Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

Исходный материал яровой твердой пшеницы для селекции в Западном Казахстане

06.01.05 - Селекция и семеноводство

Губашева Бибигуль

Алмалыбак, 2008

Работа выполнена в РГП «Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана» и РГП «Научно-производственный центр земледелия и растениеводства».

Научные руководители: доктор биологических наук,

профессор Абугалиева А.И.;

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Джубатырова С.С.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

Красавин В.Ф.

кандидат сельскохозяйственных наук,

Ортаев А.К.

Ведущая организация: Казахский Национальный Аграрный Университет

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Особую ценность для региона представляет яровая твердая пшеница. Западный Казахстан может стать зоной устойчивого производства высококачественного зерна яровой твердой пшеницы. Твердые пшеницы Западного Казахстана отличаются повышенной стекловидностью, высоким содержанием белка и клейковины, обусловливающих их высокий экспортный спрос на международном рынке. Однако в последние годы произошло значительное сокращение посевных площадей твердой пшеницы. Это объясняется недостаточностью, отсутствием в производстве высокопродуктивных сортов, приспособленных к определенным почвенно-климатическим условиям среды. Районированные в Западном Казахстане сорта характеризуются низкой урожайностью в засушливые годы, не отвечают современным требованиям интенсивного земледелия.

Основной фактор, лимитирующий урожай яровой пшеницы в местных условиях - недостаток почвенной влаги. Острый недостаток атмосферных осадков, колеблющихся в среднем в пределах от 190 до 295 мм в год при высокой температуре, активной ветровой деятельности часто обусловливают атмосферные и почвенные засухи. На фоне общей засушливости климата бывают отдельные более влажные годы с удачным распределением осадков по периодам.

Это обстоятельство требует возделывания сортов с разными биологическими свойствами. В связи с этим необходимо вести селекционную работу по созданию сортов интенсивного и полуинтенсивного типа с потенциальной урожайностью 50-60 ц/га, засухоустойчивые, скороспелые, устойчивые к полеганию, болезням, вредителям и с высоким качеством зерна.

. В этой связи разработка и усовершенствование способов отбора форм яровой твердой пшеницы с широкой экологической адаптивностью в селекционном процессе на его ранних этапах является актуальной проблемой.

Диссертационная работа выполнена в рамках научно- исследовательских тем: «Агробиологические основы повышения качества зерна яровой пшеницы при формировании урожайности на темно-каштановых почвах Западного Казахстана» (Гос. регистрация № 0198 РК 00044) и «Комплексное изучение коллекций твердой пшеницы и выявление источников качества зерна» (Гос. Регистрация № 0101 РК 00229).

Цель исследования заключалась в изучение и выделение генотипов яровой твердой пшеницы по комплексу хозяйственно-ценных и биологических свойств для обоснования модели продуктивных сортов, соответствующих условиям засушливого климата Западного Казахстана.

В задачу исследований входило:

· Изучить в условиях Западного Казахстана образцы яровой твердой пшеницы по продуктивности и ее элементам.

· Выявить особенности сортов твердой пшеницы, различных по скороспелости, засухоустойчивости, по величине ассимилирующей поверхности и развитию корневой системы.

· Выделить наиболее урожайные формы специфичные для региона Западного Казахстана как исходный материал с ценными признаками и свойствами.

· Классифицировать сорта и образцы на основе изучения качества зерна по биохимическим и технологическим показателям на фоне их урожайности.

Научная новизна работы Впервые в условиях Западного Казахстана изучен набор образцов яровой твердой пшеницы по основным биологическим свойствам и хозяйственно-ценным признакам, по электрофоретическим спектрам глиадина, выделены сортообразцы по урожайности, по комплексу хозяйственно-ценных признаков. Изучен характер изменчивости важнейших хозяйственно-ценных признаков и взаимосвязь их с урожайностью и выявлены признаки, определяющие модель продуктивности твердой пшеницы в условиях Западного Казахстана.

Практическая значимость работы состоит в том, что в условиях Западно-Казахстанской области на основе изучения твердой пшеницы российской и казахстанской селекции выявлен ряд образцов, отличающихся в местных условиях высокой продуктивностью и засухоустойчивостью, высокими биохимическими и технологическими свойствами и рекомендован в качестве источников полезных свойств для использования в селекционной работе.

Основные положения, выносимые на защиту

- обоснования модели продуктивных сортов, соответствующих условиям засушливого климата Западного Казахстана

- выделение источника для селекции отдельные генотипы по конкретным лимитирующим признакам.

Апробация результатов исследований Результаты исследований доложены на международных научно-практических конференциях: «Реформа сельского хозяйства, развитие полеводства» Уральск, 1998; «Стратегия земледелия и растениеводства на рубеже ХХ1 века» Алмалыбак, 1999; «Актуальные проблемы экономики Западного Казахстана в условиях рынка» Уральск, 1999; EU\ ICC Cereal Conference 2002 международного общества науки и технологии зерна, Вена, Австрия, 2002; «Использование достижений аграрной науки в стабилизации сельскохозяйственного производства Казахстана», Актобе, 2003; «Сохранение окружающей среды важнейшая проблема современности» Уральск, 2005.

Публикация работы Основные положения исследований отражены в 12 публикациях в научных журналах и сборниках, а также в материалах международных конференций

Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 101 страницах компьютерного текста, содержит 44 таблицы, 10 рисунков и состоит из введения, из 4 глав основной части, заключения, списка использованных источников, включающего 171 наименований.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1 УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Условия проведения исследований

Экспериментальные исследования проводились в 1996-2005 гг. на полевых опытах коллекционного питомника ЗКАТУ имени Жангир хана, расположенной в первой природно-климатической зоне Западно-Казахстанской области, а камеральные исследования проведены в лаборатории биохимии и качества зерна НПЦ Земледелия и растениеводства.

