Highly Productive Soft Spring Wheat Kinelskaya Udacha Variety for Forest-Steppe Conditions of the Middle Volga and Ural Regions

Full Text

Яровая мягкая пшеница – важный элемент современной зерновой отрасли России, который отвечает за обеспечение ее продовольственной безопасности. В 2023 году посевные площади под ней в Российской Федерации составляли 14,1 млн га (50,8% общей площади посева яровых зерновых), в том числе в Средневолжском регионе производственные площади под культурой достигали 1,2, Уральском – 3,7 млн га. [15] Повышение эффективности зерновой отрасли, а также стабилизация производства зерна по годам зависят от наличия адаптивных и экологически пластичных новых сортов, способных наиболее полно реализовать генетический потенциал высокой продуктивности и качества зерна в различных условиях среды. [1, 4, 8] Генетическая основа сорта – главный фактор, определяющий его урожайность. [16]

В настоящее время селекция на продуктивность и качество зерна ведется классическими методами. [7] Существует мнение, что повысить урожайность культуры в будущем (на 3…15%) возможно при выращивании гибридной пшеницы. [18]

В поиске путей повышения продуктивности сортов большое значение имеет изучение взаимодействия генотипа с окружающей средой. [12, 14] Агроэкологическая адаптированность генотипов дает представление о разнообразии их откликов на изменение агроклиматических условий среды, позволяет сделать вывод об уровне стабильности сортов и их отзывчивости на улучшение условий выращивания. [3, 10]

Стараниями селекционеров РФ получены и включены в Государственный реестр новые сорта яровой мягкой пшеницы, способные ежегодно формировать стабильно высокие урожаи продовольственного зерна. [2, 5, 8, 13] Несмотря на разнообразие сортов, допущенных к использованию по Средневолжскому и Уральскому регионам, аграрное производство выдвигает новые требования к величине урожая и качеству зерна современных сортов, их адаптивности и устойчивости к стрессовым факторам.

Цель работы – создать новый высокопродуктивный сорт яровой мягкой пшеницы для лесостепных условий Средневолжского и Уральского регионов, раскрыть его основные хозяйственно ценные признаки, показатели качества зерна и адаптивность.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работу проводили в 2019–2023 годах на базе лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы Поволжского НИИСС – филиала СамНЦ РАН в лесостепных условиях Самарской области. Почва – чернозем типичный среднемощный легкоглинистый. Содержание питательных элементов: легкогидролизуемый азот – 28…49 мг/кг почвы (по Корнфилду), подвижный фосфор – 61…77 мг/кг (по Чирикову), обменный калий – 374…423 мг/кг (по Масловой), гумус – 5…6% (по Тюрину), pH – 5,4 ед. (по методу ЦИНАО). Делянки закладывали на полях первого селекционного севооборота, предшественник – чистый пар, посев осуществляли в оптимальные сроки (I…II декада мая). Площадь делянок – 25 м², повторность четырехкратная, размещение повторностей систематическое, норма высева – 5,0 млн всх. сем./ га. Посев и уборку опытных делянок проводили малогабаритной техникой (сеялка СКС-10М, комбайн САМПО-130). Агротехника – традиционная для яровой пшеницы в Самарской области.

Объект изучения – новый сорт яровой мягкой пшеницы Кинельская удача (в Государственном испытании с 2024 года), стандарт – Тулайковская надежда (в реестре с 2017), лучший районированный сорт Кинельская юбилейная (в реестре с 2016). В работе руководствовались методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. [11] Качество зерна оценивали по методике Госкомиссии и Национальных стандартов РФ. [17] Оценивали адаптивность сортов по методикам А.А. Гончаренко и Л.А. Животкова. [6, 9]

Метеоусловия вегетации 2019–2023 годов отличались разнообразием по температурному режиму и влагообеспеченности, но в целом были достаточно засушливыми. ГТК в 2019 году – 0,48, 2020 – 0,52, 2021 – 0,39, 2022 – 0,62, 2023 – 0,41, среднемноголетнее значение – 0,73. Среднесуточная температура воздуха за вегетацию: 2019 год – 19,1^оС, 2020 – 19,3, 2021 – 23,0, 2022 – 19,2, 2023 – 21,2, норма – 18,1^оС. Количество выпавших осадков: 2019 – 110,6 мм, 2020 – 130,5, 2021 – 111,4, 2022 – 174,9, 2023 – 106,5, среднемноголетнее значение – 163 мм.

