Модель нового сорта твердой пшеницы для Южной лесостепи западной Сибири

Важнейшим показателем  качества зерна является содержание белка. У нового сорта содержание белка должно составлять не менее 15 – 16%.

Клейковиной называют плотную  резиноподобную массу, остающуюся после  удаления из теста путем отмывания  водорастворимых веществ, крахмала и клетчатки. Клейковина – это  белковые вещества мучнистой части эндосперма. В степной зоне содержание клейковины у нового сорта должно составлять не менее 24 – 26%.  Однако этот показатель мало пригоден для оценки свойств генотипа, так как методика имеет большую случайную ошибку, а сам признак сильно варьирует под влиянием условий выращивания. В селекционной практике важно определять качество клейковины. С этой целью используются различные методы, но наибольшее распространение получили определение набухаемости клейковины в растворах слабых кислот или оценка качества клейковины на приборе ИДК-1. Для того чтобы зерно нового сорта было высококачественным необходимо добиваться чтобы показатель ИДК был в пределах 45 - 75 ед., т. е. соответствовал первой группе [10].

В настоящее время  учеными разработаны косвенные методы, с помощью которых можно производить оценку качеств зерна, муки и теста. Наибольшее распространение получил альвеограф Шопена и фаринограф Брабендера. Этими приборами можно быстро по физическим свойствам теста определить хлебопекарные качества зерна, в том числе его силу. На альвеографе по растяжению блинка определяется удельная работа деформации теста в джоулях, которую принято называть силой теста (муки, зерна). При раздувании блинчика вычерчивается альвеограмма, определяющая силу зерна. Для нового сорта сила муки на альвеографе должна составлять 400[11].

Для оценки физических свойств  теста имеет значение показатель отношения упругости (Р) к растяжимости (L) теста – Р/L. Для сильной пшеницы это отношение колеблется от 0,8 до 2,0 и более, а т. к. наш новый сорт относится к сильным пшеницам, то это отношение также должно находиться в этих пределах.

На фаринографе характеризуются  также физические свойства теста, но не по удельной работе, а по усилению, которое требуется для замеса теста из той или иной муки. Для нового сорта разжижение теста по фаринографу должно быть не более 80 [9].

Для выявления "силы" пшеницы (точнее муки из нее) рекомендуется  опытная выпечка. По объемному выходу хлебцев, выпеченных в формах, а также  по формоустойчивости булочки, выпеченной на поду, судят о хлебопекарных достоинствах  сорта.

1.2.6. Коэффициент  хозяйственной эффективности фотосинтеза  (К_хоз)

 

Повышение К_хоз – один из главных резервов селекции на ближайшую перспективу. Пути увеличения выхода зерна в урожае могут быть  весьма различны по внутренней физиологической природе.  К_хоз связан с развитием признаков, обеспечивающих накопление биомассы в период налива зерна: увеличением размера верхних листьев, продолжительности их жизни, возрастанием доли ФП растений, приходящиеся на период налива зерна. Никакой коренной ломки сложившихся ростовых процессов при этом не происходит. Возможности дальнейшего прогресса в развитии этих признаков, по-видимому, еще есть, но трудно на этой основе ожидать значительного роста  К_хоз, поскольку потенциальная продуктивность колоса, характеризуемая, например, его "стартовой массой"  перед началом налива, здесь не повышается или повышается очень медленно [ 4 ].

Второй путь повышения  К_хоз, связанный с увеличением функций роста колоса за счет снижения функций  роста стебля, реализуется при селекции на короткостебельность. "Стартовая масса" колоса резко возрастает, и, если потенции его хорошо реализуются, выход зерна оказывается значительно более высоким, чем у высокорослых сортов. для посевов, хорошо обеспеченных влагой и элементами питания, это путь перспективный, хотя в конечном счете и в этом случае рост отношений массы колоса к массе всего побега и особенно к   массе листьев возможен до какого-то предела, если одновременно не будет повышаться фотосинтетическая активность листьев.