Годовая сумма осадков - 280-320 мм, а за теплый период выпадает 125-135 мм. Гидротермический коэффициент (ГТК) за период вегетации зерновых культур характеризуется величиной 0,5-0,6, сумма положительных среднесуточных температур воздуха выше 10⁰С - около 2800⁰С. Период активной вегетации растений - 150-155, безморозный - 130-135 дней.

1.2 Материал и методика исследований.

Материал для исследований: коллекционные образцы яровой твердой пшеницы представляющие формы Кинельской, казахстанской селекции (42 генотипа), районированные, перспективные сорта и формы отечественной и российской селекции системы сортоиспытания (1996-2005) в Западном Казахстане, образцы твердой пшеницы совместного опыта по качеству зерна СИММИТ - Казахстан (47 образцов). За стандарт принят районированный по области сорт Светлана.

Агротехника общепринятая для западного региона Казахстана. Предшественником для закладки опытов использован чистый пар на неорошаемом участке. Учеты и наблюдения проводили по методике Государственного сортоиспытания. Фенологические наблюдения по фазам развития растений проводились на двух несмежных повторениях. Отмечали: всходы, кущения, колошение, спелость зерна. Засухоустойчивость определяли по методу полевой оценки в условиях естественной засухи. Оценка засухоустойчивости яровой твердой пшеницы нами проводилась по наблюдениям за состоянием посевов в полевых условиях и по элементам продуктивности. Образцы яровой пшеницы по характеру увядания и отмирания листьев под влиянием засухи, по способности восстанавливать состояние тургора после дневного завядания, по положению верхних листьев в полуденные часы, по степени общего развития растений и количественным признакам (озерненность, масса зерна с главного колоса, масса 1000 зерен). Отбор образцов по их корнеобеспеченности, влияющей на продуктивность и засухоустойчивость проводили согласно методическим указаниям ВИР (1979). Учет пыльной головни проводится при полном колошении. Для этого в четырех повторениях в пяти местах осматривали подряд по 25 стеблей, подсчитывали число больных растений и определяли процент поражения.

Определение структуры урожая проводится путем отбора пробных снопов с закрепленных площадок. Сноповой материал анализируют по элементам структуры урожая: высота растений, общая и продуктивная кустистость, длина колоса, число колосков и зерен с одного колоса, масса зерна с одного колоса, масса 1000 зерен. Анализ корреляционной связи урожайности зерна твердой пшеницы с основными ее элементами проведен по данным структуры урожая пробных снопов по методике В.А. Доспехова (1979).

Качественная оценка зерна проводилась по следующим показателям: стекловидность (%), натурная масса (г/л), количество (%) и качество клейковины (у.е. ИДК) по общепринятым методам, в лаборатории качества зерна НПЦ земледелия и растениеводства. Содержание белка (%) методом NIR - спектроскопии и твердозерность определяли в единицах индекса твердозерности по прибору SKCS 4100 Perten instrument с дальнейшим калиброванием на NIR- основе (Pacific scientific 4250) согласно (Abugalieva et. al., 1997) по госсортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Данные обработаны многомерным статистическим методом кластерного анализа. Электрофорез глиадина осуществлен в пластинках ПААГ по прописи (Перуанский и др, 1985).

2 ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАЗЦОВ ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ

2.1 Вегетационный период

Продолжительность межфазных и вегетационного периодов яровой твердой пшеницы в целом определяются погодными условиями и сортовыми особенностями. В продолжительности периода посев-всходы больших различий не наблюдалось. Всходы появились на 12-14 день после посева. В засушливые годы всходы появились с опозданием (на 15-16 день) и в большинстве случаев изреженными. Недостаточное количество влаги и высокая среднесуточная температура в период посев-всходы представляли неблагоприятное сочетание факторов для растений. Продолжительность периода от всходов до колошения определяется в основном двумя факторами - температурой воздуха и длиной дня. Длина периода от всходов до колошения колебалась в значительных пределах от 37 до 53 дней (таблица 1).

Таблица 1 - Продолжительность межфазного периода всходы-колошение у образцов твердой пшеницы различных групп спелости (1996-2005гг.)

Группа спелости	Продолжительность периода всходы-колошение , дни
	Засушливые	Умеренно засушливые	Влажные
	x+sx	lim	x+ sx	lim	x+ sx	Lim
Скороспелые	39±0,19	38-40	39±0,22	37-41	42±0,18	40-44
Среднеспелые	41±0,15	39-43	42±0,32	40-44	45±0,29	42-47
Среднепоздние	47±0,33	45-50	48±0,33	46-50	50±0,29	48-53

По продолжительности этого периода изучаемые образцы твердой пшеницы разделены на три группы: скороспелые - период всходы-колошение 36-40 дней, среднеспелые - 41-47 дней и среднепоздние 48-53 дня. Колебания по продолжительности периода всходы-колошение внутри групп, между отдельными образцами были более значимы. Наибольшее колебания между образцами отмечены среди среднепоздних образцов. У стандартного сорта она колебалась 42 - 45 дней. Наиболее короткий период от всходов до колошения приходится на засушливые года /38-50 дней/. В благоприятном по увлажнению года колошение скороспелых форм наступило на 40-44 день. В умеренно засушливые годы продолжительность этого периода составил 37-41 дней.

У среднеспелых форм колошение наступило в засушливые годы на 39-43 день, в более увлажненные годы 42-47, а в умеренно засушливые годы 40-44 день. У среднепоздних форм твердой пшеницы этот период составил 45-53 дня.

В наших исследованиях длина периода от колошения до созревания колебалась в пределах от 26 до 38 дней.

Резкая атмосферная засуха ускоряет прохождение межфазного периода колошение-созревание. Так в засушливые годы продолжительность межфазного периода колошение - созревание у сортов составило 26 - 35 дней. Ускоренно созревали среднеспелые и среднепоздние формы пшеницы. В большинстве случаев этот период короче, чем первая половина вегетации. В более благоприятном по увлажнению годы продолжительность периода колошение-созревание у сортов колебалась от 27 до 38 дней.

