Результаты адаптации сортов и сортообразцов озимой пшеницы к условиям Волго-Вятского региона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Результаты адаптации сортов и сортообразцов озимой пшеницы к условиям Волго-Вятского региона

Петров Л.К.

Нижегородский НИИСХ - филиал ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока

Аннотация

Приведены результаты трехлетнего экологического испытания коллекции сортов и сортообразцов озимой пшеницы различного эколого-географического происхождения на светло-серых лесных почвах Нижегородской области. Установлено, что урожайность изучаемых сортов и сортообразцов находилась в интервале от 5,39 т/га (средняя - у стандартного сорта Московская 39) до 6,41 и 6,88 т/га (сорт Немчиновская 57 и сортообразец КС-202). Эти сорта, а также Немчиновская 17, КП 597, КС 31, имели урожайность достоверно выше стандартного сорта, соответственно, на 1,02; 0,96; 1,49; 0,93; 1,0 т/га, или на 18,9; 27,6; 17,2; 18,5 %. Выявлено, что на формирование урожая значительное влияние оказывают погодные условия, особенно в период всходов, перезимовки, формирования и налива зерна. Отмечено, что статистически доказываются различия изучаемых сортов по основным элементам структуры урожая, таким как количество колосков в колосе, количество зерен в колосе, масса зерна с колоса. Максимальное количество колосков в колосе выявлено у сортов Немчиновская 17, Немчиновская 57, сортообразца Московская 39 - 15,8; 15,7; 15,1 шт. Высокой озерненностью колоса (33,6; 32,9; 32,8 шт.) отличились сорта и сортообразцы Немчиновская 57, КС 202, Московская 40, которые превышали сорт Московская 39 на 11,1; 9,3; 8,6 %.

Наибольшая масса зерна с колоса отмечена у сортов Немчиновская 17, Немчиновская 57 (по 1,85 г), сортообразца КС 202 -1,82 г, что больше контроля, соответственно, на 15,6 и 13,8 %. Показатели качества зерна изучаемых сортов изменялись следующим образом: содержание белка варьировало от 15,5% у сорта Памяти Федина до 19,5% у сорта Московская 40. У стандартного сорта этот показатель составлял 17,3%. По содержанию клейковины, как и белка, достоверно выделился только сорт Московская 40 с содержанием искомых ингредиентов, соответственно, 36,1 и 19,5 %. Расчет биологической урожайности показал высокий потенциал изучаемых в опыте сортов: 10,30 т/га - у Немчиновской 17; 10,13 т/га - у Немчиновской 57; 10,16 т/га - у Московской 56; 9,83 т/га - у сортообразца КС 202, что выше стандартного сорта на 2,03; 1,86; 1,89; 1,56 т/га, или на 24,5; 22,5; 22,8; 18,9 %. Значительную устойчивость к перезимовке, листовым болезням и болезням выпревания проявили, в основном, сорта, отмеченные выше: Немчиновская 57, Немчиновская 17, Московская 56, Московская 40. В целом по основным хозяйственно-ценным признакам (урожайность, содержание белка и клейковины, устойчивость к определяемым болезням) выделились сорта озимой пшеницы Немчиновская 57, Немчиновская 17, сортообразец КС-202.

Ключевые слова: озимая пшеница, сорта, урожай, структура, белок, клейковина, болезни растений.

Введение

С увеличением темпов роста населения человечество вынуждено наращивать производство зерна, которое является основой продовольственной безопасности любой страны. В связи с этим в настоящее время большое внимание во всем мире уделяется возделыванию озимых зерновых культур, особенно озимой пшеницы как более урожайных по сравнению с яровыми. Для успешного развития зерновой отрасли необходимо, прежде всего, внедрять в сельскохозяйственное производство наиболее продуктивные культуры, сорта и совершенствовать технологии их возделывания. Подбор оптимального сортимента культур позволяет повысить эффективность растениеводства за счет снижения затрат на средства защиты растений, увеличения отдачи от применения минеральных удобрений, улучшения технологии работ по уходу за растениями и т.д. [1, 2].

Зерновые культуры занимают в Нижегородской области более 40% площадей всех сельскохозяйственных культур, и важнейшей из них является озимая пшеница. Эта культура занимает около 85% площадей озимых, однако сортимент её небольшой и в настоящее время примерно на 55% представлен сортом Московская 39. Поэтому поиск новых сортов, которые могут достойно заменить данный сорт, является актуальным. Значимость сорта в повышении урожайности сельскохозяйственных культур трудно переоценить, так как благодаря внедрению в производство новых сортов без дополнительных затрат можно получить большую прибавку в урожайности культуры [1, 2, 3].

