Адаптивный сорт Рушник для стабильного обеспечения производства зерна ржи высокого качества

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока

Адаптивный сорт Рушник для стабильного обеспечения производства зерна ржи высокого качества

Кедрова Л.И., Уткина Е.И.

Аннотация

В результате многолетней селекционной работы (1994-2011 гг.) в Северо-Восточном селекцентре создан сорт озимой ржи Рушник с комплексом хозяйственно-биологических ценных признаков. Создан методом многократного направленного отбора на улучшение хлебопекарных свойств по уровню показателя «число падения» из сорта Фаленская 4. В 2008 г. сорт зарегистрирован в Госреестре селекционных достижений для внедрения в хозяйствах Волго-Вятского и Средне-Волжского регионов РФ. В задачу проведенных исследований входило изучение адаптивного потенциала и формирования хлебопекарных свойств сорта Рушник в разных условиях произрастания, усовершенствование основных приемов его возделывания с учетом изменяющегося климата. Своеобразные условия северного земледелия и разнообразие почвенного плодородия способствовали созданию сорта с широкой реакцией приспособленности произрастания. Контрастные гидротермические условия в годы проведения опытов (2001-2017 гг.) дали возможность всесторонне оценить изучаемый сорт. Средняя урожайность составила 5,0 т/га. В Волго-Вятском регионе РФ более 70% составляют подзолистые и дерново-подзолистые низкоплодородные почвы с повышенной кислотностью и содержанием подвижных ионов алюминия. Для оценки алюмо- и кислотоустойчивости использован уникальный естественный провокационный фон с содержанием ионов алюминия Al3+ - 25,5-26,7 мг/100 г почвы, подвижного фосфора - 72-108 мг/кг; обменного калия - 78-100 мг/кг почвы; pH солевой вытяжки - 3,66-3,78. Сорт Рушник относится к числу наиболее толерантных к эдафическому стрессу, урожайность его достоверно превышала или находилась на уровне широко распространенного на территории России стандарта Фаленская 4 (2,20-2,76 т/га). Установлено, что, в соответствии с требованиями международных и отечественных стандартов, сорт относится к первому классу качества (число падения выше 200 с) и является сортом-улучшителем для муки из зерна с менее ценными свойствами. В нестабильных климатических условиях Северо-Восточного региона (2009-2011 гг.) сорт Рушник не уступает по числу падения (252 с) отечественному эталону по качеству зерна - сорту озимой ржи Альфа (250 с). Для реализации продуктивного потенциала сорта совершенствована технология его возделывания. Оптимальным сроком посева для сорта Рушник в условиях Кировской области является 25-30 августа, что на 5-10 дней позднее ранее принятого периода, прибавка урожая к контролю составила 0,33 т/га. Чтобы сохранить величину и качество урожая, уборку следует проводить в течение пяти дней после наступления полной спелости зерна.

Ключевые слова: ОЗИМАЯ РОЖЬ, СОРТ, УРОЖАЙНОСТЬ, ЧИСЛО ПАДЕНИЯ, АДАПТИВНОСТЬ, ЗИМОСТОЙКОСТЬ, БОЛЕЗНЕУСТОЙЧИВОСТЬ, КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ, ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

Основная часть

Проблема стабильного производства качественного зерна имеет государственное значение как основной фактор обеспечения продовольственной безопасности страны. В балансе зерна неоспорима роль озимой ржи как пищевой и кормовой культуры благодаря идеально сбалансированному сочетанию биохимических показателей зерна [1].

Учитывая многогранность проблемы, обусловленной динамикой агроклиматических ресурсов, техногенными и организационными особенностями [2, 3], для получения стабильной продуктивности и качественных показателей зерна, необходимо выделить значение возделываемого сорта. Поэтому, наряду с увеличением урожайности, одним из главных приоритетов современных направлений селекции неизменно остается получение высококачественной продукции [4].