В наших опытах сортообразцы с быстрым темпом развития до колошения, характеризуются несколько растянутым периодом колошение-созревание.

У среднепоздних сортообразцов вторая половина вегетации намного короче периода всходы-колошение и составляет 26-31 дней (таблица 2).

Таблица 2 - Продолжительность межфазного периода колошение-созревание у образцов твердой пшеницы различных групп спелости (1996-2005гг.)

Группа спелости	Продолжительность периода колошение-созревание , дни
	Засушливые	Умеренно засушливые	Влажные
	x+sx	lim	x+ sx	lim	x+ sx	lim
Скороспелые	33±0,24	31-35	34±0,26	31-37	35±0,25	33-38
Среднеспелые	32±0,30	30-35	31±0,28	29-34	34±0,33	31-37
Среднепоздние	27±0,34	26-28	27±0,44	26-29	29±0,32	27-31

Продолжительность вегетационного периода у сортов твердой пшеницы составила 68 - 84 дней. У стандартного сорта 75 дней.

Вегетационный период у изучаемых образцов яровой твердой пшеницы значительно изменялся по годам, однако общая закономерность сохранилась. В засушливые годы продолжительность вегетационного периода составила 68 - 78 дней, а во влажные годы - 73 - 84 дня и в умеренно засушливые годы - 68-79 дней (таблица 3).

Изучаемые образцы яровой твердой пшеницы нами сгруппированы в три группы: скороспелые (68-76 дней), среднеспелые (70-80 дней), среднепоздние (79-84 дня).

Таблица 3 - Продолжительность вегетационного периода у образцов твердой пшеницы различных групп спелости (1996-2005гг.)

Группа спелости	Продолжительность вегетационного периода, дней
	Засушливые	Умеренно засушливые	Влажные
	x+sx	lim	x+ sx	lim	x+ sx	lim
Скороспелые	71±0,37	68-75	73±0,31	68-78	77±0,25	73-82
Среднеспелые	73±0,55	69-78	73±0,31	69-78	78±0,48	73-84
Среднепоздние	74±0,48	71-78	75±0,48	72-79	79±0,55	75-84

2.2 Оценка засухоустойчивости образцов яровой твердой пшеницы

Основным критерием засухоустойчивости при оценке исходного материала является способность растений формировать относительно высокий урожай семян в условиях засухи. По шкале определения интенсивности засухи [21], 1999 год в Западно-Казахстанской области был очень засушливым (сумма осадков в период всходы - колошение менее 19 мм, снижение урожая на 50%). Поэтому при характеристике образцов по устойчивости к засухе мы использовали данные именно этого года. Продуктивность засухоустойчивых сортов показана в таблице 4.

Таблица 4 - Продуктивность засухоустойчивых образцов в 1999 году

Сорт, образец	Число зерен в колосе, шт	Масса 1000 зерен, г	Масса зерна с 1 м2, г
Светлана	20	39,3	77
Ник	22	30,0	81
Гордеиформе 1193/Б-139 (ор)	21	31,5	79
Леукурум 1402	19	35,1	82
Оренбургская 2	18	34,6	80
Гордеиформе 1256/1613 Б-44	19	35,7	85
Гордеиформе 1399-1980Б-42	19	34,9	83
Оренбургская 10	23	36,0	83

Изучение набора сортообразцов твердой пшеницы в этих условиях показало, что 25% образцов обладают слабой засухоустойчивостью (7 балл). 48% - средней (5 балл). Только 27% образцов обладают высокой засухо-устойчивостью (баллы 1-3).

Высокой засухоустойчивостью выделялись сортообразцы: Светлана, Ник, Гордеиформе 1193/Б-139 (ор), Леукурум 1402, Оренбургская 2, Гордеиформе 1256/1613 Б-44, Гордеиформе 1398/1980 - Б-70, Гордеиформе 1399-1980Б-42, Оренбургская 10.

Образцы, выделившиеся в полевых условиях устойчивостью к засухе, были дополнительно изучены по этому признаку в лабораторных условиях путем проращивания семян в растворах сахарозы. Результаты лабораторной оценки подтвердили высокую засухоустойчивость образцов Светлана, Ник, Гордеиформе 1193/Б-139 (ор), Гордеиформе 1256/1613 Б-44, Гордеиформе 1398/1980 - Б-70, Оренбургская 10.

Признаком, тесно связанным с засухоустойчивостью, урожайностью, с общим развитием вегетативной массы, является площадь листовой поверхности. Для выявления зависимости между размером площади листовой поверхности и засухоустойчивостью, мы провели исследование сортов твердой пшеницы, различающихся по степени засухоустойчивости и по скороспелости.

Проведенные исследования показали, что площадь листовой поверхности у различных сортов в зависимости от погодных условий колеблется в широких пределах (таблица 5). Наибольшая площадь листовой поверхности отмечена в благоприятном по увлажнению годы. Лучшие условия водоснабжения удлинили период активной работы листьев. Условия засухи ограничили развитие площади поверхности листьев растений твердой пшеницы независимо от скороспелости и степени засухоустойчивости.

Скороспелые сорта, характеризующиеся высокой и средней засухоустойчивостью, отличаются большей листовой поверхностью, чем среднеспелые сорта той же степени устойчивости к засухе. Видимо это можно объяснить тем, что для среднеспелых сортов характерно замедление процесса развертывания и отмирания листьев, а в условиях засухи время работы листьев резко сокращается, листья отмирают, не реализовав потенциальные возможности. Уменьшение объема фотосинтетической работы привело к снижению продуктивности.

