Новые линии полбы голозерной в Южном Дагестане

Полный текст

Полба – одна из самых древних зерновых колосовых культур. T. Dicoccoides (Koern.) Schweinf. –двузернянка дикая, настоящая дикая полба с признаками культурного типа (крупные колосья и стекловидные высокобелковые зерна).Произрастает в Северной Палестине и Сирии – прародитель полбы обыкновенной T.dicoccum (Schrank) Schuebl., которую возделывают наряду с древними видами закавказской и колхидской полбы. [2, 9]

Наибольшей популярностью в России полба пользовалась в XVIII–XIX веках и считалась дикорастущей разновидностью пшеницы. В XX веке установлено, что правильнее определять полбу как отдельную злаковую культуру – прародительницу мягкой пшеницы. Полбу широко и успешно применяли в селекции мягкой и твердой пшеницы, но почти не вели работу по ее селекционному улучшению.

Урожай полбы, как ячменя и овса, представляет собой «ворох» – необмолоченные колоски, трудоемкие в переработке. Крупа полбы почти вышла из повседневного употребления, вытесненная пшеницей, которая более технологична при выращивании и обработке.

В последние годы вновь возродился интерес к полбе, поклонники здорового питания оценили массу полезных свойств этой крупы. Она содержит практически все необходимые человеческому организму питательные вещества, повышает иммунитет, нормализует сердечно-сосудистую и нервную системы. [1, 5, 8, 9] Полба неприхотлива к условиям произрастания, пластичная, засухоустойчивая, холодостойкая, скороспелая, резистентная к болезням и вредителям. [7, 8]

Все перечисленные качества делают полбу ценным исходным материалом при гибридизации с мягкой и, особенно, твердой пшеницей в качестве генетического источника хозяйственно ценных признаков. Полбу используют в межвидовых скрещиваниях для улучшения современных высокопродуктивных сортов пшеницы. [5, 6]

Материал по морфологии и биологии Т. dicoccum, представленный в «Культурной флоре», основан на данных, полученных в южных подразделениях ВИР (Среднеазиатский филиал, Дагестанская и Кубанская опытные станции), который полностью не отражает амплитуды изменчивости морфологических признаков и биологические особенности форм, составляющих данный вид.

Недостатки полбы – относительно невысокий урожай, по сравнению с другими видами пшеницы, ломкий колос, трудная вымолачиваемость. Получение голозерных сортов полбы – актуальная задача современности. Велика роль в решении данной проблемы ученых ВИР (А.Ф. Мережко, В.Д. Кобылянский). Линии голозерной полбы выведены межвидовыми скрещиваниями разных сортов твердой пшеницы с местными сортами пленчатой полбы. Обмолачиваемость растений составляет 95…100%. Культура произрастает в Сибири, Предуралье, Поволжье, на Юге России, Кавказе, Псковской, Ленинградской областях и в центральной части Европейской России. [6]

Урожайность полбы в значительной степени зависит от продуктивной кустистости, густоты стеблестоя, числа колосков и зерен в колосе, массы 1000 зерен и с колоса. Изучается корреляция между признаками и их вклад в формирование конечного урожая. [3, 5]

Цель работы – изучить хозяйственно ценные признаки полбы и выявить перспективные образцы для выращивания в условиях конкретного региона.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

На Дагестанской опытной станции ВИР в 2013–2022 годах проводили размножение и последующее лабораторно-полевое исследование новых линий голозерной полбы, созданных профессором В.Д. Кобылянским. Данные формы получены с помощью направленного линейного отбора гибридов (F12) от скрещивания образцов полбы пленчатой (T. dicoccum) с номерами каталога ВИР: к-6534, к-6538 (Германия), к-9934 (Украина), к-20638 (Испания) с донором признака короткостебельности твердой пшеницы XaRD⁴⁶/₁₇ T. Durum для создания голозерного короткостебельного неполегающего высокоурожайного сорта полбы яровой с высокими агрономическими свойствами, отвечающими современным требованиям технологии выращивания. Линии характеризуются сочетанием высокой технологичности возделывания, голозерности, обмолачиваемости и качества зерна с высокой устойчивостью к листостебельным болезням и корневой гнили, предназначены для широкого использования зерна в хлебопечении, производстве крупяных и макаронных изделий, в том числе для детского и геронтологического питания.

