ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

УДК 633.11.324:631.52

Хозяйственно-биологическая характеристика нового поколения сортов озимой пшеницы

Б. А. Дорохов, Н. М. Васильева

Дорохов Борис Алексеевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции озимой пшеницы и тритикале, Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В. В. Докучаева, Каменная Степь, Воронежская область, niish1c@mail.ru

Васильева Наталья Михайловна, старший научный сотрудник лаборатории селекции озимой пшеницы и тритикале, Научно-исследовательский институт сельского хозяйства ЦентральноЧерноземной полосы имени В. В. Докучаева, Каменная Степь, Воронежская область, niish1c@mail.ru

Цель работы - сравнительная оценка хозяйственно-биологических характеристик (урожайность и элементы структуры урожая, зимостойкость, морфологическое строение стебля) нового поколения сортов озимой мягкой пшеницы. Исследования проведены в 2017-2019 гг. в условиях юго-востока Центрального Черноземья. Объект исследований - озимая пшеница, представленная сортами Степная 135, Базальт, Черноземка 115, Черноземка 130 и Базальт 2, созданными в разное время проведения селекционной работы. Место проведения исследований - питомник основного конкурсного сортоиспытания. Установлено, что сорта Черноземка 130 и Базальт 2 при средней урожайности 5,41 и 5,56 т/га соответственно превосходят ранее созданные на 0,45-1,90 т/га (или на 9,1-51,9%). Рост урожайности достигнут в первую очередь за счет увеличения элементов продуктивности колоса - числа и массы зерна в колосе, а также массы 1000 зерен. Зимостойкость сохраняется на уровне значений сортов старой селекции, что способствует успешной перезимовке в современных условиях, характеризующихся потеплением климата. По высоте растений новые сорта относятся к среднерослым с высокой устойчивостью к полеганию. Характеризуются более высокими адаптационными возможностями и могут способствовать стабилизации производства зерна.

DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-1-75-80

Сортосмена - важная составляющая технологии возделывания озимой пшеницы, способствующая росту производства и заготовки зерна. В связи с этим создание новых сортов озимой пшеницы является актуальной научной проблемой, так как они должны не только обладать более высокой урожайностью, но и отвечать современным требованиям по устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам, иметь экологическую адаптивность и технологическую адресность [1, 2].

Центральное Черноземье и Поволжье - соседние регионы, при этом Воронежская область, располагающаяся на юго-востоке Центрально-Черноземной зоны (ЦЧЗ), граничит с Саратовской и Волгоградской областями. Близость агроэкологических зон обусловливает взаимное использование сортов озимой пшеницы, созданных в регионах. Одним из первых селекционных сортов, получивших распространение в Поволжье и ЦЧЗ, стал Гостианум 237, созданный в начале ХХ в. на Саратовской станции. Этот, а также ряд других сортов внесли весомый вклад в расширение производственных площадей посевов культуры в указанных регионах и на Дону. Впоследствии сорт Степная 135, полученный отбором из Гостианум 237, возделывался в Воронежской и ряде областей Поволжья. Отмеченные сорта обеспечили в 30-50-е гг. прошлого века необходимый на тот период времени уровень защиты посевов от негативного воздействия прежде всего абиотических факторов внешней среды [3-5].

Помимо распространения в производстве, генофонд Поволжья широко использовался в селекционных программах как Научно-исследовательского института сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы (НИИСХ ЦЧП), так и других научных учреждений [6, 7]. В свою очередь, селекционный материал из НИИСХ ЦЧП и других регионов стал неотъемлемой частью генофонда сортов Поволжья [8-10]. Проводимая селекционная работа, а также отмечаемое изменение климата способствовали росту в Поволжье посевных площадей культуры, занятых сортами из соседних регионов, в том числе из Воронежской области.

С 2019 г. в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию по Среднему Поволжью (7-й регион), включены сорта Черноземка 130 и Базальт 2, созданные в НИИСХ ЦЧП имени В. В. Докучаева.

