СЕЛЕКЦИЯ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В КАЗАХСТАНЕ

На юге и юго-востоке Казахстана (Алматинская, Жамбылская, Кызылординская и Южноказахстанская области) основные площади озимой пшеницы сосредоточены на богаре и занимают площади возделывания немногим более 0,8 млн га.

За последние 50 лет урожайность озимой пшеницы возросла на 50%. В дальнейшем ее увеличение будет осуществляться за счет селекционно-генетического улучшения сортов, способных реализовать свой генетический потенциал не только в благоприятных, но и в экстремальных условиях. Вместе с тем совершенная сортовая технология возделывания также имеет немаловажное значение.

Целью исследований является разработка и совершенствование селекционных методов, позволяющих повысить эффективность отбора трансгрессивных генотипов, ускорить поэтапную оценку селекционного материала и на этой основе создать новые формы и сорта озимой мягкой пшеницы различных агроэкотипов.

Экспериментальные исследования проводились в 1970–2012 гг. Полевые опыты ставились на землях селекционного стационара  КазНИИЗиР, а также на богарных опорных пунктах Алматинской и Жамбылской областей.

Методы исследования. Основным методом селекции является внутривидовая гибридизация мягкой пшеницы. При подборе пар для скрещиваний учитываются происхождение сорта, его биологические свойства. В качестве материнской формы, как правило, берутся наиболее приспособленные к местным условиям сорта и гибриды, а в качестве отцовской как отечественные так и сорта иного эколого-географического происхождения.

Результаты исследования. Многочисленными исследованиями установлено, что на количественные признаки растения, как правило, в значительной степени влияют условия внешней среды [1,2,3,4,5,6,].

Эффективность селекционной работы на богаре, в большей степени определяется возможностью получения выровненных всходов с осени. По непаровому предшественнику чаще всего появление всходов затягивается до морозов и растения зимуют в состоянии проростков не достигших поверхности почвы или в виде иголочек неразвернувшегося первого листа, вышедшего из колеоптиля.

Даже во влажные годы, когда по пару с осени получали хорошие всходы, по непаровому предшественнику в большинстве лет растения уходили в фазе двух-трех листочков. До наступления морозов проростки в большинстве случаев достигали лишь поверхности почвы, фазы полных всходов весной в третьей декаде марта, первой декаде апреля.

В условиях сухостепной зоны юга и юго-востока Казахстана, зачастую из-за засушливости климата, высевают озимую пшеницу с нормой высева 3,5-4,0 млн. всхожих зерен на 1 га, с целью снижения конкурентности растений за влагу и получения полновесных выполненных зерен с высокой массой 1000 зерен.

При посевной норме 400 шт/м² всхожих зерен или 4,0 млн всхожих зерен на 1 га, густота стояния всходов по чистому пару варьировала по сортам от 71 до 214 шт./м², а по непаровому предшественнику не превышала 100 шт./м², т.е. полевая всхожесть у лучших сортов по пару не превышала 54%, а по непаровому предшественнику не более 25%.

Тот же фактор, лимит влаги, ограничивает продуктивную кустистость. При этом получается редкий стеблестой, т.е. возникает необходимость максимального повышения продуктивности каждого колоса за счет увеличения количества и массы зерна.

Ежегодно в отделе селекции озимых зерновых культур на поливе и на опорных пунктах проводится в среднем 500 комбинаций скрещивания. По каждой комбинации выход гибридных зерен составляет 100-150. Процент завязывания гибридных зерен 70-80%.

