Адаптивные реакции сортов яровой мягкой пшеницы в степной зоне предалтайской провинции
На правах рукописи
Титов Юрий Николаевич
АДАПТИВНЫЕ РЕАКЦИИ СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ ПРЕДАЛТАЙСКОЙ ПРОВИНЦИИ
Специальность: 06.01.09 – растениеводство
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата
сельскохозяйственных наук
Барнаул 2007
Работа выполнена на кафедре растениеводства, селекции и семеноводства ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»
| Научный руководитель – | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Стрижова Фания Мухамеджановна |
| Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук Яковлев Виктор Васильевич кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Бочарова Татьяна Артемьевна |
| Ведущая организация - | Новосибирский государственный аграрный университет |
Защита состоится « 14 » ноября 2007 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д.220.002.03 при ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»
Адрес: 656049, г. Барнаул, проспект Красноармейский, 98
Факс: (3852) 62-83-96
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»
Автореферат разослан «11» октября 2007 г.
Ученый секретарь диссертационного
совета, доктор биологических наук,
профессор С.В. Макарычев
общая характеристика работы
Актуальность темы. Пшеница является ведущей культурой Алтайского края – крупнейшего производителя продовольственного зерна в Западной Сибири. Ежегодно яровая пшеница высевается в крае на площади около 2,5 млн. га, что составляет 70% и более от площади, занимаемой зерновыми культурами. Валовые сборы зерна достигают более 3,5 млн. т., это примерно третья часть от общего сбора зерна пшеницы в Сибирском федеральном округе (Агропромышленный комплекс Сибири …, 2005).
Почвенно-климатические условия большей части территории края позволяют получать зерно яровой пшеницы хорошего качества с высокими технологическими свойствами. Разнообразие почвенно-климатических зон в Алтайском крае, сложность и непредсказуемость погодных условий в период вегетации, участившиеся климатические аномалии, наличие неблагоприятных факторов среды затрудняют получение высокого и стабильного урожая с высоким качеством зерна. За последнее десятилетие средняя урожайность по краю изменялась от 0,63 до 1,33 т/га. В этих условиях еще более возрастают требования к сорту, как основному фактору роста урожайности и улучшения качества зерна пшеницы (Коробейников Н.И., Розова М.А., Кривогорницын Б.И., Борадулина В.А., 2006).
В настоящее время генетический потенциал возделываемых сортов реализуется лишь на 25-40% вследствие пониженной устойчивости растений к стрессовым факторам (Жученко А.А., 2003). Этому способствует использование сортов, недостаточно приспособленных к конкретным условиям выращивания. Для дальнейшего увеличения производства зерна хорошего качества необходимо наряду с совершенствованием технологии возделывания культуры использовать адаптивные сорта, устойчивые к неблагоприятным факторам среды (Гончаров П.Л., 2006). Поэтому в каждой из почвенно-климатических зон края следует иметь систему адаптированных сортов, эффективно реагирующих и на элементы технологии возделывания.
Цель исследований: Оценка адаптивных реакций сортов яровой мягкой пшеницы по показателям качества зерна и урожайности в степной зоне Предалтайской провинции.
Задачи исследований:
- Оценить характер адаптивных реакций сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости по паровому предшественнику по параметрам пластичности и стабильности показателям качества зерна и урожайности в различных экологических условиях;
- Оценить особенности адаптивных реакций сортов яровой мягкой пшеницы по содержанию белка и урожайности при размещении по пару и зерновым в условиях умеренно засушливой и колочной степи Предалтайской провинции;
- Выявить вклад условий среды и наследственных особенностей сортов яровой пшеницы в формирование урожайности и качества зерна;
- Дать сравнительную оценку технологическим качествам зерна сортов яровой пшеницы, выращенных в разных экологических условиях;
- Дать сравнительную биоэнергетическую и экономическую оценки эффективности производства зерна сортов яровой пшеницы разных групп спелости.
Научная новизна. Впервые в условиях степной зоны Предалтайской провинции дана оценка адаптивных реакций сортов яровой мягкой пшеницы по параметрам пластичности, стабильности, гомеостатичности показателям качества зерна и урожайности в различных экологических условиях. Дана сравнительная оценка биоэнергетической эффективности возделывания сортов яровой пшеницы разных групп спелости. Выявлен вклад условий среды и наследственных особенностей сортов в формирование урожайности и качества зерна яровой пшеницы разных групп спелости.
Основные положения, выносимые на защиту:
- характер адаптивных реакций сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости по показателям качества зерна и урожайности в различных экологических условиях;
- особенности адаптивных реакций сортов яровой мягкой пшеницы содержанию белка и урожайности при размещении по пару и зерновым в условиях умеренно засушливой и колочной степи Предалтайской провинции;
- биоэнергетическая и экономическая эффективность производства зерна сортов яровой пшеницы разных групп спелости.
Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. На основании проведенных исследований:
- Дифференцированы сорта яровой пшеницы разных групп спелости по характеру адаптивных реакций показателям качества зерна и урожайности в разных экологических условиях.
- Выделены сорта яровой мягкой пшеницы с благоприятным сочетанием качества зерна и урожайности с учетом их специфической экологической приспособленности.