По данным Государственного сортоиспытания, средняя урожайность Черноземки 130 за годы изучения составила: в Мордовии - 41,1 ц/га (прибавка к среднему стандарту +1,9 ц/га), в Ульяновской области - 45,5 ц/га (+2,6 ц/га соответственно). Максимальную урожайность, 76,4 ц/га, получили в Ульяновской области

в 2017 г. Зимостойкость сорта выше средней -повышенная, засухоустойчивость на уровне сортов Бирюза, Казанская 560. Высота растений варьировала от 78 до 107 см. Сорт устойчив к полеганию, в год проявления признака превышает стандарты Фотинью и Казанскую 560 на 1,0-1,5 балла. По хлебопекарным качествам относится к ценным пшеницам. Умеренно устойчив к мучнистой росе.

Средняя урожайность сорта Базальт 2 за годы изучения в регионе Среднего Поволжья составила 42,8 ц/га. В Республике Татарстан при урожайности 47,5 ц/га новый сорт превысил стандарт Казанскую 560 на 4,6 ц/га. Максимальная урожайность 73,1 ц/га получена на сортоучастках Ульяновской области в 2017 г. Как и у Черноземки 130, зимостойкость сорта оценивается как выше средней - повышенная, засухоустойчивость - на уровне стандартов Бирюза, Фотинья. Высота растений варьировала от 76 до 104 см. Сорт устойчив к полеганию, в год проявления признака превышает стандарты на 0,9-1,5 балла. Умеренно устойчив к твердой головне [11].

Цель настоящей работы - оценить хозяйственно-биологические характеристики новых сортов озимой пшеницы в сравнении с другими, полученными в разные годы проведения селекционной работы в НИИСХ ЦЧП.

Материал и методы исследований

Исследования проведены в 2017-2019 гг. в условиях юго-востока Центрального Черноземья. В качестве исходного материала использовали несколько поколений сортов, созданных в процессе селекционной работы. Среди них Степная 135 (сорт районирован в 1948 г.), Базальт (в Государственном реестре селекционных достижений с 1993 г.), Черноземка 115 (в реестре с 2009 г.), а также Базальт 2 и Черноземка 130 (в реестре с 2019 г.).

Полевые опыты закладывали в селекционном севообороте. Предшественник - черный пар. Удобрения вносили перед посевом (нитрофоска из расчета 200 кг в ф.в. на га) и ранней весной в виде подкормки (селитра из расчета 100 кг в ф.в. на га). Учетная площадь делянок 25 м2, повтор-ность 4-6-кратная, норма высева - 5 млн всхожих зерен на га. Уборка - комбайном «Сампо-130». Перезимовку растений и элементы структуры урожая определяли с пробных площадок (метровок), расположенных на делянках по диагонали. Общая площадь посева, с которой проводили соответствующие анализы на делянке каждого повторения, составила 1 м2. Статистическую обработку данных проводили по Б. А. Дос-пехову [12].

Метеорологические условия за годы исследований в весенне-летний период вегетации (фазы «весеннее кущение - полная спелость») были различны (табл. 1).

Наиболее благоприятными оказались условия 2017 г., что подтверждается соответствующими гидротермическими коэффициентами (ГТК). Их значения были больше или равны 1 на протяжении апреля, мая и июня, что охватывает период развития растений от фазы весеннего кущения до фазы молочной спелости. Май и июнь в 2019 и особенно в 2018 г. были неблагоприятными. Фазы развития растений от начала выхода в трубку до начала восковой спелости проходили в эти годы в засушливых (острозасушливых в 2018 г.) условиях, что негативно отразилось на формировании продуктивности и элементов структуры урожая.

