Результаты гибридизации между сортами озимой мягкой пшеницы различного происхождения в условиях континентального климата Нахчыванской Автономной Республики Азербайджана

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

UDC 631.527                                     

Глобальные изменения климата и быстрый рост населения привели к увеличению спроса на продукты питания, особенно на зерновые. Согласно современной классификации территорий Земли по факторам стресса, засуха, являющаяся естественным стрессовым фактором, охватывает более 26% суши. Затем следуют засоление почвы (20%) и холод или заморозки (15%). На другие виды стресса приходится 29%. Только 10% территории не подвержены никаким видам стресса [1]. Один из способов решения этой проблемы — эффективное использование генетического потенциала коллекционного материала, определение урожайности, устойчивости к стрессовым факторам, качества и других показателей сортов, полученных как на местном уровне, так и из разных стран мира, для их дальнейшего применения в селекционной работе [2].

Наиболее распространенной зерновой культурой в земледелии является мягкая пшеница ( Triticum aestivum L.), содержащая 42 хромосомы. Пшеница — важная продовольственная культура, которая занимает лидирующее место в Нахчыванской Автономной Республике как по посевным площадям, так и по объему производства, не только среди зерновых, но и среди всех сельскохозяйственных культур, выращиваемых в Республике (Таблица 1).

Таблица 1 ДАННЫЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО КОМИТЕТА

НАХЧЫВАНСКОЙ АВТОНОМНОЙ РЕСПУБЛИКИ

Год	Общая S с.-х. культур , га.	Зерновые культуры, га	Озимая пшеница, га	Общий сбор урожая, т	Общий сбор, озимая пшеница, т	Урожайность озимой пшеницы, ц/га
2022	64259,0	33466	21369	107418	69919	32,7
2023	40575,7	21247	12213	49267,3	30601,3	26,2
2024	35772,7	17006	8855	48236,3	26507,6	30.0

Из Таблицы 1 видно, что зерновые культуры занимают в среднем 50,6% от общей площади под сельскохозяйственными культурами. Среди зерновых культур озимая мягкая пшеница занимает в среднем 29% от общей площади. Изучая историю культуры в мире, одни авторы отмечают, что пшеница использовалась в Африке и Азии 6–7 тысяч лет назад, в то время как другие утверждают, что в Малой Азии её использовали ещё 8 тысяч лет назад [3, 4].

Благодаря проведенным исследованиям было установлено, что пшеница выращивалась на территории автономной республики в 6400–5200 гг. до н.э. В земледелии в основном культивировались голозёрная пшеница ( Triticum aestivum L.), ячмень ( Hordeum vulgare ), эммер ( Triticum turgidum subsp. dicoccon ) и чечевица ( Lens culinaris ). Все эти растения были окультурены [5, 6].

Цель и задачи исследования. Гибриды мягкой пшеницы, полученные от скрещивания различных сортов из мировой коллекции, являются важным источником генетического разнообразия для улучшения и создания новых сортов озимой мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) в условиях континентального климата. Целью исследования была оценка скрещиваемости сортов мягкой пшеницы и получение новых, более перспективных гибридов для данной зоны.

Объект исследования. Первичным (исходным) материалом служила 497 сортообразцов мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) из 21 страны мира, относящихся к четырем разновидностям ( Graecum (Koern.) Mansf., Lutescens (Alef.) Mansf., Erythrospermum (Koern.) Mansf. və Ferrugineum (Alef.) Mansf.

Первичные материалы (сорта мягкой пшеницы) были получены из Института генетических ресурсов Национальной академии наук Азербайджана (г. Баку) и Института земледелия Азербайджана Министерства сельского хозяйства Азербайджана (г. Баку).

Нахчыванская Автономная Республика, в отличие от других регионов Азербайджана, характеризуется резко континентальным климатом, где растения озимой пшеницы на протяжении всего вегетационного периода испытывают значительное влияние холодных и жарких воздушных масс. Автономная республика является почти самой засушливой в пределах Азербайджана. Нахчыванская Республика занимает юго-восточную часть Закавказского нагорья. Почти 75% территории лежит на высоте более 1000 м. На севере простирается Даралагезский, на востоке — Зангезурский хребет (с высшей точкой республики г. Капыджик, 3904 м). Южная и юго-западная части территории вдоль реки Араз — равнина высотой 600‒1000 м. Климат сухой, резко континентальный. Абсолютная минимальная температура — 31°С, абсолютная максимальная температура +44°С. В год выпадает осадков от 200 мм на равнине до 600 мм в горах .

