Содержание к диссертации
Введение
Создание короткостебельных высокопродуктивных сортов пшеницы -основное направление современной селекции (обзор литературы) 9
1.1. Краткие итоги по созданию сортов твердой и тургидной озимой пшеницы — как новой культуры 9
1.2. Особенности селекции озимой пшеницы на короткостебельность 14
Условия, исходный материал и методика исследований 44
2.1. Почвенно-климатические и погодные условия проведения опытов 44
2.2. Исходный материал и методика исследований 50
Результаты исследований 53
3.1. Создание и изучение исходного материала полукарликового типа 53
3.2. Сравнительное изучение селекционного материала разного по высоте растений 66
3.3. Хозяйственно-биологическая характеристика сортов тургидной и твердой озимой пшеницы 75
3.3.1. Высота растений и устойчивость к полеганию 75
3.3.2. Урожайность и элементы ее структуры 77
3.3.3. Адаптационные свойства полу карликовых сортов тургидной и твердой озимой пшеницы 86
3.3.3.1. Зимоморозостойкость 87
3.3.3.2. Засухоустойчивость 90
3.3.3.3. Вегетационный период 94
3.3.3.4. Устойчивость к болезням 97
3.3.3.5. Качество зерна 99
3.4. Результаты селекционной работы с тургидной и твердой озимой пшеницей 106
Изменение озимой тургидной (твердой) пшеницы в процессе селекции биоэнергетическая оценка новых сортов озимой тургидной и твердой пшеницы 127
Выводы 130
Рекомендации селекционной практике и производству 133
Литература 134
Приложения 162
- Краткие итоги по созданию сортов твердой и тургидной озимой пшеницы — как новой культуры
- Почвенно-климатические и погодные условия проведения опытов
- Сравнительное изучение селекционного материала разного по высоте растений
- Вегетационный период
Введение к работе
Актуальность темы. Твердая пшеница Т. durum Desf по своей зна-чимости считается второй после мягкой пшеницы культурой. В мировом производстве на ее долю приходится 10-11%, обыкновенной мягкой - 85-87% и 3-4% на прочие виды пшениц (Е.А. Соколов, 1990).
Основные посевы твердой пшеницы сосредоточены в странах Азиат
ского субконтитента и Средиземноморья, Среднего Востока, Северной Аф-
Л* рики, на Американском континенте — в Канаде, США, Мексике, Аргентине,
Чили.
До войны СССР являлся одним из крупных производителей высоко
качественного зерна яровой твердой пшеницы. Зерно этой культуры пользо
валось большим спросом как внутри страны, так и на зарубежных рынках.
Еще в 1862 году Н. Джурич в работе «О значении южного края для России»
писал: «Пшеница составляет важнейший предмет отпускной торговли Таган
рога. В особенности славится таганрогская Арнаутка, которая по причине
(Ф своей тяжеловесности, прочности и других преимуществ продается на загра-
ничных рынках решительно дороже всех самых высоких сортов пшеницы всевозможных мест».
Яровая твердая пшеница оставалась наиболее распространенной куль
турой в засушливых степных районах Дона до середины прошлого века. Од
нако, с внедрением в производство высокопродуктивных сортов озимой мяг-
кой пшеницы, таких как Безостая 1, Мироновская 808, Ростовчанка, яровая
твердая пшеница, как культура низкоурожайная, была практически вытесне
на из посевов. Если в 1913 году ее посевы занимали в Ростовской области 1
млн. 600 тыс. га, в 1940 году - 802 тыс. га, в 1973 году - 65,9 тыс. га, то в по
следние 10 лет они не превышают 5-10 тыс. га (1-1,5%) от посевов озимой
мягкой пшеницы. Это привело к резкому сокращению производства зерна
» твердой пшеницы - основного сырья для изготовления макаронных изделии,
в результате чего перерабатывающая промышленность Северо-Кавказского региона вынуждена использовать или дорогостоящее привозное сырье или
5 не предназначенное для этих целей зерно мягкой пшеницы хлебопекарного назначения.
В последние 50 лет такой огромный озимо-пшеничный регион прак
тически не занимается производством твердого зерна. Так, по данным лабо
ратории Управления Росгосхлебинспекции по Ростовской области в 2002 го
ду из обследованных 70% собранного зерна пшеницы - твердого зерна не
было.
Макаронные предприятия области, в том числе и ОАО «Донмакарон-
пром» (самое крупное по мощности) г. Ростова, изготавливают прессованные
изделия (вермишель, лапшу, рожки и т.д.) в основном из муки мягкой пше
ницы (60% и из привозной твердой 40%). Если в 1990 году ОАО «Донмака-
ронпром» поставлял торговым организациям Ростовской области 22 тыс.
