Kazan', Russian Federation
Russian Federation
Increasing the yield and quality of the obtained grain of spring soft wheat on gray forest soils remains relevant. The purpose of the study is to identify the most productive variety of spring wheat of the KWS company in the conditions of gray forest soils of the Ancestral region of the Republic of Tatarstan. Field experiments and laboratory studies were conducted in 2020-2021 on gray forest soils by Agrobiotechnopark LLC at the Kazan State Agrarian University. Agrochemical indicators of the soil were as follows: humus content of more than 3.0%, mobile phosphorus (more than 250 mg/ kg according to Kirsanov), exchangeable potassium (121-170 mg/kg). The reaction of the soil medium is pH 6.6. The dry mass of roots and stems at the end of the tillering phase in the varieties KWS Torridon, KWS Aquilon, KWS Buran were significantly greater than in the variety Ulyanovsk 105, and the development and spread of root rot in the variety Ulyanovsk 105 is slightly higher than in the varieties KWS. In 2020, an increase in the number of productive stems was observed in the KWS Torridon variety to 584 pieces/m2, in the KWS Aquilon variety to 606 pieces /m2, in the KWS Buran variety to 591, while in the Ulyanovsk 105 variety only 480 pieces/ m2. The number of grains in the ear and the weight of grain from 1 ear in the KWS varieties were formed more than in the Ulyanovsk 105 variety, which subsequently contributed to obtaining significant yields from them. In the normally wet 2020, the KWS Torridon variety provided 1.0 t/ha of increase compared to the Ulyanovsk 105 variety, the KWS Aquilon variety – 1.39 t/ha, the KWS Buran variety – 1.43 t/ha, but the quality of the resulting grain did not meet the standard value of Class 3.
spring wheat, varieties, yield, crop structure, germination, plant preservation
Введение. Посевные площади яровой пшеницы в Республике Татарстан за последние пять лет занимали 374-494 тысяч гектаров со средней урожайностью 2,19-3,31 т/га и повышение её продуктивности одна из основных задач сельскохозяйственных товаропроизводителей [1]. Для решения этой задачи очень важно работать над сохранением и повышением плодородия почв для этой культуры [2]. Для сохранения положительной динамики в производстве зерна яровой пшеницы также необходимо продолжить изучение возможностей использования новых и перспективных сортов различной селекции [3]. Многие включенные в реестр в нашей республике сорта яровой пшеницы выведены с использованием сортообразцов различных экотипов. Такой подход оправдан тем, что агроклиматические условия Предволжья, Предкамья, Западного и Восточного Закамья, где выращивают эту культуру, отличаются. Поэтому изучение и адаптация новых высокопродуктивных сортов различных экотипов очень важно для условий Республики Татарстан [4]. Оценка коллекций яровой мягкой пшеницы по урожайности проводятся как в условиях Центрального района Нечерноземной зоны, так и в других регионах Российской Федерации [5]. Исследования сортообразцов проводятся не только по урожайности, но и по скороспелости, устойчивости к полеганию и болезням [6]. Известно, что урожайность любой культуры зависит от взаимодействия многих факторов: генотипа растения, устойчивости к различным болезням, качества семенного материала, почвенно-климатических условий, приемов возделывания [7, 9, 11]. Поэтому, необходимо разработать адаптивную систему защиты растений с выбором прогрессивных технологий и сортов с учетом агроклиматических условий региона [8].
Цель исследования – сравнение и выявление наиболее продуктивного сорта яровой пшеницы компании КВС в почвенно-климатических условиях Предкамья Республики Татарстан.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2020-2021 гг. на базе ООО «Агробиотехнопарк» при ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ». Полевые опыты проводились на типичных серых лесных почвах с содержанием в пахотном слое гумуса более 3,0%, подвижного фосфора очень высокое (более 250 мг/кг по Кирсанову), обменного калия повышенное (121-170 мг/кг). Реакция почвенной среды была близка к нейтральной (рН 6,6). Характеристику погодных условий в годы проведения исследований давали на основании данных метеорологической станции в Лаишевском районе Республики Татарстан. Метеорологические условия в 2020 году были благоприятными для роста и развития яровой пшеницы (рис. 1). Условия 2021 года из-за высоких температур и незначительных осадков в мае, июне негативно отразились на продуктивности яровой пшеницы (рис. 2).
