Варьирование содержания количества клейковины в зерне мягкой яровой пшеницы под влиянием метеорологических условий Красноярского края

Введение. Яровая мягкая пшеница является основной продовольственной культурой в Красноярском крае. Полученное зерно используется для нужд хлебопечения. В современных условиях роль технологических качеств получаемого зерна особенно важна. В связи с переходом на самообеспечение высококачественным зерном районов Восточной Сибири перед селекционерами стоит задача создания сортов мягкой яровой пшеницы местной селекции, характеризующихся высокими мукомольными и хлебопекарными качествами [1].

На формирование урожая яровой пшеницы и его качество в лесостепи Красноярского края оказывает влияние сложный комплекс погодных условий. Обработка многолетних данных по содержанию клейковины позволит выявить характер ее изменчивости под влиянием условий внешней среды, определить устойчивость признака и определить пути совершенствования вновь выводимых сортов.

Цель работы. Оценка роли температурного фактора и условий влагообеспечения в течение вегетационного периода в формировании количества клейковины яровой мягкой пшеницы в условиях южной лесостепи Красноярского края.

Задачи : оценить сорта мягкой яровой пшеницы в южной лесостепи Красноярского края по содержанию клейковины и установить масштабы изменчивости признака; выявить роль температурного фактора в формировании анализируемого показателя у исследуемой культуры; рассмотреть влияние содержания влаги в течение вегетационного периода и ее вклад в изменение количества клейковины у мягкой яровой пшеницы.

Объекты и методы исследования. Для выполнения поставленных задач по оценке сортов мягкой яровой пшеницы, выращиваемых на территории лесостепи Красноярского края, по содержанию клейковины и выявления роли метеорологических условий в формировании анализи- руемого показателя в 2007–2017 гг. был заложен опыт по методике конкурсного испытания на Каратузском ГСУ [2]. Почвенный покров представлен черноземом обыкновенным. Повторность в эксперименте 4-кратная, площадь делянки – 25 м2 [3]. В настоящей работе изучены сорта Новосибирская 15, Ветлужанка, Омская 33 и Канте-гирская 89. Содержание клейковины определяли по методике ГОСТ 27839-2013 [4]. В результате проведенных исследований материалы конкурсного сортоиспытания были обработаны методом математической статистики с помощью пакета StatSoft® STATISTICA 6.0 [5].

Результаты исследования и их обсуждение. Хорошо известно, что содержание клейковины в пшенице и физические свойства, характеризующие ее качество, могут варьировать очень широко. Содержание клейковины обычно хорошо коррелирует с количеством белка в зерне, что вполне объяснимо, поскольку клейковина в основном является белковым веществом. Исключение составляют те случаи, когда под влиянием определенных воздействий клейковины белок резко меняет свои физико-химические свойства и поэтому лишается в большей или меньшей степени способности образовывать слитую гидратированную массу сырой клейковины, что приводит к снижению выхода отмытой клейковины при достаточном содержании общего белка в зерне. Примером может служить пшеница, поврежденная жуком-клопом, ранними заморозками, проросшая на корню или испорченная неправильными методами обработки и хранения (пересушенное, самонагревающееся зерно и др.).

Для пшеницы с клейковиной хорошего и среднего качества содержание последней в зерне определяется теми же факторами, что и содержание общего белка. Сортовые характеристики пшеницы, метеорологические условия вегетации и особенности периода созревания, сельскохозяйственные мероприятия (подготовка почвы, севооборот, внесение удобрений, орошение и др.) – все это влияет на содержание клейковины в том же направлении, что и содержание белка в зерне.

Самым высоким содержанием клейковины при оценке ее среднего значения за 10 лет отличался сорт Новосибирский 15 – 33,7 %. Диапазон варьирования признака в этой выборке был низким: от 31,9 до 34,5 % при вариации всего в 2 % (табл. 1). После этого сорта второе место занимают Ветлужанка и Кантегирская 89 с содержанием клейковины 32,6 %. На последнем месте среди анализируемых образцов находится сорт Омская 33, среднее содержание клейковины за исследуемый период составило 31 %, размах изменчивости признака свидетельствует, что в 2009 году содержание клейковины в ее зерне составляло 28,4 %.

Таблица 1

Изменчивость содержания клейковины у сортов яровой мягкой пшеницы (2007–2017 гг.), %

Сорт	lim	M±m	V, %
Ветлужанка	31,8–33,3	32,6±1,1	1,8
Омская 33	28,4–33,5	31,3±1,3	4,5
Кантегирская 89	30,9–33,4	32,6±1,0	2,4
Новосибирская 15	31,9–34,5	33,7±0,9	2,4

По требованиям к содержанию клейковины в высококлассном зерне пшеницы ее должно быть не менее 28 %. По нашим данным, все сорта за исследуемый период формировали зерно с качеством, соответствующим этому па- раметру (рис.). Варьирование показателя низкое – от 1,8 до 4,5 %, что указывает на стабильность признака у изучаемых сортов в данной зоне.