Биологическое преимущество раннеспелых сортов проявилось в засушливые годы. Эти сорта, максимально использовав весенние осадки, смогли сформировать большую фотосинтетическую поверхность.

В пределах одной группы спелости резко между собой различаются сорта, характеризующиеся различной степенью засухоустойчивости. Наибольшая листовая поверхность отмечена у высокозасухоустойчивых сортов Светлана, Оренбургская 10. Слабозасухоустойчивые сортообразцы Кустанайская 28 и Наурыз 4 характеризуются меньшей листовой поверхностью.

У изучаемых нами образцов максимальная площадь листьев не превышало 22400 м²/га в среднем в увлажненные годы и 15800 м²/га - в засушливые годы. В наших исследованиях площадь листьев меньше приводимой в литературе оптимальной величины, и в засушливые годы она недостаточна для получения хорошего урожая. С увеличением площади листовой поверхности наблюдали тенденцию к увеличению урожайности.

Полученные результаты подтверждают наличие корреляционной связи между площадью верхнего листа и продуктивностью главного колоса. Высокая корреляционная сопряженность между этими признаками обнаружена в засушливые годы, что согласуется с данными некоторых авторов.

Таблица 5 - Зависимость урожайности от площади листовой поверхности в фазу колошения (1996-2005гг)

Сорт, образец	Засухо-устой-чивость	Площадь листовой поверхности с одного растения, см2	Масса зерна с 1 м2
		Засушливые	Умеренно засушливые	Влажные	Засушливые	Умеренно засушливые	Влажные
Скороспелые сорта
Кустанайская 28	слабая	52,2	64,1	69,5	50	70	115
Гордеиформе 1248	средняя	63,4	74,1	77,2	98	102	144
Гордеиформе1980/Б-181	средняя	60,7	72,6	74,4	71	85	142
Наурыз 3	средняя	68,2	79,8	87,8	88	118	136
Леукурум 1980/Б-104	средняя	65,7	74,9	79,7	76	98	132
Светлана	высокая	79,0	94,6	96,3	100	100	140
Оренбургская 10	высокая	72,3	99,6	112,9	90	105	151
Среднеспелые сорта
Наурыз 4	средняя	52,1	68,5	72,1	75	91	110
Каргала 2	выше сред.	52,8	87,9	90,4	65	80	150

Коэффициент корреляции: засушливые годы r = 0,63±0,20

умеренно засушливые годы r = 0,59±0,25

влажные годы r = 0,53±0,2

Таким образом, согласно полученным данным, площадь листовой поверхности является показателем засухоустойчивости и продуктивности сорта. Следовательно, в целях повышения продуктивности сорта необходимо проводить отбор сортов с крупными листьями.

К таковым относятся Светлана, Каргала 2, Оренбургская 10. Использо-вание этих образцов в селекции позволит увеличить ассимиляционную поверхность сортов и тем самым повысить урожай. Изучение корневой системы твердой пшеницы выявило значительное сортовое различие по количеству зародышевых корней. Наибольшим числом зародышевых корней характеризовались следующие образцы Ник, Наурыз 1,Светлана, Новодонская, Гордеиформе 1193/Б-139 (ор), Гордеиформе 1256/1613 Б-44, Гордеиформе 1398/1980 - Б-70, Оренбургская 10.

Результаты изучения влияния числа зародышевых корней на засухоустойчивость определялись при разбивке образцов на группы по числу зародышевых корней (таблица 6). Для исследования взяты 5 сортов, различающихся по степени засухоустойчивости. Все исследуемые образцы по среднему числу корней на одно растение были примерно на одном уровне (4,26-5,16). Соотношение растений с разным числом зародышевых корней в каждой популяции определенно. Так сорт Оренбургская 10 во все годы изучения имел больший процент растений с пятью корешками и характеризовался высокой засухоустойчивостью. Засухоустойчивостью выше средней отличался сорт Каргала 2, у которого среднее число корней равно 4,95. В 1997 году у этого сорта преобладала растения с шестью и семью корешками, а в остальные годы наблюдался больший процент растений с пятью корешками. Особое внимание привлекли сорта, имеющие проростки с шестью корешками. Однако их количество было незначительным. Стабильностью по числу зародышевых корней за годы изучения отличался стандартный сорт Светлана (засухоустойчивость высокая).

Таким образом, данные исследования показывают, что чем больше зародышевых корней у растений твердой пшеницы, тем выше их засухоустойчивость.

Исследования показали, что количество узловых корней у всех изученных образцов значительно менялось по годам. Наибольшее число узловых корней отмечено в благоприятные по увлажнению годы, наименьшее в засушливые годы. По наибольшему числу узловых корней во все годы изучения среди образцов выделились следующие сорта: Светлана, Ник, Каргала 2, Леукурум 1402, Оренбургская 2, Гордеиформе 1256/1613 Б-44, Гордеиформе 1399-1980Б-42, Оренбургская 10. Среднее количество корней у них в неблагоприятные годы достигает 7,6-8,6, а в благоприятных условиях максимальное количество корней достигает 16,9-18,5.

Между числом узловых корней и урожайностью во все годы исследований была достоверная на 0,1% уровне значимости корреляционная связь (0,44±0,04).

Таблица 6 - Связь числа зародышевых корней с засухоустойчивостью яровой твердой пшеницы (1996-2005гг.)