Схема опыта: 1. Сорт яровой пшеницы отечественной селекции Ульяновский 105 нормой высева 6 млн. всхожих семян на гектар; 2. сорт КВС Торридон нормой высева 5 млн. всхожих семян на гектар; 3. сорт КВС Аквилон нормой высева 5 млн. всхожих семян на гектар; 4. сорт КВС Буран нормой высева 5 млн. всхожих семян на гектар. Полевые опыты закладывались в четырехкратной повторности, делянки размещали последовательно, общая площадь делянок – 30 м2, учетная – по 25 м2. Предшественник – озимая пшеница, основная обработка почвы заключалась в проведении лущения стерни на 6-8 см и вспашке плугом на 24-26 см. Уход за посевами проводили в соответствии с требованиями технологии возделывания яровой мягкой пшеницы. В ходе выполнения исследований проведены наблюдения, учеты и анализы в соответствии с общепринятыми методиками и методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Уборку осуществляли в фазе полной спелости зерна комбайном САМПО-500. Статистическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [10].
Результаты и обсуждение. На опытах были определены биометрические показатели проростков и корней, развитие и распространение корневых гнилей.
Рисунок 1. Метеорологические условия в период вегетации яровой пшеницы за 2020 год
Рисунок 2. Метеорологические условия в период вегетации яровой пшеницы за 2021 год
Анализ накопления сухой массы растений и распространение корневых гнилей выявил следующее. В 2020 году сухая масса корней и стебля в конце фазы кущения у сортов КВС Торридон, КВС Аквилон, КВС Буран были значительно больше, чем у сорта Ульяновская 105, а развитие и распространение корневых гнилей на сорте Ульяновская 105 чуть выше, чем у сортов КВС (рис. 3). В 2021 году отличие сортов КВС по нарастанию корней и стебля сравнительно с сортом Ульяновская 105 аналогична, а по развитию и распространению корневых гнилей существенных отличий не наблюдали (рис. 4).
Рисунок 3 – Сухая масса растений (стебля, корней) яровой пшеницы и поражение корневыми гнилями в конце фазы кущения, 2020 г.
Рисунок 4 – Сухая масса растений (стебля, корней) яровой пшеницы и поражение корневыми гнилями в конце фазы кущения, 2021 г.
Показателями уровня фотосинтетической деятельности является интенсивность накопления сухого вещества, что связано с величиной листовой поверхности и продуктивностью её работы. В 2020 году в фазе колошения средняя площадь листьев у сорта КВС Торридон на 9,9% больше, чем у сорта Ульяновская 105, у сорта КВС Аквилон больше на 9,4% и у сорта КВС Буран на 11%. Сухая масса 1 растения (корней, стебля) также превышали показателей сорта Ульяновская 105 у КВС Торридон на 4,6 и 4,8%, у сорта КВС Аквилон на 6,3 и 5,6%, у сорта КВС Буран на 3,4 и 5,2% (рис. 5). В 2021 засушливом году накопление сухой массы корней у сорта КВС Торридон на 3,8% больше, чем у сорта Ульяновская 105, у сорта КВС Аквилон больше на 6,5%, у сорта КВС Буран на 2,7% (рис. 6). Однако сухая масса стеблей у сорта КВС Торридон на 2,7% меньше, чем у сорта Ульяновская 105 и у сорта КВС Аквилон меньше на 3,5% и у сорта КВС Буран меньше на 3,4%.
Рисунок 5 – Сухая масса растений яровой пшеницы в фазу колошения, 2020 г.
Рисунок 6 – Сухая масса растений яровой пшеницы в фазу колошения, 2021 г.
Согласно рекомендациям оригинаторов сортов и сортоучастков для каждого сорта культуры оговариваются определенные нормы высева. Согласно этим рекомендациям и были выбраны нормы высева для сорта Ульяновская 105 – 6 млн. всхожих семян на 1 гектар, для сортов КВС – 5 млн. В 2020 году полевая всхожесть сорта Ульяновская 105 составила 77,5%, у сорта КВС Торридон 81,2%, у КВС Аквилон 80,8%, у КВС Буран 82,6% (табл. 1). У сортов КВС из-за меньшего количества нормы высева на единице площади количество растений меньше, чем у сорта Ульяновская 105, но у них коэффициент кустистости на много больше.