Программа селекционных исследований Северо-Восточного селекцентра предусматривает создание сортов озимой ржи с комплексной полевой устойчивостью к снежной плесени, корневым гнилям, спорынье, мучнистой росе и ржавчинным заболеваниям, формированием стабильного урожая с высокими хлебопекарными свойствами на почвах повышенной кислотности [5]. Условия северного земледелия и целенаправленная селекция способствуют созданию сортов с высоким адаптивным потенциалом, способных противостоять действию биотических (болезней и вредителей) и абиотических (низкое плодородие почв при повышенной кислотности, неблагоприятные метеорологические условия и др.) факторов [6]. Среди сортов Северо-Восточного селекцентра, внесенных в Госреестр и допущенных к использованию в разных регионах страны, наиболее высокие хлебопекарные свойства в сочетании с адаптивностью отмечены у сорта озимой ржи Рушник.

В настоящее время в регионах страны наблюдается изменение биоклиматического потенциала, что является одной из причин невысокой урожайности возделываемых сортов. Для реализации продуктивного потенциала современных сортов озимой ржи необходимо совершенствовать технологию их возделывания. Разработка и внедрение новых агротехнологий возделывания могут внести огромный вклад в рост урожайности новых сортов [7].

Цель исследований: изучить адаптивный потенциал и формирование хлебопекарных свойств сорта Рушник в разных условиях произрастания, усовершенствовать основные приемы его возделывания с учетом изменяющегося климата.

Условия, материал и методы

Основные факторы, лимитирующие земледелие в области, обусловлены неравномерным распределением природных ресурсов, повышенной кислотностью почв, склонностью их к уплотнению, низким содержанием гумуса и доступных для растений элементов питания [8]. При создании сортов селекционные питомники располагаются на разных по плодородию участках, что способствует формированию их широкой реакции приспособленности к разным условиям произрастания. Исследования по созданию сорта проведены на экспериментальных полях Северо-Восточного селекцентра (Кировская область) в 1994-2011 гг. На завершающем этапе селекции в конкурсном сортоиспытании и полевых опытах по изучению адаптивности сорта, совершенствованию технологии возделывания (2001-2017 гг.) агрохимические показатели почвы следующие: содержание гумуса - 2,43-3,56 %; содержание подвижного фосфора - 334-349 мг/кг; обменного калия - 232-304 мг/кг почвы; pH солевой вытяжки - 5,0-5,4. Провокационный фон для оценки алюмо- и кислотоустойчивости содержит: ионов алюминия Al3+ - 25,5-26,7 мг/100 г почвы, подвижного фосфора - 72-108 мг/кг; обменного калия - 78-100 мг/кг почвы; pH солевой вытяжки - 3,66-3,78. Полевые исследования проведены в селекционных севооборотах по предшественнику - чистый пар.

Контрастные условия в годы проведения опытов дали возможность всесторонне оценить изучаемый сорт. Температура зимнего периода была близка к среднемноголетнему значению (-10,3…-10,8 °С) только в 1995-1996, 2009-2010 гг. В остальные годы отмечалась повышенная температура, количество выпавших осадков превышало средний многолетний уровень на 23-96 %, высота снегового покрова составляла 70-90 см, что способствовало повышению температуры на глубине залегания узла кущения (-2…0 °С) и ежегодному поражению посевов снежной плесенью до 100%. Данный показатель является основным фактором, лимитирующим урожайность озимой ржи в регионе.

Сумма осадков весенне-летнего периода варьировала от 76% нормы (2002 г.) до 140% (1998 г.). Среднемноголетняя температура воздуха составляла 11,4°С. Нехарактерными для региона были условия летней вегетации в 2010 г., когда при значительном дефиците влаги температура воздуха превышала (15,5°С) среднемноголетнее значение.

Полевые опыты проведены в соответствии с «Методическими указаниями по селекции и семеноводству озимой ржи» (1980) [9], Методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1983) [10], Международным классификатором СЭВ рода Secale L. (1984) [11].