Третья возможность  повышения К_хоз связана с более полным оттоком веществ из соломины и листьев в период налива зерна. Но и здесь приходится считаться с отмеченным выше противоречием между фотосинтезом и реутилизацией. Обычно реутилизация усиливается тогда, когда в ней есть необходимость, то есть при недостаточности  фонда ассимилянтов в период налива. Чем устойчивее сорт, тем меньше он снижает интенсивность фотосинтеза при засухе и меньше нуждается в реутилизации. Это означает, что вести отбор форм, характеризующихся более полным оттоком веществ из соломины и листьев в зерно, в данных условиях было бы неправильно. Прежде всего нужно ориентироваться на высокий уровень чистого прироста биомассы в период налива, то есть на высокий уровень фотосинтеза. Лишь при  равных величинах относительного прироста биомассы можно обращать внимание  и на степень оттока веществ в первую очередь из соломины, то есть рассматривать реутилизацию лишь как дополнительный резерв, но ни в коем случае не как подмену фотосинтеза.

Может быть, наиболее рациональным путем повышения К_хоз будет в перспективе сочетание селекционных и агротехнических мер, а именно: культивирование сортов с приемами ускорения оттока веществ из вегетативных органов в зерно с помощью физиологически активных веществ непосредственно перед уборкой [4].

 

2. Генетическая обусловленность  основных признаков и свойств

Наиболее существенные различия по скорости развития пшеницы затрагивают в основном период от всходов до колошения. Продолжительность этого периода контролируется генами яровизации Vrn1-5 (обеспечивают 70-75% генетической изменчивости скорости развития у пшеницы) и реакции на фотопериод Ppd1-3 (20-25%). Нечувствительность к фотопериоду (гены Ppd 1-3) является доминирующим признаком. Около 5% приходится на скороспелость как таковую («истинную скороспелость»). Имеется возможность сокращения длины вегетационного периода у сортов яровой пшеницы за счёт различий генетических эффектов локусов Vrn 1-3, Ppd 1-3 и скороспелости как таковой. Умелое сочетание в генотипе эффектов указанных локусов позволит создать сорта с оптимальной для зоны длиной вегетационного периода[12].

По генетической обусловленности засухоустойчивость – это полигенный признак, поскольку трудно проследить расщепление. W. Dedio (1975), и T. Williams и др. (1962) отмечают, что у пшеницы засухоустойчивость контролируется двумя доминантными генами (по В.Ф. Дорофееву, 1986). У гибридов Эритроспермум 841 с Кометой доминировала высокая водоудерживающая способность над низкой. Засуха стимулирует экспрессию неаддитивных генов, контролирующих признаки продуктивности растений.

 Источниками высокой  засухоустойчивости могут служить  сорта Поволжья – Саратовская 29, Саратовская 36, Кинельская 30 и др.; Средней Азии, особенно местные сорта-двуручки – Сурхак Юбилейный, Красная Звезда, Кзыл Шарк и др.; степные сорта Северного Казахстана – Целинные 20, 21, 26 и 60, отличающиеся продуктивностью, засухоустойчивостью и солонцеустойчивостью высокими показателями качества зерна.

Возможность селекционного  улучшения солонцеустойчивости  подтверждается наличием существенных сортовых различий по ряду физиологических и морфологических признаков и свойств, определяющих приспособленность к неблагоприятным факторам солонцовых почв[12].

Наибольшая вероятность  отбора солеустойчивых генотипов возможна из зон и стран аридного климата, имеющих давнюю историю возделывания на засолённых почвах (Средняя Азия, Ближний Восток), а также среди  сортообразцов североказахстанской и западносибирской селекции. Выявлены сорта, которые могут служить основой для селекции на солонцеустойчивость – Барнаульская 32, Мильтурум 553, Целинная 20, Омская 11, Саратовская 29, карталинская пшеница (К-41370) и др. Инорайонный материал используется, как правило, в качестве доноров отдельных хозяйственно-ценных признаков.

