Особенности селекции и совершенствование технологии возделывания озимого тритикале в Среднем Заволжье

Тритикале можно использовать в качестве кормовой и продовольственной культуры.

Крупнейшим в мире производителем тритикале является Польша. Согласно данным FAOSTAT, эта страна производит более 5,2 млн. тонн тритикале, что составляет почти 31% мирового производства. Среди других крупнейших производителей выделяются Германия (2,97 млн тонн.), Беларусия (2,07 млн. тонн) и Франция (2,02 млн. тонн) [1].

В России площади посева тритикале, относительно других зерновых и зернобобовых культур, незначительны.

С 2009 по 2016 год посевные площади под культурой тритикале были не стабильны (рис.1). С 2010 года (165 тыс.га) по 2013год (251 тыс.га) наблюдался рост, далее в 2014 году незначительное снижение (240 тыс.га), а в 2016 году произошёл рост площади посева до 265 тыс.га [2,3].

Согласно последним данным Росстата, в 2016 году в России было собрано 624 тыс. тонн тритикале. Относительно 2015 года прибавка составила 10,5%, относительно 2014 года зафиксировано снижение показателя на 4,8%. Если говорить об

изменениях относительно 2009 года, с которого начала вестись статистика, то сборы тритикале возросли на 22,8%. Наименьший показатель был зафиксирован в 2010 году – 249 тыс. тонн, наибольший в 2014 году – 654 тыс. тонн.

Средняя урожайность тритикале в России в 2016 году составила 2,78 т/га, что является наибольшим показателем за исследуемый период, на 0,47 т/га больше, чем в 2015 году. Наименее урожайным на тритикале выдался 2010 год – 1,76 т/га.

Регионом с наибольшими посевными площадями тритикале в 2015 году стала Белгородская область, по итогам года сместившая с первого места Волгоградскую. На долю Белгородской области пришлось 14,2% посевов тритикале в стране – 35,6 тыс. гектаров. Второе место с долей 8,9% заняла Волгоградская область. Третьей по посевам стала Республика Башкортостан, доля которой составила 8,3% (20,8%). В первую десятку регионов также вошли Ростовская область (12,3 тыс.га), Воронежская область (11,8 тыс.га), Псковская область (11,0 тыс.га), Курская область (9,3 тыс.га), Республика Татарстан (8,9 тыс.га), Владимирская область (8,0 тыс. га) и Брянская область (7,7 тыс.га). Остальные регионы 103,2 тыс.га (41,1% общей посевной площади).

^™ Площадь посева, тыс.га ^е Урожайность зерна, т/га ^^—Валовый сбор, тыс.т

Рис. 1. Посевные площади, урожайность, валовый сбор по тритикале в России во всех видах хозяйств

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

Изменение климата требует переоценки структуры посевных площадей, разнообразия озимых культур, внедрения новых адаптивных сортов и совершенствования их технологий возделывания [5, 6].

Цель исследований: получение адаптивных линий и сортов и совершенствование технологии возделывания озимого тритикале на зелёную массу и зерно.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Климат зоны проведения исследований характеризуется резко выраженной континентальностью. Холодная и малоснежная зима сменяется короткой весной, а затем наступает сухое, жаркое лето. Максимальная температура (данные Безенчукской 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 -10,3ºС, самого теплого (июль) – +21,3ºС. Переход среднесуточной температуры через 0ºС происходит в первой декаде апреля, через +10ºС – 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 2600-3000°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 [6].

Анализ метеоусловий за последние 11 лет показал, что вегетационные периоды 2007, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 и 2015 годов были неблагоприятными для роста и развития озимого тритикала. В 2008, 2014, 2016 и 2017 годах установлены близкие к среднемноголетним и благоприятные условия.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В сложившихся природно-экономических условиях Среднего Заволжья основным абиотическим фактором, влияющим на урожайность сортов озимых зерновых местной селекции, обладающих высокой и очень высокой зимостойкостью, является температура воздуха и ГТК мая и июня [6-8].

Современные сорта тритикале селекции Самарского НИИСХ зимостойкие и засухоустойчивые (жаростойкие) [8].