Сорт, образец	годы	Степень устойчивости к засухе	Среднее число заро-дышевых корней на 1 проросток	% растений с числом зародышевых корней
				2	3	4	5	6	7
Оренбургская 10	Засушливые	высокая	5,0±0,17	-	-	31,5	37,8	30,7	-
	Умеренно засушливые		5,1±0,12	-	-	30,4	34,0	35,6	-
	Влажные		5,4±0,15	-	-	8,0	68,0	24,0	-
Каргала 2	Засушливые	выше средней	4,8±0,11	-	-	27,3	72,7	-	-
	Умеренно засушливые		4,9±0,21	-	10,2	10,2	59,0	17,0	3,6
	Влажные		5,1±0,12	-	-	12,0	68,0	20,0	-
Наурыз 1	Засушливые	среднее	4,4±0,11	-	-	60,0	40,0	-	-
	Умеренно засушливые		4,4±0,15	-	4,5	54,5	36,5	4,5	-
	Влажные		4,0±0,15	-	19,0	57,0	24,0	-	-
Омский рубин	Засушливые	среднее	3,9±0,60	-	7,6	92,4	-	-	-
	Умеренно засушливые		4,7±0,21	-	7,5	26,5	47,5	18,5	-
	Влажные		4,1±0,14	-	20,0	60,0	20,0	-	-
Кустанайская 28	Засушливые	слабая	3,4±0,11	-	73,5	26,5	-	-	-
	Умеренно засушливые		3,9±0,23	-	48,5	16,0	33,0	2,5	-
	Влажные		4,1±0,10	-	4,5	75,5	20,0	-	-

В результате проведенных исследований, мы пришли к выводу, что в условиях непостоянного увлажнения атмосферными осадками большое значение имеет развитие обоих ярусов корневой системы. Увеличение числа зародышевых и узловых корней ослабляет отрицательное действие неблагоприятных условий и тем самым повышает засухоустойчивость и продуктивность. Образцы твердой пшеницы, характеризующиеся большим числом зародышевых корней более засухоустойчивы, чем образцы с меньшим числом.

Таким образом, изучение засухоустойчивости твердой пшеницы в Западно-Казахстанской области позволило выделить образцы, представляющие интерес как исходный материал для селекции на засухоустойчивость.

Исследования по выявлению зависимости между размером площади листовой поверхности, засухоустойчивостью и продуктивностью в пределах двух групп спелости показали, что скороспелые сорта отличаются большей листовой поверхностью, чем среднеспелые сорта. Слабозасухоустойчивые образцы имеют меньшую листовую поверхность, чем высокозасухоустойчивые образцы. Установлена положительная зависимость урожайности от площади листовой поверхности и высокая достоверная корреляция между массой зерна с главного колоса и размерами верхнего листа в фазу колошения r=0,71-0,94, что является подтверждением мнений многих авторов, что площадь листовой поверхности и площадь верхнего листа являются показателями засухоустойчивости и продуктивности

Изучение влияния числа зародышевых корней на засухоустойчивость показало, что чем больше зародышевых корней, тем выше засухоустойчивость образцов твердой пшеницы. Выявлена положительная корреляционная связь числа узловых корней с продуктивностью (r=0,26-0,60). Результаты исследований позволяют нам сделать вывод о том, что в Западно-Казахстанской области в условиях непостоянного увлажнения большое значение имеет развитие обоих ярусов корневой системы.

2.3 Элементы продуктивности растений и урожай

Формирование урожая зависит от множества показателей, имеющихся на разных этапах развития растений. В зависимости от климатических условий продуктивная кустистость значительно изменилась.

В наших опытах продуктивная кустистость у образцов твердой пшеницы колебалась от 1,1 до 2,0 стебля на одно растение у стандарта Светлана 1,1-1,9. Наиболее высокой кустистостью отличились образцы среднепоздней группы спелости 1,5-2,7. Пониженную кустистость имели образцы скороспелой и среднеспелой групп 1,3-2,4.

В зависимости от климатических условий продуктивная кустистость значительно изменялась (таблица 7). Так, в засушливые годы она была ниже 1,1-1,5, в в благоприятные годы по увлажнению - в пределах 1,6 - 2,9 стебля на одно растение. Коэффициент вариации продуктивной кустистости по годам составил от 16,9 до 20,9%.

Изучение образцов твердой пшеницы показало, что в условиях Западно-Казахстанской области для той культуры характерно существенное различие между общей и продуктивной кустистостью. Отношение продуктивных стеблей к общему количеству низкое, что свидетельствует о гибели большей части сформировавшихся побегов.

Таблица 7 - Продуктивная кустистость образцов твердой пшеницы различных групп спелости (1996-2005гг.)

Группа спелости	Продуктивная кустистость
	Засушливые	Умеренно засушливые	Влажные
	x+sx	Lim	x+ sx	lim	x+ sx	lim
Скороспелые	1,2±0,29	1,1-1,3	1,4±0,35	1,2-1,6	1,4±0,56	1,6-1,9
Среднеспелые	1,2±0,31	1,1-1,4	1,2±0,32	1,2-1,3	1,5±0,61	1,7-1,9
Среднепоздние	1,3±0,21	1,2-1,5	1,5±0,21	1,3-1,8	1,4±0,38	1,8-2,9

Нами отмечено, что при значительном повышении продуктивной кустистости наблюдается уменьшение массы 1000 зерен, озерненности и массы зерна с единицы площади. В условиях Западного Казахстана продуктивная кустистость оказывает положительное влияние на урожай в том случае, если боковые стебли по озерненности и массе зерна приближаются к главным. Это наблюдается только в самые благоприятные по увлажнению годы.

В благоприятные по увлажнению годы увеличилось число выколосившихся боковых побегов и количество узловых корней. Увеличилась масса зерна главного колоса. В засушливые годы создались условия, при которых все побеги кущения растений отмирали, не достигнув полного развития, зерно образовалось лишь в колосьях главных стеблей. Снижение продуктивной кустистости сопровождалось уменьшением числа узловых корней и продуктивности главного колоса.

Данные таблицы 8 показывают, что в условиях области в благоприятные по увлажнению годы продуктивная кустистость у твердой пшеницы может достигать 2,0. Но, на наш взгляд, здесь целесообразно возделывать сорта с умеренной продуктивной кустистостью, которые развивают до двух стеблей с высокой продуктивностью колоса главного стебля и быстрыми темпами укоренения. Излишняя кустистость при отсутствии осадков в июле вызовет явление «сбрасывания» лишних побегов, что в конечном счете, отразится на урожайности сортов.

