Оптимизация технологических приемов производства зерна озимой ржи

В 2012 г. в институте цитологии и генетики СО РАН провели цитологический анализ пшеницы сорта Новосибирская 3. Для этого была выполнена геномная in situ гибридизация (GISH). В качестве зонда для геномной in situ гибридизации использовали меченную биотином тотальную ДНК, выделенную из растений ржи посевной S. cereale.

Сорт Новосибирская 3 за три года конкурсного испытания показал высокую зимостойкость (70,3 %), превысив стандарт Новосибирская 32 на 6,6 % (см. табл.). Это, на наш взгляд, объясняется возможным наличием в её геноме генетического материала пырея и ржи. Косвенно на присутствие генетического материала ржи указывали увеличение устойчивости к листовым заболеваниям, а также ухудшение хлебопекарных и технологических качеств.

Цитологический анализ растений сорта Новосибирская 3 показал наличие транслокации короткого плеча спутничной хромосомы ржи 1R на длинное плечо хромосомы пшеницы 1В (см. рисунок).

Литература.

1. Голубовская И.Н. Цитогенетика отдаленных гибридов пшеницы и перспективы их использования в селекции// Цитогенетика пшеницы и её гибридов. Под ред. П.М. Жуковского и В.В. Хвостовой. - М.: Наука. - 1971. - С.243 - 285.

2. Чекуров В.М., Размахнин Е.П., Козлов В.Е. Новые подходы к получению пшенично-пырейных гибридов // Повышение эффективности селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений: Докл. и сообш. 8-й генет.-селекц. шк. - Новосибирск. - 2002. - С.447 - 451.

3. Чекуров В.М., Козлов В.Е. Озимая пшеница и эффективное использование агроклиматических ресурсов // Повышение эффективности селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений: Докл. и сообш. 8-й генет.-селекц. шк. - Новосибирск. - 2002. - С.105 - 111.

4. Волков В.Р., Волкова В.В. Октоплоидные и гексаплоидные тритикале на Алтае// Тритикале. Проблемы и перспективы.

1. Генетика и селекция тритикале. - Каменная Степь. - 1976. - т.13. - вып. 1. - С. 110-117.

5. Мухордов Е.Г. Изучение 56- и 42-хромосомных пшенично-ржаных амфидиплоидов в условиях Западной Сибири// Тритикале. Изучение и селекция. - Л.: ВИР. - 1975. - С. 123-132.

6. Волков В.Р. Селекция озимой пшеницы на основе тритикале в условиях лесостепной зоны Алтайского края //Тритикале. Изучение и селекция. - Л.: ВИР. - 1975. - С. 169-174.

7. Zeller F.J. 1B/1R wheat-rye chromosome substitutions and translocations// Proceed. Fourth Internat. Wheat Genet. Symp. -Columbia, Missoury, USA. - 1973. - P. 209-222.

8. D.Mettin D., Bluther W.D., Schlegel R. Additional evidence on spontaneous 1B/1R wheat-rye substitution and translocations// Proc. 4th Intern. Wheat Genet. Symp. - Missoury, USA - 1973. - P. 179 - 184.

9. Bartos P., Valkoun J., Kosner J., et al. Rust resistance of some European wheat cultivars derived from rye // Proceed. Fourth Internat. Wheat Genet. Symp. - Columbia, Missoury, USA. - 1973. - P. 145-146.

10. Driscoll C.J., Jensen N.F. Release of wheat-rye translocation stock involving leaf rust and powdery mildew resistance // Crop. Sci. - 1965. - No. 5. - P. 279 - 280.

11. Н. В. Трубачеева, Л. П. Россеева, И. А. Белан и др., Особенности сортов яровой мягкой пшеницы Западной Сибири, несущих пшенично-ржаную транслокацию 1rs.1bl// Генетика - 2011. - т. 47. - № 1 - с. 18-24.

