Модель нового сорта твердой пшеницы для Южной лесостепи западной Сибири

Определенное значение придается и окраске листьев. Было обнаружено, что сорта с темно-зеленой  окраской, сильно пигментированные, успешнее противостоят весенним холодам и раннелетней засухе, чем формы со светло-зеленой (с желтоватым оттенком) окраской. Темно-зеленая окраска связана с густым опушением или восковым налетом. В то же время сорта со светло-зеленой окраской более устойчивы к высоким температурам в период налива и формирования зерна. Однако следует учитывать, что в условиях зоны такие температуры  характерны для первой половины вегетации. Поэтому здесь, безусловно, предпочтительнее формы с темно-зеленой окраской, с хорошим опушением и восковым налетом.

Желательно, чтобы колос был остистым. Скорость общего фотосинтеза в колосьях с остями была в два-три раза выше, чем в изогенных безостых линиях. Доля ассимилянтов, образующихся за счет фотосинтеза колосьев с остями, составляла 18—29%, а у безостых — 10. Ости развиваются позднее и дольше сохраняют фотосинтетическую активность.

 В условиях региона, особенно в степи, ценность представляет красная окраска зерна, что связано с более продолжительным периодом послеуборочного дозревания, устойчивостью к прорастанию на корню и в валках. Желательная форма зерна — близкая к шаровидной, овально-округлой, боченковидной. Оно должно быть с неглубокой бороздкой.

Исследования корневой системы пшеницы применительно  к селекции направлены в первую очередь на повышение числа, мощности развития и темпов появления различных типов корней. Причем большинство авторов, проводивших исследования в зоне с засушливым весенне-летним периодом, уделяют основное внимание развитию первичных, в частности зародышевых, корней [5].

Это связано  с тем, что в засушливой зоне значение зародышевых корней особенно велико, и их развитие иногда определяет дальнейший рост и закладку узловых корней, а также и всего растения. Практически все селекционеры, работающие в условиях засушливого климата, отмечают важность таких морфологических признаков, как опушение листа, восковой налет, холодостойкость всходов, их высокая выживаемость, хорошо развитый и продолжительно функционирующий флаговый лист, хорошие физиологические свойства, обеспечивающие благоприятный режим растениям в условиях засухи, высокое качество зерна, устойчивость к болезням и вредителям [3].

Особое значение имеет  мощно развитая, быстро и глубоко уходящая в почву корневая система, обладающая высокой физиологической активностью. Все особенности корневой системы, обеспечивающие достаточную засухоустойчивость, у данного сорта должны быть представлены в максимальном выражении. Это, прежде всего, возможно большее число зародышевых корней (растения 5—6-корешковые), хорошее развитие и быстрое проникновение их вглубь, раннее образование вторичных корней (не менее 6—8 шт.), более глубокая закладка узла кущения, очень умеренное синхронное кущение.

Сорт  должен быть устойчивым к прорастанию на корню и в  валках, т. к. в Западной Сибири часто  в осенний период выпадает много  дождей и нет возможности провести уборку в сухую погоду. Из-за прорастания на корню и в валках ежегодно теряется от 30 до 50% урожая. Сорт, имеющий длительный период послеуборочного дозревания, не будет прорастать на корню, следовательно, новый сорт должен иметь длительный период послеуборочного дозревания.

 Высокая устойчивость к осыпанию сорта интенсивного типа с крупным зерном может быть обусловлена, прежде всего, большей плотностью колоса, хорошо развитыми колосковыми и цветочными чешуями, плотно прикрывающими зерновки. Прочнее удерживается зерно колосковыми чешуями, широкими в основании (в месте прикрепления к стержню колоса), с резко выраженным килем и жилкованием [7].

 

 

1.2.3. Основные биологические  особенности

Новый сорт имеет климатически выносливый агробиотип, т. к. он пригоден для выращивания в неблагоприятных климатических условиях, т. е. в засушливых условиях. 

Следует отметить, что в южной лесостепи Западной Сибири засухи встречаются не только раннелетние, т. е. типичные для зоны. В отдельные годы они могут быть весьма длительными (вероятность 12—14% лет), распространяясь и на середину вегетации (до начала июля). Посевы в этом случае попадают под засуху не только в начале вегетации — до выхода в трубку, но и после, до колошения, цветения. Возможны также случаи (встречаемость их примерно такая же), когда засуха в зоне проявляется не в первой, а во второй половине вегетации, в период налива зерна (июль – начало августа).

