Потенциал надежности образцов яровой пшеницы по комплексу признаков для селекции в условиях Красноярской лесостепи

Введение. Успех селекционной работы определяется наличием хорошо изученного исходного материала. Как показали результаты исследований, оценка образцов яровой мягкой пшеницы только по урожайности и элементам ее структуры, параметрам стабильности явно недостаточна. Выделившиеся образцы по данным количественным признакам могут проигрывать из-за неустойчивости к полеганию по технологическим качествам зерна и муки, продолжительности вегетационного периода. Объективность выбора сортов для условий сельскохозяйственного производства, наряду с оценкой их по экологической стабильности, предполагает окончательную их оценку по оптимальности сочетания показателей количества и качества урожая. В связи с этим приобретают актуальность комплексные исследования потенциала образцов яровой пшеницы сибирской селекции в условиях Красноярской лесостепи.

Цель исследований . Подобрать исходный материал для селекции экологически пластичных урожайных сортов мягкой яровой пшеницы, способных формировать зерно с высокими технологическими показателями в условиях Красноярской лесостепи.

Задачи исследований : оценка образцов пшеницы по совокупности признаков: урожайности, скороспелости, устойчивости к полеганию, технологическим показателям качества зерна; выявление образцов пшеницы, стабильно сохраняющих высокую урожайность, с комплексом хозяйственно ценных признаков при различных условиях вегетации.

Материал и методы исследований. В 2017–2019 гг. в ОПХ «Минино» Красноярского НИИСХ ФИЦ КНЦ СО РАН были проведены опыты по оценке исходного материала – 33 образцов мягкой яровой пшеницы сибирской селекции. Стандартные сорта распределены по группам спелости: раннеспелые, среднеранние – Алтайская 70; среднеспелые – Алтайская 75; среднепоздние – Свирель. Посев образцов пшеницы выполняли по чистому пару в оптимальные для Красноярской лесостепи сроки (17–20 мая) сеялкой ССФК-7 в четырехкратной повторности с нормой высева 500 всхожих зерен на 1м ² . Площадь делянок – 3,26 м ² , учетная – 3 м ² .

Закладку опытов, учеты и наблюдения осуществляли в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [1, 2] и методическими указаниями ВНИИР по изучению мировой коллекции пшеницы [3].

Технологический анализ зерна совершен группой технологической оценки селекционного материала Красноярского НИИСХ.

Результаты исследований и их обсуждение . Из 6 исследуемых показателей качества зерна наиболее стабильными являлись натура зерна, качество клейковины по ИДК-1 (табл. 1). По этим признакам у образцов яровой пшеницы наблюдались сравнительно небольшие отклонения от средних значений по опыту.

Межсортовое варьирование показателей качества зерна (2017–2019 гг.)

Таблица 1

Показатель качества	Изменчивость	Средняя по опыту	Коэффициент вариации, %	Средний по опыту, %
Натура зерна, г/л	690–804	763	1,4–2,7	1,6
Стекловидность, %	18–56	44	6,3–19,7	11,7
Содержание белка, %	9,22–16,14	12,43	7–12,1	9,0
Количество клейковины, %	14,3–36,8	26,5	11,1–17,2	14,3
Качество клейковины	60–92	76,5	6,0–10,1	8,0
по ИДК-1, ед.	-	-	-	-
Сила муки, е.а.	192-697	404	27,5–29,4	28,8

Высокая изменчивость характерна для силы муки. От слабой до средней степени сортовое варьирование отмечено по количеству сырой клейковины, содержанию белка в зерне, стекло-видности.

Натура зерна косвенно характеризует его выполненность. Такое зерно содержит больше эндосперма. Шесть образцов пшеницы соответствовали 1-му классу, их натура превышала 750 г/л: Красноярская 12, Алтайская 75, Руслада, Уя-рочка, К-527-2, Свирель. У 13 образцов натура зерна была выше 730 г/л. Только 4 образца в 2017 г. имели натуру зерна ниже 710 г/л: Зоря-на, Омская 32, Сигма 2, К-626-1. Стекловид-ность зерна считается косвенным показателем для оценки содержания белка, его мукомольных и хлебопекарных свойств. Ни у одного образца пшеницы в изучаемые годы стекловидность зерна не превышала 60 %. Среднюю стекло-видность зерна (40–59 %) имели 13 образцов: Новосибирская 15, Канская, Чулымская, Новосибирская 14, Алтайская 70, Скала, Тулунская 12, Новосибирская 29, Новосибирская 31, Памяти Вавенкова, Руслада, К-518-4, Предгорная.