UTILIZATION OF DISTANT HYBRIDIZATION FOR DEVELOPMENT OF BREEDING MATERIAL

OF WINTER WHEAT

P.I. Stepochkin, V.I. Ponomarenko, L.A. Pershina, T.S. Osadchaya, N.V. Trubacheeva

Summary. The article presents results of the research on the development and study of breeding material of winter wheat on the basis of the distant hybridization. The step-by-step scheme of variety Novosibirskaya 3 development is provided. It is worth noted that for three years of competitive variety trial it demonstrated the high winter hardiness (70.3 %), being higher than the standard variety Novosibirskaya 32 by 6.6 %. According to the results of cytological analysis of plants of variety Novosibirskaya 3 it was shown the presence of translocation of the short arm of satellite chromosome 1R of rye on the long arm of the chromosome 1B of wheat.

Key words: winter wheat, hybridization.

Рисунок. Ржано-пшеничная хромосомная транслокация 1Я3 / ^ (указано стрелками) у сорта озимой мягкой пшеницы Новосибирская 3.

УДК.633.14: 631.55

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ

Е.И. УТКИНА, кандидат биологических наук, зав. лабораторией

Л.И. КЕДРОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зав. отделом

М.Г. ШАМОВА, младший научный сотрудник Е.С. ПАРФЕНОВА, младший научный сотрудник

НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии E-mail: utkina.e.i@mail.ru

Резюме. В условиях глобального и локального изменения климата появилась необходимость в корректировке ранее отработанных элементов технологии возделывания озимой

ржи. В результате изучения норм высева сортов озимой ржи установлено, что их увеличение до 7 млн по всем сортам в опыте не оправдывает дополнительный расход семян, так как урожайность остается на уровне или ниже контроля. Озимую рожь целесообразно высевать с нормой высева 5...6млн/га в зависимости от сроков посева и плодородия почвы. Для ускоренного размножения семян перспективных сортов Флора и Рушник ее можно снижать до 4 млн всхожих семян на 1 га. Растения раннего срока посева, как правило, перерастают и сильно поражаются снежной плесенью, а недостаточно развитые растения позднего срока посева характеризуются низкой зимостойкостью, в большей степени поражаются мучнистой росой, бурой (до 20,8 %) и стеблевой (до 30,0 %) ржавчинами. Для получения стабильных высоких урожаев зерна озимой ржи период посевных работ можно продлить до 30 августа, что на 5.10 дн. позднее ранее установленных сроков. В нестабильные по гидротермическому режиму годы, характерные для Кировской области, уборку следует проводить в сжатые сроки (до 5 дн.) прямым комбайнированием в фазе полной спелости зерна. В засушливых условиях задержка с уборкой на несколько дней не оказывает отрицательного влияния, как на урожайность, так и на качество зерна озимой ржи. Снижение качества зерна до II класса отмечено только при уборке через 10 дн. после оптимальных сроков, во всех других вариантах оно соответствовало I классу (рожь-улучшитель).

Ключевые слова: озимая рожь, сорт, коэффициент высева, сроки посева, способы и сроки уборки

Для адаптивного возделывания озимой ржи необходимо рационально и интенсивно использовать имеющиеся природные факторы и биологические возможности сортов. Оптимальные приемы технологии возделывания и уборки предусматривают своевременное выполнение работ при соблюдении требований культуры к условиям выращивания [1].

Для формирования высокого и стабильного урожая зерна необходимо добиваться оптимальной плотности агрофитоценоза, которая достигается соответствующей нормой высева. От этого зависит интенсивность роста и развития растений, что в свою очередь определяет площадь фотосинтезирующей поверхности и в конечном итоге - урожайность.

Еще один из важных факторов создания высокопродуктивного агрофитоценоза озимой ржи - правильный выбор срока сева. Практикой возделывания озимой ржи и научными исследованиями определены конкретные календарные сроки посева этой культуры в различных регионах страны. Однако сегодня наблюдается тенденция к изменению климата в сторону потепления. В условиях Кировской области только в сентябре и октябре за последние 7 лет сумма положительных температур выше +5°С составила в среднем 183.. ,196°С с амплитудой колебаний по годам от 163 до 333°С, что близко к биологической норме для растений озимой ржи за весь осенний период вегетации [2]. Поэтому исследования по корректировке оптимальных сроков посева особенно актуальными.