Таблица 1 – Сохранность всходов яровой пшеницы к уборке, 2020 г.
|
Сорта |
Количество всходов, шт./м² |
Полевая всхожесть, % |
Количество растений к уборке, шт./м² |
Количество продуктивных стеблей, шт./м² |
Коэффициент кустистости |
Сохранность всходов к уборке, % |
|
Ульяновская 105 |
465 |
77,5 |
444 |
480 |
1,08 |
95,5 |
|
КВС Торридон |
406 |
81,2 |
373 |
584 |
1,57 |
91,9 |
|
КВС Аквилон |
404 |
80,8 |
366 |
606 |
1,66 |
90,6 |
|
КВС Буран |
413 |
82,6 |
398 |
591 |
1,48 |
96,4 |
В 2021 году полевая всхожесть у сортов в пределах 82-84%, наибольшая сохранность всходов к уборке 91,9% у сорта КВС Буран (табл. 2). Высокие температуры, отсутствие осадков в фазе кущения не дали возможности раскуститься сортам КВС как 2020 году, коэффициент кустистости у них 1,02-1,05, тогда как у сорта Ульяновская 105 – 1,07.
Таблица 2 – Сохранность всходов яровой пшеницы к уборке, 2021 г.
|
Сорта |
Количество всходов, шт./м² |
Полевая всхожесть, % |
Количество растений к уборке, шт./м² |
Количество продуктивных стеблей, шт./м² |
Коэффициент кустистости |
Сохранность всходов к уборке, % |
|
Ульяновская 105 |
492 |
82,0 |
414 |
444 |
1,07 |
84,1 |
|
КВС Торридон |
418 |
83,6 |
349 |
368 |
1,05 |
83,5 |
|
КВС Аквилон |
417 |
83,4 |
344 |
360 |
1,05 |
82,5 |
|
КВС Буран |
420 |
84,0 |
386 |
394 |
1,02 |
91,9 |
Сравнивая сорта яровой пшеницы по основным элементам структуры в 2020 году обнаружили увеличение количества продуктивных стеблей на единице площади у сорта КВС Торридон до 584 штук, у сорта КВС Аквилон до 606 штук, у сорта КВС Буран до 591, тогда как у сорта Ульяновская 105 только 480 штук (табл.3). Длина стебля и длина колоса у сортов КВС были меньше, чем у сорта Ульяновская 105. Число зерен в колосе и масса зерна с 1 колоса у сортов КВС сформировались больше, чем у сорта Ульяновская 105, что в последствии способствовало получению значительной биологической урожайности у них. В 2021 году сорта КВС резко снизили количество продуктивных стеблей, что привело к формированию меньшей или равной биологической урожайности по сравнению с включенным в реестр отечественным сортом Ульяновская 105 (табл. 4).
Таблица 3 – Структура урожая яровой пшеницы, 2020 г.
|
Показатель |
Сорта |
|||
|
Ульяновская 105 |
КВС Торридон |
КВС Аквилон |
КВС Буран |
|
|
Число продуктивных стеблей к уборке, шт./м2 |
480 |
584 |
606 |
591 |
|
Длина стебля, см |
78 |
65 |
66 |
63 |
|
Длина колоса, см |
8,3 |
7,1 |
7,5 |
6,5 |
|
Число колосков в колосе, шт. |
15,2 |
14,0 |
14,3 |
14,5 |
|
Число зерен в колосе, шт. |
23,5 |
26,0 |
26,5 |
27,0 |
|
Масса зерна с 1 колоса, г |
0,84 |
0,86 |
0,89 |
0,92 |
|
Масса 1000 зерен, г |
35,7 |
33,1 |
33,4 |
34,2 |
|
Биологическая урожайность, т/га |
||||
|
общая |
8,38 |
10,64 |
11,32 |
11,10 |
|
зерно |
4,03 |
5,02 |
5,39 |
5,44 |
|
солома |
4,35 |
5,62 |
5,93 |
5,66 |
Таблица 4 – Структура урожая яровой пшеницы, 2021 г.
