CC BY
15
УДК 633.11:631.526.3
ВЛИЯНИЕ СОРТОВЫХ СВОЙСТВ НА ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ
ПРИЗНАКОВ ПШЕНИЦЫ ЯРОВОЙ
А. В. БАГАН, С. Н. ШАКАЛИЙ
Полтавская государственная аграрная академия г. Полтава, Украина, 36003, e-mail: [email protected]
(Поступила в редакцию 12.03.2018)
Исследованиями установлено, что с увеличением продуктивности пшеницы яровой трудно решить проблему улучшения качества зерна. Поэтому данные признаки часто находятся в обратной зависимости между собой. В условиях Полтавской области (лесостепной зоны Украины) на протяжении 2015-2017 гг. проведены исследования по изучению изменчивости количественных признаков пшеницы яровой в зависимости от сорта: элементов продуктивности колоса (количества колосков в колосе, количества зерен в колосе, массы зерна с колоса, массы 1000 зерен), уровня урожайности и показателей качества зерна (содержания белка в зерне, содержания клейковины, качества клейковины, числа падения). Среди сортового состава изучали шесть сортов пшеницы мягкой яровой разного происхождения: Колективна 3, Элегия миронивська, Этюд, Рання 93, Струна миронивська, Евдокия. В качестве стандарта использовался сорт Элегия миронивська. Опыт закладывали соответственно с методическими требованиями: на поверхности с ровным рельефом, грунт с равномерным содержанием NPK, предшественник - горох. Элементы продуктивности колоса и показатели качества зерна определяли с помощью общепринятых методик. По результатам вариационного анализа по количественным признакам был установлен коэффициент вариации. Выделены показатели с низким и средним уровнем варьирования. Исследована изменчивость элементов продуктивности колоса в зависимости от сорта, и отмечены лучшие сорта пшеницы яровой по данным показателям. Установлен уровень формирования урожайности пшеницы яровой в исследованных сортах. С помощью дисперсионного анализа выделены высокоурожайные сорта. Изучен уровень проявления показателей качества зерна пшеницы яровой. Отмечены лучшие сорта по исследованным показателям.
Ключевые слова: сорт, количественный признак, коэффициент варьирования, продуктивность, качество зерна, урожайность.
Research has shown that with increasing spring wheat productivity, it is difficult to solve the problem of improving the quality of grain. Therefore, these signs are often in inverse relationship with each other. In the conditions of Poltava region (forest-steppe zone of Ukraine) during 2015-2017, research has been conducted into the variability of quantitative characteristics of spring wheat, depending on the variety: elements of spike productivity (number of spikelets per ear, number of grains per ear, grain weight per ear, 1000 grain weight), yield level and grain quality indicators (protein content in grain, gluten content, gluten quality, drop numbers). Among the varietal composition, six varieties of spring soft wheat of various origins were studied: Kolektivna 3, Elegiia Mironivska, Etiud, Rannia 93, Struna Mironivska, Evdokiia. As the standard we used the variety Elegiia Mironivska. The experience was laid in accordance with methodological requirements: on the surface with a smooth relief, the soil with a uniform NPK content, the predecessor - peas. The elements of spike productivity and grain quality indicators were determined using standard techniques. According to the results of variation analysis by quantitative characteristics, the coefficient of variation was established. We have selected indicators with low and medium levels of variation. We have studied the variability of spike productivity elements depending on the variety, and the best spring wheat varieties were noted according to these indicators. We have established the level of formation of spring wheat yield in the studied varieties. Using variance analysis, high-yielding varieties were selected. The level of manifestation of quality indicators of spring wheat grain has been studied. We have established the best varieties according to the studied parameters.
Key words: variety, quantitative indicator, coefficient of variation, productivity, grain quality, yield.
Введение
Для эффективного производства пшеницы, в том числе яровой, минимальная рентабельность должна составлять не менее 20-25 %, а рациональная (для условий лесостепной зоны) - не менее 4045 %. Именно такой уровень рентабельности создает необходимые условия для использования тех технологий производства зерна, которые разрешают полностью использовать генетический потенциал новых сортов пшеницы яровой а это, в свою очередь, сможет повысить урожайность и качество зерна [3, 5].