Подход к объемам скрещивания различный. В одном случае в пределах одной комбинации проводится интенсивная работа, в других — ограничиваемся значительно меньшим масштабом работы. Первый подход требует более тщательного подбора родительских форм. При выполнений этого требования он позволяет полнее использовать потенциальные возможности комбинации, что особенно важно для селекции на такой генетически сложный признак, как продуктивность. Другой подход позволяет проверить большое число комбинации и, в случае выявления особенно ценных, усилить работу с ними в дальнейшем. Следовательно, ценность исходного материала в значительной мере определяет темпы селекционной работы и сказывается на ее результатах. Каждый селекционер, начиная работу, ищет наиболее совершенные образцы, требующие минимальных затрат, времени для улучшения и, прежде всего, обращает внимание на сорта и гибридные популяции сформировавшиеся и отобранные в местных условиях. Так, например, в комбинации скрещивания каталог Г-9179 происхождением: 2195-1б{[1957 (к-276402 Мексика х 7756 (Богарная 56)] х Днепровская 521} х Dacota и каталог Г-9201 происхождением: 1981-2б{[F₁1891(Том-пус х линия 7451 Алматинская 31)] х к-44893 США} х ОПАКС-1, выявлены «золотая жила» множества линий будущих сортов. Из этих комбинации вышли признанные серии сортов богарного направления: Наз (9179-14), Юбилейная 60 (9179-15-3), Карасай (9179-15-1), Ратан (9179-42-5), Раусин (9201-16), Жадыра (9201-19), Мереке 70 (9201-14) — сорта сухостепного агроэкотипа, высокоурожайные, засухоустойчивые с высокими технологическими показателями качества зерна, соответствующие ГОСТу для «сильной» пшеницы, допущенные к использованию и широко возделываемые ныне в хозяйствах Республики Казахстан, Кыргызстан и Таджикистан.

В некоторых сортах сухостепного агроэкотипа: Жадыра, Алатау, Маншук, Ак бидай — наиболее удачно использованы отдельные свойства сортов, например высокие технологические качества зерна сорта Богарной 56, сильная корневая система сорта Сапалы, комплексная климатическая выносливость и высокие технологические показатели качества зерна сорта Стекловидной 24.

При создании высококачественных сортов, кроме физико-химических свойств зерна учитываются многие биологические, физиологические и морфологические признаки растения: сроки созревания, засухоустойчивость в период налива зерна, иммунитет к болезням, высокая урожайность, отличное качество и многие другие.

Самой важной и трудной задачей является совмещение в сортах высокого качества зерна с его высокой урожайностью. Насколько задача трудна видно из факта, что в числе 31 сорта озимой пшеницы, допущенных к использованию и занесенных в Госреестр селекционных достижений Республики Казахстан на 2008 г., только 8 сортов (Богарная 56, Карасай, Лютесценс 72, Раусин, Одесская 120, Прикумская 36, Стекловидная 24, Безостая 1) соответствуют к ГОСТу для «сильной пшеницы».

К наиболее ценным по качеству зерна относятся 12 сортов озимой мягкой пшеницы: Алмалы, Алия, Булава, Жетысу, Актерекская Интенсивная, Красноводопадская 210, Наз, Сапалы, Южная 12,Эритроспермум 350, Майра.

В условиях сухостепной зоны юга и юго-востока Казахстана усиление одних признаков качества зерна в селекционной работе не представляет особых трудностей, а улучшение других, наоборот, дается с большим трудом. К числу первых относится большой процент белков и сырой клейковины в зерне пшеницы в местных условиях. Так, например, содержание сырой клейковины у сорта Аруана (9130-4б) в среднем за 5 лет (1994-1998 гг.) составила 36,4% с колебаниями по годам от 35,2% до 38,0%, при минимальной норме для ГОСТа «сильной пшеницы»- 28,0%. Оно оставалась высоким даже во влажные годы (2004 г.) в сухостепной зоне – 36,0%. Сложнее обстоит с другими показателями качества зерна: установлено, что при меняющихся климатических условиях, хлебопекарные свойства и сила муки сильно варьируют по годам, в зависимости от метеорологических условий в период формирования зерна. Изменения бывают настолько значительными, что иногда заведомо хорошие сорта снижали качество зерна до уровня посредственных и даже ниже (сорт Аруана).

Сильно изменяются по годам показатели: упругость теста (Р), растяжимость теста (L), удельная работа деформации теста или сила муки (W)

При создании высокоурожайных сортов, с высоким содержанием белка и высокими технологическими качествами зерна, часто применяется гибридизация обычно лучших по качеству зерна генотипов из мировой коллекции с высокоурожайными местными сортами.

В селекционной работе нами за последние 15-20 лет в гибридизацию были широко привлечены следующие высококачественные сорта пшеницы из генофонда КазНИИЗиР и других НИИ стран СНГ: Богарная 56, Одесская 51, Обрий, Мироновская 808, Краснодарская 57, Краснодарская 39, Зирка, Донская Остистая, Донская безостая, Донецкая 5, Днепровская 846, Безостая 1, Эритроспермум 127, Харьковская 81, Харьковская 63, Ростовчанка, Прикумская 36, Партизанка, Опакс 1, Стекловидная 24, Наз,Сапалы, Юбилейная 60, Юбилейная 70, Карасай, Мереке 70, Жадыра, Дербес, Раусин, Жалын, сортообразцы из питомника КСИ богарного направления с высокими показателями качества зерна и др.