|
Показатель |
Сорта |
|||
|
Ульяновская 105 |
КВС Торридон |
КВС Аквилон |
КВС Буран |
|
|
Число продуктивных стеблей к уборке, шт./м2 |
444 |
368 |
360 |
394 |
|
Длина стебля, см |
68 |
64 |
66 |
61 |
|
Длина колоса, см |
8,0 |
6,5 |
7,0 |
6,0 |
|
Число колосков в колосе, шт. |
14,2 |
13 |
13 |
13,5 |
|
Число зерен в колосе, шт. |
20,5 |
24 |
25 |
24 |
|
Масса зерна с 1 колоса, г |
0,56 |
0,65 |
0,67 |
0,63 |
|
Масса 1000 зерен, г |
27,5 |
27,08 |
27,02 |
26,20 |
|
Биологическая урожайность, т/га |
||||
|
общая |
5,25 |
5,08 |
5,02 |
5,03 |
|
зерно |
2,48 |
2,39 |
2,41 |
2,48 |
|
солома |
2,77 |
2,69 |
2,61 |
2,55 |
Анализируя полученную урожайность в 2020 году можно сказать, что сорт КВС Торридон обеспечил 1,0 т/га прибавки по сравнению с сортом Ульяновская 105, сорт КВС Аквилон – 1,39 т/га, сорт КВС Буран – 1,43 т/га (табл. 5). Полученные урожайности зерна в 2021 году по изучаемым сортам, одинаковы, т.е. в пределах ошибки, нет достоверных отличий. Это подтверждает не достаточную адаптивность изучаемых сортов КВС к засушливым условиям Предкамья Республики Татарстан.
Таблица 5 – Урожайность зерна яровой пшеницы, 2020-2021 гг.
|
Сорта |
Урожайность зерна, т/га |
± от 1-го |
|||
|
2020 г. |
2021 г. |
Средняя |
т/га |
% |
|
|
Ульяновская 105 |
3,94 |
2,37 |
3,16 |
- |
- |
|
КВС Торридон |
4,94 |
2,24 |
3,59 |
0,43 |
13,6 |
|
КВС Аквилон |
5,33 |
2,38 |
3,85 |
0,69 |
21,8 |
|
КВС Буран |
5,37 |
2,40 |
3,88 |
0,72 |
22,8 |
|
НСР0,05, т/га |
0,14 |
0,18 |
|
||
В 2020 году на качество зерна яровой пшеницы повлияли не только биологические особенности сортов разной селекции, но и погодные условия в период созревания, первая и вторая декады августа были прохладными и дождливыми. Сравнительно большое содержание белка и клейковины в зерне 12,2% и 33,0% у сорта Ульяновская 105, а у сортов КВС Торридон не более 10,8% и 20,0%, у сорта КВС Аквилон – 10,2% и 20,0%, у КВС Буран только 8,9% и 16,0% (табл. 6). В 2021 засушливом году урожайность сортов яровой пшеницы снизились, но показатели качества зерна на много лучше (табл. 7). Зерно, соответствующее нормативному значению 2 класса получено только у сорта Ульяновская 105 с содержанием белка 14,1%, клейковины 38,5%. Зерно сорта КВС Торридон соответствовал нормативному значению 3 класса, а сорта КВС Аквилон и КВС Буран, только к 4 классу.
Выводы. На серых лесных почвах в условиях Предкамья Республики Татарстан в нормально-влажный год урожайность сортов яровой пшеницы КВС Торридон, КВС Аквилон, КВС Буран больше, чем у включенного в реестр сорта Ульяновская 105, но качество полученного зерна ниже нормативного значения 3 класса. В засушливом году сорт КВС Торридон по урожайности не превышал включенный в реестр сорт, а качество зерна соответствовало 3 классу.
Таблица 6 – Качество зерна яровой пшеницы, 2020 г.
|
Показатель |
Сорта |
|||
|
Ульяновская 105 |
КВС Торридон |
КВС Аквилон |
КВС Буран |
|
|
Массовая доля белка, в пересчете на сухое вещество, % |
12,2 |
10,8 |
10,2 |
8,9 |
|
Соответствие нормативному значению |
3 класс |
4 класс |
4 класс |
5 класс |
|
Количество клейковины, % |
33,0 |
20,0 |
20,0 |
16,0 |
|
Соответствие нормативному значению |
1 класс |
4 класс |
4 класс |
5 класс |
|
Качество клейковины, ед. ИДК |
85 |
83 |
84 |
76 |
|
Соответствие нормативному значению |
II Удовлет. слабая |
II Удовлет. слабая |
II Удовлет. слабая |
I Хорошая |
|
Соответствие нормативному значению |
3 класс |
4 класс |
4 класс |
5 класс |
Таблица 7 – Качество зерна яровой пшеницы, 2021 г.