тонн макаронных изделий, то в настоящее время — 0,5 тыс. тонн в год, други
ми предприятиями и цехами Ростовской области (насчитывается более 80-ти)
выпускается около 2,5 тыс. тонн.
(ф Сокращаются посевные площади под этой культурой и в традицион-
ных районах возделывания. Так, в Саратовской области площадь под ней уменьшилась более чем в 11 раз и в 2000 году составила всего лишь 90 тыс. га(Н.С. Васильчук, 2001).
Поэтому одним из путей решения проблемы производства зерна твердой пшеницы в объемах, необходимых для обеспечения пищевой промышленности России, в т.ч. Северного Кавказа является создание и внедрение в сельскохозяйственное производство озимых сортов тургидной и твердой пшеницы, которые по аналогии с озимой мягкой по своей биологии являются более продуктивными, чем ее яровые формы.
Селекцией озимой твердой пшеницы в настоящее время занимаются
КНИИСХ (г. Краснодар), Прикумская опытная станция (Ставропольский
^ край), Саратовский госуниверситет (г. Саратов). Такая же работа ведется с
1957 года и во ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко (г. Зерноград). Здесь методом
интрогрессивной гибридизации на основе генетически регулируемых и спон-
танных рекомбинаций хромосом двух видов (твердая х озимая мягкая, твердая х тургидная), были получены первые сорта озимой тургиднои пшеницы макаронно-крупяного назначения Новинка, Новинка 2, Новинка 3, новой культуры для засушливых степных районов юга России. Новинка 2 и Новинка 3 были районированы в Ростовской области для посевов по парам в 1982 и 1988 годах. Их урожайность за годы конкурсных испытаний составила: по Новинке 2 за 1975-1992 - 4,6 т/га, Новинке 3 - за 1980-1992 - 4,9 т/га. Достоинством этих сортов было высокое содержание белка и клейковины, засухоустойчивость, крупнозерность, устойчивость к бурой ржавчине. Недостатком этих сортов являлась высокорослость, во влажные годы они сильно полегали и значительно снижали урожайность и качество.
В связи с этим возникла необходимость дальнейших исследований, направленных на создание полукарликовых сортов, устойчивых к полеганию, с высокой продуктивностью, качеством зерна и макарон.
Цель исследований - создать коротко стебельный исходный материал, хорошо адаптированный к условиям Ростовской области и на его основе вывести высокоурожайные сорта озимой тургиднои и твердой пшеницы с комплексом хозяйственно-ценных признаков и свойств, с высоким качеством зерна и макарон.
Задачи исследований:
изучить исходный материал и выделить источники короткостебель-ности, зимостойкости, продуктивности;
обосновать принцип подбора пар при селекции на корткостебель-ность;
провести сравнительное изучение основных хозяйственно-биологических признаков селекционного материала различного по высоте растений;
установить степень корреляции высоты растений с продуктивностью, ее элементами и качеством зерна;
- создать полукарликовые сорта озимой тургидной и твердой пшени
цы с комплексом хозяйственно-ценных признаков и свойств;
- дать биоэнергетическую оценку созданным сортам.
Новизна исследований. Впервые для юга Ростовской области создан ценный короткостебельныи, устойчивый к полеганию, адаптированный к местным условиям селекционный материал тургидной и твердой озимой пшеницы и на его основе выведены высокоурожайные полукарликовые сорта. Проведено комплексное изучение исходного материала, выявлены лучшие источники короткостебельности, зимостойкости для использования в селекционных программах, обоснован принцип подбора пар при селекции на ко-роткостебельность, определен оптимальный морфотип высокопродуктивного, зимостойкого, полукарликового сорта. Показана роль сложной ступенчатой гибридизации с использованием внутривидовых и межвидовых скрещиваний, как основного метода в селекции новой культуры. Установлены эффективные критерии при отборе и браковке селекционного материала по урожайности и адаптационным свойствам. Выявлены основные и наиболее стабильные элементы структуры урожая и перспективность их использования в селекции.
Практическая ценность работы. Результаты экспериментальных исследований явились теоретической основой для выведения (в соавторстве) девяти короткостебельных сортов озимой тургидной и твердой пшеницы, четыре из которых - Новинка 4, Донской янтарь, Дончанка, Жемчужина Дона допущены к использованию в сельскохозяйственном производстве в Ростовской области. Сорта - Топаз, Гелиос, Терра, Аксинит изучаются на государственном испытании.