Впервые в Самарском НИИСХ исследованиями генетической системы яровых гекса-плоидных тритикале занимался В.В. Сюков (1983-1985гг). Тритикале использовались как генетические источники хозяйственно-полезных признаков для улучшения пшениц [9]. В 1996 году заведующей лабораторией селекции озимой ржи и тритикале Г.А. Сюковой, старшим научным сотрудником Н.В. Михайловым и младшим научным сотрудником Т.А. Горяниной начата работа по селекции озимого тритикале. Изучалось более 200 образцов отечественного и зарубежного происхождения (Дагестан, Украина, Белоруссия, Молдова, Польша, Швеция, Германия, Румыния и т.д.). Параллельно с изучением коллекции начали проводить скрещивания.

Коллекционные образцы послужили основой для осуществления парных, а затем и ступенчатых скрещиваний. Использовались различные методы: секализация (скрещивание с рожью), сложная ступенчатая, внутривидовая гибридизация получения тритикале. Всего с 1996 по 1998 гг. изучено 1330 коллекционных образцов. С 1998 г начали проводить индивидуальные отборы по колосу. Была разработана и принята программа, предусматривающая создание сортов двух сортотипов: зернокормового и зернового.

Проведены исследования этой культуры по пищевым и кормовым достоинствам, определены технологические параметры зерна и его качества. Выявлены особенности формирования урожайности на генотипическом и фенотипическом уровне. Изучение качества зерна и зелёной массы дало нам основание предположить, что в будущем реальна возможность получения сортов универсального типа, пригодных для продовольственных (хлеб) и кормовых (зелёная масса) целей.

Основными задачами исследований было создание вторичных форм тритикале.

Внедрение в производство культуры тритикале обусловило углубление исследований в области качества зерна, питательной ценности, разработки технологии возделывания.

В настоящее время процесс селекции состоит из трёх основных этапов:

• а)    изучения коллекционных сортов в целях 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.

За 1999-2014 годы было создано и проработано в питомниках разного уровня 59212 линий. С 1996 года по 2016 проведено 586 простых и 229 сложных комбинаций скрещивания.

В результате многолетней работы были получены четыре сорта: Степанида – для производства спирта, крахмала, хлеба; Василиса и Варвара – зернофуражного направления; Устинья – зерно-кормового направления и на зелёный корм.

Исследования хлебопекарных качеств зерна тритикале в смеси с пшеницей проводили в 2005-2009 гг. и 2008-2012 гг. в лаборатории технолого-аналитического сервиса Самарского НИИСХ.

Для коммерческих целей добавка к трити-калевой муке пшеничной более целесообразна. Получается хлеб с такими же параметрами, как и из пшеницы, но с большим содержанием лизина, валина, аргинина, лейцина и ряда других аминокислот, чем у чистого пшеничного [10]. Следует также отметить, что добавка 3050% тритикалевой муки к пшеничной заметно улучшает качество выпечки, как по внешнему виду, так и по биохимическим компонентам белка в хлебе [8].

В 2008 году на Государственное испытание ФГБНУ «Самарский НИИСХ» совместно с ФГБНУ «Краснодарский НИИСХ» был передан сорт озимого тритикале Кроха зернофуражного направления. С 2014 года включён в Госреестр РФ с допуском к использованию по Средневолжскому региону.

Одним из направлений селекции озимого тритикале является устойчивость к болезням. За последние 20 лет (1997-2016гг) наблюдений, вспышки ржавчины на полях Самарского НИ-ИСХ были зафиксированы в 2012-2014 годах и не значительные поражения в 2016 году.

В 2012 и 2013 годах поражение патогеном отмечали во всех питомниках, кроме селекционного 1 года. Под урожай 2014 года было отобрано по маркёру 1695 линий иммунных и слабо восприимчивых к ржавчине. В связи с поражением патогеном в 2014 году повторно провели отбор по растению с помощью маркёров. Таким образом из 12829 линий, изученных за три года, в посев 2015 года, был высеян чистый материал 4491 номер. В 2015 году поражения не наблюдалось. Однако засушливые условия не позволили получить высокие урожаи зерна. В 2016 году в фазу созревания отмечены признаки ржавчины в экологическом испытании от 20 до 50%. В остальных питомниках поражения не отмечалось.