- Даны рекомендации производству по использованию сортов яровой пшеницы, выделенных по адаптивным свойствам, уровням формирования продуктивности и качества зерна.
- Результаты исследований прошли производственную проверку и были реализованы на общей площади около 3600 га в ООО «Западное» и ООО «Алтай» Ключевского района Алтайского края, в учебно-опытном хозяйстве «Пригородное», а также используются в учебном процессе со студентами Алтайского ГАУ.
Апробация работы. Материалы исследований доложены на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Алтайского ГАУ (г. Барнаул, 2005-2007 гг.), на семинаре-совещании «Современные проблемы адаптивного земледелия Сибири» (г. Улан-Удэ, 2006 г.), на международных научно-практических конференциях «Современные проблемы возделывания сельскохозяйственных культур и пути повышения величины и качества урожая» (г. Барнаул, 2006 г.) и «Природные условия и культура Монголии и сопредельных территорий» (г. Горно-Алтайск, 2007 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных статей объемом 1,4 п.л. Доля автора составляет 0,9 п.л. Две работы опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка, приложений. Работа изложена на 156 страницах, содержит 31 таблицу, 14 рисунков. Библиографический список включает 191 источник, в том числе 12 на иностранных языках.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, доктору с.-х. наук, проф. Ф.М. Стрижовой, доктору с.-х. наук, проф. И.Т. Трофимову за полезные советы и консультации. Автор благодарит за предоставленные материалы начальника Инспектуры по сортоиспытанию с.-х. культур по Алтайскому краю Г.П. Пастухова, заведующего госсортоучастка С.С. Хворостянского, заведующую технологической лабораторией качества зерна, к.б.н. Г.С. Левину, а также всех, оказавших помощь и поддержку в работе.
- Состояние изученности проблемы
В данной главе представлен анализ литературных источников по теме исследований, основываясь на работах известных ученых (Ф.М. Куперман, П.Е. Суднов, А.А. Жученко, П.Л. Гончаров, В.М. Бебякин, В.А. Зыкин, В.П. Шаманин, Н.И. Коробейников, В.А. Сапега и др.). Показано, что решение проблемы повышения продуктивности и улучшения качества зерна яровой пшеницы невозможно без сортов, способных устойчиво реализовывать свой адаптивный потенциал в конкретных условиях.
- Объекты, методы и условия проведения
исследований
Основными объектами исследований являлись 17 сортов яровой мягкой пшеницы сибирской селекции (в том числе 9 сортов алтайской селекции) разных групп спелости, различающиеся по морфологическим, биологическим и хозяйственно-ценным признакам.
Оценка адаптивных реакций сортов яровой пшеницы по показателям качества зерна и урожайности была выполнена в степной зоне Предалтайской провинции по результатам собственных исследований, проведенных в условиях учхоза «Пригородное» ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет» в 2003-2005 гг., а также на основании результатов сортоиспытания на Михайловском ГСУ за 2003-2005 гг. (автор выражает свою признательность работникам сортоучастка за предоставленные данные).
Экспериментальная часть работы была проведена в умеренно-засушливой и колочной степи Предалтайской провинции на опытном поле учебно-опытного хозяйства «Пригородное». Климат данной зоны ярко выраженный континентальный. Продолжительность безморозного периода 115-120 дней. Средняя температура воздуха в июле, по данным многолетних наблюдений 19,6С. Максимальная температура может превышать 40С. Сумма эффективных температур составляет 2000-2200С, сумма осадков за год – 305-395 мм (за вегетацию 150-200 мм). Гидротермический коэффициент за вегетационный период равен 0,8-1,2, что свидетельствует о недостаточности увлажнения, продолжительность солнечного сияния – 1054 ч. Почвенный покров опытного участка в учхозе «Пригородное» – чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый среднегумусный.
Михайловский ГСУ расположен в зоне сухой степи Предалтайской провинции, в юго-восточной части южной окраины Центрально-Кулундинской депрессии, на слегка увалистой равнине. Климат здесь резко континентальный, лето короткое жаркое, зима холодная продолжительная. Сумма атмосферных осадков за год, по данным многолетних наблюдений, составляет 180-380 мм, их них около двух третей приходятся на летний период. Май и июнь характеризуются, как правило, резким недостатком влаги. Высокая продолжительность солнечного сияния (1650-2300 ч/год), большая сумма положительных температур (2000-2500С/год) наряду с высокой повторяемостью скоростей ветра более 6 м/с (20-40%) способствуют возникновению суховейно-засушливой погоды в месяцах мае и июне, вызывающей ярко выраженные абиотические стрессы. Почва Михайловского сортоучастка каштановая маломощная среднесуглинистая.
Метеорологические условия в годы проведения исследований в каждом из экологических пунктов существенно различались по температурному режиму, влагообеспеченности, солнечной инсоляции и т.д., что позволило лучше оценить адаптивные свойства сортов яровой мягкой пшеницы.