Таким образом, желательно, чтобы новый сорт обладал высокой  устойчивостью к засухе во всем онтогенезе. Однако в настоящее время пока нет возможности создать одинаково засухоустойчивый сорт во все периоды вегетации. Рекомендуется ориентироваться на селекцию сортов, приспособленных к преобладающему в данном районе типу засухи. Учитывая возможность длительной засухи, селекция в зоне должна ставить задачу создания климатически устойчивого сорта, способного хорошо переносить раннелетнюю засуху и хотя бы не снижать резко урожайность при наступлении ее в более поздние фазы развития. Поэтому сорт должен обладать комплексом морфофизиологических признаков и свойств, обусловливающих общую повышенную засухоустойчивость.

Имеют значение для устойчивости к засухе и другие признаки и свойства. У нового сорта также должна быть хорошо выражена холодостойкость. В начале вегетации всходы пшеницы в зоне часто подвергаются воздействию пониженных температур, нередко и возвратных заморозков[9].

Одной из серьёзных причин, ведущих к потерям урожая, является поражение растений болезнями и вредителями. В годы сильного распространения возбудителей болезней и вредителей растений (ржавчины, мучнистой росы, шведской, гессенской мух и др.) уменьшается ассимиляционная поверхность листьев, что ведёт к снижению урожая семян.

 В Западной Сибири наибольшие потери урожая наблюдаются в годы эпифитотий бурой ржавчины (благоприятные годы). Поражение растений бурой ржавчиной ухудшает условия налива зерна, снижает массу 1000 зёрен и содержание белка. Среднее многолетнее снижение урожая пшеницы от этой болезни составляет около 3 ц/га, в годы эпифитотий 9 ц/га.

Мучнистая роса, вызывает ухудшение налива, уменьшение толщины и длины зерновки, снижает устойчивость к засухе, ускоряет отмирание листьев. Поэтому наибольший вред болезнь наносит в засушливые годы.

Шведская муха и полосатая  хлебная блошка вредят в начале вегетации до кущения, вызывая гибель молодых растений. Меньше повреждаются, особенно шведской мухой, сорта с ускоренным начальным развитием, раньше и обильнее кустящиеся.

В отдельные годы в  степной зоне посевам вредит серая зерновая совка. Больше повреждаются скороспелые сорта, фаза колошения которых чаще совпадает с периодом яйцекладки вредителя. Позднеспелые сорта повреждаются меньше, поскольку у них короче период налива зерна[3].

В борьбе с потерями урожая от болезней и вредителей самым эффективным и экономически наиболее выгодным путём является создание устойчивых к ним сортов.

Новый сорт, будучи климатически выносливым, не может быть иммунным, но он должен уходить от поражения за счет более длинного периода вегетации. 

1.2.4. Урожайность

Для формирования высокого урожая растение должно иметь хорошо развитую систему с высокой поглотительной способностью, достаточно большую, продолжительно и эффективно работающую листовую поверхность, активные проводящие системы и системы общего метаболизма, биологически целесообразные темпы и типы роста и развития, крупные зерновки, способные вместить максимальное количество поступающих запасных органических веществ. Конечный результат сложного взаимодействия всех признаков и свойств пшеничного растения между собой и с многочисленными факторами внешней среды находит выражение в определенном уровне урожайности сорта [3].

Урожайность – интегральный признак. В конечном итоге она  определяется числом продуктивных стеблей на единице площади и продуктивностью колоса. Основным условием образования оптимального числа колосьев в высокопродуктивном посеве является определенное число растений на единице площади, которое зависит от принятых в зоне норм высева, полевой всхожести семян и выживаемости растений в период вегетации. На полевую всхожесть влияют факторы, среди которых наибольшее значение имеют качество посевного материала, устойчивость к патогенным микроорганизмам и условия среды. Различия между сортами по данному признаку довольно существенны и могут достигать 30%. Создаваемые сорта должны обладать стабильно высокой полевой всхожестью семян. При равном числе взошедших растений сорта озимой пшеницы могут иметь неодинаковое количество их перед уборкой. Последнее определяется взаимоотношениями растений в посеве, т. е. конкуренцией их за питательные вещества, влагу, свет, площадь питания, а также зависит от степени устойчивости сорта к поражению болезнями, вредителями и к неблагоприятным погодным условиям (особенно к перезимовке). Селекция на высокую зимостойкость, а также соответствующая агротехника  и оптимальное обеспечение питательными веществами создают условия для нормального развития растений [ 3 ].

Важным свойством высокопродуктивного  сорта является его способность  к кущению, которое играет роль естественного  регулятора густоты продуктивного стеблестоя. Оно обуславливает частичное нивелирование ущерба от неблагоприятной погоды, развития патогенных организмов и агротехнических ошибок в течение вегетационного периода. Кущение сорта желательно не только раннее, но и дружное (синхронное). При этом необходимо стремиться к отбору форм, отличающихся равномерным развитием главного и бокового побегов, так как растения с поздним подгоном дают невыравненное по влажности зерно, что осложняет технологический процесс его уборки, сушки и подработки. 5].