Нами, для улучшения качества зерна ежегодно и неизменно, в последние годы, проводится широкомасштабное скрещивание с сортами, обладающими высокими технологическими показателями качества зерна и стойкие против засухи в период формирования зерна. Чаще всего привлекаются для скрещивания высококачественные сорта местной селекции: Богарная 56, Стекловидная 24, Наз, Юбилейная 60, Юбилейная 70, Сапалы, Карасай, Мереке 70, Жадыра и другие высококачественные сорта. Хороший результат получается при скрещиваний мягкой пшеницы с твердой, которая имеет не только высококачественное зерно, но и хорошую засухоустойчивость во второй половине вегетационного периода. При этом, скрещивания проводятся по следующим циклам: простые, сложные, насыщающие, возвратные, даблкросс, топкросс, диаллельные.

Чаще, действенным методом улучшения качества зерна являются повторные отборы из сорта популяции с высокими показателями качествами зерна.

Под влиянием частых перемен внешних условий богары, часто наблюдается процесс расщепления в пределах одной разновидности новых форм, отклоняющихся от типа сорта. В результате получаются естественные популяции, содержащие и положительные и отрицательные варианты. Различия по продуктивности и качествам зерна бывают значительными.

Иногда качества зерна, возникающие при этом, проявляются в новых формах отобранных из сорта – популяции более удачными, чем при первоначальном отборе. Например, из сортообразца (9092-12), имеющего невыровненный стеблестой с мучнистым мелким зерном, было отобрано продуктивная линия (9092-12-7) со стекловидным крупным зерном и выровненным стеблестоем средней высоты, которая получила название нового сорта Сапалы. Повышена стекловидность и другие показатели качества зерна у сорта Юбилейная 70 (7488-22-95). Такой же этап прошли сорта: Алатау (9182-5-1), Юбилейная 60 (9179-15-3), Карасай (9179-15-1). Последний сорт с 2009 года вошел в список «сильной пшеницы». Повторные внутрисортовые отборы на качество зерна выгодны тем, что ряд других свойств при этом, находятся уже в селекционно отработанном виде, которых всячески поддерживали в результате повторных отборов.

Для создания исходного материала, как было отмечено выше, наиболее результативными являются методы внутривидовой и межвидовой гибридизации с последующим отбором лучших растений. Большинство существующих сортов пшениц созданы этими методами. Однако метод внутривидовой гибридизации не дает такого большого разноообразия спектра гибридной изменчивости и пластичности растений как межвидовая и зависит, в основном, от правильного выбора компонентов скрещивания, способствующих развитию и закреплению желательных признаков.

Изучение межвидовых гибридов пшеницы показало большое разнообразие в гибридной популяции, характеризующейся широким спектром формообразовательного процесса по морфологическим и биологическим признакам, что позволяет проводить отбор многочисленных хозяйственно-ценных признаков и свойств. Из всего набора изученных нами видов пшеницы в условиях сухой степи (Triticum persicum, T. Turgidum, T. polonicum T. timopheevii, T. Spelta, T. sphaerococcum, T. aestivum, T. сompactum. и др.). Наряду с T.аestivum наиболее приемлемым оказался вид компактной гексаплоидной пшеницы Triticum сompactum Host, вар. Фетисови. Данный вид обладает высокой засухоустойчивостью, что является очень важным свойством для создания сортов мягкой пшеницы богарного направления, сухостепного агроэкотипа. Практическая значимость вида в селекции пшеницы на засухоустойчивость в условиях сухой степи оказалась достаточно высокой. С участием вышеназванного вида в межвидовых скрещиваниях создан засухоустойчивый сорт озимой мягкой пшеницы Мереке 75 (каталог 10681-14), обладающий высокой урожайностью в сочетаний с высоким качеством зерна, достоверно превосходил стандарт Безостую 1 в среднем за 4 года (2006-2009гг.) испытания в конкурсном сортоиспытании, в условиях богарного земледелия, на 5,2 ц/га или на 19,6%. По качеству зерна соответствуют ГОСТу для «сильной пшеницы». Превосходит стандарты Безостую1 и Стекловидную 24 по показателям качества зерна в среднем за 4 года (2006-2009гг.): по натуре зерна, стекловидности, силе муки, валориметрической оценке, объемному выходу хлеба. По остальным показателям качества зерна: содержанию клейковины, ИДК-1, отношение P/L, разжижению теста, общей хлебопекарной оценке одинаковые показатели с качеством зерна стандартов: Безостая 1 и Стекловидная 24, также относящиеся к «сильной пшенице» по ГОСТу качества зерна.