Важным показателем качества зерна являются не только питательность, технологические и мукомольно-хлебопекарные качества, но и содержание белка в зерне. Из изучаемой группы не выявлено ни одного образца, сохраняющего способность формировать его высокое содержание (более 14,0 %) в различных условиях вегетации. Особенно низкое содержание белка отмечено в 2019 г., оно варьировало от 9,22 до 12,34 %, что соответствовало по ограничительным нормам для мягкой пшеницы 3–5-м классам. Снижение доли белка связано с погодными условиями, сложившимися в период вегетации растений, а именно в период формирования и налива зерна. По массовой доле белка только 5 образцов из группы раннеспелых и среднеранних в 2019 г. соответствовали 3-му классу: Новосибирская 15, Чулымская, Новосибирская 14, Алтайская 70, Тулунская 12.

Содержание клейковины определяет упругость, эластичность и вкусовые качества хлеба. Только один сорт, Новосибирская 31, в годы изучения сохранил долю сырой клейковины на уровне 1-го и 2-го класса. Не снижали уровня 3-го класса содержания клейковины 8 сортов: Новосибирская 15, Чулымская, Новосибирская 14, Алтайская 70, Тулунская 12, Новосибирская 29, Памяти Вавенкова, Руслада. Шесть образцов имели в разных условиях вегетации хорошую по качеству клейковину (60–77 ед. прибора ИДК-1): Красноярская 12, К-527-2, Сигма 2, К-626-1, К-592-5, К-613-2. Удовлетворительная слабая по качеству клейковина была у остальных сортов пшеницы.

Сила пшеничной муки зависит от количества и качества клейковины, содержащейся в муке. Для селекции на качество представляют образцы, имеющие силу муки более 280 е.а., сохраняющие это свойство в различных условиях выращивания. Требованиям сильной пшеницы по этому показателю соответствовали 20 образцов пшеницы: Новосибирская 15, Канская, Чулымская, Зоряна, Новосибирская 14, Алтайская 70, Скала, Тулунская 12, Новосибирская 31, Памяти Вавенкова, Руслада, Уярочка, Омская 32, Алтайская 75, Сибирский Альянс, Новосибирская 18, Курагинская 2, К-524-2, К-527-2, Сигма 2. Силу ниже 260 е.а. в годы исследований показали 2 образца: К-592-5, К-613-2.

Особое значение имеют методики, позволяющие оценить образцы пшеницы по урожайности, массе 1000 зерен, технологическим качествам, устойчивости к полеганию и продолжительности вегетационного периода. Такая методика была предложена Д.А. Сапрыгиным [4, 5]. Он рекомендовал уровень экологической пластичности определять по формуле

К=[(Х1 · Х2)+(Х1 · Х3)+Х4] · Х5/Х6 · Х7, где К – критерий надежности, пластичности сорта; Х1 – урожайность зерна; Х2 – содержание белка; Х3 – содержание клейковины; Х4 – масса 1000 зерен; Х5 – устойчивость к полеганию; Х6 – вегетационный период; Х7 – условный коэффициент усиления, равный 5.

Другой критерий дозволяет оценить надежность сортов для производства по количеству запасенной энергии в зерновом белке за день вегетационного периода

К=Уз:100 · Уб · 4 : Вп · 4,19, где К – критерий запасенной энергии, кДж;

Уз – урожайность зерна, кг/га; 100 – урожайность с 1 га, %;

Уб – содержание белка в зерне, %;

• 4 – коэффициент пересчета белка пшеницы в килокалории;

Вп – вегетационный период, дней;

• 4,19 – коэффициент пересчета килокалорий в единицы измерения энергии, кДж.

Этот метод Д.А. Сапрыгин советует использовать для предварительной оценки сортов при комплектовании питомника конкурсного испытания. Положительное решение следует принимать при условии, если величина критерия сорта, кандидата в конкурсное испытание, превышает эталон (стандарт) не менее чем на 4,19 кДж/день.

Критерий запасаемой энергии, рассчитанный для образцов разных групп спелости, находился в пределах 58–96,6 кДж (табл. 2). В группе среднеранних образцов по сравнению со стандартом по критерию запасаемой энергии не выделился ни один образец. В группе среднеспелых образцов основное их число имеет критерий запасаемой энергии выше стандарта, нужно особенно отметить Красноярскую 12, К-518-4, Курагинскую 2, К-534-2, Новосибирскую 18, Предгорную, Омскую Красу, К-527-2, Сибирский Альянс. По критерию запасаемой энергии интерес для селекции представляет среднеранний сорт Алтайская 70, у которого эти показатели почти на уровне Красноярской 12. Среднепоздние образцы не проявили по изучаемому критерию лучших значений в сравнении со стандартом.