Расчет параметров, характеризующих адаптивные реакции изучаемых сортов, проводили по двум опытам:
Опыт 1. Оценка характера адаптивных реакций сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости по паровому предшественнику показателям качества зерна и урожайности (содержание белка, содержание сырой клейковины, масса 1000 зерен, урожайность) в степной зоне Предалтайской провинции (в двух экологических точках – учхоз «Пригородное», Михайловский ГСУ).
Опыт 2. Оценка особенностей адаптивных реакций сортов яровой пшеницы по содержанию белка и урожайности при размещении по пару и зерновым в условиях умеренно засушливой и колочной степи (учхоз «Пригородное»).
Обработку почвы опытного участка в учхозе «Пригородное» проводили с учетом зональных рекомендаций. Сроки посева были оптимальные для данной зоны, норма высева – 4,5 млн. шт. всхожих семян на 1 га. Полевые опыты, фенологические наблюдения, учеты и измерения растений проводили в соответствии с Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985), учетная площадь делянки 5 м2, повторность трехкратная.
Сортоиспытание на Михайловском ГСУ проводят по методике Госкомиссии по испытанию и охране селекционных достижений государственной инспектуры (Инструкция …, 1989). Нами была сделана выборка данных за 2003-2005 гг. по тем же сортам (предшественник пар), которые изучались и в условиях учхоза «Пригородное».
Качество зерна сортов яровой пшеницы оценивали по ряду показателей: содержание белка – по ГОСТ 10846-91, массовую долю и качество клейковины – по ГОСТ 13586.1-68, стекловидность – по ГОСТ 10987-76, натуру – по ГОСТ 10840-64, массу 1000 зерен – по ГОСТ 10842-89. Технологические качества зерна определены по методикам, принятым в Госкомиссии по сортоиспытанию, общепринятым методам (Методы оценки технологических качеств зерна …, 1971; Государственные стандарты (Сборник), 1973).
Математико-статистическую обработку экспериментальных данных проводили методами дисперсионного, регрессионного и корреляционного анализов по Б.А. Доспехову (1979) и П.Ф. Рокицкому (1973). Параметры адаптивных свойств изучаемых сортов яровой пшеницы по урожайности и показателям качества зерна оценивали по методам S.A. Eberhart, W.A. Russell (1966) (в интерпретации В.А. Зыкина, В.В. Мешкова, В.А. Сапеги (1984), G.C.C. Tai (1971) (в изложении В.А. Зыкина, И.А. Белан (1989). Гомеостатичность рассчитывали по В.В. Хангильдину (1978).
Биоэнергетическую и экономическую эффективность возделывания сортов яровой мягкой пшеницы рассчитывали в соответствии с методическими рекомендациями (Биоэнергетическая оценка…, 1993; Методика определения экономической эффективности …, 1996, 1998).
Математические расчеты были проведены на персональном компьютере IBM PC по программам из пакета «Анализ» для Microsoft Excel.
- Особенности адаптивных реакций сортов яровой пшеницы в различных экологических условиях по показателям качества зерна и урожайности
Содержание белка. Наибольшее влияние на изменчивость признака «содержание белка» в каждом экологическом пункте оказывали условия года – 94,4-94,9%. Вклад наследственных особенностей сортов составил 4,4-4,6%.
В условиях учхоза «Пригородное» наиболее высокое содержание белка в зерне формировали среднераннеспелые сорта Новосибирская 15 (16,5%) и Новосибирская 29 (16,4%), превосходя стандарт в этой группе сортов (сорт Алтайская 98) на 1,3 и 1,2% соответственно. Повышенный уровень признака отмечен также у сортов Алтайская 92 (15,7%), Алтайская 60 (15,5%) и Алтайская 325 (15,4%). Пониженное содержание белка в зерне формировали сорта среднепозднеспелой группы Алтайский простор (13,5%) и Омская 28 (13,6%). Сравнительно невысокий уровень признака отмечен также у среднеспелых сортов Саратовская 29 и Светланка, которые в наших опытах уступили стандарту (сорт Алтайская 100). В целом по опыту отчетливо проявилась тенденция снижения содержания белка в зерне у сортов более поздних групп спелости в сравнении с более ранними. Среднее содержание белка по группам спелости составило: среднераннеспелые – 15,4%; среднеспелые – 14,6%; среднепозднеспелые – 13,6%.
В условиях Михайловского ГСУ наиболее высокое содержание белка в зерне формировал сорт Новосибирская 29 (15,3%), превышая стандарт в этой группе сортов на 1,3%. Повышенный уровень признака показал сорт Новосибирская 15 (14,7%). Пониженным уровнем белковости характеризовались сорта Алтайская степная, Омская 28, Саратовская 29, Алтайская 99 (13,3-13,6%), относящиеся к разным группам спелости.
Анализируя характер адаптивных реакций сортов яровой мягкой пшеницы в целом по опыту, можно отметить более высокую отзывчивость на изменение условий произрастания сорта Алтайская степная. На графике регрессии линия данного сорта имеет наклон больший, чем средняя по опыту (рис. 1). Ему соответствуют более высокие оценки коэффициента регрессии и параметра i, достоверно отличающиеся соответственно от единицы и нуля в большую сторону. Более высокой стабильностью характеризовался сорт Саратовская 29. На графике регрессии соответствующая ему линия имеет меньший наклон, чем средняя по опыту. Кроме того, сорт Саратовская 29 характеризуется повышенной гомеостатичностью. Однако сорта Саратовская 29 и Алтайская степная формируют сравнительно невысокое содержание белка. Так, на графике регрессии линии данных сортов расположены большей частью ниже средней по опыту, что в определенной мере снижает их ценность.