Для сельскохозяйственного производства Украины пшеница мягкая яровая представляет интерес не только как страховая зерновая культура. Посевы пшеницы яровой в Украине должны достигать 1 млн гектаров, что даст возможность получать около 2 млн тонн зерна. Селекционерами созданы высокоурожайные и высококачественые сорта этой культуры, которые не уступают по урожайности и качеству зерна другим хлебным злакам и дают возможность получать 45-50 ц/га зерна и больше. В свою очередь создание новых сортов требует разработки технологии выращивания для конкретных грунтово-климатических условий, которая дала бы возможность реализовать генетические возможности сорта и сократила к минимуму негативное влияние на окружающую среду, а также способствовала получению продукции хорошего качества [2, 7].
Количественние признаки характеризуют наиболее важные показатели культурных растений, в том числе величину и качество урожая. В то же время их генетика в условиях лесостепи Украины
изучена недостаточно, поэтому информация по этому направлению имеет значительный объем среди исследований многих ученых. Данные признаки характеризовались значительной изменчивостью и зависимостью от условий внешней среды. Их исследования требуют большого объема данных, которые получили путем значительных затрат времени и труда [1].
Поэтому изучение генетического потенциала сортов пшеницы яровой, а также их влияния на проявление и изменчивость количественных признаков, сегодня остается актуальным.
Основная часть
Потенциал урожайности является наследственным фактором, который зависит от комплекса генетических и экологических условий. Поэтому роль отдельных элементов и их взаимосвязь нужно изучать подробнее. Важным критерием эффективности селекционной программы, которая характеризует ценность сорта, является его урожайность. Создание сорта с максимально возможным уровнем продуктивности - окончательная цель каждого селекционера.
Высокая изменчивость продуктивности под влиянием разных грунтово-климатических условий снижает точность оценки особенностей исходного и селекционного материала, поэтому оценку и отбор проводят по структурным элементам продуктивности растений. Улучшение качества зерна пшеницы яровой - проблема, которая также в последнее время стоит очень остро.
Исследованиями установлено, что по результатам вариационного анализа, количество колосков в колосе варьировало в пределах 14,1-21,7 шт. со средним коэффициентом вариации (У=12,6 %). Количество зерен в колосе на протяжении 2015-2017 гг. составляло 26,4-37,3 шт., а коэффициент вариации был низким - 10,0 %. Масса зерна с колоса находилась в пределах 0,6-1,4 г со средним варьированием признака - 18,2 %. Масса 1000 зерен составляла 33,4-44,7 г, а коэффициент вариации был самым низким - 7,1 %. Содержание белка составляло от 10,2 до 15,2 % с коэффициентом вариации -10,2 %. Содержание клейковины варьировало в пределах 22,7-31,8 % с коэффициентом 9,3 %. Качество клейковины составляло 74-103 ед. с низким варьированием признака (У=9,0 %). Число падения имело среднюю степень варьирования признака, в пределах 268-411 с, с коэффициентом 11,4 % (табл. 1).
Таблица 1. Изменчивость количественных признаков сортов пшеницы яровой (среднее по 2015-2017 гг.)
Показатель X Мт Max S2 S У,%
Количество колосков в колосе, шт. 17,4 14,1 21,7 4,8 2,2 12,6
Количество зерен в колосе, шт. 32,1 26,4 37,3 10,2 3,2 10,0
Масса зерна с колоса, г 1,1 0,6 1,4 0,1 0,2 18,2
Масса 1000 зерен, г 40,9 33,4 44,7 8,6 2,9 7,1
Содержание белка, % 12,7 10,2 15,2 1,7 1,3 10,2
Содержание клейковины, % 26,8 22,7 31,8 6,4 2,5 9,3
Качество клейковины, ед. 87,9 74 103 63,1 7,9 9,0
Число падения, с 346,9 268 411 1563,2 39,5 11,4
Урожайность зерновых культур прямо зависит от количества колосков в колосе. Чем больше колосков в колосе, тем она выше. Количество колосков за период исследований находилось в пределах: в 2015 г. - 16,1-19,3 шт., в 2016 г. - 18,3-21,7 шт., в 2017 г. - 14,1-16,0 шт. У стандарта Элегия миро-нивська данный показатель составлял 14,2-18,9 колосков в колосе. Больше всего колосков отмечено у сортов пшеницы яровой Колективна 3 (18,5 шт.) и Евдокия (18,8 шт.), а меньше всего - у сорта Рання 93 (16,2 шт.). Количество зерен в колосе также является одним из главных элементов продуктивности растений. Некоторые авторы отмечают большую корреляционную зависимость между количеством зерен в колосе и урожайностью.