По критерию надежности, способности сохранять более высокую урожайность, технологические качества в меняющихся условиях вегетации более высокие баллы имели: среднеспелые образцы – Красноярская 12, К-518-4, К-534-2, Новосибирская 18; среднеранние – Алтайская 70, Новосибирская 29.

Таблица 2

Оценка надежности образцов яровой пшеницы на основе функционального критерия

Образец	Группа спелости *	S- _П % th ? х CL * --- О	1S “ 1 = в §^ Щ L о О Ф О S   X I q. C Ф CO	о CD x +1	X S >S О S о bi	h +1
1	2	3	4	5	6	7
Алтайская 70, st.	04	308,3	94,8	st.	184	st.
Новосибирская 15	03	192,8	65,4	-29,4	128	-56
Канская	04	228,5	70,1	-24,7	137	-47
Чулымская	04	209,2	69,0	-25,8	134	-50
Зоряна	04	228,6	72,8	-22,0	136	-48
Новосибирская 14	04	179,0	58,0	-36,8	120	-64

Окончание табл. 2

1	2	3	4	5	6	7
Скала	04	235,2	74,4	-20,4	140	-44
Тулунская 12	04	272,3	86,2	-8,6	164	-20
Новосибирская 29	04	282,3	89,4	-5,4	178	-6
Новосибирская 31	04	238,6	72,6	-22,2	158	-16
Памяти Вавенкова	04	244,5	76,1	-18,7	153	-31
Руслада	04	233,7	74,3	-20,5	144	-40
Уярочка	04	292,5	82,0	-12,8	147	-37
Омская 32	04	301,1	87,7	-7,1	166	-18
Алтайская 75, st.	05	297,3	81,1	st.	157	st.
Омская 33	05	308,4	82,5	+1,4	155	-2
Омская Краса	05	340,7	88,4	+7,3	166	+9
Сибирский Альянс	05	304,3	87,5	+6,4	168	+11
Новосибирская 18	05	335,9	90,3	+9,2	176	+19
Красноярская 12	05	354,2	96,6	+15,5	191	+34
Курагинская 2	05	325,0	91,2	+10,1	155	-2
Ветлужанка	05	292,8	75,6	-5,5	140	-17
К-534-2	05	353,7	90,7	+9,6	177	+20
К-518-4	05	343,8	94,2	+13,1	179	+22
К-524-2	05	329,6	81,8	+0,7	155	-2
К-527-2	05	351,2	87,8	+6,7	153	-4
Сигма 2	05	283,2	77,6	-3,5	149	-8
Предгорная	05	367,8	89,0	+7,9	159	+2
Свирель, st.	06	345,8	78,6	st.	142	st.
К-626-1	06	366,2	78,6	0	143	+1
К-592-5	06	342,8	73,8	-4,8	144	+2
К-613-2	06	333,1	74,2	-4,4	134	-8
Г-44	06	333,0	77,5	-0,1	141	-1
НСР 05		27,9

^* 03 – раннеспелые; 04 – среднеранние; 05 – среднеспелые; 06 – среднепоздние сорта.

На уровне среднеспелых образцов Омская Краса, Сибирский Альянс лучшие баллы показали среднеранние сорта: Омская 32, Тулунская 12. Повышение критерия надежности у этих сортов связано с лучшими показателями по содержанию белка, клейковины, массы 1000 зерен, более коротким вегетационным периодом.

Такие образцы, как Предгорная, К-626-1, К-527-2, К-592-5, выделившиеся по средней урожайности, комплексной оценке, проявили резкое снижение данного показателя. Понижение его произошло из-за низкого содержания белка, клейковины, большей продолжительности вегетационного периода.

Заключение. Объективность оценки сортов зависит от сочетания количественных признаков урожайности и технологических показателей зерна.

По критерию запасаемой энергии в урожае зерна для селекции пшеницы в Восточной Сибири представляют интерес следующие образцы: Красноярская 12, Алтайская 70, К-518-4, Курагинская 2, К-534-2, Новосибирская 18, Новосибирская 29, Предгорная, Омская Краса, К527-2, Сибирский Альянс. Повышенным критерием надежности на уровне 164–191 баллов в разных условиях вегетации характеризовались образцы: среднеспелые – Красноярская 12, К518-4, К-534-2, Новосибирская 18; среднеранние – Алтайская 70, Новосибирская 29.