Остальные сорта данного набора можно отнести к среднепластичным по признаку «содержание белка». Сорта Новосибирская 15, Алтайская 92 и Алтайская 325 проявили более высокую стабильность среди среднепластичных сортов (V = 7,4-8,1%), а также повышенную гомеостатичность.
Содержание клейковины. Характер формирования сырой клейковины в зерне изучаемыми сортами яровой пшеницы в условиях учхоза «Пригородное» был близок к формированию признака «содержание белка». Об этом свидетельствует сильная положительная коррелятивная связь между содержанием белка и содержанием сырой клейковины, наблюдавшаяся в наших опытах: 0,972 (Р < 0,01) – в 2003 г.; 0,994 (Р < 0,01) – в 2004 г.; 0,973 (Р < 0,01) – в 2005 г.; 0,988 (Р < 0,01) – в целом за 2003-2005 гг.
Наиболее высокое содержание сырой клейковины наблюдалось у высокобелковых сортов Новосибирская 15 и Новосибирская 29, существенно больше стандарта (Алтайская 98) – на 3,9 и 3,5% соответственно (табл. 1). Повышенное содержание сырой клейковины было у Алтайской 92, Алтайской 325 и Алтайской 60. Наиболее низкий уровень рассматриваемого показателя был характерен для сортов среднепозднеспелой группы Алтайский простор и Омская 28. Пониженное содержание сырой клейковины наблюдалось также у сортов среднеспелой группы Светланка и Алтайская степная. Как и по содержанию белка, прослеживалась тенденция снижения уровня показателя от сортов более ранних групп спелости к более поздним.
В условиях Михайловского ГСУ средний уровень содержания сырой клейковины в зерне был ниже на 2,3% (абс.) (табл. 1). Наиболее высокое содержание сырой клейковины в условиях Михайловского ГСУ было у сорта Новосибирская 29 (выше стандарта на 3,0% абс.). Сорта Новосибирская 15 и Алтайская 92 заметно уступали Новосибирской 29 по этому показателю, хотя и превышали среднее значение по всем сортам, а также уровень стандарта. Наиболее низкое содержание сырой клейковины было отмечено у среднеспелого сорта Алтайская степная – на 1,7% ниже стандарта (Алтайская 100).
Анализ параметров адаптивности показал, что повышенная отзывчивость на изменение условий произрастания проявилась у сорта Алтайская степная, как и по признаку «содержание белка»,. Повышенная стабильность наблюдалась у Алтайской 100. Высокий гомеостаз по содержанию сырой клейковины в зерне, оцениваемый по показателю гомеостатичности и коэффициенту вариации, можно отметить у Алтайской 92, Новосибирской 15.
Масса 1000 зерен. Все сорта в обоих экологических пунктах формировали высокую массу 1000 зерен – более 35 г (за исключением сорта Новосибирская 15 в условиях учхоза «Пригородное» – 33,6 г). Но характер их реакции был неодинаков. В учхозе «Пригородное» более крупное зерно формировали сорта среднеспелой группы Чернява 13, Алтайская 50, Алтайская 325. В условиях Михайловского ГСУ повышенным уровнем признака отличались Алтайская 325 и Алтайская степная. Наименьшая масса 1000 зерен была у Новосибирской 29 и Новосибирской 15.
Таблица 1 – Адаптивность сортов яровой пшеницы по содержанию клейковины, 2003-2005 гг.
| Сорта | Содержание сырой клейковины, % | Коэффициент вариации, % | Показатель гомеостатич-ности, Hom | Параметры экологической пластичности | ||
| Михай-ловский ГСУ | Приго-родное | bi | s2di | |||
| Среднераннеспелые | ||||||
| Алтайская 98, ст. | 29,7 | 32,9 | 12,4 | 239 | 0,962 | 1,04 |
| Алтайская 92 | 31,0 | 34,2 | 12,8 | 242 | 0,800 | 3,68 |
| Алтайская 99 | 28,7 | 31,0 | 11,5 | 250 | 1,026 | 0,30 |
| Новосибирская 15 | 31,3 | 36,8 | 8,7 | 358 | 0,753 | 7,04 |
| Новосибирская 29 | 32,7 | 36,4 | 10,0 | 327 | 1,184 | 2,53 |
| Омская 32 | 29,1 | 32,4 | 10,5 | 278 | 1,209 | 2,78 |
| Памяти Азиева | 30,0 | 31,5 | 13,6 | 221 | 1,123 | 1,35 |
| Чернява 13 | 30,1 | 33,1 | 12,4 | 242 | 1,366 | 2,14 |
| среднее по группе | 30,3 | 33,5 | – | – | – | – |
| Среднеспелые | ||||||
| Алтайская 100, ст. | 28,7 | 30,4 | 10,6 | 270 | 0,890* | 0,09 |
| Алтайская 50 | 29,9 | 30,6 | 13,0 | 229 | 0,891 | 0,84 |
| Алтайская 60 | 30,0 | 33,4 | 14,4 | 208 | 1,009 | 2,54 |
| Алтайская 325 | 30,6 | 33,8 | 13,9 | 221 | 0,904 | 2,44 |
| Алтайская степная | 27,0 | 29,7 | 17,2 | 157 | 1,187* | 0,29 |
| Саратовская 29 | 28,4 | 30,2 | 13,3 | 213 | 0,937 | 0,62 |
| Светланка | 29,0 | 29,4 | 16,8 | 173 | 0,939 | 6,26 |
| среднее по группе | 29,1 | 31,1 | – | – | – | – |
| Среднепозднеспелые | ||||||
| Алтайский простор, ст. | 28,6 | 28,0 | 9,8 | 290 | 0,752 | 2,51 |
| Омская 28 | 28,8 | 28,3 | 15,4 | 188 | 1,066 | 4,53 |
| среднее по группе | 28,7 | 28,1 | – | – | – | – |
| общее среднее | 29,6 | 31,9 | – | – | – | – |
| НСР 05 | 2,13 | 2,32 | – | – | – | – |
* – Р < 0,05; (для коэффициента регрессии bi приведена значимость отклонения от единицы).