|
Показатель |
Сорта |
|||
|
Ульяновская 105 |
КВС Торридон |
КВС Аквилон |
КВС Буран |
|
|
Массовая доля белка, в пересчете на сухое вещество, % |
14,1 |
12,8 |
11,8 |
10,9 |
|
Соответствие нормативному значению |
2 класс |
3 класс |
4 класс |
4 класс |
|
Количество клейковины, % |
38,5 |
27,0 |
26,0 |
22,0 |
|
Соответствие нормативному значению |
1 класс |
3 класс |
3 класс |
4 класс |
|
Качество клейковины, ед. ИДК |
77 |
88 |
92 |
84 |
|
Соответствие нормативному значению |
I Хорошая |
II Удовлет. слабая |
II Удовлет. слабая |
II Удовлет. слабая |
|
Соответствие нормативному значению |
2 класс |
3 класс |
4 класс |
4 класс |
1. Amirov M. F. Intensity of carbon uptake by field crops depending on cultivation technology in the conditions of the Republic of Tatarstan // Bulletin of the Kazan State Agrarian University. 2021. V.14. No. 3 (63). pp. 14-18.
2. Amirov M. F., Toloknov D. I. Influence of mineral fertilizers, processing of seeds and crops on the productivity of spring wheat in the conditions of the Pre-Kama region of the Republic of Tatarstan // Bulletin of the Kazan State Agrarian University. 2022. V. 17. No. 2 (66). pp. 14-18.
3. Belyaev N. N., Dubinkina E. A. New and promising varieties of spring wheat in the conditions of the Central Black Earth Region // Science, education and innovation for the agro-industrial complex: state, problems and prospects: Proceedings of the VI International scientific and practical online conference. - Maykop: Oleg Grigorievich Magarin Publishing House, 2020. P. 34-37.
4. Maltseva, L. T., Filippova E. A., Bannikova N. Yu. Adaptive potential of the source material in soft spring wheat breeding. Bulletin of the Kazan State Agrarian University. 2020. V.15. No. 1 (57). pp. 26-31.
5. Evaluation of the collection of spring soft wheat in the conditions of the central region of the nonchernozem zone of Russia / I.N. Voronchikhina, V.V. Voronchikhin, V.S. Scar, etc. // Agrarian scientific journal. 2021. No. 8. S. 13-18. DOIhttps://doi.org/10.28983/asj.y2021i8pp13-18.
6. Comparative evaluation of sore samples of spring soft wheat by a set of characteristics in the conditions of the Central region of the Nonchernozem zone of Russia / I.N. Voronchikhina, V.S. Rubets, V.V. Voronchikhin, V.V. Pylnev // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. 2021. V. 35. No. 10. S. 32-38. DOIhttps://doi.org/10.53859/02352451_2021_35_10_32.
7. Toropova E. Yu., Kazakova O. A., Piskarev V. V. Epiphytotic process on spring wheat varieties // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. T. 24. No. 2. 2020. S. 139-148.
8. Sanin S. S. The strategy of modern plant protection in intensive grain production // Bulletin of the Orenbursk State Agrarian University. 2017. No. 3 (66). pp. 35-39.
9. Yielding properties and quality of spring wheat seeds depending on the background of nutrition in the conditions of the Republic of Tatarstan / I.M. Serzhanov, F.Sh. Shaikhutdinov, A.R. Serzhanova, R.I. Garaev // Bulletin of the Kazan State Agrarian University. 2019. V.14. No. 2 (53). pp. 52-57.
10. Armor B. A. Methods of field experience / 5th ed., add. and reworked. ̶ M.: Agropromizdat. 1985. 351 p.
11. Variation in streptomycin-induced bleaching and dark induced senescence of rice (Oryza sativa) genotypes and their relationship whith yield and adaptability / S. Das, R.S. Misra, S.K. Sinha, M.C. Pattanaik // Plant. Breed.Crop. sci. 2010. No. 2 (6). P. 139-147.