В 2013‒2023 гг. по данным Нахчываньской метеорологической станции, абсолютные максимальные температуры и среднегодовое количество колебалось (Рисунок 1, 2).

44,2

43,5

42,

2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020  2021  2022  2023

Рисунок-1. Абсолютные максимальные температуры за 2013-2023 годы (за 10 лет) (0C)

25,7	26,4	18	25	17,8	22,3	19,8	20,8	21,8	18,8	17
2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022	2023

Рисунок 2. Среднегодовое количество осадков за 2013-2023 годы (10 лет), мм

Опыты закладывались на опытном участке Института биоресурсов при Нахчыванской государственной университете, на светло-каштановых давно орошаемых почвах (39°15'36.6"N — 45°25'12.3"E H-921 м.н.у.м.).

РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ПОЧВЫ НА ОПЫТНОМ УЧАСТКЕ

Таблица 2

Параметры	Е.и.	Нормативный интервал	Метод	SO S' о	^	Оценка
фосфор (P 2 O 5 )	кг/га	Очень слабый: 0-30 Средний: 60-120 Высокий: 120-150 Очень высокий:<150	Spektrometr	3	27	Очень слабый
гумус	%	Очень слабый: 0-1 Средний: 2-3 Высокий: 3-6 Очень высокий: <6	Walkley-Black	3	2.32	Средний
азот	%	Очень слабый: >0,045 Слабый: 0,045-0,09 Средний: 0,09-0,17 Высокий: 0,17-0,32 Очень высокий: <0,32	Kjeldahi	3	0,11	Средний
Электро проводность		Несоленый: >0,5 Слегка соленый: 0,5-1 Средне соленый: 1-2 Очень соленый: 2-4 Чрезвычайно соленый:<4	Konduktivitimetr	3	1,54	Средне соленый
pH		Сильнокислая: >4,5 Среднекислая: 4,6-5,5 Слабокислая: 5,6-6,5 Нейтральная: 6,6-7,5 Слабощелочная: 7,6-8,5 Сильнощелочная: <8,5	pH-метр	3	7,8	Слабощелочная

Эти почвы являются одними из самых плодородных и издавна используются в сельском хозяйстве. Значительная площадь их отдельных участков благоприятствует механизации обработки и полива. В результате непрерывного интенсивного орошения и обработки почвы сильно изменились. Часть гумусовых веществ переместилась в более глубокие горизонты. Мощность темноокрашенных горизонтов доходит до 60–70 см. Анализ образцов почвы проводился в Нахчыванском сельскохозяйственном лабораторном центре Министерства сельского хозяйства Нахчыванской Автономной Республики. В качестве основных анализируемых элементов были выбраны азот, фосфор, уровень pH, электропроводность и содержание гумуса. Анализ взятых образцов почвы показывает, что почвы на опытном участке были оценены как очень бедные, с содержанием фосфора (P2O5) 27 кг/га, что находится в нормативном диапазоне. Эти почвы умеренно обеспечены азотом (0,11%). Средний pH этих почв составлял 7,8, что указывает на слабощелочную реакцию. Содержание гумуса составляло 2,32%, что свидетельствует об умеренном уровне обеспеченности почв (Таблица 2).

Таблица 2

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИЗНАКОВ У ГИБРИДОВ F 1

МЕЖДУ РАЗНОВИДНОСТЯМИ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Варианты гибридизации, F 1	Признаки колоса
	Цвет колоса	Цвет зерна в колосе	Наличие остей F 1
Graecum X Graecum	белый	белый	+
Graecum X Lutescens	белый	красный	-
Graecum X Erythrospermum	белый	красный	+
Graecum X Ferrugineum	красный	красный	+
Lutescens X Lutescens	белый	красный	-
Lutescens X Erythrospermum	белый	красный	-
Lutescens X Graecum	белый	красный	-
Lutescens X Ferrugineum	красный	красный	-
Erythrospermum X Erythrospermum	белый	красный	+
Erythrospermum X Graecum	белый	красный	+
Erythrospermum X Lutescens	белый	красный	-
Erythrospermum X Ferrugineum	красный	красный	+
Ferrugineum X Ferrugineum	красный	красный	+
Ferrugineum X Graecum	красный	красный	+
Ferrugineum X Lutescens	красный	красный	-
Ferrugineum X Erythrospermum	красный	красный	+

Примечание: + остистые, ‒ безостые

В течение 2014‒2018 годов изучены сорта озимой мягкой пшеницы [7].