Апробация работы и публикации. Исследования проведены в соответствии с планом научно-исследовательских работ ВНИИЗК по проблеме Р08.04.02 «Создать и передать на государственное сортоиспытание полукарликовый сорт озимой твердой (тургидной) пшеницы с высоким качеством макаронно-крупяных изделий, потенциальной урожайностью 5,5-6,0 т/га, с
s повышенной зимостойкостью, засухоустойчивостью, устойчивостью к полеганию, осыпанию, комплексу болезней».
Основные положения диссертации докладывались на ученых советах
ВНИИЗК, научных конференциях ВОГИС (Ростов-на-Дону, 1999-2003 гг.),
АЧГАА (г.Зерноград, 1999-2002 гг.), Международных научно-практических
конференциях по проблемам селекции зерновых культур (Зерноград, 1999-
2001; Пенза, 2000; Краснодар, 2001, 2002), областных и районных совещани-
* ях специалистов сельского хозяйства (Ростов-на-Дону, 1999-2003 гг.).
По результатам исследований опубликовано 25 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц, 18 рисунков и состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций селекционной практике и производству. Список используемой литературы включает 284 источника, в том числе 46 на иностранных языках. Приложение состоит из 24 таблиц.
Краткие итоги по созданию сортов твердой и тургидной озимой пшеницы — как новой культуры
Вид Т. turgidum отличается слабой зимостойкостью, сравнительно низким количеством белка (хотя отмечены случаи и высокого его содержания - 17-20%), В.Г. Конарев (1972); Н.Ф. Покровская (1974), высоко-рослостью. У большей части образцов соломина достигает до 2 м. Н.И. Вавилов (1938) писал: «... в горах Азербайджана и Дагестана образцы Т. turgidum гиганты среди всех пшениц мира».
Идея использования Т. turgidum в селекции для повышения продуктивности 28-хромосомных пшениц принадлежит Н.И. Вавилову (А.А. Фила-тенко, 1984; В.Ф. Дорофеев и др., 1987). С участием этого вида создано много сортов как мягкой пшеницы - Донецкая 61, Донецкая 65, так и твердой Maliani 1, Maliani 2, Maliani 4 (Maliani С, 1960; Landi R., 1961), Харьковская 46 (П.В. Кучумов, 1954).
В исследованиях И.Г. Калиненко, Н.Е. Самофаловой и др. (1976, 1979, 1983, 1992, 1995, 2000) наиболее результативными оказались скрещивания сортов озимой твердой пшеницы Мичуринка и 89/57 с отдаленным в эколого-географическими отношении высокопродуктивным коллекционным образцом Т. turgidum Губице 47-44, Чехословакия. Недостатком этого образца, как и вида в целом, были высокоросл ость, позднеспелость, слабые зимостойкость и засухоустойчивость, высокая требовательность к условиям выращивания и темно-красный цвет зерна. Полученный от этих скрещиваний исходный материал в процессе селекционной работы положил начало созданию многочисленных сортов и форм новой для засушливых степных районов юга России культуры, как тургидная озимая пшеница макаронно-крупяного назначения. С 1960 по 1980 гг. были созданы и районированы и сорта этой культуры, такие как Новинка 2, Новинка 3, которые отличались от сортов озимой твердой пшеницы того времени более повышенной урожайностью, неплохой зимостойкостью и довольно высокими макаронно-крупяными свойствам (Н.Е. Самофалова, 1981).
Однако за последние два десятилетия, благодаря проводимым мерам интенсификации сельского хозяйства нашей страны, с повышением культуры земледелия, созданные в 70-80-е годы пшеницы такие, как Мичуринка, Но-вомичуринка, Одесская юбилейная, Харьковская 909, Харьковская 1, Леуко-мелян, Кристалл 2, Новинка 2, Новинка 3 стали не соответствовать новым требованиям. Особенно стало лимитировать дальнейший рост урожаев — вы-сокорослость сортов и полегание их посевов. Это потребовало от селекционеров, работающих с твердой и тургидной озимой пшеницей, как и ранее по озимой мягкой упорной работы по снижению высоты растений, увеличению прочности стебля, т.е. созданию интенсивных сортов (Ф.Г. Кириченко и др., 1980; ИХ. Кшшненко и др., 1992; В.В. Костин, 1996; А.А. Мудрова, В.В. Костин, 1999; А.А. Мудрова, В.В. Костин, 2001; Н.Е. Самофалова и др., 2001).