Изучение сортов в конкурсном сортоиспытании и при оценке на алюмо- и кислотоустойчивость проводили по схеме рендомизированных блоков в 6-кратной повторности; норма высева - 6,0 млн. всхожих семян на 1 га; учетная площадь делянки - 10 м2. Технологические исследования проведены в многофакторных опытах в соответствии с методикой Б.А. Доспехова (1979) [12] на делянках учетной площадью - 10 м2 в 4-хкратной повторности.

Хлебопекарная оценка сортов озимой ржи по числу падения проведена в лаборатории агрохимии и качества зерна Фаленской селекционной станции на приборе Хагберга-Пертена (Folling Number 1500).

Экономическая эффективность производства зерна сорта Рушник рассчитана в соответствии с «Методическими указаниями…» (2008) [13].

Статистическая обработка результатов исследований проведена методами дисперсионного и корреляционного анализов с использованием Пакета программ статистического и биометрико-генетического анализа в растениеводстве и селекции AGROS (версия 2.07.), Microsoft Office Excel, а также в соответствии с методикой Б.А. Доспехова (1979).

Результаты и обсуждение

Сорт озимой ржи Рушник создан методом многократного направленного отбора на улучшение хлебопекарных свойств по уровню показателя «число падения» из сорта Фаленская 4. В 2008 г. сорт зарегистрирован в Госреестре селекционных достижений по Волго-Вятскому региону РФ, с 2017 г. расширено его использование в хозяйствах Средне-Волжского региона.

Сорт Рушник относится к группе среднеспелых сортов с вегетационным периодом 320-330 дней. При одинаковых со стандартом Фаленская 4 основных хозяйственно-биологических свойствах, отличительной особенностью сорта являются его высокие хлебопекарные качества в сочетании с повышенной зимостойкостью, регенерационной способностью после поражения снежной плесенью (M. nivale), стабильной урожайностью, алюмо- и кислототолерантностью (табл. 1). Потенциальные возможности сорта по урожайности - 7,95 т/га (2011 г.). За последние 10 лет в Кировской области отмечается ежегодное сильное поражение посевов озимой ржи снежной плесенью (80-100 %), изреженность и гибель посевов иногда достигает 17% [14]. Сорт Рушник соответствует требованиям складывающихся гидротермических условий зимне-весеннего периода в регионе.

Таблица 1 Основные хозяйственно-биологические свойства сорта озимой ржи Рушник в годы конкурсного сортоиспытания (1998-2001 гг.)

* - ежегодное поражение посевов снежной плесенью 100%

По данным дальнейшего многолетнего испытания (2001-2017 гг.), средняя урожайность сорта Рушник составила 5,0 т/га. За семнадцатилетний период урожайность чуть ниже 4 т/га была только в 2004, 2007 и 2016 г. (рис. 1).

За пятнадцатилетний цикл испытания по качеству зерна (2003-2017 гг.) величина показателя «число падения», подтверждающая высокие хлебопекарные свойства сорта, стабильно формировалась выше 200 с. Сорт, согласно требованиям международных и отечественных стандартов (JCC 107-68, JSO 3093-82 и ГОСТ 27676-88), по хлебопекарным свойствам относится к 1 классу качества. Является сортом-улучшителем для муки из сортов с менее ценными свойствами или при сложившихся неблагоприятных погодных условиях во время созревания зерна и в период уборки урожая.