Данные статистически обрабатывали методом двухфакторного дисперсионного анализа с использованием компьютерной программы «Microsoft Office Excel».

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Новый сорт яровой мягкой пшеницы Кинельская удача передан на Государственное испытание в 2023 году (Оригинатор селекционного достижения – ФГБУН Самарский федеральный исследовательский центр РАН, авторы: А.И. Кинчаров, Е.А. Дёмина, Т.Ю. Таранова, К.Ю. Чекмасова). Он получен методом сложной ступенчатой внутривидовой гибридизации и последующих многократных индивидуальных отборов из гибридной популяции (Л-503 / Тулайковская 1 // Прохоровка).

Селекционную работу по созданию сорта начали с гибридизации в 2006 году и в дальнейшем проводили по классической полной схеме. Родительские формы для скрещивания подбирали с выраженными хозяйственно ценными признаками, исходя из оптимальной модели будущего сорта, опираясь на эколого-географический принцип: Л-503 (Саратов) и Тулайковская 1 (Безенчук) – высокая продуктивность и качество зерна, Прохоровка (Саратов) – устойчивость к листовым грибным болезням и полеганию, среднерослость. Опыляли материнские формы твел-методом (twirl-method). Полученный материал отбирали по комплексу ценных признаков и морфобиологических параметров на всех этапах селекционного процесса. Элитное растение выделили в 2010 году F4 методом индивидуального отбора. Главный критерий отбора линии – высокая продуктивная кустистость, длина и продуктивность колоса, масса 1000 зерен. Многократный индивидуальный отбор позволил создать выровненный стеблестой новой линии. Селекционный номер сорта в конкурсном испытании Эритроспермум 6517/24-1.

Новый сорт Кинельская удача относится к яровой мягкой пшенице (Triticum aestivum L.), ботаническая разновидность эритроспермум (erythrospermum) (см. рисунок, 2-я стр. обл.). Колос остистый, белый, пирамидальный, средней длины (7,5…9,5 см) и плотности (19…21 члеников на 10 см стержня). Колосковая чешуя овальная (10х3…4 мм), зубец средний, прямой (2,0…2,5 мм), плечо узкое, закругленное, киль выражен сильно. Ости длинные (7…9 см), зазубренные, светло-желтые, расходящиеся. Зерновка красная, среднего размера (6…7х3 мм), полуудлиненной формы, бороздка средняя, основание зерна опушенное.

Сорт Кинельская удача имеет ряд морфологических признаков и особенностей. Корневая система сорта хорошо развита. Тип куста в период кущения – полупрямостоячий, лист темно-зеленый, промежуточный, со слабым опушением и восковым налетом. Соломина толщиной 3…4 мм, прочная на излом, выполнена полностью, что обеспечивает высокую устойчивость сорта к скрытостебельным вредителям. Особенности – длина верхнего междоузлия, достигающая 40…45% высоты растения, прямостоячее положение основной массы колосьев при полном созревании, верхние и нижние колоски имеют озерненность.

У Кинельской удачи стабильно высокая урожайность зерна – 2,24…4,34 т/га (в среднем 3,19 т/га), что обеспечивает среднюю прибавку урожая над стандартом – 0,37 т/га (13,1%), сортом Кинельская юбилейная – 0,12 т/га (3,9%) (табл. 1). За 2019–2023 годы прибавки урожая зерна нового сорта над стандартом составляли 0,27…0,46 т/га (9,6…16,3%), лучшим районированным сортом – 0,02…0,19 т/га (0,7…6,2%). Исключение – засушливый 2019 год, в котором урожайность нового была на уровне сорта Кинельская юбилейная. Наибольшая урожайность Кинельской удачи (4,34 т/га) получена в 2023 году при достаточном количестве выпавших осадков в период закладки колоса и формировании элементов продуктивности. Коэффициент вариации урожайности зерна нового сорта за годы исследований имел наименьшее значение (27,8%), что при максимально высоком уровне продуктивности говорит о стабильности и экологической устойчивости генотипа в условиях Самарской области.

