Оценка адаптивных и продуктивных характеристик перспективных линий яровой тритикале

Согласно докладу ООН в 2050 г. население Земли достигнет 9,8 млрд, а в 2100 г. – 11,2 млрд [6]. Постоянно растущее население и его растущие потребности в пище, а также природные катаклизмы – основные проблемы, для которых необходим поиск решения [11]. Важно также отыскание устойчивых источников пищи и кормов для сельскохозяйственных животных.

Мировой и наш опыт показывают, что сорт является одним из наиболее динамичных и в то же время эффективных средств повышения продуктивности сельскохозяйственного производства [7]. В последние годы в связи с изменением климата особую актуальность приобретает экологическая пластичность сорта. Доказано, что урожайность сорта является производной от его потенциальной продуктивности и экологической пластичности. Чем меньше благоприятных условий среды, тем больше роль экологической пластичности сорта в реализации потенциальной продуктивности. Недооценка этой взаимосвязи – одна из основных причин недостаточной устойчивости зернового производства по отношению к капризам природы. Результаты исследований в неблагоприятных регионах показали, что тритикале может быть отличной альтернативой пшенице и ячменю [18].

Давно известно, что зерновые культуры – незаменимый источник питательных элементов и энергии, на них в основном полагались в прошлом и в настоящем, на них можно рассчитывать и в будущем. Не случайно единственный агроном, лауреат Нобелевской премии – Норман Борлауг получил ее в 1970 г. именно за большие достижения в селекции пшеницы, благодаря этому менее чем за 5 лет мировое зернопроизводство выросло в несколько раз [14].

Во всем мире зерновые культуры наиболее распространены и служат основным источником энергии из-за высокого содержания углеводов и белков как для людей, так и для животных. Сегодня развитые страны полагаются на импорт большого количества пшеницы, риса, кукурузы и ячменя. В этих странах рост производства зерновых может быть достигнут за счет увеличения средней урожайности на единицу площади или вовлечения в сельскохозяйственный оборот ранее неиспользуемых земель [1].

Тритикале (× Triticosecale Wittmack) – межродовой гибрид, созданный человеком на основе гибридизации и экспериментальной полиплоидии, сочетающий в одном растении геномы видов из родов пшеницы (Triticum) и ржи (Secale) [16].

Белгородская область является одним из ведущих производителей зерна тритикале (яровой и озимой) как в ЦЧР, так и в России. В 2022 г. на Белгородскую область приходилось около четверти всего производства тритикале в стране, обусловлено это высоким

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no.1 53)

AGRONOMY

уровнем развития животноводства. Валовые сборы тритикале по годам существенно различаются (рисунок): наименьший отмечен в 2020 г. – 0,35 тыс. т, наибольший – в 2022 г. – 6,85 тыс. т.

год

Валовое производство яровой тритикале в Белгородской области (20 7–2022 гг., тыс. т)

Интерес к тритикале как к корму неуклонно растет. Многие развитые страны страдают от дефицита кормовой базы для животноводческого сектора [5]. В Европе, где интенсивное выращивание кукурузы в кормовых целях приводит к проблемам окружающей среды, с помощью тритикале, возделываемой для силоса, можно преодолеть вредные последствия монокультурного интенсивного выращивания кукурузы [1].

Цель исследований – провести оценку продуктивности линий яровой тритикале по комплексу хозяйственно-ценных признаков и свойств, а также выделить наиболее адаптированные и приспособленные к почвенно-климатическим условиям ЦентральноЧерноземного региона.