Особенности селекции озимой пшеницы на короткостебслыюсть Высота растений и устойчивость к полеганию. Рассмотрению различных аспектов проблемы устойчивости посевов пшеницы к полеганию посвящены работы многочисленных авторов (A.M. Палеев, 1957; И.Н. Гальчен-ко, 1958; В.Ф. Дорофееев, 1960; М.А. Ильинская-Центилович, К.Г. Тетерят-ченко, 1961; М.А. Ильинская-Центилович, 1962; Т.К. Самофалов, 1965; К.Г.Тетерятченко, 1965; В.Ф. Дорофееев, В.И. Пономарев, 1970; А.Ф. Шу-лындин, Н.С. Шевченко, 1970; А.Ф. Шулындин, Н.С. Шевчук, 1977). По их данным, полегание — это физиологическая реакция растений на определенные условия внешней среды. Многие исследователи указывают на прямую связь между высотой растений и степенью их устойчивости к полеганию (Л.Л. Декаприлевич, 1965; Г.К. Самофалов, 1965 и др.) В борьбе с полеганием наряду с агротехническими приемами важнейшая роль принадлежит сорту.
Работами П.П. Лукьяненко (1969, 1973), а также селекционеров Мексики, Канады, Индии (Д.Ф. Лихварь, 1974) показано, что короткостебельные сорта пшеницы наиболее успешно противостоят полеганию и способны в силу этого давать высокие урожаи, т.е. соответствовать требованиям интенсивного земледелия. I. Lelliey (1964) отмечал, что с укорочением стебля нагрузка на нижние междоузлия уменьшается, поэтому очень высокая устойчивость к полеганию может быть достигнута только у короткостебельных форм.
Короткостебельные сорта, помимо устойчивости к полеганию, обладают в случае его возникновения в меньшей степени снижать урожайность. Так, потери зерна при уборке в случае полегания у полукарликовых сортов составляет в среднем 16%, а высокорослых - 30% (М.А. Федин, 1983), а по свидетельству Я. Лелли (1980) при сильном проявлении полегания теряется до 90% урожая.
Большинство сортов высокоинтенсивного типа относится к коротко-стебельным формам. В европейских странах в связи с повышением уровня земледелия каждые 50 лет высота растений пшеницы как генетическое свойство уменьшалась примерно на 15 см (А.А. Жученко, 2001).
В Индии, Пакистане и других странах, особенно в регионах с обширными площадями орошаемых земель обычные сорта были заменены на сорта полукарлики, созданные, главным образом, в Международном центре по улучшению кукурузы и пшеницы (CIMMYT) в Мексике под руководством известного селекционера Н. Борлауга и получившей название «Зеленая революция» (В. Giorgi, С, Masconi, 1982). Донором низкорослости при выведении короткостебельных сортов интенсивного типа является прежде всего японский сорт Norm 10 (L. Reitz, S. Salmon, 1968; Т. Natsumoto, 1968). Японские сорта сыграли значительную роль в создании короткостебельных сортов Италии, США, Канады, Мексики и др. стран. Еще в 1935 году Н.И. Вавилов в классической работе «Научные основы селекции пшеницы» обратил внимание селекционеров на пшеницы Японии: «Японские сорта пшеницы отличаются специфическими особенностями: низким ростом, прочной соломой, большой скороспелостью». Для твердой озимой пшеницы донором короткостебельности исполь зовался яровой сорт твердой пшеницы Овиачик 65 (Мексика), который был получен с участием в межвидовой гибридизации сорта Norm 10 гены карли ковости которого были перенесены от мягкой пшеницы твердой. (Ф.Г. Кири ченко, В.М. Пыльнев, А.И. Паламарчук, 1980; А.А. Мудрова, В.В. Костин, 1 2001; Н.Е. Самофалова, Н.П. Иличкина, 2001, 2002), Овиачик 65 выделялся урожайностью, устойчивостью к грибным заболеваниям, обладал хорошими макаронными свойствами, но отличался позднеспелостью, чувствительностью к длине дня (N. Borlauq, 1968). Донором короткостебельности в селекции твердой озимой, как и мягкой привлекалась и мутантная форма озимой мягкой пшеницы Краснодарский карлик 1 (Ф.Г. Кириченко, А.И. Паламарчук, 1989; А.А. Мудрова, 2000; Л.А. Беспалова, 2001 и др.). Среди богатого мирового сортимента только часть сортов имеет гене Щ тически обусловленную низкоросл ость и устойчивость к полеганию. Именно они и представляют собой ценность как доноры карликовости, позволяющие сочетать низкорослость с продуктивностью (Т. Natsumoto, 1968). Все современные сорта Мексики являются полукарликовыми, т.к. несут 1-2 гена карликовости. В США также созданы короткостебелыше формы твердой пшеницы, у которых длина стебля на 13-23 см меньше стандарта (N. Borlaug, 1984).