Твердая пшеница, как правило, имеет крупное зерно и продуктивность колоса определяется прежде всего числом зерен в нем. Поэтому в селекции на урожайность целесообразно вести селекцию на усиление данного признака. Сорта твердой пшеницы с более озерненными колосьями представляют ценный исходный материал.

Таблица 8 - Изменчивость массы зерна с главного колоса твердой пшеницы в зависимости от общей и продуктивной кустистости (1996-2005гг.)

Годы изучения	Сорт	Кустистость	Среднее количество узловых корней x+sx	Масса зерна с главного колоса x+sx
		общая x+sx	продук- тивная x+sx
влажные	Светлана Оренбургская 10	2,6±0,12 2,8±0,6	1,9±0,6 2,0±0,1	19±0,5 16±1,0	0,99±0,2 1,10±0,2
умеренно засушливые	Светлана Оренбургская 10	1,5±0,3 1,7±0,3	1,3±0,3 1,5±0,7	17±0,6 16±0,4	1,02±0,3 1,29±0,4
засушливые	Светлана Оренбургская 10	1,3±0,8 1,3±0,5	1,1±0,4 1,2±0,4	10±0,6 12±0,6	0,55±0,4 0,72±0,4

За годы исследований озерненность у стандарта Светлана в среднем составила 21 штук зерен с колебаниями от 14 до 28 штук. Озерненность образцов различных групп спелости в зависимости от погодных условий колебалась от 16 до 35 зерен в колосе (таблица 9).

Таблица 9 - Озерненность колоса у образцов твердой пшеницы различных групп спелости (1996-2005гг.)

Группа спелости	Озерненность колоса
	Засушливые	Умеренно засушливые	Влажные
	x+sx	lim	x+ sx	lim	x+ sx	lim
Скороспелые	21±0,27	18-25	27±0,27	25-30	32±0,26	28-35
Среднеспелые	19±0,19	17-22	27±0,20	23-31	30±0,35	26-34
Среднепоздние	18±0,21	16-23	26±0,21	22-30	28±0,32	24-32

В благоприятные по увлажнению годы число зерен составляло 26-35, в засушливые - 16-25 зерен в колосе. За годы исследований высокой озерненностью отличились образцы скороспелой и среднеспелой групп. Низкая озерненность отмечена у большинства позднеспелых сортообразцов, что связано с плохой завязываемостью зерен из-за высоких температур и низкой относительной влажностью. В наших опытах по этому признаку выделились образцы Ник, Наурыз 1, Наурыз 2, Леукурум 1980/Б-104, Оренбургская 10, Гордеиформе 1249/6120-12-7, Гордеиформе 1398/1980-Б-70, Гордеиформе 1193/Б-139/ор2/.

Главными слагающими компонентами урожайности является число колосьев на единице площади и продуктивность одного колоса, которая, в свою очередь, зависит от числа зерен и их массы. Каждый из этих компонентов является результатом взаимодействия генетических факторов и агроэкологических условий изменчивости, которые вызывают изменчивость урожая пшеницы.

Таблица 10 - Масса зерна с одного колоса у образцов твердой пшеницы различных групп спелости (1996-2005гг.)

Группа спелости	Масса зерна с главного колоса, г
	Засушливые	Умеренно засушливые	Влажные
	x+sx	x+ sx	x+ sx
Скороспелые	0,67±0,17	0,70±0,20	0,77±0,24
Среднеспелые	0,71±0,13	0,77±0,17	0,75±0,21
Среднепоздние	0,73±0,15	0,79±0,20	0,87±0,23

Образцы с высокой массой зерна и высокой озерненностью представляют большую ценность для селекции высокопродуктивных форм. К ним относятся Гордеиформе 1193/Б-139 (ор2), Гордеиформе 1274/1613-Б-20, Гордеиформе 1399-1980Б-42, Гордеиформе 1401/1980Б-117, Гордеиформе 1245, Гордеиформе 1131-17, Кустанайская 30, Ник, Наурыз-3, Оренбургская 10 (таблица 10).

Важным показателем структуры урожая является масса 1000 зерен. Этот показатель зависит от условий внешней среды и сортовых особенностей.

В наших исследованиях масса 1000 зерен у образцов в зависимости от метеорологических условий года не одинакова. В благоприятные по увлажнению годы масса 1000 зерен колебалась от 32,3 до 50,2. Наибольшее снижение данного показателя отмечено в засушливые годы 22,8…29,2 г, когда сорта снизили массу 1000 зерен под воздействием засухи. В 1999 году масса 1000 зерен у сортов колебалась от 30,1 до 39,3 г.

Более высокой массой 1000 зерен отмечались Светлана, Леукурум 37,5, Леукурум 1402, Гордеиформе 1274/1613 Б-20, Оренбургская 2, Оренбургская 10. Наибольшей массой 1000 зерен /более/ 50 г./ отличились Гордеиформе 1249/6120-12-7, Гордеиформе 1274/1613 Б-20, Гордеиформе 1980 Б-197, Гордеиформе 1401/ 1980 Б- 117, Гордеиформе 1131- 17.

В наших опытах урожайность изменялось в значительной степени в зависимости от погодных условий. Урожайность стандартного сорта Светлана в среднем составила 124 г/м² с колебаниями от 49 г/м² до 258 г/м². Средняя урожайность сортообразцов варьировала от 31 до 124 г/м². Продуктивность образцов различных групп спелости колебалась в среднем от 103,2 до 172,0 г/м². Наиболее высокая урожайность у образцов яровой твердой пшеницы получена в благоприятные годы от 118,0 до 172,0 г/м² в среднем с колебаниями 80-258 г/м². Низкая продуктивность получена в засушливые годы, которая составляла 103,2-145,1 г/м² с колебаниями от 70 до 180 г/м². Минимальная урожайность получена у сортообразца Кустанайская 28, Наурыз 4, Безенчукская 139, Каргала 1 (таблица 11).