Объекты и методы

Полевые исследования проводились на базе Центра селекции в растениеводстве, проблемной лаборатории селекции и промышленного семеноводства озимой пшеницы имени Н.С. Шевченко (Белгородская область, Белгородский район, поселок Майский) в 2021–2023 гг. в лесостепной зоне. Объект изучения – сорта и линии яровой тритикале (один сорт, 7 перспективных линий селекции Белгородского ГАУ). В качестве основного стандарта использовали сорт яровой тритикале Укро (включен в государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, и рекомендован государственной комиссией по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур в качестве стандарта для условий Белгородской области). Оригинатором сорта Укро является ФГБНУ «НИИСХ Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева»; дополнительно вводили для сравнения яровую мягкую пшеницу сорта Токката (оригинатор – Selgen A.S., Чехия) и яровой ячмень сорта Осколец: оригинатор – ЗАО «Краснояружская зерновая компания»); данные сорта рекомендованы госсортокомиссией в качестве стандартов

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no. 1 53) AGRONOMY при сортоиспытании. Почва опытного участка представлена черноземом типичным тяжелосуглинистым. Предшественник – соя. Посев проводили во 2-й декаде апреля в 2021, 2022 и 2023 гг. (16, 12 и 17 апреля соответственно) сеялкой СКС-6-10, с нормой высева – 4,5 млн. Уборка в 1-й декаде августа селекционным комбайном Terrion-2010 в фазе полной спелости зерна. Учеты и наблюдения проведены в соответствии с методическими указаниями ВИР [9]. Существенность различий между вариантами определяли при помощи дисперсионного анализа с использованием пакета специализированных программ NIRSMAIN. Коэффициент адаптивности рассчитывали по Л.А. Животкову по варьированию урожайности [2].

Результаты и их обсуждение

Погодные условия во время вегетации зерновых культур в опыте существенно различались в зависимости от года, что позволило дать наиболее полную оценку сортам и линиям яровой тритикале. Так, по данным метеостанции Белгородского ГАУ (п. Майский), в 2021 г. складывались благоприятные условия для роста и развития растений как по динамике увлажнения в критические периоды, так и по температурному режиму. За вегетационный период (апрель-август) выпало 297,3 мм осадков (на 36,3 мм выше среднемноголетних значений). Наблюдалось превышение количества осадков в апреле, мае и июне, способствуя высокой продуктивности растений. Условия 2022 г. были очень контрастными по отношению к условиям 2021 г. и среднемноголетним значениям. За вегетационный период выпало всего 226 мм осадков, отмечен их дефицит в критические фазы развития культуры: выход в трубку – выпало всего 62,3% от среднемноголетних значений, цветение-формирование зерновки – 44,0%, на фоне повышенных температур в указанные периоды это негативно сказалось на продуктивности растений. Для вегетационного периода 2023 г. характерно несущественное отклонение температур от среднемноголетних значений, количество осадков – 245,2 мм (на 15,8 мм ниже среднемноголетних). Наиболее сильно дефицит осадков проявился в мае – выпало всего 7,1% от среднемноголетних значений, или 3,2 мм, это негативно сказалось на кущении растений.

При создании сортов высокоинтенсивного типа обязательным модельным параметром является присутствие у растений признака устойчивости к полеганию [10]. Как правило, сорта с высокой устойчивостью к полеганию имеют утолщенные клеточные стенки соломины и клеток сосудисто-волокнистых пучков, в большинстве случаев относительно низкостебельные. Хотя исследования по другим зерновым культурам показали, что сорта зерновых культур с высотой 110–120 см отличает высокая устойчивость к полеганию за счет хорошо развитых механических тканей [4].

При анализе устойчивости линий яровой тритикале к полеганию (табл. 1) за все годы исследований установлено: высота растений у перспективных линий была в пределах от 88,5 (Линия 236) до 99,6 см (Линия 222), ее среднее значение в опыте за 3 года исследований – 94,34 см. Наиболее высокорослой, достоверно превысившей стандартный сорт (при НСР 05 = 3,3 см) оказалась только линия № 222 (Укро × Лотас) – 99,6 см.

Нами также отмечена сильная положительная корреляция (r = 0,82) между количеством осадков за вегетационный период и высотой растений. Не выявлена тесная взаимосвязь (r = 0,41) между высотой растений и устойчивостью к полеганию. Так, линия № 199, имея высоту растений 90,3 см, по устойчивости к полеганию оценена на 4,5 балла. Линия № 236 по устойчивости к полеганию лучше стандартного сорта Укро на 1,5 балла и была на одном уровне с яровой пшеницей.

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no.1 53)

AGRONOMY

Высота растений и устойчивость линий яровой тритикале к полеганию (средние данные за 2021–2023 гг.)