Полевые опыты закладывали при озимом сроке сева, площадь питания одного растения – 5×20 см. Исследования провели в соответствии с Методическими указаниями ВИР. [4] Посев – во второй половине октября. Стекловидность зерна оценена по девятибалльной шкале, для сравнения использовали сорт пшеницы твердой Dorato (и-627509, Италия) с величиной показателя 9 баллов.

Стандарт – сорт Руно, районированный в Северо-Кавказском регионе РФ. Для определения доли пленок в урожае зерна с единицы площади проанализировали 50 колосков в двух повторностях.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

За 2013–2015 годы на Дагестанской ОС ВИР размножили 16 селекционных линий, 12 из которых изучили в лабораторно-полевых условиях. Образцы оценены по скороспелости, устойчивости к мучнистой росе, продуктивной кустистости, массе зерна с 1 м². Линии, устойчивые к возбудителю мучнистой росы, формируют хороший продуктивный стеблестой и урожай (табл. 1).

 

Таблица 1.

Лабораторно-полевая оценка новых линий полбы, 2015 год

Линия	Дата колошения	Устойчивость к мучнистой росе, балл	Продуктивная кустистость, шт/м2	Масса зерна, г/м2
1331/15	25.05	5	605	355
1332/15	26.05	9	671	495
1333/15	28.05	9	452	515
1334/15	23.05	7	471	390
1335/15	25.05	5	580	620
1336/15	25.05	7	452	520
1337/15	25.05	9	432	445
1338/15	23.05	7	387	405
1339/15	28.05	9	395	385
1340/15	24.05	7	241	280
1341/15	26.05	9	475	460
1342/15	23.05	5	426	345

 

Для изучения селекционно важных признаков под урожай 2016 года отобраны и посеяны пять линий с хорошей выраженностью показателей продуктивности и высокой стекловидностью зерна (табл. 1). Семена высевали на делянках площадью 1м² в трехкратной повторности.

Образцы оценены по признакам: стекловидность зерна, высота растения, масса 1000 зерен и с 1 м². Зерно выделенных форм стекловидное. Высота растений варьирует от 107 до 122 см, устойчивость к полеганию – 7…9 баллов. Масса 1000 зерен –36…38 г, у стандарта Руно – 34. Продуктивность новых линий – 221…232 г/м² при 375 у стандарта. Сочетание более стекловидного зерна (9 баллов), хорошей массы 1000 зерен (37…38 г) и массы зерна с делянки (235…248) отмечено у двух линий, выделенных в 2016 году как лучшие: 1338/15 и 1342/15 (табл. 2).

 

Таблица 2.

Сравнительная оценка линий полбы

Образец	Стекловидность зерна, балл	Высота растения, см	Масса зерна, г
			1000 зерен	с 1 м2
Линия 1331/15	7	118,3±6,67	36,1±1,05	331,7±28,0
Линия 1334/15	7	106,7±8,82	38,1±0,35	281,7±39,2
Линия 1338/15	9	121,7±1,67	37,9±0,07	248,3±33,5
Линия 1340/15	7	111,7±7,26	37,9±0,33	220,7±61,6
Линия 1342/15	9	108,3±10,1	36,8±0,61	235,0±50,1
Руно(St)	7	118,3±1,67	34,3±0,59	375,0±56,2

 

Линия 1 (T. diccocumf. nudum), родословная: F₉ [(F₂(Tromb×XaRD⁴⁶/₁₇)×F₃ (6538×XaRD⁴⁶/₁₇)]; Линия 2 (T. Diccocumf. nudum, v. nudicoccum), родословная: F₈{[F₃(9934×20638)×F₅(Tromb×9934)]×XaRD^46/17}.

Линии различаются по цвету зерна, который обусловлен пигментами в составе оболочек (пленки). У Линии 1 зерно белое, 2 – красное, Руно – пленчатое (рис. 1–3, 2-я стр. обл.).

 

 

Провели анализ 50 колосков сорта Руно в двух повторностях. Определили вес колосков, зерен и пленок, количество зерен, составили пропорцию, вычислили долю пленок (табл.3).Средняя доля пленок при урожайности 461,7 г/м² – 21,5%, что соответствует 99,3 г зерна. Следовательно, масса чистого зерна с единицы площади – 362,4 при 419,4 у Л 1 и 392,8 г/м² – Л 2.

 

Таблица 3.

Определение доли пленок в урожае зерна сорта Руно

Анализ 50 колосков
Вес, г	Количество зерен, шт.	Вес зерен, г	Вес пленок, г	Доля пленок, %
3,90	96	2,99	0,89	22,8
3,56	96	2,62	0,72	20,2

 

Комплексно изучили данные линии в контрольном питомнике в 2020–2022 годах (табл. 4, 5).