Таблица 11 - Урожайность образцов твердой пшеницы различных групп спелости (1996-2005гг.)

Группа спелости	Урожайность, г/ м2
	Засушливые	Умеренно засушливые	Влажные
	x+sx	lim	x+ sx	lim	x+ sx	lim
Скороспелые	110±5,7	79-142	120±5,5	88-153	134±5,7	101-167
Среднеспелые	120±5,2	84-156	140±5,2	98-182	146±5,7	101-190
Среднепоздние	113±4,6	77-149	125±5,2	91-160	122±4,9	92-152

В результате изучения коллекции нами выделены образцы твердой пшеницы наиболее близкими по урожайности к районированному сорту независимо метеорологических условий года. К ним относятся Ник, Оренбургская 2, Оренбургская 10, Каргала 34.

3 БИОХИМИЧЕСКАЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗЕРНА

3.1 Стекловидность

Одним из показателей качества зерна пшеницы является его консистенция. Стекловидность и другие внешние признаки достаточно хорошо характеризуют его технологические свойства. При переработке зерна стекловидность оказывает большое влияние на ход технологических процессов.

В наших опытах стекловидность в среднем за годы исследований у образцов составила 91-97%, у стандартного сорта Светлана 97% (таблица 12).

Таблица 12 - Образцы твердой пшеницы, выделившиеся по стекловидности зерна (1996-2005гг.)

Сорт	Стекловидность, %
	min	max	среднее
Светлана st	95,5	98,0	97,1
Гордеиформе 1249/6120-12-7	97,5	98,0	97,8
Гордеиформе 1401/1980Б-117	99,0	99,0	99,0
Наурыз 3	97,0	98,5	97,7
Оренбургская 10	99,0	99,0	99,0
Оренбургская 2	98,0	98,0	98,0
Каргала 2	98,0	98,0	98,0
Каргала 3	98,0	98,0	98,0
Омский рубин	98,0	98,0	98,0

Способностью сохранять высокие физические свойства зерна независимо от условий возделывания обладали Гордеиформе 1401/1980Б-117, Оренбургская 10 (ранг 1); Оренбургская 2, Каргала 2, Каргала 3, Омский рубин (ранг 2); Гордеиформе 1249/6120-12-7 (ранг 3); Наурыз 3 (ранг 4), Светлана (ранг 5), которые формировали в течение всего периода исследований зерно с высокой стекловидностью (96-99%). Это позволяет рекомендовать их как ценный исходный материал для селекции на качество урожая.

Выделенные формы по отдельным признакам качества оценены в сравнительном аспекте с сортовым генофондом. Высокой стекловидностью зерна отличаются сорта Ник, Светлана, Дамсинская янтарная и Тома.

Ранжирование сортов по показателю стекловидности подтвердило преимущество данных сортов

Показатель стекловидности различается в зависимости от условий выращиваний. Изучаемые сорта твердой пшеницы сформировали высокостекловидное зерно в жестких условиях сухостепной зоны Сырымского района.

Испытание сортов в различных регионах Казахстана позволило выявить сорта с более высоким содержанием белка. Оценка показала, что содержание белка в зерне в зависимости от сорта варьирует от 13,9 до 18,1%.

3.2 Твердозерность

Твердозерность имеет важное практическое значение для классификации районированных и выведения сортов, рационализации режимов подготовки и переработке зерна, определения потенциальных свойств муки, повышение технологической и экономической эффективности использования зерна.

В наших опытах твердозерность сортообразцов яровой твердой пшеницы колебалось от 120 до 151. У стандартного сорта она была в среднем 130,5. Наиболее твердозерными оказались Наурыз 1, Кустанайская 30, Наурыз 3 (таблица 13).

Таблица 13 - Образцы твердой пшеницы, выделившиеся по твердозерности зерна в годы проведения исследований (1996-2005 г.г.)

Сорт	Твердозерность
	min	max	среднее
Гордеиформе 1398/1980-Б-70	138	146	142
Наурыз 1	149	154	151
Наурыз 3	139	146	142
Кустанайская 30	148	151	149
Наурыз 7	134	146	140
Ник	136	145	140

3.3 Натурная масса

На натурную массу зерна влияют главным образом размеры, консистенция и выполненность семян. Эти свойства зависят от условий формирования зерна в период его налива и созревания.

В наших опытах средняя натурная масса зерна колебалась от 698 до 778 г/л. У стандартного сорта Светлана этот показатель в среднем составил 743 г/л, с колебаниями от 710 до 761 г/л. В засушливые годы зерно получалось низконатурным (698-718 г/л). В благоприятные годы по увлажнению у этих сортообразцов натурная масса достигала до уровня 788 - 791 г/л.



Рисунок 1 - Образцы яровой твердой пшеницы, выделившиеся по натурной массе зерна в годы проведения исследований (1996-2005 г.г.)

Максимальная объемная масса получена у Гордеиформе 1256/1613 Б-44, Гордеиформе 1193/Б-139 (ор), Наурыз 3. Низкая натурная масса отмечена у сортообразца Леукурум 1402, Леукурум 1980/Б-104. По результатам ранжирования по натурной массе зерна из изученных сортообразцов лидируют: Гордеиформе 1256/1613 Б-44 (ранг -1), Гордеиформе 1274/1613-Б-20 (ранг2), Гордеиформе 1393-1613-Б-31 (ранг - 3), Гордеиформе 1398/1980-Б-70 (ранг- 4), Светлана (ранг - 5).