Солонцеустойчивые сорта создают путём внутривидовой и отдалённой гибридизации и целенаправленного отбора. Получение интрогрессивных форм (включения генов одного вида в генный комплекс другого) – один из перспективных путей создания солонцеустойчивых генотипов. В целях создания оригинальных форм яровой пшеницы с высокой солонцеустойчивостью в гибридизацию с пшеницей привлекается ломкоколосник ситниковый, характеризующийся повышенной соле- и солонцеустойчивостью. С целью преодоления нескрещиваемости применяются посредники – гибриды пшеницы с однозернянкой и двузернянкой[12].

Из других методов  селекции наиболее отработан метод  культуры тканей. В условиях культуры тканей может быть смоделировано засоление, физиологическая сухость, токсичное действие солей. Отбор клеток, устойчивых к стрессовым факторам проводят на селективных средах с повышенной концентрацией солей и осмотической активностью.

Устойчивые к солонцовым почвам сорта могут быть получены и путём внутривидовой гибридизации в сочетании с целенаправленным отбором на двух фонах - нейтральном и засолённом.

 Одним из наиболее  эффективных методов селекции  на устойчивость к болезням  и вредителям является внутривидовая гибридизация. Наиболее продуктивным является сочетание отбора на инфекционном фоне и целенаправленных скрещиваний, где в качестве одной из родительских форм используют рекомендованные источники и доноры болезнеустойчивости.

В результате опытов по гибридизации было установлено, что аллели устойчивости, как правило, доминируют над аллелями восприимчивости, и устойчивость наследуется по простым менделевским правилам. Система полигенов (набор множественных генов), формирующих общую защитно-восстановительную систему организма, обычно наследуется промежуточно. Иногда наследование устойчивости осуществляется по типу эпистаза, комплементации, отмечается наличие сцепления генов.

Например, факторы устойчивости пшеницы к бурой ржавчине обозначаются Lr. К настоящему времени идентифицировано (более 23 генов) устойчивости к бурой ржавчине у пшеницы. Выявлены случаи монофакторного и дифакторного наследования устойчивости. В ряде случаев невосприимчивость к ржавчине находится под контролем более шести генетических факторов. Иногда отмечается промежуточное или рецессивное наследование этого признака[12].

 

3. Общая характеристика модели  нового сорта

 

Приведем полную характеристику нового сорта по основным признаками свойствам в сравнении со стандартом (Таблица 2).

 

Таблица 2 – Характеристика нового сорта в сравнении со стандартом

 