За годы исследования изучены полегание, зимостойкость и засухоустойчивость сортообразцов. Определен 61 сортообразец с высокой зимостойкостью и 31 засухоустойчивый сортообразец мягкой пшеницы. Установлено, что засуха отрицательно влияет на формирование репродуктивных органов, снижая урожайность на 25‒60% [8-10].

Изучена степень зараженности образцов мягкой пшеницы болезнями и вредителями зерновых культур. Определены 73 сортообразца, устойчивых к ржавчине, 58 сортообразцов — к твердой головне и 61 сортообразец — в меньшей степени повреждаемый вредителями. Выяснено, что вредители наносят меньше вреда образцам разновидности Graecum по сравнению с другими разновидностями [11, 12].

Уточнено влияние сроков посева на зимостойкость, урожайность и продолжительность вегетационного периода. Среди сортов 390 (78,5%) образцов по срокам созревания оказались среднеспелыми, 70 (14,1%) — раннеспелыми и 37 (7,4%) — позднеспелыми [13].

Изучено влияние сорняков на урожайность озимой мягкой пшеницы [14].

Определено 82 сортообразца мягкой пшеницы с высокой урожайностью. В наших опытах урожайность колебалась в среднем от 20,0 до 79,5 ц/га. Выявлено, что внесение гербицидов резко снижает численность сорняков и повышает урожайность озимой мягкой пшеницы. Прибавка урожая от этого составила в среднем 18,0%. Изучено качество зерна сортообразцов мягкой пшеницы. Выяснено, что в зависимости от индивидуальных особенностей сортов содержание клейковины в зерне варьирует в широких пределах: у образцов оно колебалось от 18,8 до 50,7% [15, 16].

Материал и методика

Изучение сортов пшеницы в полевых условиях проводилось с учетом имеющихся в данной области методических указаний [17].

Посев осуществляли вручную, из расчета 300 всхожих семян на 1 м² в оптимальные для данной зоны сроки — в третьей декаде октября. Полив проводили сплошным способом или по бороздам сразу после посева. Предшественниками служили черный пар или бобовые культуры. Фенологические наблюдения, учеты и анализы элементов структуры урожая проводили согласно стандартным методикам. Статистическую обработку выполняли по методике полевого опыта [18] с использованием программы Microsoft Excel 2016. Урожайность и массу 1000 зерен образцов определяли весовым методом на аналитических весах Adventurer AX1502 (max 1500 г, d=0,01 г) производства Ohaus Corp. (США), а также с помощью прибора Denver. Для оценки качества зерна использовали приборы «ЛОМО Фотоника плюс» и «Спектран-119М». Отобранные родительские формы принадлежат к различным экологическим группам. Все образцы, взятые для гибридизации, являются высокоурожайными, обладают рядом положительных признаков и характеризуются средней или высокой засухоустойчивостью.

Гибридизации проводили классическом методом- опылением над сортообразцами относящимся 4 разновидностям мягкой пшеницы — Graecum (Koern) Mansf., Ferrugineum (Alef.) Mansf., Erythrospermum (Koern) Mansf. и lutescens (Alef.) Mansf. Степень доминирования (hp) количественных признаков гибридами F 1 рассчитывали по формуле, предложенной Г. М. Бейлом и Р. Е. Актинсом [19]. hp = ^—^ где hp-степень доминирования;

F - средняя арифметическая гибрида; Mp - средняя арифметическая обоих родителей; Pл -средняя арифметическая родителя с наиболее развитым признаком. Доминирования в связи с величиной: hp= 0 – доминирование отсутствует, hp= 1,0-полное доминирование, hp ˃ 1,0 – сверхдоминирование, hp ˂ 1,0 – депрессия, - 0,5˂ hp ˂ 0,5-промежиточное наследование, 0,5 ˂ hp 1-частичное доминирование. Истинный гетерозис (Гист.) определили по Д. С. Омарову [20].

Гист. %

F1 - P л

Р Л

* 100%

где F1-средняя арифметическая гибрида, Гист. %-истинный гетерозис, P-средняя арифметическая родителя с наиболее развитым признаком.