Наибольшей стабильностью по крупности зерна отличались Алтайская 60, Светланка, Новосибирская 29. Из них большую ценность по крупности зерна представляют Алтайская 60 и Светланка, которые формировали более крупное зерно, особенно в более жестких условиях, а также проявили повышенную гомеостатичность.
Урожайность. Все сорта более высокую продуктивность формировали в условиях учхоза «Пригородное». В каждом из экологических пунктов наиболее высокая урожайность отмечалась у сортов Алтайская степная (3,59 и 1,57 т/га) и Омская 28 (3,54 и 1,46 т/га). Повышенной урожайностью отличались также Светланка и Алтайская 60. Однако, в условиях учхоза «Пригородное» и Михайловского ГСУ эти сорта вели себя по-разному. Так, в условиях учхоза «Пригородное» среднеспелый сорт Алтайская степная и среднепозднеспелый сорт Омская 28 превысили уровень стандарта в своей группе спелости соответственно на 0,26 и 0,34 т/га. В условиях Михайловского ГСУ различия между сортами значительно сгладились, и превышение над стандартами составило в среднем лишь 0,18 и 0,12 т/га. Причем в наиболее неблагоприятный 2005 г. эти сорта формировали весьма низкую урожайность (0,20…0,25 т/га), уступая другим сортам.
Более низкой урожайностью в обоих пунктах характеризовались сорта среднеранней группы Новосибирская 15 (2,78 и 1,12 т/га) и Новосибирская 29 (2,76 и 1,26 т/га). Наряду с ними пониженный уровень продуктивности в условиях Михайловского ГСУ показали Алтайская 50 и Алтайская 98, а в условиях учхоза «Пригородное» – Алтайская 92 и Омская 32.
Сорт Алтайская 60 может быть отнесен к формам с повышенной экологической пластичностью. На графике «пластичность – стабильность» точка, соответствующая указанному сорту, расположена выше параболы, в зоне С (рис. 2). Большей стабильностью по продуктивности в опыте характеризовался сорт Новосибирская 29. Среднепластичные сорта Алтайская степная и Светланка проявили наиболее высокую гомеостатичность в опыте, что по совокупности адаптивных свойств и уровня формирования признака позволяет отнести их к более ценным формам. Высокий уровень гомеостаза по продуктивности отмечен также у Алтайской 100 и Памяти Азиева.
- Особенности адаптивных реакций сортов яровой пшеницы при размещении по разным предшественникам
При посеве по пару в условиях учхоза «Пригородное» содержание белка в зерне у всех изучаемых сортов яровой пшеницы в среднем было выше на 0,9% в абсолютном выражении (на 6,4% в относительном), чем при возделывании по яровой пшенице (табл. 2). Наибольший уровень признака по пару, так же как и по зерновым, формировали среднераннеспелые сорта группы Новосибирская 15 и Новосибирская 29. Несколько уступал им сорт Алтайская 92. Наибольшая абсолютная прибавка по содержанию белка при размещении по паровому предшественнику отмечена у Алтайской 60, Светланки, Омской 32, Алтайской степной.
Изучаемые сорта яровой пшеницы проявили разный характер адаптивных реакций в этих условиях. Более высокую гомеостатичность в опытах показали сорта Алтайская 92, Алтайская 325, Новосибирская 15, о чем свидетельствуют повышенные значения показателя Hom и более низкие – коэффициента вариации. Пониженной гомеостатичностью характеризовались Омская 28, Светланка, Алтайский простор, Алтайская степная, Омская 32, Памяти Азиева, Чернява 13. Большей стабильностью в формировании признака «содержание белка» в рассматриваемых условиях отличались сорта Алтайская 92 и Алтайская 325 (табл. 2). Повышенную отзывчивость на улучшение условий выращивания по признаку «содержание белка» проявили Омская 32 и Чернява 13.