Наряду с созданием  оптимальной густоты продуктивного  стеблестоя в селекции на высокую  продуктивность особое внимание следует  уделять созданию сортов с высокопродуктивным колосом. Данный показатель является производным  двух величин: озерненности и массы 1000 зерен. В свою очередь число зерен в колосе слагается из числа развитых колосков в нем и степени их озерненности.

Сравним новый, запроектированный сорт и стандарт – Жемчужина Сибири по основным элементам структуры урожая (Таблица 1).

Таблица 1 – Сравнение  структуры урожая нового сорта и  стандарта

 

Признак	Стандарт Омская 35	Новый сорт
Густота продуктивного  стеблестоя, шт/м2	600,8	613,7
Продуктивная кустистость, шт	1,7	1,7
Густота стояния растений, шт/м2	353,4	361
Число колосков в колосе, шт.	15	15
Число зерен в колоске, шт.	2,3	2,3
Масса 1000 зерен, г.	42,5	45
Урожайность, т/га	5,4	6,3

Сорт стандарт Жемчужина Сибири:

ГСР = ГВ*ГСРСР/100 = 380*93/100=353,4

ГСР – густота стояния растений, шт/м² ;ГВ - густота всходов; СР – сохраняемость растений к уборке (у стандарта 93%, у модельного 93%)

ГВ = (Кв*100)*ПВ/100=(4,0*100)*95/100=380 шт,м²

ГВ –густота всходов; Кв – коэффициент высева (4,0); ПВ –  полевая всхожесть (95 % по госту).

МЗК= М₁₀₀₀ *ЧЗК=42,5*2,3 = 97,75

МЗК – масса зерна колоса, г.; М₁₀₀₀ –масса 1000 зерен; ЧЗК – число зерен колоса (2,3) - (состоит из числа колосков в колосе и числа зерен в колоске).

ГПС =  ГСР*ПК=353,4*1,7=600,8

ГПС – густота продуктивного  стеблестоя шт/м²;  ГСР – густота стояния растений шт/м²; ПК – продуктивная кустистость, шт. (1,7).

У=ГПС*МЗК=600,8*97,75/100=5,4 т/га

У – урожайность, т/га; ГПС – густота продуктивного  стеблестоя шт/м²; МЗК – масса зерна колоса, г.

Новый сорт:

ГСР=380*95/100=361 густота стояния  растений, шт/м²

МЗК=45*2,3=103,5 масса зерна колоса, г.

ГПС=361*1,7=613,7 густота продуктивного  стеблестоя шт/м² 

У=613,7*103,5/100=6,5 урожайность, т/га

Исходя из таблицы 1, можно сделать вывод, что новый сорт урожайнее старого на 0,9 т/га.

1.2.5. Качество  продукции

 

Качество зерна –  довольно широкое понятие, которое включает в себя комплекс хозяйственных признаков и свойств, определяющих пищевую и питательную ценность зерна, а также его пригодность для технологического использования [10].

Условия зоны (степь) позволяют  новому сорту формировать зерно  высокого качества.

Желательно чтобы цвет зерна пшеницы нового сорта был  красным. В принципе мукомольные  и хлебопекарные качества не сопряжены  с этим признаком. Однако исследования последних лет свидетельствуют о том, что краснозерная пшеница имеет определенные преимущества по сравнению с белозерной, так как оказывает нормализующее действие на содержание холестерина в крови.  Кроме того, красное зерно обладает устойчивостью к прорастанию на корню и в валках за счет более длинного периода послеуборочного дозревания [10].

По форме зерно нового сорта  должно быть округлым или овально-удлиненным, так как при такой форме  зерновки увеличивается выход муки, за счет снижения выхода оболочек.

Натура – масса зерна в определенном объеме. В условиях нашей зоны она должна быть не менее 750 г/л.  Натура характеризует товарный вид зерна и в основном влияет на выход муки. Чем выше натура, тем выше выход муки [9].

Стекловидность зерна  является косвенным показателем его белковости  и обуславливается консистенцией эндосперма. Эндосперм может быть мучнистым. Где отдельные крахмальные зерна обособлены, на поперечном срезе такой эндосперм имеет белую окраску, крахмальные зерна слабо связаны друг с другом. В стекловидном эндосперме крахмальные зерна прочно склеены между собою белковыми и другими веществами, поэтому эндосперм представляет собой монолитную роговидную массу. Чем больше белка, тем прочнее связаны между собой крахмальные зерна. На срезе эндосперм имеет прочную стекловидную поверхность. Следовательно, чем выше стекловидность зерна, тем больше в нем белка и тем лучше его качество. Для нового сорта мягкой яровой пшеницы стекловидность должна составлять 60 – 70%.