В результате многолетней работы учёными ФГБНУ «Самарского НИИСХ» и ФГБНУ «Московский НИИСХ» «Немчиновка» выведен сорт Капелла, который передан на госсортоиспыта-ние по Средневолжскому региону. В 2015 году включён в заявку на выдачу патента и на допуск селекционных достижений к использованию Государственного реестра охраняемых селекционных достижений. Бюллетень №202 от 06.02.2015 г. Он относится к сортам полуинтенсивного типа, отличается высокой зимостойкостью и устойчивостью к засушливым условиям Среднего Поволжья, не осыпается, хорошо обмолачивается. Сорт предназначен для возделывания на фураж. Устойчивость к полеганию 7-9 баллов. Вегетационный период 280-311 дней, на 3 дня короче, чем у стандарта Кроха. Сорт отличается продуктивным и хорошо озернённым колосом (число зёрен 37-49 шт.). Масса 1000 зёрен 42,749,7 г. Высота растений 96,7-108,3 см. Флаговый лист средний, восковой налёт отсутствует или очень слабый. Колос бледно-жёлтый, плотный, полностью остистый. Ости средней длины, со светло-жёлтой окраской. Зерно полуудлинён-ное, с ярко выраженной бороздкой, жёлто-коричневое. Основное отличие сорта от ранее районированных: в фазу созревания сохраняет фотосинтетическую активность стебля, колоса и листьев, что обеспечивает получение выполненного и крупного зерна.

Средняя урожайность Капеллы за 2012-2014 годы в конкурсном сортоиспытании Самарского НИИСХ составила 2,11 т/га (Тальва 100 – 1,81 т/ га). Максимальная урожайность получена в условиях Московской области 6,0-7,0 т/га.

Средний показатель «числа падения» – 66,0с, высота амилограммы 50 е.а., у стандарта соответственно – 67,0с. и 53 е.а. Белок в зерне – 15,017,5%, натура – 732 г/л. Объем хлеба 470-500 см³ из 100 г муки, вкус – 4,5 балла, пористость – 3,0 балла.

За годы испытания сорт не поражался мучнистой росой и бурой ржавчиной. Характеризуется высокой агроэкологической адаптивностью. При ураганном ветре, ливнях возможно незначительное полегание.

Положительно отзывается на улучшение уровня агрофона. Сорт обеспечивает высокую эффективность возделывания при всех способах обработки почвы и уровнях минерального питания. Стоимость дополнительно полученного зерна 1500-2000 рублей с 1 га посева.

Кроме выведенных шести сортов тритикале итогом 20-летней работы стало создание новых перспективных линий. В результате конкурсного испытания за последние 3 года (2015-2017гг) выделились две линии тритикале, которые готовятся к передаче на Государственное испытание (табл. 1).

В ФГБНУ «Самарский НИИСХ» не только создаются новые адаптивные сорта, но совершенствуется технология возделывания озимого тритикале. Совместно с отделом земледелия в 2008-2011 годах проведены исследования элементов технологии возделывания озимого тритикале на зерно и зелёную массу.

Опыты по эффективности применения удобрений показали (табл.2), что наибольшую урожайность зерна и зелёной массы, из изученных сортов, показал сорт озимого тритикале Устинья. Без применения удобрений урожайность сорта составила 1,95 т/га и 13,15 т/га соответственно. Стартовое внесение NPK обеспечило прибавку 0,17 т/га и 0,8 т/га.

По высокорослому сорту пшеницы Безен-чукская 380 без применения удобрений и на варианте со стартовым внесением NPK урожайность зелёной массы составила соответственно 7,25-8,27 т/га. Интенсивный сорт Бирюза оказался самым отзывчивым на внесение удобрений. При стартовом применении NPK урожайность зерна и зелёной массы возросла, по сравнению с контролем, на 0,31 т/га (20,0%) и 3,5 т/га (71,4%). Содержание белка и жира в зелёной массе практически не зависело от изучаемых доз удобрений. Наибольшее содержание сахара в зелёной массе отмечено у озимого тритикала. Внесение удобрений обеспечило увеличение каротина на 13,3-18,0%. В засушливых условиях перспективные сорта Бирюза, Устинья и Жигули превысили сорт Безенчукская 380, по урожайности зерна, на 0,23-0,55 т/га. Наибольшие значения зелёной массы установлены на сорте Устинья.