В современном сельском хозяйстве в плане получения урожайности доля сорта составляет около 50%. Количество получаемой продукции, технологические и хлебопекарные показатели зерна также зависят от характеристики сорта. Важным условием получения экологически «чистого» урожая служит также устойчивость сорта к болезням, что позволяет обходиться без обработок фунгицидами в период вегетации растений. В настоящее время климат ежегодно преподносит нам погодные сюрпризы, поэтому сорт должен быть адаптированным к условиям окружающей среды и давать хорошую и стабильную урожайность даже в стрессовых условиях [2, 4, 5, 6].

Цель исследований заключается в изучении сортов и сортообразцов озимой пшеницы различного происхождения для выделения адаптированных к условиям Нижегородской области, сочетающих высокую потенциальную продуктивность с устойчивостью к действию факторов внешней среды (в т.ч. к основным болезням), с высоким качеством зерна и обладающих комплексом хозяйственно-ценных признаков.

продовольственный пшеница растениеводство

Материал и методы исследований

Исследования проводились в 2014-2016 гг. по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур и методическим рекомендациям по экологическому сортоиспытанию сельскохозяйственных культур на примере зерновых на опытном поле Нижегородского НИИСХ [7, 8]. Почва опытного участка - светло-серая лесная, по гранулометрическому составу среднесуглинистая. Обеспеченность пахотного слоя почвы подвижными формами фосфора - высокая и очень высокая (213-279 мг/кг почвы), обменного калия - повышенная и высокая (133-208 мг/кг почвы), содержание гумуса - 1,42-1,67 %, рН - 4,9-5,5. Предшественники - чистый пар, многолетние бобовые и злаковые травы. Предпосевная обработка почвы включала внесение минеральных удобрений (диаммофоски) в количестве 4 ц/га в физическом весе разбросным способом и культивацию на глубину 4-6 см культиватором КПС-4,2. Посев проводили сеялкой СКС-6-10 на глубину 4-5 см. Норма высева - 6 млн. всхожих семян на гектар. Уход за посевами включал весеннюю подкормку аммиачной селитрой в дозе 2 ц/га, опрыскивание гербицидами и прополку. Уборку проводили поделяночно при полной спелости зерна прямым способом комбайном «Sampo 130».

Результаты и обсуждение

В опыте урожайность изучаемых сортов и сортообразцов варьировала от 5,39 т/га (средняя у стандартного сорта Московская 39) до 6,88 т/га у сортообразца КС 202. У сортов Немчиновская 17, Немчиновская 57 и сортообразцов КС 31, КП 597, КС 202 она была достоверно выше стандартного сорта, соответственно, на 0,96; 1,02; 1,0; 0,93; 1,49 т/га, или 17,8; 18,9; 18,5; 17,2; 27,6 % (табл. 1).

Таблица 1. Урожайность и качество зерна сортов и сортообразцов озимой пшеницы, 2014-2016 гг.

Урожайность - сложный показатель, который определяется комплексом сортовых признаков. Величина и стабильность данного показателя складывается из суммарных элементов структуры урожая: количества продуктивных стеблей, количества зерен в колосе, массы 1000 зерен. При этом необходимо учитывать, что сочетание отдельных компонентов (показателей) в структуре урожая имеет тесную связь друг с другом. Низкие значения одного показателя могут в определенной степени компенсироваться более интенсивным развитием остальных [1].

По результатам исследований выявлено, что на формирование урожая озимой пшеницы значительное влияние оказывают погодные условия в период появления всходов, перезимовки, формирования и налива зерна. Они также действовали на такие показатели, как полевая всхожесть семян и густота стояния растений, что также можно объяснить, в том числе, недостаточной устойчивостью их к местным условиям перезимовки, а также особенностью самих сортов. Негативное влияние на рассматриваемые показатели, а также в целом на урожайность, оказали поражения болезнями и вредителями в период вегетации растений.

Погодные условия в осенний период были, в основном, благоприятными для посевной компании во все годы проведения исследований (2014-2016 гг.), поэтому она проводилась в оптимальные сроки сева: 26, 27, 29 августа. При этом была получена достаточно хорошая урожайность зерна во все годы по всем изучаемым сортам и сортообразцам озимой пшеницы: в среднем около 5,5 т/га.