Таблица 1

Линия, сорт	Высота растений, см	± к St тр. Укро	Устойчивость к полеганию (в баллах)
Токката, st, яровая пшеница	7 ,3	–	5,0
Осколец, st, яровой ячмень	65,6	–	4,0
Укро, st, яровая тритикале	96,7	–	3,5
Линия 02 (Саур × Памяти Мережко)	94,2	– 2,5	4,0
Линия 52 (Укро × Торнадо)	96,4	– 0,3	3,5
Линия 96 (Саур × Ровня)	93,2	– 3,5	4,0
Линия 99 (Саур × Торнадо)	90,3	– 6,4	4,5
Линия 203 (Лана × Ярик)	95,7	– ,0	4,0
Линия 222 (Укро × Лотас)	99,6	+ 2,9	3,5
Линия 236 (Солнцедар харьковский × Укро)	88,5	– 8,2	5,0
НСР 05		3,3	–

Линии № 199, 196 и 236 выделяются хорошо развитым листовым аппаратом и корневой системой, развитие вторичных корней и механической ткани в узлах стебля особенно более сильное, у них также отмечено раннее одревеснение стебля еще в фазе трубкования.

Формирование продуктивности сельскохозяйственных культур – сложный и многоступенчатый процесс, в большей степени он детерминирован факторами внешней среды и генотипом сорта [13]. Поэтому урожайность является одним из основных показателей, характеризующих пригодность того или иного сорта для внедрения в сельскохозяйственное производство. Определяют урожайность зерновых культур количеством растений и стеблей, сохранившихся к уборке урожая, продуктивными характеристиками главного колоса (табл. 2).

Таблица 2

Количество продуктивных стеблей и коэффициенты кущения линий яровой тритикале (средние данные за 2021–2023 гг.)

Линия, сорт	Количество продуктивных стеблей, шт./м2	± к St тр. Укро	Коэффициент кущения
			общая кустистость	продуктивная кустистость
Токката, st, яровая пшеница	425,9	–	,76	,6
Осколец, st, яровой ячмень	455,6	–	,95	,84
Укро, st, яровая тритикале	4 0,6	–	,85	,76
Линия 02 (Саур × Памяти Мережко)	464,2	+ 53,6	,93	,87
Линия 52 (Укро ×Торнадо)	450,0	+ 39,4	,79	,66
Линия 96 (Саур × Ровня)	4 3,2	+ 2,6	2,00	,87
Линия 99 (Саур × Торнадо)	490,5	+ 79,9	,7	,55
Линия 203 (Лана × Ярик)	455,6	+ 45,0	,69	,48
Линия 222 (Укро × Лотас)	438,7	+ 28,	,94	,76
Линия 236 (Солнцедар харьковский × Укро)	448,	+ 37,5	2, 0	,94
НСР 05		33,9	–

Установлено, что при норме высева семян 450 шт./м2 преимущественный вклад в урожайность зерна вносит главный побег с нормально развитым и сформированным колосом и выполненным зерном [14].

В результате дисперсионного анализа выявлены факторы, влияющие на формирование количества растений на 1 м2: условия года (47,8%), взаимодействие факторов генотип-год – 27,5%, генотип – 14,9%.

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no.1 53)

AGRONOMY

Количество растений на 1 м2 было в пределах от 413,2 шт./м2 у линии № 196 до 490,5 шт./м2 у линии № 199. В среднем за изучаемый период наилучший уровень анализируемого показателя отмечен у линий яровой тритикале № 199 (490,5 шт./м2), № 102 (464,2 шт./м2), № 203 (455,6 шт./м2).

Длина колоса – важный элемент продуктивности (табл. 3). Считается, что данный признак имеет высокую степень вариабельности у сортов тритикале [3].

Таблица 3

Продуктивность и озерненность главного колоса у линий яровой тритикале (средние данные за 2021–2023 гг.)