Испытание сортов в различных регионах Казахстана позволило выявить сорта с максимальным значением натурной массы зерна: Наурыз 7(868), Асангали (817), Оренбургская 10 (815), Каргала 9 (811) Дамсинская янтарная (810), Наурыз 8 (809). Низкой натурой зерна характеризовались сорта Тома (707), Ник (725), Омская янтарная (725).

Высоконатурное зерно стабильно формировалось у сортов Оренбургская 10, Наурыз 8, при абсолютно максимальных значениях сортов Асангали и Дамсинская янтарная. Условия выращивания сортов твердой пшеницы неоднозначно влияли на формирование натуры зерна. Высоконатурное зерно сформировалось в условиях степной (795 г/л).

3.4 Содержание клейковины

Содержание клейковины в зерне и её качество - важнейшие показатели, характеризующие технологические свойства зерна. На содержание и качество клейковины большое влияние оказывают условия возделывания.

Нами определялось содержание клейковины в муке. Образцы яровой твердой пшеницы значительно различались по количеству клейковины в зависимости от погодных условий. В наших исследованиях содержание клейковины в среднем колебалось от 31,7 до 42,0%. Наибольшее накопление клейковины отмечено в засушливые годы, которая составила 39,8% с колебаниями от 34,8 до 44,8%. В умеренно-засушливые и благоприятные по увлажнению годы содержание клейковины варьировала от 32,2 до 40,9%.

Рисунок 2 - Образцы яровой твердой пшеницы, выделившиеся по содержанию клейковины в зерне (1996-2005 г.г.)

Наиболее высоким содержанием клейковины отличились следующие сортообразцы: Гордеиформе 1131-17, Гордеиформе 1393-1613-Б-31, Гордеиформе 1399-1980Б-42, Наурыз 1, Каргала 34. Самое высокое содержание клейковины отмечено у стандартного сорта Светлана. Диапазон варьирования составил 39,6…44,4%.

Результат сортоиспытания в различных почвенно-климатических подзонах Актюбинской и Западно-Казахстанской областях показал, что содержание клейковины в зерне сортов колебалось от 22,5 (Наурыз 8) до 48,8 (Тома). Наиболее высокий показатель клейковины отмечен в зерне сортов Омская янтарная (44), Светлана (39), Тома (38,7) По содержанию клейковины в зерне к 1 рангу отнесен сорт Тома. Стабильным содержанием клейковины отличились сорта Омская янтарная, Ник.

3.5 Содержание белка

Одним из важных критериев, определяющих качество зерна, является содержание белка в нем. Большое значение в формировании качества зерна имеют температура и влажность в период вегетации растений, особенно в фазу формирования и налива зерна, а также условия агротехники.

Результаты наших исследований показали, что содержание белка у образцов изменялось зависимости от биологических особенностей сорта и условий вегетации изменялось в значительных пределах. Так, содержание белка в зерне у сортообразцов в среднем колебалось от 13,5 до 17,9%. У стандартного сорта Светлана он составил 16,9%. Высоким содержанием белка в зерне отличились следующие сортообразцы: Каргала 34 (17,9), Ник (16,7), Оренбургская 10 (17,1), Алтайка(17,5), Тома (17,3), Наурыз 7 (17,3).

Повышенное содержание белка отмечено в засушливые годы, когда за вегетацию выпадало 47,6 - 53,8 мм осадков. Содержание белка в зерне у сортообразцов в среднем в эти годы колебалось от 14,7 до 19,5%.

Низкое содержание белка получено в благоприятные по увлажнению годы. Содержание белка в зерне колебалось от 12,4 до 16,7%.

Большой интерес как исходный материал для селекции, представляют сортообразцы сочетающие высокую продуктивность с повышенной белковостью.

В результате исследований нам удалось выявить ряд образцов, для которых было характерно стабильно повышенное (относительно стандартов) содержание белка: Каргала 34, Оренбургская 10, Алтайка, Тома, Наурыз 7, Гордеиформе 1249/6120-12-7, Оренбургская 2. По результатам изучения сортообразцов в различных почвенно-климатических подзонах наибольший интерес, на наш взгляд представляют сорта, у которых высокое содержание белка сохраняется по годам. К таковым относятся: Светлана (18,1), Омская янтарная (18,1), Ник (17,6).

По содержанию белка сорта Светлана, Дамсинская янтарная и Тома включены в 1 ранг.

Наиболее благоприятные условия для формирования высокобелкового зерна яровой твердой пшеницы наблюдались в сухостепной зоне. Средний уровень белка у изучаемых сортов в данных условиях составил 17,8%.

Рисунок 3 - Продуктивные сорта яровой твердой пшеницы с повышенным содержанием белка (1996-2005 г.г.)

3.6 Макаронная оценка

В наших исследованиях мы пользовались шкалой классификации прочности макарон, принятой в Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур, согласно которой отличная прочность -900г и выше, хорошая-800-899, выше средней - 750-799, средняя - 700 -799, плохая - 699 и ниже.

Результаты изучения образцов твердой пшеницы показали, что по прочности они значительно варьируют. 75% образцов обладали хорошими и отличными показателями по прочности макарон.

Условия выращивания оказали влияние на макаронные качества. В благоприятные по увлажнению годы прочность макарон в среднем по образцам составила 802 г, а в засушливые годы - 876 г. Образцы твердой пшеницы сформировали зерно с более высокими технологическими свойствами.

В наших исследованиях все проанализированные образцы по разваримости макарон отвечали установленным ГОСТ требованиям и имели коэффициент разваримости 3-4,2.

Для оценки потребительских свойств макаронных изделий большое значение имеет их цвет. Желтый цвет стал синонимом высокого качества этого изделия. Сухие макароны должны быть чисто желтого цвета, а после варки, либо светло-желтого, либо кремового без сероватого, красноватого или коричневого оттенков. В наших условиях макароны изученных образцов были светло-кремового и лимонно-желтого цветов.

Анализ технологических свойств...