Введение к работе
Актуальность темы. Озимая рожь - одна из важнейших хлебных культур в России. Говоря о ржи нельзя не учитывать такие ее ценные биологические свойства как зимо- и морозостойкость, быстрое отрастание весной, толерантность к засухе, устойчивость к солевому и кислотному стрессам, способность произрастать и давать урожай на низкоплодородных почвах. Главные признаки зерна ржи высокого качества - крупнозерность, высокая натура и устойчивость к предуборочному прорастанию.
Наряду с технологическими приемами производства и переработки зерна, резервом улучшения качества зерна озимой ржи является селекция. Академик РАСХН А.А. Гончаренко указывает, что необходимо вести селекционную работу в разных направлениях, чтобы получить сорта для целевого использования (1998).
Хотя озимая рожь является ценной хлебной культурой, большая часть произведенного зерна используется на корм животным. Проблема состоит в том, что многие виды домашних животных дают сравнительно низкую продуктивность при кормлении их рожью (Зимин, 1993; Алабердин, 2010; Фицев, Косолапов, 2007; Ахиярова, Исмагилов, 2012). Судя по последним исследованиям причиной этого являются водорастворимые пентозаны. Однако каркасообразующую роль при выпечке ржаного хлеба играют те же вещества, содержание которых у ржи значительно больше, чем у других хлебных злаков (Исмагилов и др., 2010; Гончаренко, Тимощенко, Беркутова, 2007; Subda, Biskupski, 1987).
Следует отметить, что при оценке большого числа образцов в селекционном процессе прямое определение содержания пентозанов у ржи является трудоемким анализом. Поэтому пока что селекционеры используют чаще такие признаки как натура зерна, масса 1000 зерен, число падения, а в последние годы - косвенный показатель содержания пентозанов - вязкость водного экстракта зернового шрота (ВВЭЗШ).
Цель работы: сравнительное изучение показателей качества зерна и вязкости водного экстракта у озимой ржи, выяснение влияние генотипа и погодных условий на этот признак для селекции сортов и гибридов с генетически обусловленными показателями хлебопекарных и кормовых свойств.
Следуя данной цели, решались следующие задачи:
-
Оценить фенотипическую изменчивость вязкости водного экстракта и других технологических показателей у сортов озимой ржи.
-
Изучить динамику вязкости в период формирования и созревания зерна у разных сортов озимой ржи.
-
Определить особенности проявления вязкости в зависимости от гидротермических условий вегетации, генетических особенностей селекционного материала и температуры экстракции по годам и по срокам налива.
-
Выявить и рекомендовать для селекционной работы на целевое использование источники с контрастной вязкостью и хозяйственно-ценными признаками.
Работа проведена в соответствии с Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению агропромышленного комплекса Российской Федерации в 2005 - 2010 гг. и соответствует паспорту специальности 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений.
Новизна. Впервые в Республике Татарстан проведена оценка популяционных сортов озимой ржи селекции ТатНИИСХ и других селекционных учреждений Российской Федерации, гетерозисных гибридов, инбредных линий, а также коллекционного генофонда ВНИИРа по признаку ВВЭЗШ, как косвенного показателя количества арабиноксиланов. Исследована динамика формирования вязких свойств пен- тозанов и амилазной активности в зависимости от фазы созревания зерна, генетических особенностей селекционного материала и температуры экстракции. Выявлена высокая степень дифференциации генетического материала (популяционные сорта местной и инорайонной селекции, гетерозисные гибриды, инбредные линии) по динамике формирования вязких свойств пентозанов и амилазной активности. Это может служить хорошей базой для эффективной селекции межлинейных гибридов, сортов-популяций или синтетиков, пригодных для разных целей использования.
Практическая значимость. Проведено сравнительное изучение вязкости водного экстракта у значительного числа сортов и образцов озимой ржи и выяснение влияние генотипа и погодных условий на этот признак. Показана эффективность селекции сортов и гибридов с генетически обусловленными показателями хлебопекарных и кормовых свойств. В комплексе с другими технологическими показателями качества зерна предложены источники для селекции низко- и высокопентозано- вых сортов.
Установлены особенности изменчивости и корреляционных связей вязкости с показателями продуктивности и качества, экологическими факторами в период вегетации. Результаты исследований внедрены в селекционный процесс лаборатории селекции озимой ржи ГНУ Татарский НИИСХ Россельхозакадемии, а выделенные источники переданы в лабораторию селекции и семеноводства озимой ржи и тритикале ГНУ «Уральский НИИСХ Россельхозакадемии».
Основные положения, выносимые на защиту.
-
характеристика популяционных сортов озимой ржи по основным хозяйственно-ценным признакам, определяющим урожайность и качество;
-
сравнительная оценка сортов-популяций, гибридных сортов и инбредных линий озимой ржи по вязкости водного экстракта зерна;
-
сопряженность ВЭЗШ с гидротермическими условиями в период вегетации, количественными и качественными показателями кормовой и зерновой продуктивности ржи;
-
перспективный материал для селекции сортов целевого использования.
Апробация результатов работы.
Результаты исследования доложены и получили положительную оценку на Всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых, посвященных памяти Р.Г. Гареева (Казань, 2006...2011 гг.), на Международной научно- практической конференции: «Селекция и семеноводство озимых хлебов - результаты, методы, проблемы и пути их решения» (Ульяновск, 2007), на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения Н.И. Вавилова (Казань, 2012).