Данный показатель у исследуемых сортов составлял: в 2015 г. - 29,1-35,0 шт., в 2016 г. - 31,037,3 шт., в 2017 г. - 26,4-32,3 шт. У сорта-стандарта количество зерен в колосе составляло 27,033,4 шт.
Самым большим количеством зерен в колосе, аналогично признаку количества колосков, характеризовались сорта Колективна 3 (34,2 шт.) и Евдокия (34,9 шт.), а самым меньшим - сорт Рання 93 (28,8 шт.) (табл. 2).
Масса зерна с колоса непосредственно характеризует продуктивность колоса и растения в целом. Некоторые авторы считают, что между массой колоса и урожайностью существует позитивная корреляционная зависимость. В их исследованиях с повышением массы колоса увеличивалось число зерен в нем.
Сорт Год Количество колосков в колосе, шт. Количество зерен в колосе, шт. Масса зерна с колоса, г Масса 1000 зерен, г
Элегия миронивська (81) 2015 17,3 31,1 1,0 43,7
2016 18,9 33,4 1,1 44,2
2017 14,2 27,0 0,8 39,8
среднее 16,8 30,5 1,0 42,6
Колективна 3 2015 19,0 34,2 1,3 44,7
2016 20,4 37,2 1,4 45,1
2017 16,0 31,1 1,1 41,4
среднее 18,5 34,2 1,3 43,7
Рання 93 2015 16,1 29,1 0,8 37,6
2016 18,3 31,0 1,0 39,8
2017 14,1 26,4 0,6 33,4
среднее 16,2 28,8 0,8 36,9
Этюд 2015 17,4 33,0 1,1 41,2
2016 18,7 35,5 1,2 42,3
2017 15,0 29,2 0,9 38,1
среднее 17,0 32,6 1,1 40,5
Струна миронивська 2015 17,0 32,1 1,2 42,4
2016 19,5 34,4 1,3 43,0
2017 15,2 29,0 1,0 39,2
среднее 17,2 31,8 1,2 41,5
Евдокия 2015 19,3 35,0 1,3 43,9
2016 21,7 37,3 1,4 44,6
2017 15,4 32,3 1,2 41,4
среднее 18,8 34,9 1,3 43,3
Признак массы зерна с колоса у сортов пшеницы яровой за период исследований варьировал таким образом: в 2015 г. - 0,8-1,3 г; в 2016 г. - 1,0-1,4 г; в 2017 г. - 0,6-1,2 г. У стандарта Элегия миро-нивська этот показатель составлял 0,8-1,1 г.
Самая большая масса зерна с колоса отмечена у сортов Колективна 3 и Евдокия (1,3 г), а самая меньшая - у сорта Рання 93 (0,8 г).
Масса 1000 зерен характеризует его крупность. Этот показатель широко используется на практике. Большинство культур имеет зерно или семена маленькой массы, которая выражается в миллиграммах, поэтому принято определять крупность зерна массой 1000 зерен в граммах.
Показатель массы 1000 зерен у сортов пшеницы яровой составлял: в 2015 г. - 37,6-44,7 г; в 2016 г. - 39,8-45,1 г; в 2017 году - 33,4-41,4 г. У сорта-стандарта масса 1000 зерен была равна 39,8-44,2 г.
Наиболее крупным и выровненным зерном характеризовались сорта Колективна 3 (43,7 г) и Евдокия (43,3 г), а наименьшим - сорт Рання 93 (36,9 г).