 

Таблица 1. Урожайность зерна сортов яровой мягкой пшеницы по годам

Сорт	2019	2020	2021	2022	2023	Средняя	Коэффициент вариации (V), %
Кинельская удача	2,24	3,59	2,35	3,41	4,34	3,19	27,8
Тулайковская надежда, St	1,97	3,15	2,03	2,95	3,98	2,82	29,8
Кинельская юбилейная	2,24	3,57	2,16	3,23	4,16	3,07	28,1
НСР05	0,09	0,11	0,08	0,08	0,12	0,14	–

 

Из-за прибавки урожайности зерна над стандартом в среднем на 0,37 т/га предполагаемый экономический эффект от возделывания нового сорта Кинельская удача может составить при средней цене продовольственного зерна третьего класса 12 тыс. руб./т – 4440 руб./га.

В 2023 году новый сорт Кинельская удача проходил производственное испытание в ООО «Возрождение 98» Волжского района Самарской области на площади 4,2 га. Получена урожайность сорта – 3,12 т/ га, при средней урожайности пшеницы в Волжском районе – 2,17 т/га, в Самарской области – 2,05 т/га. Экономический эффект от возделывания нового сорта, по сравнению со средней урожайностью яровой пшеницы по Волжскому району, на площади 4,2 га и стоимости продовольственного зерна третьего класса 12 тыс. руб./т составит за минусом затрат на прибавку урожайности – 33,92 тыс. руб.

Адаптивность рассчитывали исходя из уровня полученной урожайности зерна сортов в разные по метеофакторам годы как в благоприятных условиях для вегетации (достаточное увлажнение в критические фазы), так и стрессовых (засуха). Среднесортовую урожайность в конкурсном испытании конкретного года брали за 100%. Сорт Кинельская удача отличался высокими параметрами адаптивности и экологической устойчивости (табл. 2). Адаптивность сорта за 2019–2023 годы – 103,8…108,3% (в среднем – 106,1%), выше стандарта Тулайковская надежда на 12,7% и сорта Кинельская юбилейная – 3,9%. Высокая адаптивность нового сорта в годы с различным уровнем увлажнения говорит о его пластичности и возможности возделывать как в лесостепных, так и степных условиях Средневолжского и Уральского регионов.

 

Таблица 2. Показатели адаптивности и экологической устойчивости сортов яровой мягкой пшеницы, 2019–2023 годы

Сорт	Стрессоустойчивость, т/га (Y2-Y1)	Генетическая гибкость, т/га (Y1+Y2)/2	Размах урожайности, % (d)	Адаптивность, %
Кинельская удача	–2,10	3,29	48,4	106,1
Тулайковская надежда, St	–2,01	2,98	50,5	93,4
Кинельская юбилейная	–2,00	3,16	48,1	102,2

 

Стрессоустойчивость (разность между минимальной и максимальной урожайностью зерна) у Кинельской удачи была ниже стандарта и сорта Кинельская юбилейная – -2,10. Генетическая гибкость (средняя урожайность зерна в контрастных условиях среды) у нового сорта составила 3,29 т/га, что выше стандарта на 0,31 т/ га и сорта Кинельская юбилейная – 0,13 т/га. Высокая генетическая гибкость Кинельской удачи при невысоком уровне стрессоустойчивости указывает на его специфическую адаптацию. Размах урожайности говорит о стабильности сорта в конкретных агроклиматических условиях региона возделывания. Данный показатель у нового сорта был на уровне районированного.

По морфобиотипу Кинельская удача относится к лесостепной экологической группе. Продолжительность вегетационного периода (от всходов до полной спелости) – 83 дня, среднеспелый, созревает раньше Тулайковской надежды на два дня, Кинельской юбилейной – один (табл. 3). Период от всходов до колошения в среднем составляет 41 день, колошение длится трое суток. Высота растений в фазе хозяйственной спелости у Кинельской удачи в среднем – 83 см, что на уровне стандарта и на 2 см ниже сорта Кинельская юбилейная. Высокая продуктивность зерна нового сорта складывается из высоких показателей структуры урожая. Продуктивная кустистость – 2,0 шт. (у стандарта – 1,6 шт.), в благоприятные по увлажнению годы достигала 2,2…2,3 шт. В среднем за 2019–2023 годы длина колоса – 7,2 см, число колосков в колосе – 14,0 шт., число зерен в колосе – 31,0 шт., масса зерна с колоса – 1,23 г, масса 1000 зерен – 36,4 г.