Одним из показателей, влияющих на урожайность изучаемых сортов и сортообразцов озимой пшеницы, является масса 1000 зерен. В наших исследованиях она была значительной и изменялась по вариантам опыта от 49,3 г у сортообразца КС 31 до 53,9 г у лучшего из сортов Московская 56. Также стоит отметить сорта Немчиновская 57, Немчиновская 17 и сортообразец КС 202, у которых масса 1000 зерен, соответственно, составляла 52,2; 51,9; 51,7 г. При этом у стандарного сорта Московская 39 она составляла 50,3 г (табл. 1).

Содержание белка изменялось по всем вариантам опыта, включая сортообразцы, от 15,5 до 19,5 %, а клейковины - от 27,9 до 36,1 %. При этом по обоим показателям максимальные значения были у сортов Московская 40, Московская 39, Московская 56: показатель по белку составлял 19,5; 17,1; 17,3 %, а по клейковине - 36,1; 32,0; 32,7 %. По содержанию массовой доли сырой клейковины в зерне следует отметить, в основном, сорт Московская 40, у которого данный ингредиент составлял 36,1%, а также сортообразцы КС 53 и КС 65: 32,8 и 32,9 %. Показатель деформации клейковины (ИДК) изменялся незначительно по всем вариантам опыта.

Объективным показателем оценки сортов служит потенциальная, или биологическая, урожайность, рассчитанная по биометрическим показателям (элементам) структуры урожая. Расчет биологической урожайности показал высокий потенциал изучаемых в опыте сортов Немчиновская 17; Немчиновская 57; Московская 56 и сортообразца КС 202: соответственно, 10,30; 10,13; 10,16; 9,83 т/га, что больше стандартного сорта Московская 39 (средняя урожайность - 8,22 т/га) на 2,08; 1,91; 1,94; 1,61 т/га, или на 25,3; 23,2; 23,6; 19,6 % (табл. 1).

Структура урожая является количественным и качественным выражением жизнедеятельности органов растений, обусловливающих урожай и отражающих взаимодействие организма и среды на определенных этапах роста и развития [2].

Важными элементами структуры урожая является количество продуктивных стеблей на 1 м2 и на 1 растение. Эти показатели структуры урожая могут компенсировать потери растений в процессе перезимовки, а также в течение вегетации, по разным причинам. В исследованиях наибольшее количество продуктивных стеблей на 1 м2 было отмечено у сортов Московская 56, Немчиновская 17, Немчиновская 57 (568, 557, 548 шт./м2) и сортообразцов КС 202 и КС 16 (538 и 540 шт./м2), что, соответственно, на 49, 38, 29, 19, 21 шт. больше, чем у стандартного сорта Московская 39 (табл. 2).

Количество продуктивных стеблей на 1 растение в целом по опыту изменялось незначительно. При этом выделились сорт Галина - 3,20 шт. и сортообразцы КС 62 - 3,24 шт. и КС 53 - 3,26 шт., у которых данный показатель на 4-6 % больше, чем у стандартного сорта Московская 39.

Таблица 2. Элементы структуры урожая сортов и сортообразцов озимой пшеницы, 2014-2016 гг.

Продуктивность колоса во всех анализируемых вариантах озимой пшеницы варьировала в пределах от 1,55 г (сортообразец КС 127) до 1,85 г (сорта Немчиновская 17 и Немчиновская 57). Эти сорта сформировали наибольшую продуктивность колоса, прибавка к стандартному сорту Московская 39 составила 0,26 г. Высокая урожайность этих сортов обусловлена также и повышенной массой зерна с колоса и массой 1000 зерен - 51,9 и 52,2 г, что также достоверно больше, чем у стандартного сорта Московской 39, на 1,5-1,8 г, или 3-4 %. Также следует отметить по этому показателю сорт Московская 56 - 1,79 г и сортообразец КС 202 - 1,82 г (табл. 1, 2).

Кроме того, у сортов Немчиновская 17, Немчиновская 57 и Московской 40, отмечалось максимальное количество колосков в колосе - 15,7-15,8 шт., что на 0,5-0,6 шт. больше, чем у контроля. Следует отметить по этому показателю другие сорта: Немчиновская 17, Московская 40, сортообразец КС 202: соответственно, 32,6; 32,8; 32,9 шт.

Озерненность колоса, или количество зерен в колосе, у сорта Немчиновская 57 былп также наибольшей и составляла 33,6 шт., что на 2,4 шт., или 9%, больше, чем у стандартного варианта (табл. 2).

К негативным биотическим факторам окружающей среды, характерным в разной степени для многих регионов страны, относятся в том числе и болезни, такие как снежная плесень, мучнистая роса, бурая ржавчина, септориоз и другие.