В связи с требованиями, предъявляемыми к качеству зерна, его биохимическому составу, технологическим свойствам, и для сохранения урожая особое внимание необходимо уделять своевременной уборке [2]. Значение имеет не только срок начала, но и предельно допустимое время завершения. Преждевременная уборка ведет к получению щуплых неполноценных семян, а поздняя к снижению урожая и его качества [3...5]. ОптиДостижения науки и техники АПК, №6-2012

мизация сроков уборки имеет важное значение и для семеноводческих хозяйств.

Цель наших исследований - отработка элементов технологи возделывания озимой ржи в условиях изменяющегося климата для получения стабильной урожайности зерна высокого качества. Для ее достижения были поставлены следующие задачи: уточнить нормы высева различных сортов озимой ржи; определить лучшие сроки посева; установить наиболее подходящий срок и способ уборки.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили на опытном поле НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии. Для изучения технологических приемов было заложено несколько полевых опытов (предшественник - чистый пар).

Изучение коэффициентов высева сортов озимой ржи Рушник, Флора, Фаленская 4 и Кировская 89 проводили в 2007-2010 гг. на делянках учетной площадью

- 10 м2 в четырех повторениях. В схему опыта включены нормы высева 3, 4, 5, 6 (контроль) и 7 млн всхожих семян на 1 га.

В исследованиях по определению оптимальных сроков посева (2008-2010 гг.) использовали сорта Фаленская 4, Кировская 89, Рушник. Посев проводили 20, 25, 30 августа и 5 сентября. За контроль принят посев 20 августа, так как при более ранних сроках происходило неизбежное снижение урожая. Учетная площадь делянки 10 м2, повторность четырехкратная, норма высева 6 млн всхожих семян на 1 га.

Третий эксперимент

- контроль; прямое комбайнирование через 5 дн. после оптимального срока; прямое комбайнирование через 10 дн. после оптимального срока. Площадь опытных делянок - 5 м2, повторность 4-кратная, норма высева -6 млн всхожих семян на 1 га.

Почва опытных участков дерново-подзолистая среднесуглинистая, рНсол - 5,0...5,4; Р205 - 334. 349 мг/кг; К20 - 253 мг/кг; гумус - 3,08...3,72 %.

Наблюдения, оценки и учет урожая осуществляли в соответствии с методиками Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур.

Результаты и обсуждение. Наибольшая урожайность сорта Флора отмечена в варианте с нормой высева 6 млн всхожих семян на 1 га (5,78 т/га). Ее снижение до 5 и 4 млн/га, а также повышение до 7 млн/га привело к несущественному уменьшению сбора зерна (до

2 %) (табл. 1). Достоверное снижение урожайности до 4,91 т/га отмечено при норме высева 3 млн/га.

Аналогичная закономерность прослеживалась у

сорта Рушник, урожайность которого, по сравнению Таблица 1. Урожайность зерна сортов озимой ржи в зависимости от ко-

эффициента высева семян (2007-2010 гг.), т/га

Норма высева Сорт

Флора 1 Рушник 1 Фаленская 4* Кировская 89*

3 млн/га 4,91 4,85 4,40 3,69

4 млн/га 5,60 5,37 4,80 4,28

5 млн/га 5,71 5,68 4,91 4,72

6 млн/га (контроль) 5,78 5,60 5,30 4,80

7 млн/га 5,66 5,40 5,36 4,33

НСР„5 0,30 0,30 0,42 0,42

* 2009-2010 гг.

с контролем (5,60 т/га), существенно уменьшалась только при наименьшей (3 млн) норме высева до 4,85 т/га.

Реакция районированных сортов Фаленская 4 и Кировская 89 на различную загущенность посева была одинаковой и похожей на ту, которую проявили ранее упомянутые сорта. Близкие к контролю нормы высева (5 и 7 млн) не оказали достоверного влияния на урожайность. Дальнейшее ее снижение до 4 млн привело к уменьшению сбора зерна на 9,5.11 %, до

3 млн - на 17.23 %.

Таким образом, увеличение плотности агроценоза до 7 млн растений/га не оправдывает дополнительного расхода семян, поскольку урожайность остается на уровне или ниже контроля. Для ускоренного размножения семян перспективных сортов Флора и Рушник норму высева можно снижать до 4 млн всхожих семян на 1 га. Сорта Фаленская 4 и Кировская 89, как сильнее реагирующие на снижение плотности посева, рекомендуется высевать с учетом плодородия почвы нормой 5.6 млн/га.

