастания, тогда как условия летней вегетации оказывают меньшее влияние [12]. Аналогичную динамику по содержанию клейковины в зерне сортов озимой пшеницы приводят и другие исследователи [13, 14].

При этом между урожайностью сорта и содержанием клейковины в зерне отмечена отрицательная, хотя и несущественная корреляция (от r = - 0,07 до r = - 0,21).

Как известно для производства и как следствие для селекции культуры наиболее привлекательными являются сорта, способные формировать высокий, качественный и стабильный урожай зерна. Среди изученных нами сортов в среднем за три года наибольшую урожайность показывали сорта Корочанка и Финезия – в среднем 4,5 т/га. Немного им уступали Московская 40, Московская 56 и Ариадна – в среднем 4,4 т/га. Примечательно, что данные сорта характеризовались и относительной стабильностью урожайности. При этом сорт Московская 40 был лидером как по урожайности (4,4 т/га), так и по показателям качества (содержания клейковины 35,3%) зерна, уступая лишь по их стабильности (рис. 1).

Однако выделились генотипы, которые формировали не только высокую (более 4,0 т/га) и стабильную, но и качественную (с содержанием клейковины от 25,9 до 28,8%) урожайность зерна по годам: Прелюдия, Табор, Бригада, Корочанка. Несомненно, они представляют большой практический интерес, как для селекции, так и производства в целом, выступая в качестве базового исходного материала в обеспечении их высокой конкурентной способности.

Рисунок 1 – Тенденция генотипической изменчивости урожайности и содержания клейковины в зерне современными сортами озимой пшеницы

Разработанные методы и способы отбора позволяют проводить целенаправленную селекцию не только на повышение урожайности, но и на ее качество. Большое значение в данном случае имеет высокая интенсивность фотосинтеза при умеренной транспирации, что определяет эффективность использования воды растениями [4]. Данный показатель используют для выделения сортов с повышенной засухоустойчивостью [6].

Оценка 15 генотипов по эффективности использования воды позволила установить широкий диапазон варьирования признака (рис. 2).

Ф

м Белок

Клейковина

га

нПГПттгптп

О

ф ю

ф

m о

rs

ф

Рисунок 2 – Генотипический интервал варьирования эффективности использования воды (ЭИВ, мкмоль СО 2 / ммоль Н 2 О) у различных сортов пшеницы озимой и ее взаимосвязь с содержанием в зерне белка (%) и клейковины (%), в фазу налива зерновки

ф Ч О и

Среднее значение эффективности использования воды по оцениваемой выборке составила 2,54 мкмоль СО 2 / ммоль Н 2 О. Исследования позволили установить между эффективности использования воды и качеством зерна высокую, существенную положительную корреляционную связь: 0,60 – с белком и 0,41 – с клейковиной (существенна при Р=0,05). Оценка позволила выявить сорта с повышенным содержанием белка и клейковины: Московская 39 (14,5 % и 24,1 %, соответственно), Московская 40 (15,0 % и 24,8 %, соответственно), которым свойственно высокое значение эффективности использования воды: от 3,41 до 4,19 мкмоль СО 2 / ммоль Н 2 О. Что позволяет сделать вывод о том, что сорта с повышенным содержанием белка и клейковины, характеризуются и высоким значением эффективности использования воды, которое превышает среднюю по выборке на 30 %.

Что позволило рекомендовать признак «эффективности использования воды», как показатель для отбора перспективных генотипов пшеницы озимой с повышенным содержанием в зерне белка и клейковины при сохранении высокого уровня урожайности.

В нашем исследовании сорта с высокой эффективностью использования воды формировали урожай с более высоким содержанием белка (на 1,35%) и с большим содержанием клейковины (на 3,63%), что дает возможность производителям реализовать продукцию таких сортов по более высокой цене. При этом себестоимость продукции практически не меняется (снижается только на 2,6%), прибыль от реализации товарного зерна увеличивается на 59%, а рентабельность производства – на 23% (табл. 1).

Таблица 1 – Экономическая эффективность при выращивании сортов пшеницы озимой с высокой эффективностью использования воды листовой поверхностью растений

„о — CXI JI 5 “ О Ш I 2 1з ж s I	Z о ф ф Z га ф о и	га" ф ю ф га о и	га о Z га о о.	га Z ф о^ ВЛ °* га Z ф =Г	га “ ю о- £ ч 1	S 1- о. О о S 1-о ф ю ф и	1 й S л с ь О ® л о н 1’ С О н	о Z ф ю га Z ф Q.
Сорта с высокой эффективностью использования воды (Московская 39, Московская 40)
3,80	24,45	14,75	4,60	14,00	6440,00	9,36	1685,33	39,20
Сорта с низкой эффективностью использования воды (Черноземка 130, Ариадна, Донской сюрприз)
2,32	20,82	13,40	4,47	12,00	5364,00	9,61	693,72	16,20

Выводы. Таким образом, сорта озимой пшеницы с высокой эффективностью использования воды формируют урожай зерна с более высоким содержанием белка (на 1,35%) и клейковины (на 3,63%), что позволяет увеличить прибыль от реализации товарного зерна на 59%, а рентабельность производства на 23%.