 

Таблица 3. Хозяйственно-биологическая характеристика сортов яровой мягкой пшеницы, 2019–2023 годы

Признак	Кинельская удача	Тулайковская надежда	Кинельская юбилейная
Вегетационный период, дн.	83	85	84
Высота растений, см	83	83	85
Продуктивная кустистость, шт. стеб.	2,0	1,6	1,9
Длина колоса, см	7,2	7,0	7,2
Число колосков в колосе, шт.	14,0	14,0	13,0
Число зерен в колосе, шт.	31,0	30,0	30,0
Масса зерна с колоса, г	1,23	1,14	1,10
Масса 1000 зерен, г	36,4	35,6	34,7
Натура зерна, г/л	823	814	819
Стекловидность зерна, %	81	73	81
Содержание клейковины, %	28,5	26,3	29,8
Качество клейковины, ед. ИДК	87	79	90
Содержание белка, %	14,2	13,7	14,5
Сила муки, ед. а.	412	408	382
Число падения, с	253	268	304
Объемный выход хлеба (50 г муки), мл	550	530	548
Пористость хлеба, балл	4,7	4,3	4,3
Общая оценка качества, балл	4,4	4,3	4,3

 

Кинельская удача отличается стабильно высокой по годам силой муки 353…503 е.а. (в среднем 412 е.а.), натурой зерна – 811…848 г/л (823 г/л), стекловидностью – 71…88% (81%), содержанием клейковины в зерне – 26,8…33,6% (28,5%) второй группы качества (в среднем 87 ед. ИДК). Содержание белка в зерне – 13,4…15,9% (14,2%). Объемный выход хлеба (из 50 г муки) – 450…610 мл (550 мл), число падения – 253 с, пористость хлеба – 4,7 баллов. Общая хлебопекарная оценка сорта высокая – 4,4 балла. Качество зерна и муки нового сорта во все годы изучения соответствовали требованиям ценной и сильной пшеницы.

Новый сорт устойчив к местным популяциям патогенных грибов, засухоустойчив (5 баллов), устойчив к полеганию (4,3 балла), осыпанию зерна (5 баллов) и его прорастанию на корню (5 баллов).

Схема семеноводства Кинельской удачи традиционная для культуры яровой мягкой пшеницы. Для производства оригинальных семян использовали индивидуально-семейственный отбор, питомники испытания потомств первого-второго года, питомники размножения первого-второго года. Лучшие предшественники для ведения семеноводства нового сорта – озимая пшеница, бобовые, лен, сидеральный пар, для питомников первичных звеньев семеноводства – чистый пар. Норма высева – 4,5…5,0 млн всх. сем./га (при использовании высокого и интенсивного фона допустимо снижение нормы до 4,0 млн). Предпочтительные зоны ведения семеноводства – лесостепь Самарской, Ульяновской, Пензенской, Оренбургской областей, Республик Татарстан, Мордовия, Башкортостан.

Таким образом, в результате многолетней селекционной работы был создан новый высокопродуктивный сорт яровой мягкой пшеницы Кинельская удача, предназначенный для возделывания в лесостепных условиях Средневолжского и Уральского регионов. Использование эколого-географического принципа подбора родительских форм при скрещивании способствовало объединению в генотипе стабильно высокой продуктивности и качества зерна, адаптивности, устойчивости к патогенам и стрессовым факторам (в особенности к засухе).

About the authors

E. A. Demina

Volga Scientific Research Institute of Selection and Seed-Growing named after P.N. Konstantinov – a branch of the Samara Federal Research Scientific Center of the RAS

Author for correspondence.
Email: elena_pniiss@mail.ru

PhD in Agricultural Sciences, Senior Researcher

Russian Federation, Kinel

T. Yu. Taranova

Volga Scientific Research Institute of Selection and Seed-Growing named after P.N. Konstantinov – a branch of the Samara Federal Research Scientific Center of the RAS

Email: elena_pniiss@mail.ru

Junior Researcher

Russian Federation, Kinel

S. E. Romenskaya

Volga Scientific Research Institute of Selection and Seed-Growing named after P.N. Konstantinov – a branch of the Samara Federal Research Scientific Center of the RAS

Email: elena_pniiss@mail.ru

Junior Researcher

Russian Federation, Kinel

A. I. Kincharov

Volga Scientific Research Institute of Selection and Seed-Growing named after P.N. Konstantinov – a branch of the Samara Federal Research Scientific Center of the RAS

Email: elena_pniiss@mail.ru

PhD in Agricultural Sciences, Leading Researcher

Russian Federation, Kinel

References

Supplementary files