Среди сортов, которые не отличались достоверно по характеру реакции на изменение условий среды от средней по опыту, т.е. проявили среднюю пластичность, можно отметить сорта среднеранней группы спелости Новосибирская 15 и Новосибирская 29, которые формировали высокий уровень признака во всем диапазоне условий среды. При более жестких условиях повышенный уровень признака формируют также Алтайская 92, Алтайская 325, Алтайская 60 и Алтайская 98.
Таблица 2 – Параметры адаптивности сортов яровой пшеницы по признаку «содержание белка», учхоз «Пригородное», 2003-2005 гг.
| Сорт | Среднее содержание белка, % | Коэффициент вариации, % | Показатель гомеостатич-ности, Hom | Параметры экологической пластичности | ||
| пар | зерновые | bi | s2di | |||
| Алтайская 98, ст. | 15,2 | 14,4 | 8,3 | 178 | 0,830 | 0,07 |
| Алтайская 92 | 15,7 | 14,9 | 7,4 | 208 | 0,749* | 0,09 |
| Алтайская 99 | 14,5 | 13,8 | 10,1 | 141 | 0,952 | 0,23 |
| Новосибирская 15 | 16,5 | 15,4 | 7,5 | 214 | 0,788 | 0,12 |
| Новосибирская 29 | 16,4 | 15,4 | 10,8 | 147 | 1,162 | 0,27 |
| Омская 32 | 15,0 | 13,7 | 13,4 | 107 | 1,338* | 0,10 |
| Памяти Азиева | 14,7 | 13,9 | 12,6 | 113 | 1,252 | 0,11 |
| Чернява 13 | 15,0 | 14,4 | 13,2 | 111 | 1,341* | 0,16 |
| Алтайская 100, ст. | 14,4 | 14,1 | 9,7 | 147 | 0,932 | 0,17 |
| Алтайская 50 | 14,3 | 13,7 | 8,0 | 175 | 0,734 | 0,18 |
| Алтайская 60 | 15,5 | 14,2 | 8,5 | 175 | 0,781 | 0,39 |
| Алтайская 325 | 15,4 | 14,7 | 7,2 | 209 | 0,709* | 0,04 |
| Алтайская степная | 14,4 | 13,1 | 12,8 | 107 | 1,217 | 0,08 |
| Саратовская 29 | 14,1 | 13,3 | 9,1 | 150 | 0,840 | 0,13 |
| Светланка | 14,0 | 12,7 | 12,6 | 106 | 1,098 | 0,49 |
| Алтайский простор, ст. | 13,5 | 12,3 | 11,9 | 108 | 1,064 | 0,02 |
| Омская 28 | 13,6 | 12,8 | 13,4 | 98 | 1,212 | 0,27 |
| Среднее | 14,8 | 13,9 | – | – | – | – |
| НСР0,05 | 0,66 | 0,59 | – | – | – | – |
* – Р < 0,05; (для коэффициента регрессии bi приведена значимость отклонения от единицы).
Как известно, основным показателем, характеризующим хозяйственную ценность сорта в конкретных условиях, является урожайность. В наших опытах у всех изучаемых сортов урожайность снижалась при размещении по зерновым в сравнении с паром. В среднем по всем сортам снижение составило 0,78 т/га. Более высокую урожайность по зерновым формировали сорта среднеспелой группы Алтайская степная, Алтайская 60, Алтайская 100 (2,72-2,74 т/га). Более низкая продуктивность наблюдалась у сортов среднеранней группы Алтайская 92, Новосибирская 29, Омская 32 (1,84-2,03 т/га). Наибольшее абсолютное снижение урожайности при размещении по зерновым отмечено у сортов Омская 28 (0,98 т/га), Чернява 13 (0,92 т/га).
Большей стабильностью в формировании признака «урожайность» при размещении по разному агрофону характеризовался сорт Новосибирская 15. Повышенную отзывчивость на улучшение условий выращивания проявили Омская 28 и Чернява 13. Сорт Омская 28 при более благоприятных условиях формирует наибольшую урожайность в данном наборе, несколько уступая только сорту Алтайская степная, показавшему среднюю пластичность.
Среди сортов, показавших среднюю пластичность в рассматриваемом опыте, наряду с сортом Алтайская степная, можно отметить Алтайскую 60. Он устойчиво формирует урожайность существенно выше средней по опыту как в жестких условиях, так и относительно благоприятных. У сорта Алтайская степная при относительно неблагоприятных условиях уровень признака снижается до среднего по опыту. В более жестких условиях повышенной продуктивностью отличаются Алтайская 100 и Светланка.
В наших опытах более высокую гомеостатичность проявили сорта Светланка, Алтайская 100. Пониженной гомеостатичностью характеризовались Алтайская 92, Алтайский простор, Чернява 13, Алтайская 98.
- оценка сортов яровой пшеницы по технологическим качествам зерна
В условиях степной зоны Предалтайской провинции при посеве по пару изучаемые сорта яровой мягкой пшеницы формировали зерно, качество которого по основной группе показателей соответствовало уровню сильной пшеницы. В условиях Михайловского ГСУ все сорта по натурной массе зерна и качеству клейковины соответствовали 1-му классу. По содержанию белка только 2 сорта (Новосибирская 29 и Новосибирская 15) превысили ограничительную норму 1-го класса, по содержанию сырой клейковины – 1 сорт (Новосибирская 29), по общей стекловидности – 1 сорт (Алтайский простор). По этой группе показателей основная группа сортов соответствовала 2-му классу. Исключение составил сорт Алтайская степная, который по содержанию белка и сырой клейковины оказался ниже уровня 2-го класса.