Увеличение урожайности зелёной массы на озимом тритикале обеспечило повышение, по

Таблица 1. Результаты конкурсного испытания лучших линий (2015-2017 гг.)

Сорт, линия	Урожайность зерна, т/га	Высота, см	Масса 1000 зёрен, г	Белок, %	Поражение ржавчиной, %
Кроха, ст.	4,66	104	36	14,1	35-50
Д 64-7/08	5,65	87	45	15,0	0
9767Т6П20	5,37	96	41	14,6	0-20
Капелла	4,95	136	46	16,2	0
Устинья к	4,82	111	44	14,0	0
Тальва 100	3,57	143	38	16,0	5-20

Таблица 2. Урожайность сортов озимых культур, т/га (2008-2010 гг).

Показатели	Доза удобрений	Безенчукская 380	Бирюза	Устинья	Жигули
Зеленая масса	0-0-0	7,25	4,90	13,15	-
	стартовые	8,27	8,40	13,95	-
	высокие	11,25	9,00	15,10	-
HCP005 А (сорта) 1,70-3,20; В (удобрения) - 3,20
Зерно	0-0-0	1,31	1,55	1,95	1,54*
	стартовые	1,58	1,86	2,12	1,80
	высокие	1,62	2,05	2,17	1,76
HCP 0,05 А (сорта) 0,09-0,25; В (удобрения) - 0,22

Примечание: * урожайность озимого ячменя приведена за 2009, 2010 гг.

сравнению с другими культурами, условного чистого дохода на 5186,7-5722,4 руб/га и рентабельности 69,2-90,2%. Однако дополнительные затраты на применение удобрений не окупались прибавкой урожая и наилучшие экономические показатели отмечены на варианте без удобрений.

Исследования элементов технологии возделывания озимых культур на зерно проводились в 2009-2011 годах в четырёхпольном зернопаровом севообороте отдела земледелия Самарского НИИСХ: чистый пар - озимые - яровая пшеница - яровой ячмень. В опыте изучались сорта озимой пшеницы Безенчукская 380, озимого тритикале Кроха и озимого ячменя Жигули. Повторность опыта 3-х кратная, размер делянок 50 м².

В аномально засушливых условиях перспективные сорта озимых культур Кроха и Жигули превысили сорт озимой пшеницы Безенчук-ская 380, по урожайности зерна, на 0,07-0,34 т/ га (табл. 3).

Изучаемые дозы удобрений способствовали улучшению питательного режима почвы и более рациональному расходу влаги для роста и развития озимых культур, что обеспечивало возрастание продуктивности по сравнению с неудобренным фоном.

При стартовых дозах удобрений прибавка урожая составила 0,19-0,26 т/га или 13,9-20,2%. При расчётных – 0,14-0,22 т/га или 10,2-14,5%.

Химический состав зерна тритикале, пшеницы и ячменя зависит от климатических условий вегетационного периода, особенностей генотипа растений, приёмов агротехники.

Наибольший удельный вес в зерне занимают углеводы, которые представлены, в основном, сложными полисахаридами – крахмалом, клетчаткой, пентозанами.

В наших исследованиях, в условиях крайне недостаточного увлажнения, наибольшее количество крахмала выявлено на озимом тритикале 50,4-54,1%. У озимой пшеницы Безенчукская 380 данный показатель колебался от 45,2 до

Таблица 3. Урожайность озимых зерновых культур, т/га (2009-2011гг.)

Дозы удобрений	Сорта
	Безенчукская 380	Кроха	Жигули
контроль	1,24	1,37	1,54*
стартовые	1,49	1,56	1,80
расчетные	1,42	1,51	1,76

НСР05 А (сорта)- 0,143;    В (удобрения)-0,132