Рис. 1 Урожайность сорта озимой ржи Рушник за годы изучения

Исследования показали, что сорт Рушник в нестабильных гидротермических условиях Северо-Восточного региона способен обеспечить производство зерна с высокими хлебопекарными свойствами, не уступая отечественному эталону качества зерна - сорту озимой ржи Альфа (табл. 2). При этом два года (2009 и 2011) взятого периода по гидротермическим условиям были провокационными для налива и созревания зерна. Так, в 2009 г. средняя температура воздуха в июле составила +16,0...+18,5 єС, что на 1,0-1,2 єС ниже климатической нормы. В самые холодные дни температура воздуха понижалась до +1...+4 єС. В августе уборочные работы совпадали с неустойчивой по температуре погодой и неоднократным выпадением осадков [15]. Высокая влажность в 2011 г. (в июне 124% нормы) вызвала сильнейшее прикорневое полегание посевов озимой ржи. В этих условиях сорт ржи Кировская 89, имеющий повышенную амилолитическую активность, сформировал зерно только 3 класса качества. У сорта Рушник получено зерно 1 класса, что выше, чем у стандарта по качеству - сорта Альфа.

Таблица 2 Число падения сорта озимой ржи Рушник в различные по погодным условиям годы в период формирования зерна

Адаптивные сорта должны обеспечить достаточно высокую урожайность в благоприятных условиях возделывания и стабильную - в стрессовых условиях [16]. Они приспособлены к определенным экологическим условиям, требуют меньших затрат на возделывание, менее опасны для окружающей среды [17]. Актуальность внедрения в производство адаптивных сортов обусловлена не только разнообразием природно-климатических условий регионов России, но и глобальными изменениями климата и возрастающей непредсказуемостью погоды [18].

В Волго-Вятском регионе РФ более 70% составляют подзолистые и дерново-подзолистые низкоплодородные почвы с повышенной кислотностью и содержанием подвижных ионов алюминия [5]. Выявить адаптивный потенциал перспективных сортов в условиях эдафического стресса позволяет наличие жесткого естественного провокационного фона. Изучение районированных в регионе и перспективных сортов ржи было проведено параллельно на обычном и провокационном фонах в период с 2010 по 2016 гг. В условиях эдафического стресса среднее снижение урожайности составило 37,5% с изменчивостью от 10,9 до 53,4 %. Установлена значительная дифференциация сортов по урожайности в пределах каждого года (CV = 18,6-41,2 %), что характеризует их по устойчивости к экстремальным факторам. Сорт Рушник относится к числу наиболее толерантных к эдафическому стрессу, урожайность его достоверно превышала или находилась на уровне широко распространенного на территории России стандарта Фаленская 4 (2,20-2,76 т/га). При этом показатель числа падения в благоприятный для формирования и налива зерна 2010 г. у сорта Рушник снижался незначительно (около 10%). Неблагоприятные условия 2011 г. в совокупности с эдафической нагрузкой снизили данный показатель почти на 20% в сравнении с испытанием сорта на обычном почвенном фоне. Однако сорт Рушник имел показатель качества зерна 2 класса - 181 с при средних значениях испытываемых сортов 145 с, а сорта индикатора Кировская 89 - 94 с. Это свидетельствует о высокой адаптивности сорта Рушник к почвенному стрессу и возможности производства качественного зерна в неблагоприятных почвенно-климатических условиях, что соответствует современным требованиям к возделываемым сортам.

Для реализации продуктивного потенциала сорта совершенствована технология его возделывания. Значительное влияние на зимостойкость и продуктивность сортов озимой ржи оказывают сроки посева. Оптимальный срок обеспечивает благоприятные условия для кущения растений, закалки и перезимовки. Это особенно важно для Волго-Вятского региона, где нарастает распространение снежной плесени, способствующей ослаблению растений, развитию других заболеваний и снижающей урожай до 30%. С учетом увеличения периода осенней вегетации на 7-10 дней в сравнении со средними многолетними данными [19] необходимо смещение срока посева на 5-10 дней позднее от ранее принятого периода. Оптимальным сроком посева для сорта Рушник в условиях Кировской области Северо-Восточного региона является 25-30 августа при норме высева 5-6 млн. всхожих семян на 1 га. Установленные оптимальные сроки посева исключили перерастание растений и снизили поражение снежной плесенью на 10%, что обеспечило прибавку урожая сорта до 0,33 га.