Известно, что в период эпифитотий потери урожая от повреждения ими могут достигать 30% и более. Несмотря на большой арсенал химических препаратов для борьбы с ними, им должна противостоять также селекция. Трудности в достижении успехов в этом деле обусловлены тем, что достигнутая устойчивость сорта в процессе производства быстро утрачивается из-за постоянной эволюции патогенов [4, 5, 6].

Анализ фитосанитарной обстановки на посевах озимой пшеницы, проведенный после схода снега, показал, что патогенный комплекс болезней выпревания в нашем опыте был представлен снежной плесенью (табл. 3). Условия перезимовки в годы исследований были в целом удовлетворительными, и средний балл показателя составил 7,73. По вариантам опыта он изменялся от 7,13 балла у сортообразца КС 127 до 8,50 балла у сорта Немчиновская 57. Следует отметить, что в несколько лучшем состоянии были сорта московской селекции, чем их сортообразцы. Если перезимовка сортов находилась в пределах 7,50-8,50 балла, то у сортообразцов она изменялась от 7,13 до 8,04 балла.

Таблица 3. Перезимовка и пораженность болезнями сортов и сортообразцов озимой пшеницы, 2014-2016 гг.

В годы проведения опытов условия перезимовки способствовали развитию снежной плесени и, как следствие, значительному изреживанию растений на делянках опыта. Сильно выраженные различия между сортами по пораженности анализируемой болезнью отсутствовали, однако в несколько лучшем состоянии были сорта Немчиновская 57 и Немчиновская 24 (1,78; 1,86 балла) и сортообразцы КС 16, КС 62 (1,85; 1,94 балла), а в худшем - сорта Галина и Инна: соответственно, 2,55 и 2,43 балла (табл. 3).

Обследование растений на устойчивость к листовым болезням свидетельствует о том, что наибольшее распространение и развитие получили такие болезни, как мучнистая роса, бурая ржавчина и септориоз.

Максимальную устойчивость к мучнистой росе проявили несколько сортов, особенно выделялись Московская 56 и Московская 40: 3,3 и 4,0 %, а больше всего поражался сорт Немчиновская 24: 48,3%. В среднем проявление (развитие) этой болезни составляло по вариантам опыта 16,8%. При этом распространение мучнистой росы изменялось от 45,0%.

Распространение бурой ржавчины изменялось по вариантам опыта от 6,1% у сорта Немчиновская 24 до 72,6% - у сорта Памяти Федина. Самыми устойчивыми к бурой ржавчине были сорта Немчиновская 24 и Немчиновская 17: 11,4 и 15,7 %, а максимальное проявление (развитие) болезни отмечено у сорта Памяти Федина: 49,6%. В среднем по вариантам опыта распространение болезни составляло 35,3%, а проявление болезни - 31,5% (табл. 3).

Заболеваемость септориозом изменялась по вариантам опыта в целом незначительно. Максимальная устойчивость к септориозу выявлена у растений сорта Немчиновская 24 (32,9%) и сортообразца КС 53 (24,8%). Наибольшее проявление (развитие) септориоза наблюдалось на сорте Галина (39,9%) и на сортообразце КС 55 (38,9%). В среднем проявление септориоза составляло по всем вариантам опыта (сортам и сортообразцам) 35,1%, а распространение болезни - 29,7%.

В наших исследованиях также определялись энергетическая и экономическая эффективность возделывания сортов и сортообразцов озимой пшеницы. При этом затраты на возделывание озимой пшеницы определялись, исходя из традиционной технологии выращивания изучаемой культуры на юго-востоке Волго-Вятского региона (см. раздел «Материал и методы исследований»).

В таблице 4 представлены расчеты энергетической эффективности возделывания сортов и сортообразцов озимой пшеницы. Энергия урожая зависела от урожайности вариантов опыта (от 5,39 до 6,88 т/га) и изменялась от 88007 МДж/га (сорт Московская 39) до 113176 МДж/га (сортообразец КС 202), т.е. в 1,3 раза. При этом затраты совокупной энергии составляли от 30127 МДж/га (сорт Московская 39) до 30650 МДж/га (сортообразец КС 202). Энергетический коэффициент варьировал в представленных выше вариантах от 2,88 ед. до 3,69 ед., т. е. тоже в 1,3 раза. Также необходимо отметить данный показатель у сортов Немчиновская 17, Немчиновская 57 и сортообразца КС 31 ( 3,41-3,44 ед.) [9].

Таблица 4. Энергетическая эффективность возделывания сортов и сортообразцов озимой пшеницы, 2014-2016гг.