Линия сорт	Длина колоса, см	± к St тр. Укро	Количество зерен в главном колосе, шт.	± к St тр. Укро	Масса зерна с главного колоса, г	± к St тр. Укро
Токката, st, яровая пшеница	7, 4	–	37,82	–	,56	–
Осколец, st, яровой ячмень	9,52	–	23,68	–	,38	–
Укро, st, яровая тритикале	8,78	–	40,25	–	,8	–
Линия 02 (Саур × Памяти Мережко)	9,00	+ 0,22	44,02	+ 3,70	,89	+ 0,08
Линия 52 (Укро × Торнадо)	8,25	– 0,53	37, 3	– 3, 2	,52	– 0,29
Линия 96 (Саур × Ровня)	8, 2	– 0,66	39,32	– 0,93	,59	– 0,22
Линия 99 (Саур × Торнадо)	9,45	+ 0,67*	46,25	+ 6,00	2,05	+ 0,24
Линия 203 (Лана × Ярик)	8,85	+ 0,07	42,36	+ 2,	,69	– 0, 2
Линия 222 (Укро × Лотас)	8,26	– 0,52	39,62	– 0,63	,66	– 0, 5
Линия 236 (Солнцедар харьковский × Укро)	8,58	– 0,20	40,75	+ 0,50	,74	– 0,07
НСР 05	–	0,20	–	1,01	–	0,22

По результатам проведенных исследований: первостепенное влияние на изменчивость длины колоса – у сортовых особенностей (55,5%) и условий года (14,9%). Длина колоса изучаемых линия яровой тритикале изменялась существенно – от 8,12 (Линия № 196) до 9,45 см (Линия № 199). За годы исследования по этому признаку выделены линии (при НСР 05 = 0,20 см) № 199 (9,45 см) и № 102 (9,00 см). Линии № 152 (8,25 см), 196 (8,12 см), 222 (8,85 см) по данному показателю уступали стандартному сорту Укро.

Количество зерен в главном колосе – сложный количественный признак, значительное влияние на него оказывают факторы внешней среды. В среднем по опыту выделены линии: № 102 – 44,02 шт. (+ 3,30 шт. к St), № 199 – 46,25 шт. (+ 6,00 шт. к St) и № 203 – 42,36 шт. (+ 2,11 к St) при значении данного признака у стандартного сорта тритикале Укро – 40,25 шт., яровой пшеницы Токката – 37,82 шт., ярового ячменя Оско-лец – 23,68 шт.

Хозяйственно-ценным признаком, который характеризует структуру урожая, является масса зерна с колоса, с его помощью можно определить продуктивность того или иного сорта. Масса зерна с колоса у линий и сортов яровой тритикале была различной – пределы варьирования за годы исследований составили от 1,52 (линия № 152) до 2,05 г (линия № 199), у стандартного сорта Укро – 1,81 г.

В среднем за изучаемый период (2021–2023 гг.) наилучшее проявление урожайности (табл. 4) отмечено у линий (при НСР 05 = 0,26 т/га): № 203 (2,88 т/га), № 102 (3,00 т/га) и № 199 (3,15 т/га), урожайность стандартного сорта Укро составила 2,48 т/га, яровой пшеницы – 2,86 т/га, ярового ячменя – 3,12 т/га. Средняя урожайность яровой тритикале по опыту – 2,59 т/га.

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no.1 53)

AGRONOMY

Таблица 4

Урожайность линий яровой тритикале (средние данные за 2021–2023 гг.)

Линия сорт	Урожайность, т/га	± к St тр. Укро	Коэффициент адаптивности
Токката, st, яровая пшеница	2,86	–	,07
Осколец, st, яровой ячмень	3, 2	–	, 7
Укро, st, яровая тритикале	2,48	–	0,93
Линия 02 (Саур × Памяти Мережко)	3,00	+ 0,52	, 2
Линия 52 (Укро × Торнадо)	2,39	– 0,09	0,89
Линия 96 (Саур × Ровня)	2,06	– 0,42	0,77
Линия 99 (Саур × Торнадо)	3, 5	+ 0,67	, 8
Линия 203 (Лана × Ярик)	2,88	+ 0,40	,08
Линия 222 (Укро × Лотас)	2, 9	– 0,29	0,82
Линия 236 (Солнцедар харьковский × Укро)	2,59	+ 0,	0,97
НСР 05	–	0,26	–