В процессе исследований установлено, что среднесемянный сорт Рушник положительно реагирует на посев выровненными семенами, что обеспечивает равномерные всходы и одинаковые условия развития. Это благоприятно сказывается на формировании оптимального количества продуктивных стеблей на единицу площади. Количество продуктивных стеблей при посеве семенами средней фракции у сорта Рушник составило 402 шт./м2 (контроль - 364 шт./м2). Фракционирование семенного материала обеспечило прибавку урожая от 0,12 до 1,52 т/га. Максимальный в опыте урожай сорта Рушник (5,45 т/га) получен при посеве семенами средней фракции (размер ячеек решета 2,0-2,5 мм).

Уборку урожая следует проводить в течение пяти дней после наступления полной спелости зерна. При запаздывании с уборкой происходит его осыпание, потери урожая через 10 дней от начала уборки составили 0,8 т/га. В процессе уборки показатели качества зерна подвергаются значительному изменению. Даже у стандарта Фаленская 4 зерно 2 класса качества через 10 дней перестоя в поле переходит в 3 класс качества. Сорт Рушник также снижает число падения на 35 с, но уверенно соответствует 2 классу качества.

Объем производства высококачественного зерна является одним из основных показателей, характеризующих деятельность сельскохозяйственных предприятий. Анализ экономической эффективности производства зерна ржи сорта Рушник проведен на примере опытов по изучению сроков посева и уборки - наиболее ответственных этапов в технологическом процессе получения урожая. В среднем за годы исследований (2008-2010 гг.) отмечали снижение себестоимости производства одной тонны зерна ржи при посеве 25 августа на 216,0 руб./га. Наибольшая экономическая эффективность производства зерна в типичных для Кировской области условиях (2008-2009 гг.) установлена при раздельной уборке в фазу восковой спелости и прямом комбайнировании в оптимальные сроки уборки (контроль). Рентабельность производства зерна составила 117,2 и 120,9 %. При уборке через 10 дней после наступления полной спелости возрастали потери урожая вследствие осыпаемости зерна, что снижало рентабельность производства до 29,3%. За годы исследований минимальная себестоимость одной тонны зерна сорта Рушник достигнута при прямом комбайнировании в оптимальные сроки созревания зерна, когда чистый доход составил 22,3 руб.

Заключение

селекционный озимый рожь адаптивный

Таким образом, методом многократного отбора по числу падения из сорта Фаленская 4 создан сорт озимой ржи Рушник с потенциалом урожайности 7,95 т/га. Сорт зарегистрирован в Госреестре селекционных достижений по Волго-Вятскому и Средне-Волжскому регионам РФ.

Отличительной особенностью сорта является сочетание высоких хлебопекарных свойств с адаптивностью, повышенной зимостойкостью и регенерационной способностью после поражения снежной плесенью (до 100%), стабильной урожайностью (5,0 т/га за 2001-2017 гг.).

Величина показателя «число падения» за 15 лет испытания (2003-2017 гг.) стабильно формировалась выше 200 с, т.е по качеству муки Рушник является сортом-улучшителем.

Оптимальный срок посева сорта - 25-30 августа при норме 5-6 млн. всхожих семян на 1 га. Уборку следует проводить в течение пяти дней после наступления полной спелости зерна.

Список использованных источников

1. Сысуев В.А., Кедрова Л.И., Лаптева Н.К., Уткина Е.И., Вяянянен М., Никулина Т.Н. В зерне ржи - основа здоровья человека // Достижения науки и техники АПК. - 2012. - № 6. - С. 3-5.

2. Пономарева М.Л., Пономарев С.Н., Маннапова Г.С., Гильмуллина Л.Ф. Особенности селекции озимой ржи на адаптивность в Республику Татарстан // Достижения науки и техники АПК. - 2015. - Т. 29. - № 5. - С. 11-14.