Новый сорт передан в ГКСИСК в 2010 году и испытывается в ГКСИСК.

Начиная с 1980 года, нами, в условиях богарного земледелия, сухой степи юго-востока Казахстана (Богарный опорный пункт «Караой» КазНИИЗиР), созданы высокоурожайные, засухоустойчивые с высокими показателями качества зерна сорта озимой мягкой пшеницы сухостепного агроэкотипа, получившие постепенно широкое распространение: Богарная 56 (1981 г.) допущенный к использованию в условиях Алматинской, Жамбылской и Кызылординской областях. Сорт ОПАКС-1 (1986) в Алматинской области. Сорт Стекловидная 24 (1995 г.) – в Алматинской, Жамбылской и Южно-Казахстанской областях. Сорт Наз (2001, 2007 гг.) – в Жамбылской, Кызылординской и Алматинской областях. Сорт Сапалы (2001 г.) – в Алматинской области. Сорт Юбилейная 60 (2001) – в Кызылординской области. Сорт Карасай (2009) в Алматинской области и ряд других сортов: Дербес (2001), Раусин (2001), Южная 12 (1992), Жадыра (2008), Алатау (2010), Шокан (2014), Даулет (2015) в том числе: Стекловидная 24 (1995), Наз (2000), Карасай (2008)  – допущенные для возделывания в других сопредельных Республиках стран бывшей СНГ: России, Кыргызстана, Таджикистана, Туркменистана.

Заключение. Методами внутривидовой гибридизации и экологического испытания в опорных пунктах юга и юго-востока Казахстана, созданы множество сортов озимой мягкой пшеницы богарного направления, превосходящие по урожайности зерна стандарты и обладающие высокими показателями качества зерна, соответствующие ГОСТу для «сильной» и ценной пшенице. Среди них наиболее востребованными в с.-х. производстве являются сорта: Стекловидная 24, Наз, Карасай, допущенные для возделывания в других сопредельных Республиках стран бывшей СНГ: России, Кыргызстана, Таджикистана, Туркменистана.

Список литературы:

1. Кохметова А.М., Уразалиев Р.А. Анализ взаимодействия генотип-среда сортовых и гибридных популяций озимой пшеницы //С.-х. биология. 1993,№1, с.33-42.
2. Kochmetova A.M., Urasaliev R.A. Genotyp-enviroment interaction and adaptivity of the alloplazmic lines of wheat in Kazachstan //Proceedings of the International wheat, Genetics symposium faskatoon, Canada, 1998, v.3, 17-20.
3. Нурбеков С.И. Сорта озимой пшеницы богарного направления и некоторые вопросы селекции //Селекция и генетика пшеницы. Алма-Ата, 1992, с.193-199.
4. Нурбеков С.И. Селекция озимой мягкой пшеницы на урожайность и качество зерна в условиях сухой степи юго-востока Казахстана //Пленарные доклады Международной конференции «Достижения и перспективы земледелия, селекции и биологии сельскохозяйственных культур», Алмалыбак 2010, с.236-245.
5. Уразалиев Р.А., Нурбеков С.И., Баимагамбетова К.К., Жангазиев А.С. Селекция озимой мягкой пшеницы поливного направления //Сибирский Вестник с-х. науки, Новосибирск, 2008, №9(189) с.103-109.

6. Уразалиев Р.А. Моделирование сортов пшеницы методами генотип-средовых взаимодействий //Вестник с.-х. науки Казахстана. 1987, №5,с.19-25[schema type=»book» name=»СЕЛЕКЦИЯ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В КАЗАХСТАНЕ» description=»В статье рассматриваются принципы и методология селекции озимой пшеницы в Казахстане. Приводятся краткая характеристика наиболее перспективных форм и сортов озимой мягкой пшеницы Казахстанских агроэкотипов (селекции КазНИИЗиР).» author=»Нурбеков Сабит Идрисович, Жангазиев Адилхан Султанкулович, Аманова Кулзахира Сарсеналиевна » publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2016-12-28″ edition=»euroasia-science.ru_26-27.02.2016_2(23)» ebook=»yes» ]