Таблица 1 / Table 1

Температура воздуха и количество осадков за время весенне-летней вегетации (Каменная Степь, 2017-2019 гг.) Air temperature and rainfall over time spring-summer vegetation (Kamennaya Steppe, 2017-2019)

Год / Year Апрель / April Май / May Июнь / June Июль / July

з* / i* %** ГТК / HTC з* / i* %** ГТК / HTC з* / i* %** ГТК / HTC з* / i* %** ГТК / HTC

Температура воздуха, °С / Air temperature, °С

Примечание. * - значение показателя; ** - процент от нормы; ГТК - гидротермический коэффициент. Notes. * - indicator value; ** - percentage of the norm; HTC - hydrothermal coefficient.

Результаты и их обсуждение

Сорт Черноземка 130 создан в результате длительной селекционной работы, за время которой было проведено 9 скрещиваний с использованием 11 сортов, 6 селекционных линий, 2 гибридных популяций Fi, а также пыльцы вида Agropyron cris-tatum, которая использовалась в качестве ментора.

Базальт 2 является потомком сорта Базальт и получен от скрещивания последнего с сортом Ника Кубани. Следует отметить, что исходный сорт Базальт возделывается на Среднем Поволжье с середины 90-х гг. прошлого века по настоящее время.

По биологическому типу развития Черно-земка 130 и Базальт 2 относятся к сортам универсального типа и рекомендуются для возделывания по широкому кругу предшественников как с применением удобрений, так и без.

Данные ретроспективного анализа, проведенного нами, свидетельствуют об эффективности селекционной работы по улучшению ряда хозяйственных характеристик.

С каждым поколением новых сортов значимо растет продуктивность (табл. 2). Так, урожайность сорта Базальт стала выше в сравнении со Степной 135 на 0,58 т/га (или на 15,8%). Черноземка 115 превысила Базальт и Степную 135 на 0,721,30 т/га (или на 17,0-35,5%), а Черноземка 130 и Базальт 2 превзошли предшествующие сорта на 0,451,90 т/га (или на 9,1-51,9%).

Таблица 2 / Table 2

Хозяйственно-биологическая характеристика сортов (2017-2019 гг.) Economic-biologicall characteristics of varieties (2017-2019)

Сорт / Sort Урожайность, т/га / Productivity, t/ha Зимо-стой-кость, % / Winter-tolerance, % Число, шт. / Масса, г /

колосьев на 1 м2 / ears per 1 m2, pcs. зерен в колосе/ grains in an ear, pcs. зерна с колоса/ grains from an ear, g 1000 зерен / 1000 grains, g

Степная 135 / Stepnaya 135 3,66 87,6 395,8 35,6 1,41 37,3

Базальт / Bazal&t 4,24 83,5 304,4 37,3 1,80 45,3

Черноземка 115 / Chernozyomka 115 4,96 75,6 393,5 37,7 1,59 39,5

Черноземка 130 / Chernozyomka 130 5,41 83,1 399,5 35,9 1,63 43,4

Базальт 2 / Bazal&t 2 5,56 84,2 387,8 38,2 1,82 46,1

НСР0,95 / SSDq,95 0,51 7,5 57,4 5,1 0,32 4,7

Общим трендом является рост элементов продуктивности колоса - увеличивается количество зерен, а также показатели массы зерна с колоса и массы 1000 зерен. При этом рост показателей характеризуется разной степенью увеличения, имеет внутрисортовую взаимозависимость элементов продуктивности и определяется гено-типическими особенностями сортов. Наиболее сильное увеличение отмеченных показателей произошло у сорта Базальт 2, который и стал лучшим за годы исследований по урожайности.

Изменения в показателях числа колосьев на единицу площади не произошло, а имеющиеся отклонения носят характер сортовых различий. Например, у Базальта продуктивный стеблестой оказался ниже всех, но при этом сорт обладает крупным по массе колосом и зерном (высокие показатели массы зерна с колоса и массы 1000 зерен). Различия же в числе колосьев у сортов Степная 135, Черноземка 115, Черноземка 130 и Базальт 2 статистически не подтверждаются.