3. Амелин А.В., Фесенко А.Н., Чекалин Е.И., Заикин В.В. Адаптивный потенциал фотосинтеза и продукционного процесса у местных форм и сортообразцов гречихи (Fagopyrum esculentum M.) разных периодов селекции // Сельскохозяйственная биология. - 2016. - Т. 51. - № 1. - С. 80.

4. Савченко И.В. Качество и урожайность сельскохозяйственных культур // Достижения науки и техники АПК. - 2010. - № 11. - С. 3-4.

5. Уткина Е.И., Кедрова Л.И., Шляхтина Е.А. Стрессоустойчивость сортов озимой ржи в условиях Кировской области // Методы и технологии в селекции растений: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с Международным участием. - Киров: НИИСХ Северо-Востока. - 2014. - С. 107-110.

6. Уткина Е.И. О методах и результатах селекции озимой ржи в НИИСХ Северо-Востока // Методы и технологии в селекции растений: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с Международным участием. - Киров: НИИСХ Северо-Востока. - 2014. - С.17-24.

7. Гончаренко А.А. Актуальные вопросы селекции озимой ржи. - М. - 2014. - 372 с.

8. Сысуев В.А., Мухамадьяров Ф.Ф. Методы повышения агробиоэнергетической эффективности растениеводства. - Киров: НИИСХ Северо-Востока. - 2001. - 216 с.

9. Методические указания по селекции и семеноводству озимой ржи. - М. - 1980. -96 с.

10. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М. - 1983. - Вып. 1. - 230 с.

11. Международный классификатор СЭВ рода Secale L. - ВИР. - Л. - 1984. - С. 40.

12. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - М.: Колос. - 1979. - 336 с.

13. Методические указания по расчету экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских работ для условий Северо-Востока европейской части РФ / под общ. ред. Т.П. Кокурина. - Киров. - 2008. - 70 с.

14. Кедрова Л.И., Шешегова Т.К., Щеклеина Л.М., Уткина Е.И., Шамова М.Г. Создание нового сорта озимой ржи Графиня // Современные проблемы иммунитета растений к вредным организмам. Тез. Докладов IV Международной конференции. Санкт-Петербург, 11-13 октября 2016 г. - С-Пб.: ФГБНУ ВИЗР. - 2016. - С. 67.

15. Кедрова Л.И., Уткина Е.И., Шляхтина Е.А., Парфенова Е.С., Шамова М.Г., Охапкина Н.А. Создание сортов озимой ржи с высокими хлебопекарными качествами // Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии и переработка: Матер. Всерос. науч.-практ. конф. - Екатеринбург. - 2012. - С. 34-49.

16. Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Экологическая селекция растений. - Минск: Технология. - 1997. - 372 с.

17. Лисицын Е.М. Эдафическая устойчивость растений и методы ее оценки // Методы и технологии в селекции растений: Матер. Всероссийской науч.-практ. конференции с междунар. участием. - Киров: НИИСХ Северо-Востока. - 2014. - С. 52-59.

18. Пономарева М.Л., Пономарев С.Н., Маннапова Г.С., Гильмуллина Л.Ф. Особенности селекции озимой ржи на адаптивность в Республику Татарстан // Достижения науки и техники АПК. - 2015. - Т. 29. - № 5. - С. 11-14.

19. Уткина Е.И., Кедрова Л.И., Шамова М.Г., Парфенова Е.С. Оптимизация технологических приемов производства зерна озимой ржи // Достижения науки и техники АПК. - 2012. - № 6. - С. 38-41.

Цитирование:

20. Кедрова Л.И., Уткина Е.И. Адаптивный сорт Рушник для стабильного обеспечения производства зерна ржи высокого качества // //АгроЭкоИнфо. - 2018, №4. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2018/4/st_457.doc.

Размещено на Allbest.ru