В таблице 5 изложены расчеты экономической эффективности возделывания сортов и сортообразцов озимой пшеницы. Стоимость валовой продукции, так же, как и энергия урожая, зависела от урожайности изучаемых вариантов опыта и изменялась от 76,5 тыс.руб./га (сорт Московская 39) до 98,4 тыс.руб./га (сортообразец КС 202). Таким же образом в исследованиях варьировала себестоимость валовой продукции (от 35,0 до 45,0 тыс. руб./га) и чистый доход (от 41,5 до 53,4 тыс. руб./га). Рентабельность производства продукции во всех вариантах исследований была значительной и составляла 118,3-118,9 % [10].

Таблица 5. Экономическая эффективность возделывания сортов и сортообразцов озимой пшеницы, 2014-2016гг.

Выводы

Определено, что урожайность изучаемых сортов и сортообразцов варьировала в пределах от 5,39 т/га (средняя - у стандартного сорта Московская 39) до 6,88 т/га у сортообразца КС 202. У сортов Немчиновская 17, Немчиновская 57 и сортообразцов КС 31, КП 597, КС 202 она была также достоверно выше стандартного сорта, соответственно, на 0,96; 1,02; 1,0; 0,93; 1,49 т/га, или 17,8; 18,9; 18,5; 17,2; 27,6 % . Установлено, что статистически доказываются различия изучаемых вариантов по основным элементам структуры урожая, таким, как количество колосков в колосе, количество зерен в колосе, масса зерна с колоса. Отмечено, что по содержанию белка и клейковины выделился сорт Московская 40 с содержанием искомых ингредиентов, соответственно, 19,5 и 36,1 %. Сорта Немчиновская 17, Немчиновская 57, Московская 56 также проявили значительную устойчивость к перезимовке, листовым болезням и болезням выпревания (мучнистая роса, бурая ржавчина, септориоз и снежная плесень). Анализ биологической (потенциальной) урожайности показал высокий потенциал изучаемых в опыте сортов и сортообразцов - до 10,30 т/га у сорта Немчиновская 17, что выше стандартного сорта Московская 39 на 2,08 т/га, или на 25,3%. В работе также представлены расчеты экономической и энергетической эффективности возделывания изучаемых сортов и сортообразцов озимой пшеницы.

В целом по основным хозяйственно-ценным признакам (урожайность, содержание белка и клейковины, устойчивость к болезням) в наших исследованиях выделились сорта озимой пшеницы Немчиновская 57, Немчиновская 17 и сортообразец КС 202, показавшие себя наиболее адаптивными к условиям возделывания в Нижегородской области.

Список использованных источников

1. Сандухадзе Б.И., Рыбакова М.И., Морозова З.А. Научные основы селекции озимой пшеницы в Нечерноземной зоне. - М.: МГИУ. - 2003. - 426 с.

2. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в России. - М.: ООО Издательство «Агрорус». - 2004. - 1110 с.

3. Петров Л.К., Селехов В.В. Результаты испытания сортов озимой пшеницы в условиях Нижегородской области // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2016, №2. - С. 24-28.

4. Санин С.С., Соколова Е.А., Черкашин В.Н. Фитосанитарная экспертиза зерновых культур (болезни растений). Рекомендации. - М.: Россельхозиздат. - 2002. - 138 с.

5. Ченкин А.Ф., Захаренко В.А., Белозерова Г.С. Фитосанитарная диагностика. - М.: Колос. - 1994. - 323 с.

6. Шешегова Т.К. Методы селекции зерновых культур на устойчивость к болезням в Северо-Восточном селекцентре. Методы и технологии в селекции растений. - Киров: ГНУ НИИСХ Северо-Востока. - 2014. - 244 с.

7. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М.: Колос. - 1985. - 269 с.

8. Баталова Г.А., Шешегова Т.К., Стариков В.А. Методические рекомендации по экологическому испытанию сельскохозяйственных культур на примере зерновых. - Киров: ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии. - 2013. - 31 с.

9. Мухамадьяров Ф.Ф., Фигурин В.А., Ашихмин В.П. и др. Методическое пособие по определению энергозатрат при производстве продовольственных ресурсов и кормов для условий Северо-Востока европейской части Российской Федерации. - Киров: ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии. - 1997. - 62 с.

10. Кокурин Т.П., Прохорова Н.Н. Методические указания по расчету экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских работ для условий Северо-Востока европейской части РФ. - Киров.: ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии. - 2008. - 65 с.

Размещено на Allbest.ru