Почвенно-климатические и погодные условия проведения опытов
Экспериментальные исследования проводились в полевых и лабораторных условиях ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко, расположенном в южной части Ростовской области с 1980 по 2002 годы.
Почва опытного участка - чернозем обыкновенный типичный мало-гумусный кратковременно промерзающий тяжелосуглинистый (предкавказ-ский). Характеристика этого типа почв дана Е.В. Агафоновым, Е.В. Полуэк-товым (1999).
Рельеф ровный. Обыкновенные черноземы распространены на юге и юго-западе области. Характеризуются наличием мощного гумусного слоя (достигающего 120 см) и высокой карбонатностью. Реакция почвенного раствора близка к нейтральной - рН-7,0-7,1. Сумма поглощенных оснований 33-39 мг/экв на 100 г почвы с преобладанием кальция. Поглощенного натрия очень мало - 0,5-1,5% от емкости поглощения. Почва глинистая и суглинистая, имеет мелкозернистую структуру, рыхлое сложение, легко поддается обработке, обладает хорошей воздухопроницаемостью и влагоемкостью, что способствует накоплению значительных запасов влаги.
Содержание общего азота в горизонте А 0,23-0,26%, а общий запас его равен 20-30 т/га, легкогидролизуемого азота содержится 60-110 мг/кг почвы, нитрификационного азота — 30-40 мг/кг почвы. (Л.П. Бельтюков, 1995). Такие данные указывают на высокую обеспечимость почвы запасами общего азота. В тоже время в засушливые годы растения на этой почве испытывают азотное голодание. Обыкновенные черноземы имеют небольшое содержание подвижного фосфора — 15-20 мг/кг почвы, хотя валовое его содержание высокое - 0,18-0,24%.
По содержанию обменного калия почвы средне- и высокообеспечены, однако многие сельскохозяйственные культуры положительно реагируют на внесение калийных удобрений, особенно в сочетании с азотными и фосфорными. В целом почва опытного участка по своему плодородию и физико-химическим свойствам благоприятна для возделывания озимой пшеницы.
Климат южной зоны характеризуется, как полузасушливый, с умеренно жарким летом и умеренно мягкой зимой.
Среднегодовое количество осадков составляет 424,1-852,9 мм. В теплое время года выпадает две трети годовых осадков, но они, как правило, носят кратковременный ливневый характер, а влага, попадающая при этом в верхние слои почвы, быстро испаряется из-за жаркой погоды в этот период. Накопление влаги обычно начинается в октябре-ноябре и продолжается в зимний и весенний периоды. При этом максимальные запасы влаги отмечаются весной - в марте, начале апреля. Запасы продуктивной влаги составляют 160-180 мм. К моменту колошения зерновых культур запасы влаги значительно снижаются до 45-65 мм (И.В. Свисюк, З.М. Русеева, 1980), Сумма температур за период активной вегетации составляет более 3400 С. По данным Зерноградскои метеостанции среднегодовая температура воздуха +8,7С, Гидротермический коэффициент (ГТК) - 0,8-0,85, что характеризует степень засухи по ГТК как слабую (Зональные системы земледелия в Ростовской области на 1991-1995 годы). С апреля по октябрь отмечается 60-65 суховейных дней. Периодически наблюдается интенсивная ветровая эрозия. Продолжительность безморозного периода составляет 180-200 дней. Зимы малоснежные, с неустойчивым снежным покровом и среднесуточной температурой воздуха в самом холодном месяце (январе) — 5,5С. Для зимних месяцев характерна частая смена похолоданий и потеплений. При коротких похолоданиях температура воздуха понижается до 20-25С, промерзание почвы достигает 20-40 см. Весна наступает во второй половине марта. Сильные ветры восточных направлений в это время вызывают пыльные бури. Лето обычно жаркое и сухое, среднесуточная температура воздуха самого жаркого месяца - июля - составляет +22,9 С. В отдельные дни температура воздуха поднимается до +35 С и более, а на поверхности почвы она достигает +45-60С
Данные по количеству осадков, среднесуточной температуры воздуха и относительной влажности воздуха за годы исследований представлены на рис. 1, 2, 3, приложениях 1, 2, 3.