Важная характеристика хозяйственной полезности - зимостойкость. В нашем опыте она оценивалась в полевых условиях по проценту перезимовавших растений. Лучшим по данному показателю стал сорт старой селекции Степная 135, средняя перезимовка растений которого составила 87,6%. У остальных этот показатель оказался немного ниже. Однако отмечаемая разница в значениях невелика (всего 3,3-4,8%) и не превышает НСР0 95 (±7,5%) для данных значений. Поэтому можно сделать вывод, что размах варьирования зимостойкости у анализируемых сортов находится в пределах ошибки опыта. Но есть и исключение. Перезимовка растений у Черноземки 115 (75,6%) оказалась значимо ниже, чем у остальных. Однако меньшие значения перезимовки не повлекли за собой снижения продуктивного стеблестоя, что свидетельствует о высоких ком -пенсационных возможностях растений у этого сорта.

Анализ изменения климата на юго-востоке ЦЧЗ приводит к выводу о том, что в настоящее время наблюдаются тенденции к повышению температуры воздуха и увеличению количества осадков в период прекращения активной вегетации. Такие изменения создают более благоприятные условия для перезимовки растений озимой пшеницы в регионе в сравнении с началом и серединой прошлого века. Однако опасность гибели растений в ходе перезимовки сохраняется. При этом большую угрозу стали представлять резкие перепады температур в процессе позднеосенней вегетации, а также выпревание и поражение снежной плесенью

Снижение общей высоты растений произошло за счет сокращения длины междоузлий. Наибольшему сокращению подверглось колосонос-ное междоузлие. В сравнении со Степной 135 оно уменьшилось на 5,8-8,9 см (или на 13,5-20,6%). Длина второго междоузлия сократилась на значительно меньшую величину, всего на 0,3-0,7 см (или 3,9-9,1%). Среди современных сортов варьирование длины обоих междоузлий не вышло за пределы НСР0,95, что не дает оснований для выводов о существенности различий между показателями.

Одновременно с укорочением стебля изменился и его диаметр, который увеличился. Диаметр колосоносного междоузлия у современных сортов составил 2,55-2,74 мм, а второго - 2,79-2,98 мм, что на 0,18-0,37 и 0,090,28 мм (или на 7,6-15,6% и на 3,3-10,4% соответственно) больше, чем у Степной 135. Крупным стеблем выделяется Базальт, диаметр которого оказался больше у всех сортов в опыте.

в течение зимы и ранней весной. Воздействие же вымерзания и ледяной корки, которые в середине прошлого века считались главными причинами гибели растений в период перезимовки [13], не исчезло, но его негативное влияние ослабло.

Высота растений всех современных сортов стала меньше в сравнении со Степной 135 на 24,1-26,3 см (или на 19,3-21,1%), которая по этому показателю является высокорослой (табл. 3). Разница же по высоте между современными сортами оказалась небольшой (всего 2,2 см при НСР0 95 в ±7,1 см), что позволяет отнести их к одной группе среднерослых сортов.

Немного, в пределах значений НСР0 95, уступают ему Черноземка 130 и Базальт 2.

Наряду с измерениями высоты и диаметра стебля оценили и устойчивость растений против полегания. У Степной 135 она слабая. Средняя оценка за 3 года изучения этого показателя составила всего 2,8 балла (по 5-балльной шкале). Напротив, все современные сорта с оценками в 4,8-5,0 баллов характеризуются высокой устойчивостью. На основании данных проведенного анализа можно утверждать, что основой высокой устойчивости против полегания современных сортов является более короткий с увеличенным диаметром стебель. При этом необходимо отметить, что толщина стенки соломины осталась неизменной.