Метеоусловия осенней вегетации озимых в годы проведения исследований (2008-2010 гг.) были разнообразными, что позволило полнее оценить реакцию изучаемых сортов на изменение сроков сева. Так, в благоприятных условиях осенней вегетации 2007 г. наибольший урожай ржи Фаленская 4 и Кировская 89 получен при втором сроке (25 августа) - 5,87 и 5,59 т/га соответственно, или выше контроля на 9,3 и 8,5 % (табл. 2). При третьем сроке посева (30 августа) он также превышал контроль. Значительный недобор зерна, который составил от 8 до 15 % от самого высокого уровня, отмечен при посеве 5 сентября. Достоверно более высокая урожайность относительно контроля в условиях этого года установлена у сорта Рушник при посеве 30 августа - 6,19 т/га, проведение его в более поздние сроки привело к существенному снижению урожайности до 4,38 т/га.

Осень 2008 г. характеризовалась повышенной влажностью почвы в августе (осадков выпало 140.180 % нормы) и температурой воздуха (на 0,5.1,5 °С больше климатической нормы), что способствовало активному развитию растений первых сроков посева. Дальнейшие условия осенне-зимнего периода спровоцировали развитие снежной плесени. Наибольшее поражение растений (75,0.77,5 %) отмечено при самом раннем

посеве, а наименьшее (до 5 %) - при последнем сроке. В то же время сложившиеся условия осенней вегетации и закалки перед уходом в зиму способствовали высокому накоплению сахаров: 11,5 % при посеве 20 августа; 10,9 % - 25 и 30 августа; 8,1 % - 5 сентября. Благодаря этому даже при интенсивном расходовании питательных веществ в зимний период, сильного истощения растений не произошло. К началу весенней вегетации сохранность сахаров в среднем по вариантам составила 4,5.5,4 %. К тому же благоприятные гидротермические условия весеннего периода сдерживали дальнейшее развитие патогенного гриба F. пма/в, что способствовало активному отрастанию после перезимовки (на 90.100 %). Самая высокая урожайность сортов Кировская 89 и Рушник отмечена при посеве 20 августа (4,85 и 5,26 т/га) и 25 августа (4,75 и 5,16 т/га). Запаздывание с его проведением привело к существенному снижению величины этого показателя, что, на наш взгляд, объясняется недостаточным развитием растений перед уходом в зиму вследствие пониженной температуры воздуха в сентябре (на 1,0.. .1,5 °С ниже нормы). У сорта Фаленская

4 благодаря интенсивному кущению весной наибольший сбор зерна отмечен при посеве 30 августа - 6,05 т/га. В варианте с самым поздним сроком сева урожайность всех сортов снизилась почти в 2 раза.

В 2009 г. осень была теплой и затяжной. Прекращение вегетации было отмечено на 10 дн. позднее обычного. Кроме того, зафиксировано сильное повреждение растений шведской мухой: посевов первого срока посева - 21,7.35,1 %; второго - 15,6.29,7 %; третьего - 7,4.22,0 %, четвертого - 8,9.15,4 %. Достоверная прибавка к контролю у всех сортов отмечена при втором сроке посева Фаленская 4 - 0,31 т/га, Кировская 89 - 0,18 т/га, Рушник - 0,69 т/га. В варианте с посевом сортов Фаленская 4 и Рушник 30 августа сбор зерна оставался на уровне контроля; сорта Кировская 89 -снизился на 0,8 т/га. Достоверное уменьшение урожая всех сортов отмечено при посеве 5 сентября.

В среднем за 3 года установлено, что переросшие растения раннего срока посева сильно поражаются снежной плесенью, а при позднем посеве они не получают должного развития. Кроме того, при более позднем посеве (30 августа и 5 сентября) растения в 1,5-

3 раза сильнее поражаются мучнистой росой, а при последнем сроке отмечено наибольшее поражение бурой (до 20,8 %) и стеблевой (до 30,0 %) ржавчинами. Это, на наш взгляд, можно объяснить большей осла-бленностью и удлинением межфазного периода колошение-созревание.