Анализ многолетних данных метеостанции «Зерноград» показывает, что при среднегодовой температуре 9,7С, самая высокая средняя месячная температура воздуха отмечается в июле и августе и составляет 23,4 и 21,8С соответственно. Температура наиболее холодного месяца-3,1-2,7С.
В годы исследований наибольшая среднесуточная температура воздуха 10,4-11,1 С была отмечена в 1981, 1983, 1990, 1995, 1999, 2000, 2001, 2002 гг. Наиболее прохладными были 1985, 1987, 1994 гг., когда среднесуточная температура воздуха была 8,3; 7,7; 8,5 соответственно.
Наиболее низкая среднегодовая минимальная относительная влажность воздуха (53-54%) наблюдалась в июне и июле 1983, 1984. Среднегодовая минимальная относительная влажность воздуха больше 60% отмечалась 1980, 1982, 1985, 1992-2002 гг.
Среднегодовое количество осадков равно 599,2 мм, в том числе по сезонам года: зима - 150,4; весна - 141,7; лето - 175,5; осень - 131,6. Однако, их количество по годам и, особенно, в течение вегетационного периода зерновых колосовых культур очень неравномерно - от 424,1 мм в 1983 г. до 852,9 в 1997 году. Наиболее влажными были 1980, 1982, 1997, 2000 гг. (сумма осадков за с.-х. год была выше 688,1 мм), а наиболее засушливыми -1983, 1984, 1986 гг. (кол-во осадков составило меньше 442,4 мм). Осадки чаще всего отмечаются в декабре, мае, июне, июле и апреле, а меньше в ноябре, феврале, марте и августе.
Из неблагоприятных климатических явлений за годы проведения исследований следует отметить наличие продолжительных засушливых условий (1981, 1985, 1996, 1998, 1999, 2002), ледяной корки (1987), вымерзания (1998), выпирания растений (1995), поражения снежной плесенью (1993, 1994, 2002), заморозков в начале мая (2000), избыточного увлажнения и полегания (1982, 1986,1989, 1991, 1992,2000).
Сравнительное изучение селекционного материала разного по высоте растений
Между высотой растений и урожайностью в 1986, 1988, 1989 гг. наблюдалась отрицательная корреляция (от -0,09 до -0,67), причем более тес-ной она была в годы проявления полегания. Существенная положительная корреляция в 1987 г. (+0,56) объясняется неблагоприятными условиями перезимовки и отсутствием полегания у изреженного стеблестоя. Между высотой растений и элементами структуры урожая, такими, как длина колоса, число зерен в колосе, отмечено почти полное отсутствие связи. Наиболее высокая положительная корреляция установлена с массой 1000 зерен (0,22...0,78), массой зерна с колоса (0,15...0,47) и в меньшей степени числом колосков в колосе (0,24...0,32), отрицательная - с продуктивной кустистостью (0,05...0,58) и уборочным индексом (0,08...0,56). Установлена тесная связь (г=0,49 ... 0,84) между высотой растений и зимостойкостью. Наиболее высокие положительные коэффициенты между этими признаками отмечены в годы с суровой перезимовкой (1987 — г=0,84). Достоверная отрицательная связь в годы исследований выявлена между высотой растений и их устойчивостью к полеганию (от-0,54 до —0,78). Не обнаружено достоверной взаимосвязи между высотой растений и содержанием в зерне сырого белка (г=-0,19...+0,39) и сырой клейковины (г=-ь0,09...+0,41), что согласуется с исследованиями многих известных авторов (П.П. Лукьяненко, 1975; А.А. Созинов, 1979; С.Ф. Лыфенко, Н.И. Ери-няк, 1980). Эти признаки в большей степени связаны с урожайностью зерна Следовательно, изучение взаимосвязей между вышеуказанными при знаками свидетельствует о том, что совмещение их возможно в процессе се лекции. Результаты сравнительного изучения селекционного материала так же показали, что в каждой из групп имеется (пусть и небольшое) количество образцов с максимальным проявлением признаков, что указывает на возмож ность отбора при большом объеме работ, генотипов полукарликового типа, сочетающих продуктивность с устойчивостью к полеганию, адаптивностью и качеством зерна. Но оптимальная высота растений, исходя из наших исследований и многолетнего практического опыта, для новой культуры должна быть -75-90 см. Ниже 70 см снижать высоту нецелесообразно, так как это связано с замедленным ростом растений в начале вегетации, с ослабленной способностью бороться с сорной растительностью, с трудностью при уборке.