Результаты и их обсуждение

Анализ изучаемых признаков в поколении F1. Работы по гибридизации проводились между образцами сортов, принадлежащих к одной разновидности и представляющих разные разновидности. Цветение мягкой пшеницы длится 2–6 дней в зависимости от температуры и количества осадков и продолжается в течение всего дня. Пик цветения пшеницы приходится на период с 7 до 11 часов утра; к вечеру оно замедляется. Опыление (удаление пыльников) обычно проводится за день до цветения. Опыленные цветки изолируются. Опыленные растения могут получить (чужую) пыльцу через несколько дней.

Для этой цели используются растения с зелено-желтой и желтой пыльцой. Утренние часы считаются лучшим временем для опыления (Рисунок 3, 4).

Рисунок 1 Гибридизация

Рисунок 2. Разные гибриды

Наличие остей (длинных заостренных отростков) у пшеницы-сортовой признак, указывающий на остистые, безостые или средне остистые формы. Твердая пшеница чаще имеет длинные ости, а мягкая — короткие или их отсутствие. Ости способствуют фотосинтезу и питанию зерна, различаясь по длине, форме и цвету (белый, черный, красный).

Таблица 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ГИБРИДИЗАЦИИ, ПРОВЕДЕННОЙ МЕЖДУ РАЗНЫМИ СОРТАМИ, ПРИНАДЛЕЖАЩИМИ К ЧЕТЫРЕМ РАЗНОВИДНОСТЯМ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Гибриды	Гибридизация, %	Цвет колоса F 1	Цвет зерна F 1	Наличие остей F 1
ESKINA-8 ( Graecum ) X Lutescens T-92 ( Lutescens )	5	белый	красный	-
6507 İran ( Graecum ) X Krasnovodopadskaya-210 ( Erythrospermum )	0	белый	красный	+
KS-82 (Graecum) X Kurdamir ( Ferrugineum )	0	красный	красный	+
( Lutescens ) Lutessens X ESKINA-8 ( Graecum )	0	белый	красный	-
Ormil ( Lutescens ) X Krasnovodopadskaya-210 ( Erythrospermum )	5	белый	красный	-
Lutessens-28 ( Lutescens ) X Jagger-4 ( Ferrugineum )	0	красный	красный	-
1D MKT ( Erythrospermum ) X Eskına-8 ( Graecum )	5	белый	красный	+
OK STAR ( Erythrospermum ) X BUL ( Lutescens )	25	белый	красный	-
Recıtal ( Erythrospermum ) X N 92 L 208 / LUT 20161 ( Ferrugineum )	20	красный	красный	+
Jagger-4 ( Ferrugineum ) X 6507 Iran ( Graecum )	25	красный	красный	+
TIB 844/1543( Ferrugineum ) X Ormil ( Lutescens )	20	красный	красный	-

Примечание: + остистые, - безостые

Гибриды с белой окраской зерна в поколении F 1 появлялись только при скрещивании сортов, принадлежащих к разновидностям Graecum (Koern) Mansf. В других случаях, когда зерно образцов, принадлежащих к разновидностям Graecum, принималось за зерно матери или отца, в поколении F 1 зерно имело красную окраску. Цвет колоса были белыми у всех гибридов

F 1 с разновидностями Graecum (за исключением разновидностей Ferrugineum ). Это также наблюдалось в образцах, принадлежащих к разновидностям Lutescens . Когда сорта, принадлежащие к разновидностям Ferrugineum отбирались в качестве материнского или отцовского, цвет колоса и зерна в колосе в поколении F 1 были красными. Это еще раз подтвердило, что красный цвет является доминантным признаком. У сортов, принадлежащих к разновидностям Lutescens , во всех случаях в поколении F 1 сохранялась характеристика отсутствия ости на колосках. У сортов, принадлежащих к остальным три разновидностям, в первом поколении сохранялась характеристика наличия остов (Таблица 2, 3). Результаты исследований гибридизации, проведенных между образцами сортов, принадлежащих к одному и тому же разновидностям, были следующими (Таблица 4)