Данные проведенного, а также предшествующего [14] анализа позволяют сделать следующие выводы. Урожайность новых сортов озимой пшеницы Черноземка 130 и Базальт 2 существенно, на 0,45-1,90 т/га (или на 9,1-51,9%),

Таблица 3 / Table 3

Морфологическое строение стебля (2017-2019 гг.) Morphological structure of the stem (2017-2019)

Сорт / Sort Высота растений, см / Plant height, cm Колосоносное междоузлие / Spike internode Второе междоузлие / Second internode

длина, см / length, cm диаметр, мм / diameter, mm толщина стенки соломины мм / straw wall thickness, mm

длина, см / length, cm диаметр, мм / diameter, mm

Степная 135 / Stepnaya 135 124,9 43,1 2,37 7,7 2,70 0,17

Базальт / Bazal&t 98,6 36,3 2,74 7,1 2,98 0,17

Черноземка 115 / Chernozyomka 115 100,8 37,3 2,55 7,0 2,79 0,16

Черноземка 130 / Chernozyomka 130 99,7 34,2 2,60 7,2 2,88 0,16

Базальт 2 / Bazal&t 2 100,7 35,4 2,69 7,4 2,90 0,17

НСР0,95 / SSD0,95 7,1 5,3 0,14 1,1 0,12 0,02

выше, чем у ранее созданных. Рост урожайности достигается за счет увеличения таких элементов продуктивности, как число и масса зерна с колоса, а также крупности зерна (масса 1000 зерен). Зимостойкость сохраняется на уровне значений сортов старой селекции, что способствует успешной перезимовке в современных условиях, характеризующихся потеплением климата. По высоте растений новые сорта относятся к среднерослым с высокой устойчивостью к полеганию. При этом они характеризуются более высокими адаптационными возможностями и могут способствовать стабилизации производства зерна.

Список литературы

Образец для цитирования:

Дорохов Б. А., Васильева Н. М. Хозяйственно-биологическая характеристика нового поколения сортов озимой пшеницы // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2020. Т. 20, вып. 1. С. 75-80. Б01: Шр8:/Л1о1. о^/10.18500/1816-9775-2020-20-1-75-80

Economic and Biological Characteristics of the New Generation of Winter Wheat Varieties

B. A. Dorokhov, N. M. Vasilyeva

Boris A. Dorokhov, Research Institute of Agriculture of the Central Chernozem Zone name after V. V. Dokuchaev, 21 pos. 2 section of the Institute Dokuchaeva, 5 block, Kamennaya Steppe, Voronezh Region 397463, Russia, niish1c@mail.ru

Nataliya M. Vasilyeva, Research Institute of Agriculture of the Central Chernozem Zone name after V. V. Dokuchaev, 21 pos. 2 section of the Institute Dokuchaeva, 5 block, Kamennaya Steppe, Voronezh Region 397463, Russia, niish1c@mail.ru

The aim of the work is a comparative assessment of economic and biological characteristics (yield and crop structure elements,

winter hardiness, morphological structure of the stem) of the new generation of winter soft wheat varieties. The studies were conducted in 2017-2019 in the conditions of the South-East of the Central black earth region. The object of research is winter wheat, represented by varieties Steppe 135, Basalt, Chernozem 115, Chernozem 130 and Basalt 2, created at different times of selection work. The place of research is the nursery of the main competitive variety testing. It was found that the varieties Chernozemka 130 and Basalt 2, with an average yield of 5.41 and 5.56 t/ha, respectively, exceed the previously created by 0.45-1.90 t/ha (or 9.1-51.9 %). Yield growth is achieved firstly by increasing the productivity of the ear - the number and weight of grain in the ear, as well as the weight of 1000 grains. Winter hardiness is maintained at the level of values of the old breeding varieties, which contributes to successful overwintering in modern conditions characterized by climate warming. In terms of plant height, the new varieties are medium-sized with high resistance

to lodging. They are characterized by higher adaptive capabilities

and can contribute to the stabilization of grain production.

hardiness, stem morphology.

References

of crop production in the Middle Volga region. Proceedings of the Kuibyshev Agricultural Institute, 1971, vol. 29, iss. 1, pp. 15-23 (in Russian).

Cite this article as:

Dorokhov B. A., Vasilyeva N. M. Economic and Biological Characteristics of the New Generation of Winter Wheat Varieties. Izv. Saratov Univ. (N. S.), Ser. Chemistry. Biology. Ecology, 2020, vol. 20, iss. 1, pp. 75-80 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-1-75-80