Нашими опытами также установлено, что наиболее эффективным отбор на устойчивость к полеганию, продуктивность и зимостойкость становится на более высоком уровне гомозиготности селекционного материала, то есть в контрольном питомнике, когда урожайность и другие количественные признаки определяются на делянках при сплошном способе сева. Эта закономерность сохраняется и в конкурсных испытаниях, где ежегодно изучается от 100 до 250 сортов. Наши данные согласуются с данными Краснодарского НИИСХ по мягкой озимой пшенице, в которых показано, что коэффициент корреляции между показателями контрольного питомника и конкурсных испытаний составляет 0,95 (Ф.А. Колесников и др., 2001).
В результате длительной проработки селекционного материала, изучения его в различных питомниках при варьировании среды, вовлечения лучших сортов и промежуточных линий в селекционный процесс с использованием ступенчатой гибридизации нами накоплено большое количество ценного исходного материала полу карликового типа, выделен ряд сортов тур-гидной и твердой озимой пшеницы с высокой урожайностью и рядом положительных признаков и свойств. Для их создания потребовалось проведение двух-четырех циклов скрещиваний промежуточных форм с постепенной аккумуляцией хозяйственно-биологических признаков.
При включении в гибридизацию более адаптированных к местным условиям сортов на каждом этапе селекции изменялся генетический фон и ослаблялось влияние генов карликовости на другие признаки.
Так, первый полукарликовый сорт тургидной озимой пшеницы (отобранный от второго цикла скрещиваний) Новинка 4, внесенный в 1993 г. в Госреестр селекционных достижений по Северо-Кавказскому и Нижневолжскому регионам России, имел более высокий уровень продуктивности, устойчивости к полеганию в сравнении с средне и высокорослыми сортами Новинка 2, Новинка 3, но уступал им по адаптивности (морозозимостойкости, засухоустойчивости).
Сорта, созданные на последующих этапах (третий и четвертый циклы скрещивания), Донской янтарь, Дончанка, Жемчужина Дона, Топаз, Терра, Гелиос и другие, обладая генетическим потенциалом продуктивности в 8-10 т/га, имели и более высокую, чем Новинка 4, устойчивость к стрессфак-торам. Подробная хозяйственно-биологическая характеристика короткосте-бельных сортов и линий представлена в следующем разделе.
Хозяйственно-биологическая характеристика короткостебельных сортов тургидной и твердой озимой пшеницы 3.3.1 Высота растений и устойчивость к полеганию Полегание, как известно, в отдельные годы снижает урожай на 25-60% и значительно ухудшает качество зерна (В.Ф. Дорофеев, Р.А. Удачин, 1975). Литературными данными и нашей практикой доказано, что устойчивость растений к полеганию зависит от многих факторов, но в первую очередь, от высоты растений. Высота растений у изучаемых сортов в среднем за 1999-2002 гг. была на 2,0-15,7 см выше, чем у стандартного сорта Новинка 4 и колебалась от 75,2 см (Топаз) до 88,9 см (Терра).
Высота растений зависит не только от генотипа сорта, но и находится в большой зависимости от условий вегетации. Самой низкой (65,2-84,8 см) она была в засушливом 2002 г, самой высокой - в благоприятные по увлажнению 2000-2001 годах. Коэффициенты вариации в годы исследований составили от 9,6% до 16,3%.
Одним из важнейших требований к сортам тургидной и твердой озимой пшеницы является повышение их устойчивости к полеганию при высоком уровне урожайности. Большинство полу карликовых сортов характеризуются высокой устойчивостью к полеганию в годы проявления этого признака (табл. 12).
Вегетационный период
Стекловидность тесно связана с содержанием белка и технологическими свойствами зерна. Как правило, в пределах сорта стекловидные зерна богаче белком и клейковиной по сравнению с мучнистым зерном и дают большой выход крупок и полукрупок.
Между содержанием белка в зерне и урожайностью у этой культуры наблюдается во все годы исследований отрицательная зависимость
Между содержанием белка в зерне и урожайностью у этой культуры наблюдается во все годы исследований отрицательная зависимость (г= -0,948). Характер этой зависимости был различным у разных сортов (рис. 12)
В тоже время отрицательная корреляция не исключает возможности создания высокопродуктивных сортов с содержанием белка на уровне 15-16%, какими являются Донской янтарь, Дончанка, Жемчужина Дона, Топаз, Терра, 388/97, 831/00,907/00, Новодонская. Тем более, что содержание белка в зерне твердой пшеницы не является строго лимитирующим фактором, как в зерне мягкой, уровень его в пределах 12-15% вполне достаточен для получения макаронных изделий.