Высокобелковые сорта Новосибирская 15 и Новосибирская 29 характеризовались пониженными показателями крупности зерна, стекловидности (51,3-52,3%), натуры (767-787 г/л), выходом муки (69,4-69,5%). Они же проявили и более высокие хлебопекарные качества. При этом у сорта Новосибирская 29 выявлены пониженные (в сравнении с остальными сортами набора) физические свойства теста, определяемые на альвеографе, и, наоборот, одни из наиболее высоких, определяемых на фаринографе. У сорта Новосибирская 15 наблюдался средний уровень этих показателей.
В целом лучшее сочетание технологических свойств зерна в условиях Михайловского ГСУ можно отметить у сортов среднеранней группы спелости Алтайская 98, Новосибирская 15, Новосибирская 29, Алтайская 92, среднеспелых Алтайская 50, Алтайская 60, Алтайская 325.
В условиях учхоза «Пригородное» сорта относительно четко дифференцировались между собой по технологическим достоинствам зерна. Лучшее сочетание технологических свойств можно отметить у сортов среднеранней группы спелости Новосибирская 15, Новосибирская 29, Алтайская 92, среднеспелых Алтайская 50, Алтайская 60, Алтайская 325.
- биоэнергетическая и экономическая эффективность производства зерна яровой пшеницы
Оценка энергетической эффективности показала, что лучшими значениями соответствующих параметров в условиях умеренно засушливой и колочной степи характеризовались сорта среднеспелой группы Алтайская 60, Светланка, Алтайская степная и среднепоздний сорт Омская 28: коэффициент энергетической эффективности в среднем за три года составил 2,42-2,47. В условиях сухой степи на каштановых почвах выход энергии с урожаем оказался ниже, коэффициент энергетической эффективности изменялся от 1,56 до 1,95. С биоэнергетической точки зрения наиболее выделялся сорт Алтайская степная.
Более высокие экономические показатели производства зерна в условиях умеренно засушливой и колочной степи были у Алтайской 60, Алтайской 325, Алтайской степной (уровень рентабельности 127-141%). В условиях сухой степи Предалтайской провинции экономически выгоднее использование этих же сортов, а также сорта Омская 28 (уровень рентабельности 56-59%). Экономическая оценка показала целесообразность использования сортов яровой пшеницы, сочетающих повышенные уровни продуктивности и качества зерна, устойчиво реализующих свой адаптационный потенциал.
выводы
1. Изменчивость изучаемых признаков качества зерна и урожайности сортов яровой пшеницы при размещении по пару зависит от факторов среды и сортовых особенностей. Наибольший вклад в формирование массы 1000 зерен в каждом из экологических пунктов внесли условия года – 86-95%, доля сорта составила 3,7-9,9%. Урожайность определялась преимущественно условиями экологических пунктов (80,8%) и условиями года (18,5%). Содержание белка и содержание сырой клейковины в большей мере зависели от взаимодействия «условия пункта х условия года» (40-41%) и от условий года (37,1-38,3%).
2. Изменчивость признака «содержание белка» у сортов яровой пшеницы при размещении по пару была относительно невелика – коэффициент вариации находился в пределах от 7,4 до 12,0%. Повышенную пластичность по содержанию белка проявил сорт Алтайская степная, стабильностью отличался сорт Саратовская 29. Наиболее высокий уровень признака и в жестких, и благоприятных условиях формировали сорта Новосибирская 15 и Новосибирская 29, показавшие среднюю пластичность. Более высокой гомеостатичностью характеризовались Алтайская 325, Алтайская 92, Новосибирская 15.
3. Изучаемые сорта яровой мягкой пшеницы характеризовались в основном высоким содержанием сырой клейковины при посеве по пару при средней изменчивости показателя (коэффициент вариации составил 11,3…17,0%). Наиболее высокое содержание сырой клейковины было у среднераннеспелых сортов Новосибирская 29, Новосибирская 15, Алтайская 92.
Повышенной отзывчивостью на изменение условий произрастания характеризовался сорт Алтайская степная, стабильностью – Алтайская 100. Высокий гомеостаз по содержанию сырой клейковины в зерне проявили Алтайская 92 и Новосибирская 15, пониженный – Алтайская степная, Чернява 13, Омская 28, Омская 32.
4. При посеве по пару все сорта формировали высокую массу 1000 зерен (31,7…47,7 г) при сравнительно невысокой изменчивости (коэффициент вариации составил 6,2…11,8%). Более крупным зерном отличались Алтайская 325, Чернява 13, Алтайская 50, Алтайская степная.