Урожайный потенциал сорта всегда используется как самая важная его характеристика, поэтому исследования элементов продуктивности и их влияния на урожайность проводятся уже длительное время.
Урожайность сортов пшеницы яровой за период исследований варьировала в пределах: в 2015 г. -3,33-4,41 т/га; в 2016 г. - была самой высокой (3,51-4,57 т/га); в 2017 г. - отмечено наименьшее значение (2,99-3,98 т/га). У стандарта Элегия миронивська данный показатель составлял 3,42-3,89 т/га (табл. 3).
Таблица 3. Урожайность сортов пшеницы яровой, т/га
Сорт Год ± к стандарту
2015 2016 2017 среднее
Элегия миронивська (81) 3,76 3,89 3,42 3,69 -
Колективна 3 4,37 4,48 3,98 4,28 0,59
Рання 93 3,33 3,51 2,99 3,28 -0,41
Этюд 3,93 4,11 3,68 3,91 0,22
Струна миронивська 4,16 4,29 3,82 4,09 0,40
Евдокия 4,41 4,57 3,90 4,29 0,60
НСР05 0,41 0,48 0,38
В 2015 г. сорт Рання 93 имел существенно меньшую урожайность (3,33 т/га) по сравнению с сортом-стандартом. Сорта Этюд (3,93 т/га) и Струна миронивська (4,16 т/га) по исследованному показателю были на уровне стандарта. Остальные сорта характеризовались существенно большей урожайностью (более 4,3 т/га) по сравнению со стандартом Элегия миронивська.
В 2016 г. существенно большая урожайность отмечена у сортов пшеницы яровой Колективна 3 (4,48 т/га) и Евдокия ((4,57 т/га) по сравнению с сортом-стандартом. Остальные сорта по данному признаку были на уровне стандарта Элегия миронивська.
В 2017 г. урожайность сорта Рання 93 по сравнению со стандартом была существенно меньше (2,99 т/га). Сорт Этюд по данному показателю находился на уровне сорта-стандарта (3,68 т/га). У остальных сортов пшеницы яровой урожайность была существенно большей (более 3,8 т/га).
Содержание белка у сортов пшеницы яровой за период исследований в 2015 г. было самым низким (10,2-13,6 %), в 2016 г. - самым высоким (12,4-15,2 %), в 2017 г. - составляло 11,9-14,8 %.
У стандарта Элегия миронивська данный показатель составлял 11,8-13,0 %.
В течение 2015-2017 гг. самое высокое содержание белка отмечено у сорта Струна миронивська (14,5 %), а самое низкое - у сорта Евдокия (11,5 %).
Одной из важных характеристик качества зерна пшеницы является содержание клейковины и ее качество. На содержание клейковины влияют погодные условия и элементы питания, а от ее качества зависит хлебопекарская оценка сорта. Аналогично показателю содержания белка, содержание клейковины у сортов пшеницы яровой в 2015 г. имело самое низкое значение (22,7-28,1 %), в 2016 г. -самое высокое (25,8-31,8 %), в 2017 г. - 24,9-30,3 %. У сорта-стандарта данный показатель составлял 24,6-26,9 %. За период исследований самым высоким содержанием клейковины также характеризовался сорт Струна миронивська (30,1 %), а самым низким - сорт Евдокия 24,5 %. Качество клейковины варьировало таким образом: в 2015 г. - 87-103 ед., в 2016 г. - 74-90 ед., в 2017 г. - 78-95 ед.
У стандарта данный показатель составлял 83-95 ед.
Лучшее качество клейковины отмечено у сорта Этюд (79,7 ед.), а самое плохое - у сорта Струна миронивська (96,0 ед.). Погодные условия в период налива-созревания зерна определяли в дальнейшем активность амилазного комплекса зерна. Оптимальным для выпечки хлеба является показатель числа падения в муке.
За период исследований данный признак составлял: в 2015 г. - 268-345 с, в 2016 г. - 339-411 с, в 2017 г. - 310-389 с (табл. 4).