В условиях 2008 и 2009 гг., когда период проведения уборочных работ совпадал с понижением температуры и частым выпадением осадков, запаздывание с уборкой на 5 дн. привело к потере урожая в среднем за 2 года на 7.16 %, на качестве зерна это практически отразилось. В вариантах, где уборку провели через 10 дн. после оптимальных сроков, потери урожая достигали 20 %. К тому же резко снизилось качество зерна, показатель

Таблица 2. Урожайность зерна сортов озимой ржи разных сроков посева

(2008-2010 гг.), т/га

2008 г. 2009 г. 2010 г.

Срок посева т/га ± к контролю т/га ± к контролю т/га ± к контролю

20 августа (контроль) 5,37 Фаленская 4 - 5,62 - 4,92 -

25 августа 5,87 +0,50 5,31 -0,31 5,23 +0,31

30 августа 5,58 +0,21 6,05 +0,43 4,99 +0,07

5 сентября 4,98 -0,39 3,39 -2,23 4,34 -0,58

20 августа (контроль) 5,15 Кировская 89 4,85 - 3,97 -

25 августа 5,59 +0,44 4,75 -0,10 4,15 +0,18

30 августа 5,52 +0,37 4,30 -0,55 3,15 -0,82

5 сентября 5,15 0 2,91 -1,94 2,84 -1,13

20 августа (контроль) 5,32 Рушник 5,26 - 4,54 -

25 августа 5,73 +0,41 5,16 -0,10 5,23 +0,69

30 августа 6,19 +0,87 4,39 -0,87 4,62 +0,08

5 сентября 4,38 -0,94 2,82 -2,14 4,18 -0,36

НСР05 0,56 0,49 0,15

числа падения составил 83.140 е.а., что соответствует только III классу. Раздельная уборка проходила в условиях прохладной погоды, но без осадков. Урожайность (5,08.6,07 т/га) оставалась на уровне контроля, а качество зерна по показателю «число падения» было выше на 13 с. Однако использовать такой способ в производственных условиях можно только при сухой и теплой погоде, иначе потери зерна и его хлебопекарных качеств могут быть весьма существенными [6].

Условия 2010 г. были нехарактерными для СевероВосточного региона, июль оказался аномально жарким и сухим (средняя температура 23,1°С при средней многолетней 17,7 °С; осадков выпало 11 % нормы). Созревание зерна наступило на 10 дн. раньше обычного. Наибольшая урожайность отмечена при уборке через 5 дн. после оптимального срока: Фаленская 4 - 5,37 т/га; Кировская 89 - 4,50 т/га и Рушник - 5,57 т/га. При уборке через 10 дн. она снизилась от наибольшего уровня в среднем на 15 %, но была значительно выше, чем в контроле (см. рисунок). На наш взгляд, это можно объяснить тем, что при дефиците влаги и повышенной температуре воздуха произошло формирование полноценного зерна на подгоне.

Урожайность в 2010 г. при раздельной уборке достоверно превышала контроль, но была ниже, чем в вариантах с прямым комбайнированием через 5 и 10 дн. после оптимального срока. В условиях высокой температуры воздуха и дефицита влаги зерно во всех вариантах опыта характеризовалось высоким качеством. Так, у сорта Фаленская 4 показатель числа падения находился в пределах от 193 до 278 с., у сорта Кировская 89 - 160.225 с., Рушник - 268.297 с., то есть зерно соответствовало I и II классу качества.

В среднем за 3 года (2008-2010 гг.) самые высокие показатели числа падения отмечены у сорта Рушник (185.223 с). Зерно этого сорта во всех вариантах соответствовало I классу качества (рожь-улучшитель), и только при уборке через 10 дней после оптимальных сроков - II классу. Сорт Фаленская 4 устойчиво формировал зерно II класса качества во всех вариантах опыта, кроме последнего срока уборки (128 с). Самые низкие хлебопекарные свойства отмечены у сорта Кировская 89 (107.140 с).