Таблица 4 ГИБРИДИЗАЦИИ ПРОВЕДЕННЫЕ МЕЖДУ ОТОБРАННЫМИ СОРТАМИ ПРИНАДЛЕЖАЩИМИ РАЗНОВИДНОСТЯМ Graecum, Lutescens, Erythrospermum и Ferrugineum
Гибриды	Гибридизация, %	Цвет колоса F 1	Цвет зерна F 1	Наличие остей F 1
Гибриды, принадлежащие разновидностям Graecum (Koern) Mansf.
Eskina-8 X 6507 Iran	1	белый	белый	+
Kar-1 /5/ Cno // Lr / Son 64 X Ks-82 W	9	белый	белый	+
Eskına-8 X Sw 89, Borl 95 // Skauz	7	белый	белый	+
6507 Iran X Eskına-8	0	белый	белый	+
Kar-1 /5/ Cno // Lr / Son 64 X 6507 İran	3	белый	белый	+
Kar-1 Cno // Lr / Son 64 X Rsk / Ca 8055	24	белый	белый	+
Daqdash 4A 15662… X KS 82117 / MLT	0	белый	белый	+
Daqdash 4A 15662 X 6507 Iran	5	белый	белый	+
Daqdash 4A 15662 X KS-82 W 428	5	белый	белый	+
KS-82 W 428 /X Daqdash	8	белый	белый	+
Гибриды, принадлежащие разновидностям Lutescens .
Lutescens T-92 X Lütessens 092 / 3-1-4	23	белый	красный	-
Lutescens 092 / 3-1-4 X Lütessens- 28	7	белый	красный	-
Lutescens 28 X Bul 5121.1	9	белый	красный	-
Bul 5121.1 X Ormil	9	белый	красный	-
Ormil X (KSİ15 X Nika Kubani)	5	белый	красный	-
(KSI-15 X Nika Kubani) X (KSI15 X Ekinchi)	7	белый	красный	-
(KSİ-15 X Ekinchi) X Qiymatli-2/17	0	белый	красный	-
(Layaqatli- 2/17 X Qiymatli-2/17) X Lutescens	9	белый	красный	-
Lutescens 088712 X Lutescens T-92	3	белый	красный	-
Гибриды, принадлежащие разновидностям Erythrospermum.
(KSI15 X Pobeda) X Pobeda	8	белый	красный	+

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 12. №5 2026 Гибриды Гибридизация % ,    Цвет колоса F1 Цвет зерна F1 Наличие остей F1 [(KSI-15 X Pobeda) X Pobeda] X Leda-37 1 белый красный + Leda- 37 X Krasnovodopadskaya-210 9 белый красный + Krasnovodopadskaya-210 X Frtl / Recıtal 1 белый красный + Frtl / Recıtal X KSI15 X Dağdaş / 1-5 3 белый красный + (KSI-15 X Daqdash) X OK 81306 / STAR 2 белый красный + OK 81306 X Krasnovodopadskaya-25 7 белый красный + Krasnovodopadskaya-25 X PNR / STAR 1 9 белый красный + PNR 2548 / STAR 1 X Albatros 3 белый красный + Albatros X 1D 13.1/ MKT 2 белый красный + Гибриды, принадлежащие разновидностям Ferrugineum Kurdamir X 4 / 3 İagger-4 3 красный красный + 4 / 3 Jagger-4 X N 92 L 208 / LUT 20161 5 красный красный + N 92 L 208 / LUT 20161 X N 12 2 красный красный + N 12 X TİB 844 m / 1543 9 красный красный + TİB 844 / 1543 X Kurdamir 3 красный красный +

Во всех случаях гибридизации между сортами, принадлежащими к разновидности Graecum, цвет колоса и зерна F1 были белыми, а колосья-остистыми. Средний процент гибридизации составила 23,2%. Аналогично, цвет колоса и зерна в первом поколении (F1) был белым у сортов, принадлежащих к разновидностям Lutescens и Erythrospermum. Однако колос гибридов, принадлежащих к разновидности Lutescens, был без остов, тогда как у гибридов, принадлежащих к разновидности Erythrospermum, были остистыми. Средний процент всхожести гибридов составил 25,6%.

Вывод

Анализ результатов разных гибридных комбинаций показал, что, когда в качестве материнской формы используются местные сорта, завязываемость гибридных зерен относительно выше, чем в обратных комбинациях. Проведённая нами селекционная оценка различных гибридов, гибридных линий и сортов озимой мягкой пшеницы в качестве родительских форм для скрещивания позволила выделить по ряду хозяйственно ценных признаков гибридные линии, использование которых в селекции озимой мягкой пшеницы перспективно. В результате проведенных селекционных работ гибридные растения F1 были получены во всех комбинациях. В нашем опыте полученные гибридные образцы стали важным источником генетического разнообразия для улучшения и создания новых сортов мягкой пшеницы ( T. aestivum ).