Наибольшей стабильностью по крупности зерна отличались сорта Алтайская 60, Светланка, Новосибирская 29. Из них большую ценность по признаку «масса 1000 зерен» представляют Алтайская 60 и Светланка, которые формируют зерно крупнее, особенно в более жестких условиях, а также проявили повышенную гомеостатичность. Большей вариабельностью признака и пониженной гомеостатичностью характеризовались сорта Алтайский простор, Алтайская 92 и Чернява 13.
5. При размещении по пару коэффициент вариации по урожайности изменялся от 44,2 до 55,8%. Наиболее высокой продуктивностью отличались Алтайская степная и Омская 28, повышенную урожайность формировали также Светланка, Алтайская 60, Алтайская 100. Уступали по урожайности другим сортам Новосибирская 15, Новосибирская 29, Алтайская 92, отличающиеся повышенным качеством зерна.
Сорт Алтайская 60 показал повышенную пластичность по урожайности и может быть отнесен к формам интенсивного типа. Большей стабильностью отличались Новосибирская 29, Новосибирская 15 и Омская 32. Повышенной гомеостатичностью по продуктивности характеризовались Алтайская степная, Светланка, Омская 32, Памяти Азиева.
6. Посев по пару в сравнении с зерновым предшественником в условиях умеренно засушливой и колочной степи позволяет значительно повысить урожайность сортов яровой пшеницы (на 0,61…0,98 т/га) и содержание белка в зерне (на 0,3…1,3%). При посеве по разным предшественникам более высокую отзывчивость по урожайности на улучшение условий выращивания проявили сорта Омская 28 и Чернява 13, большей стабильностью в формировании признака характеризовалась Новосибирская 15. Повышенной гомеостатичностью отличались Светланка и Алтайская 100. Сильнее реагировали на изменение условий по признаку «содержание белка» Омская 32 и Чернява 13. Стабильностью отличались сорта Алтайская 92 и Алтайская 325. Они же наряду с Новосибирской 15 проявили более высокую гомеостатичность.
7. Большинство изучаемых сортов яровой пшеницы показали высокие технологические свойства зерна, в основном соответствующие уровню сильной пшеницы, при посеве по пару в условиях степной зоны Предалтайской провинции. По наиболее удачному сочетанию технологических достоинств зерна, проявившемуся в обоих экологических пунктах, можно выделить среднеспелые сорта Алтайская 60, Алтайская 325 и среднераннеспелые Новосибирская 15, Новосибирская 29, Алтайская 92, Алтайская 98.
8. Результаты сравнительной биоэнергетической и экономической оценки производства зерна по паровому предшественнику позволили выявить сорта, использование которых позволяет получить наибольший энергетический и экономический эффект в каждом из экологических пунктов. Наиболее высокими показателями экономической и энергетической эффективности производства зерна отличаются сорта среднеспелой группы спелости Алтайская 60, Алтайская 325, Алтайская степная.
предложения производству
Для производства зерна в условиях степной зоны Предалтайской провинции рекомендуются сорта яровой мягкой пшеницы, выделенные по показателям качества зерна (Алтайская 60, Алтайская 325, Новосибирская 15, Новосибирская 29, Алтайская 92, Алтайская 98), урожайности (Алтайская степная, Омская 28, Светланка, Алтайская 60, Алтайская 100) и их сочетанию (Алтайская 60, Алтайская 325), со специфической адаптивной приспособленностью к конкретным условиям.
список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Стрижова Ф.М. Пути повышения экологической устойчивости сортов яровой пшеницы / Ф.М. Стрижова, О.В. Малахова, Ю.Н. Титов / Современные проблемы возделывания сельскохозяйственных культур и пути повышения величины и качества урожая: сб. материалов / Международная науч.-практич. конференция. Барнаул: НП Азбука, 2006. – С. 133-135.
2. Стрижова Ф.М. Взаимосвязь параметров адаптивности яровой пшеницы / Ф.М. Стрижова, Ю.Н. Титов / В кн.: Современные проблемы адаптивного земледелия Сибири. – Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 2006. – С. 39-46.
3. Титов Ю.Н. Некоторые аспекты повышения адаптивности яровой пшеницы / Ю.Н. Титов, Ф.М. Стрижова / В сб.: Природные условия и культура Монголии и сопредельных территорий. – Горно-Алтайск, ГАГУ, 2007. – С. 25-31.
4. Титов Ю.Н. Формирование качества зерна яровой пшеницы в зависимости от предшественников / Ю.Н. Титов // Вестник Алтайского ГАУ. – 2007. – № 2. – С.11-15.
5. Стрижова Ф.М. Влияние предшественников на формирование качества зерна яровой пшеницы / Ф.М. Стрижова, Ю.Н. Титов // Сибирский вестник с.-х. науки. – 2007. – № 4. – С.37-40.
6. Титов Ю.Н. Влияние почвенно-климатических условий на реакцию сортов яровой пшеницы по содержанию белка / Ю.Н. Титов, Ф.М. Стрижова / Вестник Алтайского ГАУ. – 2007. – № 10 (36). – С. 28-34.
ЛР № 020648 от 16 декабря 1997 г.
Подписано в печать 09.10.2007 г. Формат 60х84/16. Бумага для множительных аппаратов.
Печать ризографная. Гарнитура «Times New Roman». Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 28
Издательство АГАУ
656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98
62-84-26