Ветлужанка        Омская 33

Кантегирская 89     Новосибирская 15

Содержание клейковины в зерне мягкой яровой пшеницы в Каратузском ГСУ (2007–2017 гг.), %

Таблица 2

Роль температурного фактора в формировании содержания клейковины в зерне яровой пшеницы в условиях Каратузского ГСУ, 2007–2017 гг. *

Сорт	Месяц
	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь
Ветлужанка	0,111	-0,229	0,564	0,045	-0,243
Омская 33	-0,154	-0,184	0,645	0,047	-0,083
Новосибирская 15	-0,058	0,458	0,395	0,269	-0,333
Кантегирская 89	-0,211	-0,199	0,410	0,167	-0,351

*mr0,245–0,255.

Судя по данным таблицы 2, среднемесячные температуры мая и июня на величину клейковины у изучаемых сортов яровой пшеницы в зоне южной лесостепи существенного влияния не оказывали. В единственном случае на увеличение теплообеспеченности в июне откликался сорт Новосибирская 15 (коэффициент корреляции составил 0,458), то есть с увеличением температуры этого периода содержание клейковины у него повышается, возможно, такой характер связей можно объяснить тем, что сорт ранний, и в конце июня у него идет формирование органов цветка и соцветия, а повышение теплообеспеченоости в это время положительно сказывается на этих процессах.

Наиболее существенная корреляция содержания клейковины в зерне с увеличением температур проявились в связях с июлем. Все сор- та положительно реагируют на повышение тепла во второй летний месяц, о чем свидетельствуют коэффициенты корреляции (r менялся от 0,395 у сорта Новосибирская 15 до 0,645 у сорта Омская 33). Это объясняется тем, что в данный период идет завершение процессов формирования всех органов соцветия, опыление и оплодотворение, формирование зерновки, которые имеют положительную зависимость от достаточной теплообеспеченности. В августе и сентябре характер этих связей ослабевает и коэффициенты корреляции снижаются.

Рассмотрев характер и силу связей содержания клейковины с влагообеспеченностью периода вегетации, мы установили, что самое существенное действие на исследуемый признак качества у яровой пшеницы изучаемых сортов оказывают осадки, выпавшие в июле и августе (табл. 3).

Таблица 3

Роль влагообеспеченности в формировании клейковины в зерне яровой пшеницы в условиях Каратузского ГСУ, 2007–2017 гг. *

Сорт	Месяц
	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь
Ветлужанка	-0,230	-0,078	0,425	-0,533	-0,230
Омская 33	-0,155	0,017	0,359	-0,626	-0,079
Новосибирская 15	-0,240	-0,217	0,374	-0,355	-0,296
Кантегирская 89	-0,013	0,179	0,392-	-0,381	-0,217

* mr 0,095–0,250.

Июльские осадки обладают положительным действием на формирование количества клейковинных комплексов. Самым отзывчивым оказался сорт Ветлужанка – коэффициент корреляции у него достигал 0,425, далее располагается сорт Кантегирская 89 с коэффициентом корреляции 0,392. Осадки, выпавшие в этот пе- риод, положительно сказывались на выходе в трубку и цветении яровой пшеницы, а также и на дальнейшем развитии растений, то есть повышение влагобеспеченности в критический период у данной культуры оказывает благоприятное воздействие и на качество зерна.

В августе картина становится противоположной, избыточное увлажнение в этот период приводит к снижению содержания клейковины, полученные отрицательные связи можно объяснить вымыванием микро- и макроэлементов, ухудшением газового режима почвы, ослаблением микробиологической активности. Растения могут подвергаться действию корневых и листовых гнилей [6]. Все эти факторы негативно влияют на показатель содержания клейковины в зерне мягкой яровой пшеницы изученных районированных сортов.

Влагообеспеченность мая, июня и сентября существенного влияния на содержание клейковины в зерне у изученных сортов не оказывала.

Выводы

• 1.    Среднее содержание клейковины у изученных сортов мягкой яровой пшеницы в зоне южной лесостепи Красноярского края за годы исследований составило от 31,3 до 33,7 % при варьировании от 1,8 до 4,5 %. Максимальное количество клейковины в данной зоне формирует сорт Новосибирская 15 – 33,7 %.

• 2.    Содержание клейковины увеличивается под воздействием повышенных температур и осадков июля, r изменяются от 0,355 у сорта Новосибирская 15 до 0,645 у Омской 33. Отрицательным действием на количество клейковины характеризуются осадки августа, изменчивость коэффициентов корреляции составила от -0,109 у сорта Новосибирская 15 до -0,533 у сорта Ветлужанка.