Наибольший коэффициент адаптивности имели линии яровой тритикале: № 199 (Саур × Торнадо) – 1,18, № 102 (Саур × Памяти Мережко) – 1,12 и № 203 (Лана × Ярик) – 1,08, это позволяет отнести их к высокоадаптивным с высокой пластичностью к условиям выращивания. Также значение коэффициента адаптивности больше 1,00 отмечено у яровой пшеницы сорт Токката – 1,07 и ярового ячменя сорт Осколец – 1,17.

Показатель числа падения в зерне характеризует состояние крахмала и активность амилолитических ферментов. Особенно он важен при характеристике качественных признаков для тритикале, поскольку культура искусственно синтезирована [7]. Число падения для тритикале – один из основных показателей качества, использующийся для определения пригодности зерна для хлебопекарной промышленности. В отличие от пшеницы, хлебопекарные свойства тритикале (табл. 5) определяются не количеством и качеством клейковины, а состоянием углеводно-амилазного комплекса.

Таблица 5

Качественные показатели линий яровой тритикале (в среднем за 2021–2023 гг.)

Линия, сорт	Белок, %	± к St тр. Укро	Число падения, сек	± к St тр. Укро
Токката, st, яровая пшеница	2, 5	–	223,00	–
Осколец, st, яровой ячмень	,23	–	–	–
Укро, st, яровая тритикале	4,74	–	03,60	–
Линия 02 (Саур × Памяти Мережко)	5,06	+ 0,32	6 ,00	+ 57,4
Линия 52 (Укро × Торнадо)	5, 9	+ 0,45	9,20	+ 5,6
Линия 96 (Саур × Ровня)	5,20	+ 0,46	52,30	+ 48,7
Линия 99 (Саур × Торнадо)	5,54	+ 0,80	47,80	+ 44,20
Линия 203 (Лана × Ярик)	5,63	+ 0,89	46,30	+ 42,70
Линия 222 (Укро × Лотас)	4,79	+ 0,05	66, 0	+ 62,50
Линия 236 (Солнцедар харьковский × Укро)	6,05	+ ,3	33,30	+ 29,7
НСР 05		0,44		33,54

За годы исследований: наибольшее содержание белка отмечено у линии № 236 – 16,05%, наименьшее – у стандартного сорта Укро – 14,74%; в среднем содержание белка в зерне яровой тритикале – 15,28%, это на 3,13 и 4,05% выше, чем в зерне яровой пшеницы (12,15%) и ярового ячменя (11,23%) соответственно.

Исследования показали, что число падения в зерне яровой тритикале уступает числу падения в зерне яровой пшеницы. Для всего набора линий и сортов яровой

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no.1 53)

AGRONOMY

тритикале характерна высокая активность фермента α-амилазы, т.е. низкие значения числа падения (менее 200 с). Наименьшее значение числа падения – у стандартного сорта Укро – 103,6 сек, наибольшее – у линии № 222 – 166,1 сек.

Заключение

Из семи перспективных линий яровой тритикале, исследуемых в конкурсном сортоиспытании, по комплексу хозяйственно-ценных признаков выделена линия № 199 (Саур × Торнадо), представляющая ярово-озимый гибрид с высокой продуктивностью за годы исследований (3,15 т/га) в сочетании с высоким уровнем содержания белка (15,54%) и средним уровнем по числу падения (147,80 сек). Линия № 199 (Саур × Торнадо) отличается высокой приспособляемостью к экстремальным условиям возделывания и успешно прошла конкурсное сортоиспытание, в связи с чем подготовлена для передачи на ГСУ Центрально-Черноземного региона для возделывания на зерно. Проведенный скрининг линий позволил выделить источники повышенного числа падения в зерне, особенно это актуально для яровой тритикале. В качестве источников повышенного числа падения (150–190 сек) выделены линии – № 222 (166,1 сек) и № 102 (161,0 сек), повышенного содержания белка в зерне – № 236 (16,05%), № 203 (15,63%).