Таблица 4. Показатели качества зерна сортов пшеницы яровой
Сорт Год Содержание белка, % Содержание клейковины, % Качество клейковины, ед. Число падения, с
Элегия миронивська (¡Ю 2015 11,8 24,6 95 345
2016 13,0 26,9 83 411
2017 12,7 26,1 88 389
среднее 12,5 25,9 88,7 381,7
Колективна 3 2015 107 23,2 91 327
2016 12,6 26,2 78 396
2017 12,3 25,5 83 365
среднее 11,9 25,0 84,0 362,7
Рання 93 2015 13,2 27,4 101 277
2016 14,3 30,7 88 339
2017 14,0 29,8 92 322
среднее 13,8 29,3 93,7 312,7
Этюд 2015 11,6 25,2 87 323
2016 12,5 27,2 74 383
2017 12,1 26,5 78 357
среднее 12,1 26,3 79,7 354,3
Струна миронивська 2015 13,6 28,1 103 268
2016 15,2 31,8 90 344
2017 14,8 30,3 95 310
среднее 14,5 30,1 96,0 307,3
Евдокия 2015 10,2 22,7 93 333
2016 12,4 25,8 80 390
2017 11,9 24,9 84 366
среднее 11,5 24,5 85,7 363,0
Самое большое число падения отмечено у сорта-стандарта - 381,7 с, а самое меньшее - у сорта Струна миронивська (307,3 с).
Заключение
На основании проведенных исследований по изучению сортов пшеницы мягкой яровой по поводу изменчивости количественных признаков в 2015-2017 гг. в условиях Полтавской области установлено, что по проявлению исследованных показателей отмечено низкое варьирование количества зерен в колосе, массы 1000 зерен, содержания белка, содержания и качества клейковины ^=7,1-10,2 %). Среднее варьирование признаков установлено по таким показателям: количество колосков в колосе (У=12,6 %), масса зерна с колоса (У=18,2 %) и число падения ^=11,4 %).
По средним данным отмечены высокоурожайные сорта пшеницы яровой Колективна 3 и Евдокия (более 4,2 т/га), которые характеризовались также наибольшим проявлением элементов продуктивности колоса (количеством колосков и зерен в колосе, массой зерна с колоса, массой 1000 зерен).
По качеству зерна выделены следующие сорта пшеницы яровой: Струна миронивська - по содержанию белка и клейковины, а также числу падения; Этюд - по качеству клейковины.
ЛИТЕРАТУРА
1. Баган, А. В. Изменчивость потомства разных морфологических частей колоса сортов пшеницы озимой по количественным признакам / А. В. Баган, С. О. Юрченко, С. М. Шакалий // Вюник Полтавсько! державно! аграрно! академй. - 2012. - № 4. - С. 73-80.
2. Баган, А. В. Продуктивность и качество зерна пшеницы яровой в зависимости от сортовых свойств / А. В. Баган // Материалы II международной научно-практической Интернет-конференции «Формування стратеги науково-техшчного, еколопчного i соцiально-економiчного розвитку суспшьства». - Тернополь, 2013. - С. 11-13.
3. Орлюк, А. П. Адаптивный и продуктивный потенциалы пшеницы / А. П. Орлюк, К. В. Гончарова. - Херсон, 2002. -С. 272.
4. Тищенко, В. Н. Направления селекции пшеницы озимой на улучшение технологических свойств зерна / В. Н. Ти-щенко // Вгсник Полтавсько! ДАА. - 2005. - № 2. - С. 29-36.
5. Улич, О. Л. Новая генерация сортов пшеницы озимой / О. Л. Улич // Пропозищя. - 2006. - № 7. - С. 46-49.
6. Шелепов, В. В. Морфология, биология, хозяйственная ценность пшеницы / В. В. Шелепов, В. М. Маласай, А. М. Пензев. - Мироновка, 2004. - 524 с.
7. Юрченко, С. О. Качество генофонда сортов яровой мягкой пшеницы как исходного материала в селекции / С. О. Юрченко // Збiрник наукових праць Уманського аграрного ушверситету. Агрономiя. - Умань, 2006. - Вип. 63. -С. 140-143.