Содержание клейковины и ее качество в значительной степени зависит от уровня и сбалансированности минерального питания растений в период их роста и развития, технологии выращивания, поражения болезнями и вредителями, погодных условий. Что касается генетического потенциала карон. По качеству, клейковина сортов тургидной и твердой озимой пшеницы относится ко второй или третьей группе. Однако, как показали исследования А.А. Созинова (1964, 1970); Н.Е. Самофаловой (1981) у этой культуры і нет прямой зависимости между качеством клейковины и прочностью мака-рон, так как упругость, растяжимость и даже водопоглотительная способ-\ ность теста определяется у нее свойствами всего углеводно-белкового комплекса.
Уровень содержания каротиноидных пигментов, обеспечивающих цвет макаронных изделий, определяется в основном генотипом и мало изменяется под влиянием внешних условий. По этому признаку в процессе селекции ведется отбор и образцы, которые имеют их ниже 400 мкг/% выбраковываются. Самое высокое содержание каротиноидов отмечено у сортов Терра (530 мкг/%), 907/00 (520 мкг/%).
Нами установлено, что содержание каротиноидов не связано с показа-телями величины урожая (г=0,115), массы 1000 зерен (г=0,101), белка (г=0,020), прочности макарон (г=0,375), что дает возможность вести селекцию по этому признаку на его увеличение. Для производства качественных макаронных изделий необходимо тесто особых физических свойств: плотное, вязкое, достаточно пластичное при формовке, но очень упругое, не мнущееся и не слипающееся в процессе разделки и сушки. В высушенном состоянии оно должно образовывать плотную, а в изделиях - стекловидную в изломе массу, обладающую достаточной механической прочностью, не растрескивающуюся, не хрупкую, сохраняющую приданную форму, способную переносить длительную транспортировку (Г.Н. Ирвин, 1968; НЛ. Козьмина, 1969 и др.). Оценка качества макарон проводилась по таким показателям как цвет макарон, прочность на излом, коэффициент разваримости по объему и весу, потери сухого вещества и общая оценка макарон (табл. 21, приложения 18-21). Шкала оценки качества макарон дана в приложении 22. Одним из лимитирующих признаков качества является цвет макаронных изделий, характеризующий их потребительские свойства. Он зависит от двух генетических систем, контролирующих содержание каротиноидных пигментов в зерне и активности окислительных ферментов. Кроме того на цвет макарон оказывают влияние погодные условия в период созревания и уборки (дождливая погода вызывает их потемнение). Большинство новых полукарликовых сортов в годы проведения опытов (1999-2002) имели стабильно высокую оценку цвета от 3,5 до 4,9 баллов (от кремового до жел того). Особенно в этом отношении выделились сорта Жемчужина Дона (4,6), Гелиос (4,9), Терра (4,8), 907/00 (4,5), у стандарта Новинка 4-3,9 баллов. Прочность также является важным показателем качества макарон. Макароны с высокой и хорошей прочностью более 600 г выдерживают дли тельные хранение и транспортировку. В среднем за годы исследований проч ность макарон составила от 677 г у Дончанки до 799 г у Терры, что соответ ствует оценке отлично и хорошо. Макаронные изделия, изготовленные из сортов твердой (тургидной) озимой пшеницы, имели гладкую поверхность, стекловидную в изломе мас су, не подвергались растрескиванию, хорошо сохраняли приданную им фор му. При варке макароны изготовленные из зерна твердой пшеницы увеличи ваются в 3-4 раза, но сохраняют свою форму, имеют хороший внешний вид и вкусовые качества, что очень важно для потребителя. Вода, в которой они Щ варятся, остается прозрачной. По данным Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур, лучшим коэффициентом разваримости по весу считается 3,0-4,3, а по объему 3,1-4,5. В наших исследованиях этот показатель существенно не различался и у всех сортов был практически одинаковым 2,9-3,3 по весу и 3,6-4,0 по объему. Качество макарон при варке характеризуется сухим остатком после . выпаривания варочной воды. Чем больше сухой остаток, тем ниже пищевые достоинства макарон. Максимальные потери не должны превышать 9% (S.Vasiljevic, О. J. Banasik, 1980). По нашим данным, все изучавшиеся сорта характеризовались высокой устойчивостью к переварке, сухой остаток не превышал 6% (табл. 21), В среднем за годы исследований общая оценка макарон у сортов тур-гиднои озимой пшеницы, которая определяется как среднее из цвета макарон, потерь сухого вещества, коэффициентов разваримости по весу и объему, составила от 4,0 баллов (Дончанка) до 4,6 баллов (Терра, Гелиос).