Фаленская 4 Кировская 89 Рушник

Рисунок. Влияние срока и способа уборки на урожайность сортов озимой ржи (2010 г.):  - раздельная уборка;  - прямое комбайнорование в оптимальные сроки;  - прямое комбайнорованиечерез 5 дней; ШП - прямое комбайнорование через 10 дней.

В целом следует отметить, что при планировании уборочных работ по озимой ржи необходимо учитывать не только фазу спелости, но и складывающиеся метеоусловия. В нестабильные по гидротермическому режиму годы, что свойственно для Кировской области, уборку следует проводить в сжатые сроки прямым комбайнированием в фазе полной спелости. В жарких засушливых условиях задержка на несколько дней не оказывает отрицательного влияния, как на урожайность, так и на качество зерна.

Выводы. Лучшая норма высева озимой ржи для создания оптимальной плотности фитоценоза в условиях Кировской области - 5.6 млн/га. При необходимости для ускоренного размножения семян новых сортов Флора и Рушник ее можно снижать без существенного ущерба для урожайности до 4 млн всхожих семян на 1 га.

В связи с увеличением суммы положительных температур в период осенней вегетации озимых культур, посевные работы можно продлить до 30 августа, то есть на 5.10 дн. позднее ранее установленных календарных сроков.

При планировании уборочных работ необходимо учитывать метеоусловия текущего года. В Кировской области уборку следует проводить в сжатые сроки (до 5 дн.) прямым комбайнированием в фазе полной спелости зерна.

Литература.

1. Кедрова Л.И. Озимая рожь в Северо-Восточном регионе России. - Киров, 2000. - 158 с.

2. Кедрова Л.И., Уткина Е.И., Козлова Л.М. и др. Перспективная ресурсосберегающая технология производства зерна озимой ржи: метод. рек. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2010. - 76 с.

3. Коренев Г.В. Биологическое обоснование сроков и способов уборки зерновых культур. - М., 1971. - 174 с.

4. Коренев Г.В., Тарасенко А.П. Прогрессивные способы уборки и борьба с потерями урожая. - М.: Колос, 1983. - 175 с.

5. Гончаренко А.А. и др. Технология производства продовольственного зерна ржи. (Рекомендации). - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003.-С.6-8.

6. Исмагилов Р.Р. и др. Качество и технология производства продовольственного зерна озимой ржи. - М.: АгриПресс, 2001. - 224 с.

OPTIMIZATION OF TECHNOLOGICAL RECEPTIONS OF MANUFACTURE OF GRAIN OF WINTER RYE E.I. Utkina, L.I. Kedrova, M.G. Shamova, E.S. Parfenova

Summary. Under conditions of global and local change of a climate there was a necessity for updating elements of technology of cultivation of a winter rye fulfilled earlier. As a result of studying of seed rates of varieties of winter rye it is established, that the increase of coefficient of seeding up to 7 million on all varieties does not justify the additional charge of seeds since productivity remains at a level or below the control. The winter rye is recommended to be sowed with seed rate - 5.. .6 millions/hectare depending on terms of sowing and soil fertility. For the accelerated duplication of seeds of perspective varieties Flora and Rushnik it is possible to reduce seed rate up to 4 million germinating seeds per 1 hectare. Carried out researches on studying of terms of sowing of winter rye have shown, that plants of early term of sowing, as a rule, over-developed and are strongly affected by a snow mould, whereas insufficiently developed plants of late term of sowing are characterized by low winter hardiness, are affected by mealdew in a greater degree, by brown (up to 20.8%) and stem (up to 30.0%) rusts. For reception of stable productivity of grain of a winter rye it is possible to prolong the period of sowing works till August, 30th, i.e. for 5.10 days later calendar terms established earlier. In astable on a hydrothermal mode years that is peculiar for the Kirov area, harvesting should be spent to deadlines (till 5 days) by direct combining in a phase of full ripeness of grain. Under droughty conditions the delay with harvesting for some days does not render negative influence, both on productivity, and on quality of grain of a winter rye. Grain corresponded to II class of quality only at harvesting in 10 days after optimum terms, and in all other variants - to I class of quality.

Key words: winter rye, variety, coefficient of seeding, terms of sowing, ways and terms of harvesting.