Признак и свойства	Стандарт Омская 35	Новый сорт
Урожайность и ее структура
Густота продуктивного  стеблестоя, шт/м2	600,8	613,7
Масса зерна колоса, г.	97,75	103,5
Коэффициент высева, млн/га	4,0	4,0
Продуктивная кустистость, шт.	1,7	1,7
Густота всходов	380	380
Сохраняемость растений, %	93	95
Полевая всхожесть, %	95	95
Густота стояния растений, шт/м2	353,4	353,4
Число колосков в колосе	15	15
Число зерен в колоске	2,3	2,3
Масса 1000 зерен, г.	42,5	45
Урожайность, т/га	5,4	6,3
2. Качество зерна
Натура зерна, г/л	750	760
Цвет зерна	красное	красное
Форма зерна	овальное	овальное
Стекловидность, %	60-70	60-70
Содержание белка, %	15-16	15-16
Сила муки на альвеографе, е. а.	45-60	45-75
Фаринограмма, разжижение, е. ф.	80	не более 80
Объемный выход при  выпечке хлеба	750-800	800
3. Вегетационный период
Вегетационный период (всходы – восковая  спелость, сут.)	80-82	85
Продолжительность периода  от Всходов до кущения, сут.	12-14	12-14
Продолжительность периода  от кущения до выхода в трубку, сут	16-18	23-25
Продолжительность периода  от всходов до колошения, сут.	42-44	47-53
Продолжительность периода  от колошения до восковой спелости, сут.	36-38	36-38
4. Морфологические и  физиологические особенности растения
Опушенность листовой пластинки	высокая	высокая
Энергия роста первых листьев	высокая	высокая
Высота растения, см	70-90	70-90
Форма колоса	призматическая	призматическая
Выполненность зерна	высокая	высокая
Выравненность зерна	высокая	высокая
5. Устойчивость к неблагоприятным климатическим и физическим неклиматическим факторам
Солонцеустойчивость	средняя	высокая
Устойчивость к почвенной  засухе	высокая	высокая
Устойчивость к атмосферной  засухе	высокая	высокая
6. Устойчивость к болезням  и выносливость к повреждению насекомыми
Шведская муха	средняя	средняя
Мучнистая роса	средняя	средняя
Бурая ржавчина	средняя	средняя
7. Устойчивость к механическим  потерям зерна
Устойчивость к полеганию  стебля	высокая	высокая
Устойчивость к осыпанию зерна	высокая	высокая
Устойчивость к прорастанию зерна на корню и в валках	высокая	высокая

 

По массе зерна колоса новый сорт превосходит стандарт на 0,9 т/га. Сохраняемость растений нового сорта составляет 95%, обусловлено  тем что он устойчив к пыльным  бурям, ранневесенней засухе, хлебной полосатой блошке. Масса 1000 зерен у нового сорта превосходит стандарт на 2,5 грамма. По урожайности новый сорт дает прибавку 0,9 т/га в сравнении со стандартом. Качество зерна у него также высокое. Вегетационный период 85 суток, у стандарта 80-82 дня. По морфологическим и физиологическим особенностям, устойчивости к болезням и вредителям и устойчивости к механическим потерям такой как стандарт.

 

 

4. Экономическая эффективность  выращивания нового сорта

Как всякое производство селекция пшеницы подчиняется экономическим законам и служит достижению экономических целей. Одна из главных экономических целей это получение прибыли от возделывания данного сорта. Для того чтобы сорт был прибыльным выручка от реализации продукции должна превосходить материально денежные затраты при его возделывании. Однако, сорт, прибыльность которого меньше чем у других сортов не будет конкурентоспособным. Для определения конкурентоспособности сорта в нашей стране существует система государственного сортоиспытания, где по специальным методикам определяется целесообразность внедрения и возделывания нового сорта [13].

Определяющим при внедрении  нового сорта является группа экономических  показателей, характеризующая новые  сорта по сравнению с давно  зарегистрированными и возделываемыми сортами. Для повышения эффективности отбора возможно применение этих показателей для сравнения селекционных номеров со стандартом уже на этапе контрольного питомника. Сравнение нового сорта со стандартом приведено в таблице 3.

 

Таблица 3 – Экономическая эффективность выращивания нового сорта

 

Показатель	Стандарт Омская 35	Новый сорт
Урожайность с 1 га, ц (в  производственных условиях)	28,5	36
Прибавка урожайности, ц	-	7,5
Материально-денежные затраты  на 1 га, руб.	2300	2350
Производственная себестоимость 1 ц зерна, руб.	97,9	75,8
Реализационная цена 1 ц зерна, руб.	250	250
Стоимость продукции  с 1 га, тыс. руб.	5875	7750
Полная себестоимость 1 ц зерна, руб.	117,5	90,9
Чистый доход на 1 га,  руб.	3575	5400
Прибыль на 1 ц зерна, руб.	132,5	159,1
Окупаемость производственных затрат, руб.	-	-
Уровень рентабельности, %	112,8	175
Экономический эффект с 1 га, руб.	-	1818,35