 

Таблица 4.

Результаты фенологических наблюдений линий полбы голозерной

Образец	Происхождение	Дата колошения	Устойчивость, балл		Высота растения, см
			желтая ржавчина	полегание
Линия 1	СПб – Дербент	17.05	5	9	122,0±10,2
Линия 2	СПб – Дербент	16.05	3	9	118,3±9,96
Руно (St)	Краснодар-СПб	18.05	5	9	126,7±6,12

 

Таблица 5.

Показатели продуктивности линий полбы голозерной

Образец	Число продуктивных стеблей, шт/м2	Масса зерна, г.		% пленчатости	Масса чистого зерна, г/м2	% к St
		1000 зерен	с 1 м2
Линия 1	305,3±76,9	34,5±0,66	419,4±103,0		419,4	115,7
Линия 2	301,7±61,2	33,4±0,87	392,8± 68,0		392,8	108,4
Руно (St)	425,3±88,3	34,3±0,59	461,7±42,2	21,5	362,4	100

 

По многолетним данным по продуктивности в регионе выделяются среднеспелые формы. Образцы, восприимчивые к возбудителю желтой ржавчины (3…5 балл) при 5 баллах у стандарта, устойчивые к полеганию (9 баллов) при высоте растения 118…122 см. Число продуктивных стеблей составляет 305 и 302, у Руно– 425 шт./м². Для определения массы 1000 зерен зерно стандарта было очищено от колосковой и цветковой чешуи. По величине показателя формы существенно не различались (33,4…34,5 г).

Продуктивность изученных образцов – 393…462 г/м². С учетом % пленчатости Руно (21,5) рассчитана масса чистого зерна у стандарта с единицы площади и % к St новых линий, что составляет 108…116% соответственно (табл. 5).

Сочетание продуктивной кустистости и массы 1000 зерен обеспечили линиям полбы голозерной формирование хорошего урожая, что на 8…16% превышает величину аналогичного показателя у Руно.

Урожайность – интегральный признак. Получена положительная корреляция продуктивности с густотой продуктивного стеблестоя (r = 0,986) и массой 1000 зерен (r = 0,999), а также положительная корреляция (r = 0,977) между густотой продуктивного стеблестоя и массой 1000 зерен.

Проведен биохимический анализ зерна линий полбы голозерной (табл. 6).

 

Таблица 6.

Биохимический анализ зерна линий полбы репродукции 2020 года

Линия	Влажность, %	Протеин на сухое вещество, %	Сырая клейковина, Базис = 14%	Индекс зелени, Базис = 14мл	Крахмал на сухое вещество, %
1	13,03	12,68	25,48	83,29	63,77
1	13,09	13,14	26,5	46,71	70,77
среднее	13,06	12,91	25,99	65,0	67,27
2	13,33	12,6	25,28	44,2	69,78
2	13,26	11,56	25,42	48,91	68,59
среднее	13,30	12,08	25,35	46,56	69,19

 

Таким образом, в результате лабораторно-полевого изучения новых линий полбы голозерной в условиях Южного Дагестана выделены две линии. Зерно стекловидное у Л 1 – белого цвета, Л 2 – красного, содержание белка в зерне 12,9 и 12,1% соответственно.

Линии, устойчивые к листовым болезням (кроме желтой ржавчины) и полеганию, превышают сорт Руно по урожайности на 8…16% и рекомендованы к включению в селекционно-генетические программы.

Посвящается светлой памяти профессора Владимира Дмитриевича Кобылянского

Об авторах

Белахан Абдурашидовна Баташева

Дагестанская опытная станция – филиал ВИР

Автор, ответственный за переписку.
Email: kostek-kum@rambler.ru

доктор биологических наук

Россия, Дербент, Республика Дагестан

Ренат Абдуллаевич Абдуллаев

Федеральный исследовательский центр «Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова»

Email: kostek-kum@rambler.ru

кандидат биологических наук

Россия, Санкт-Петербург

Евгений Евгеньевич Радченко

Федеральный исследовательский центр «Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова»

Email: kostek-kum@rambler.ru

доктор биологических наук

Россия, Санкт-Петербург

Ольга Николаевна Ковалева

Федеральный исследовательский центр «Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова»

Email: kostek-kum@rambler.ru

кандидат биологических наук

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы