Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОРТА И УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОРТА И УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

— ^ З^Л^ На правах рукописи

МОХАМАД СУЛТАН УДДИН БУИЯ

УДК 633.111 -.631.559

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА

ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОРТА И УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ

Специальность 06.01.09 — растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1983

••ЮЛЫЧП ЛИСТОК ¿^С&Ы.~сси.л, ""А

;ыть

озж-.

/

Работа выполнена на кафедрах сельского хозяйства зарубежных стран и физиологии растений Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. Н. Третьяков; кандидат биологических наук, доцент Н. Г. Ракипов.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор А. Н. Павлов; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В. Е. Долгодворов.

Ведущее учреждение — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны РСФСР. -г

Защита состоится . . .1983 г.

лл— '

в час. на заседании Специализированного совета

К-120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская ул., 49, Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан . 1983 г.

■ Ученый секретарь Специализированного совета —

доктор биологических наук

Е. Е. Красина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Пшеница (ТгШсит эрр. Ь.) — ведущая продовольственная культура мира. Зерно пшеницы используется для выпечки хлеба, обладающего высокими питательными, вкусовыми качествами и хорошей усвояемостью, изготовления макаронных и кондитерских изделий. Пшеничным хлебом питается около 70% населения нашей планеты.

Советский Союз занимает в мире первое место по площади возделывания пшеницы. Эта культура превосходит другие хлебные злаки не только по площади посева, но и по валовому сбору зерна. Она дает свыше 70—80% общего количества белка, получаемого в стране от всех зерновых культур (Со-зинов, 1977; Конарев, 1980). В СССР достигнуты большие успехи в области изучения биологии этой культуры, созданы высокоурожайные сорта, разработаны научно обоснованные системы обработки почвы, применения удобрений, борьбы с вредителями и болезнями.

Народная Республика Бангладеш—страна традиционного рисосеяния. Однако производства одного риса недостаточно для удовлетворения потребностей страны в продовольственном зерне. Пшеница, сравнительно новая культура для Бангладеш, может стать здесь вторым после риса важнейшим источником продовольствия для миллионов людей, и популярность ее быстро растет из года в год. В настоящее время доля пшеницы в общем производстве продовольственного зерна в стране достигла 8%, хотя ее широкое возделывание началось лишь в 1971 г. ({^аггаяие, 1982). Пшеницу возделывают здесь в зимний сезон (раби) на больших площадях, остающихся из-за отсутствия орошения свободными после уборки риса, который выращивают в дождливый летний сезон (хариф). Зимний сезон в Бангладеш засушливый и характеризуется недостатком почвенной влаги во время вегетационного периода пшеницы, особенно в период колошение — формирование зерна. Поэтому важное значение имеет изучение влияния влаго-обеспеченности рягтрний и чтпт период на формирование уро-

жая и его качество.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Мое::, СГЧГ,,-С!Г0:<Э). академии им. 1С. А. Уюлурязааа

Инн - І'Ж..

Цель и задачи исследований. Целью работы было выявление особенностей роста и развития, формирования урожая и качества зерна разных сортов яровой пшеницы при недостатке влаги в критический период водопотребления колошение — формирование зерна на разных уровнях минерального питания в контролируемых условиях.

В соответствии с поставленной целью в задачу исследований входило изучение влияния разного режима влагообеспе-ченности, уровня минерального питания и сортовых особенностей на:

— основные показатели роста и развития растений (ритм развития и органогенез, водопотребление растений, формирование площади листьев, фотосинтез и дыхание, накопление сухого вещества, электрофизиологические показатели);

— структуру урожая и урожайность;

— содержание азота, фосфора и калия в урожае (зерно, солома);

— биохимический состав и качество зерна.

Научная новизна. Работа проведена с учетом современного состояния и перспектив научных исследований по культуре пшеницы на родине соискателя — в Народной Республике Бангладеш. Научная новизна ее заключается в том, что в опытах, проводившихся в контролируемых условиях, дана сравнительная характеристика большого набора (десяти) сортов разного географического происхождения по биологическим свойствам, урожайности, структуре урожая и качеству зерна. Выявлены сортовые различия по этим признакам. Показано, что недостаток влаги (40% ПВ) в период колошение— формирование зерна не оказывает существенного отрицательного влияния на урожайность яровой пшеницы на нормальном, но значительно снижает ее на высоком уровне минерального питания. В то же время недостаток влаги в этот период заметно улучшает качество урожая зерна, повышая в нем содержание белка, сырой клейковины и незаменимых аминокислот.

Практическая значимость. Результаты диссертационной работы имеют значение для разработки элементов сортовой агротехники пшеницы в условиях Народной Республики Бангладеш и в засушливых районах СССР с учетом ее реакции.на почвенную засуху в период колошение—формирование зерна. Выявленные сортовые различия по особенностям формирования урожая и качества зерна в условиях недостаточной влага-обеспеченности могут быть использованы и селекционными учреждениями прн подборе исходных форм яровой пшеницы для скрещиваний.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на научных конференциях ТСХА в 1980 и 1982 гг., а также освещены в двух статьях.

о

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, четырех глав экспериментальной части, заключения, выводов списка литературы и приложений. Материалы изложены на 161 странице машинописного текста, включая 34 таблицы и 4 рисунка. Приложения на 9 страницах. Список литературы включает 284 наименования, из них 135 на иностранных языках.

Материал и методы исследований

Материал исследований. Использовали 10 сортов яровой пшеницы различного географического происхождения из коллекции ВИРа. Среди них сорта мягкой пшеницы Родина (СССР), Саратовская-29 (СССР), К-378 Ред 1499 (Индия), Шарбати Сонора (Индия), ИД-1982 (Индия) и твердой пшеницы Ролетта (США), Рагби (США), 282177 PiK3 (США), Малиани (Италия), Популяция (Северная Африка).

Методы исследований. Использовали вегетационный метод (Журбицкий, 1968), который позволяет более точно и объективно оценивать особенности формирования урожая и качества зерна яровой пшеницы в зависимости от генотипа, имитации отдельных агротехнических приемов (дозы удобрений, кратность их внесения, действие почвенной засухи) в строго контролируемых условиях.

Опыты (всего 4) проводили в Лаборатории физиологии растений ТСХА в 1980—1982 гг. В двух опытах (1980 и 1981 — 1982 гг.) изучали сортовые особенности формирования урожая и качества зерна. В первом растения выращивали на 1,5 н. смеси Кнопа на открытой площадке под полиэтиленовым тентом, а во втором — на 1,5 и 3,0 н. смеси Кнопа в условиях искусственного климата (круглосуточная температура 20±1°, световой период 18 ч, освещенность 9 клюке). В остальных двух опытах (1981 и 1982 гг.) изучали влияние недостаточной влагообеспеченности в период колошение — формирование зерна на двух резко различающихся — нормальном (1,5 н. Кнопа) и высоком (3,0 н. Кнопа) —уровнях минерального питания на рост и развитие, формирование урожая и качества зерна четырех сортов (Родина, Саратовская-29, К-378 Ред 1499, Ролетта). Недостаток влаги в указанный период создавали путем снижения влагообеспеченности с 80 до 40% ПВ на 20 дней после начала колошения. Эти опыты проводили на открытой площадке под полиэтиленовым тентом. Во всех опытах для создания ценотического эффекта сосуды на стеллажах ставили очень плотно. Число растений в каждом сосуде было 20 в начале опытов и 10 во время уборки урожая.

Проводили как принятые в растениеводстве наблюдения и анализы, так и физиологические и биохимические исследова-

1шя. Полученные данные подвергали статистической обработке методами дисперсионного (Доспехов, 1979) и корреляционного анализа (Литтл, Хиллз, 1981)-

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ Рост и развитие растений

Сортовые особенности. Рост и развитие растений — различные стороны жизненного процесса. Рост — это увеличение размеров растения и последовательное возникновение вегетативных органов (Шевелуха, 1980). Развитие — это качественные изменения в растении, происходящие в течение его жизни. Только в результате таких изменений возможны органооб-разовательные процессы и плодоношение. Более точное представление об органообразовательных процессах дает морфо-физиологический анализ (Куперман, 1953, 1980). Исследования показали, что в первой половине вегетационного периода сорта мягкой пшеницы в целом развивались более быстро, а сорта твердой пшеницы значительно отставали от них (табл. 1). В этот период особенно интенсивно развивались сорта Саратовская-29 и НД-1982. Сорт твердой пшеницы 282177 Р1К3 развивался так же интенсивно, как и сорта мягкой пшеницы. В дальнейшем эти различия сглаживались, так как отстающие в своем развитии сорта имели более быстрый ритм развития и к 20 августа почти догнали мягкие пшеницы. Одной из причин этого является, видимо, сокращение периода между цветением и созреванием при позднем наступлении цветения (Marcellos, Single, 1972). Необходимо отметить, что повышение уровня питания не оказало влияния на ритм развития и органогенез изучаемых сортов.

Высота растений была неодинакова у разных сортов и на разных этапах органогенеза. Согласно широко распространенной классификации (Туницын, Ериняк, 1982; Sethi, 1981), нами определено, что сорта Родина, НД-1982 и 282177 Р1К3 являются полукарликовыми, а сорта Саратовская-29, К-378 Ред 1499, Шарбати Сонора, Ролетта, Рагбн, Популяция и Малиани — среднерослыми (табл.2).

Водопотребление растений зависело от сорта и фазы их роста и развития. За вегетационный период наиболее интенсивно потребляли влагу, в расчете на одно растение, сорта Рагби (1348 мл), К-378 Ред 1499 (1312 мл), Малиани (1301 мл), Ролетта (1239 мл) и наименее интенсивно сорта НД-1982 (991 мл), 282177 PiK3 (995 мл) и Родина (995 мл). Наибольшее количество воды растения независимо от сорта расходовали в период трубкование—начало молочной спелости, который но общепринятому мнению считается крити-4

Таблица 1

Прохождение яровой пшеницей этапов органогенеза (опыт 1980 г.)

Сорт 25/УІ 2/УІІ 9/\'11 16/УІІ 23/У11 ЗО/VII 6/\'1И 13/\ЧИ 20/\'ІІІ

Мягкая пшеница

Родина . . ....... II с V к V н VI к VI VIII с X XI к XI

Саратовская-29 ...... II с V н VI н VI к VII н X XI XI к XI

К-378 Ред 1499 ..... II и V с V к V У1-\'Ш VIII X XI к XI

Шарбати Сопора..... II с V к V VI—VII VI—VII IX X XI XI

НД-1982 ......... II с V к V II VI VII-VIII X XI XI XI

Твердая пшеница

Ролетта......... II III с V с V 11 VI VI VIII X XI

Рагби......•. . , II II ІІ-ІІІ IV—V V V VII IX X

282177 Р,К3 ....... II н V к V V—VI VII IX X XI к XI

II III и V V V к VI VII VIII X

Популяция........ н II IV с V к V VI VII X XI XI

II р и м еч а н и е. н — начало, с —середина, к —конец этапа.

ческим периодом водопотребления (Кулаков, 1980; Вавилов и др., 1979; КИоэо, 1977).

Сортовые различия по площади листьев проявились уже на ранних этапах органогенеза. В период образования наибольшей листовой поверхности сортовые различия по площади листьев на главном побеге были значительные и составили 71—79 см2. В период колошение—цветение сорта твердой пшеницы, за исключением 282177 Р1К3, имели на главном побеге большую площадь листьев, чем сорта мягкой пшеницы. При этом сорт Малиани до конца вегетационного периода отличался наибольшей площадью листьев на главном побеге. Сорт твердой пшеницы 282177 Р1К3, который по интенсивности прохождения этапов органогенеза был близок к сортам мягкой пшеницы, мало отличался от них и по величине площади листьев на главном побеге в период колошение — цветение и в последующем.

Влияние условий выращивания. Повышение уровня питания на фоне оптимальной влагообеспеченности (80% ПВ) оказало положительное влияние на площадь листьев главного побега всех сортов, которое сохранялось на протяжении всего вегетационного периода. На фоне недостаточной влагообеспеченности (40% ПВ) положительное влияние высокого уровня питания на этот признак устойчиво проявилось только у сортов К-378 Ред 1499 и Ролетта. Снижение влагообеспеченности до 40% ПВ на 20 дней после колошения сказалось отрицательно на площади листьев главного побега у сортов Родина и Саратовская-29 только на высоком, а у сортов К-378 Ред 1499 и Ролетта на обоих уровнях питания.

Под влиянием высокого уровня питания усиливалась транспирация воды в соответствии с ростом площади листьев (рис. 1). Между тем снижение влагообеспеченности до 40% ПВ на 20 дней после начала колошения уменьшало расход воды растениями. Отрицательное влияние недостатка влаги на этот показатель особенно сильно проявилось на высоком уровне питания.

Усиление питания значительно повысило интенсивность фотосинтеза листьев сравниваемых сортов до IX этапа органогенеза, т. е. до цветения, но почти не влияло на дыхание. Однако в дальнейшем уровень питания и режим влагообеспеченности не оказали определенного влияния на интенсивность фотосинтеза и дыхания изучаемых органов растения (флаговый лист, колос).

С фотосинтезом тесно связано накопление сухого вещества в растениях (Ничипорович, 1971, 1975; Беденко, 1980)-Повышение уровня питания усиливало накопление сухого вещества всеми сортами (рис. 2). В чо же время недостаток влаги заметно тормозил этот процесс. Отрицательное влияние С

І'ІРм Киш. BOX or fíS 9-і5а.Кшт,№% стЯЗ

£• ДОн КНОТЛ. 10% 9t 118 4' tip Хяягл. 40% отсз *

Риє. ТРАНСПНРАЦИЯ ВОАЫ fiWNMSM S ГМММЄ * ВЄГв7АЦИ0М0ГО /ГОРИШ Ґ/ШО -

Таблица 2

Структура урожая и урожайность сортов яровой пшеницы (опит 1980 г.)

Сорт Элементы структуры урожая

высота, см кустистость число зерен масса зерен, г масса 1000 зерен, г выход зерна, % ,

главного побега боковых побегов к я ю продуктивная главного колоса боковых колосьев с растения главного колоса боковых колосьев с растения

Родина ....... 78 V 54 4,6 2,7 36,4 16,0 52,4 1,4 * 0,6 2,0 38,2 37,0 >

Саратовская-29 . . 98 ч 70 4,-4 3,5 33,8 16,0 49,8 1,2 0,9 2,1 42,2 35,6

К-378 Ред 1499 . . . 92 74 3,9 2,9 32,7 21,9 54,6 1-3 - 0,9 2,2 40,3 34,9

Шарбати Сонора . . . 91 06 4,8 3,1 37,9 12,1 50,0 1,3 0,4 1,7 34,0 34,0

НД-1982 ...... 68 49 4,9 2,3 27,9 8,9 36,8 1,3 0.5 11,8 48,9 34,0

Ролетта...... ■100 91 4,3 3,8 29,6 22,0 51,6 1,0 1,5 - 2,5» 48,4 . 32,9 »

Рагби...... 103 81 4,5 3.2 28,2 14,4 42,6 0,8 0,5 1,3 30,5 23,2

282177 Р,К3 ..... 76 54 3,9 3,5 34,0 14,2 48,2 1,2 0,9 2,1 43,6 35,0

.Малиаии...... 96 71 3,1 1,8 39,2 18,1 57,3 1,3 0,3 1,6 27,9 30,2

Популяция..... 95 66 3,8 2,6 28,8 13,7 42,5 1,0 0,6 1,6 37,6 30,8

НСРС5....... 3,5 0,7 4,9 3,7 5,1 0,2 0,2 0,3 зл

Сттшщэ

• Pûjam

м / e tstttt в ate ti з tut

мм мм ■ ■ ■ шь . шхг.

1'3,Qm KhûOA, ÔOX СГ ПІ і• 3.0ц ктл. Ш tf fíS ,

ti і л я я и to П ti s un ahí . w ■- ma» шт

'.У-іЗл'torn,пи$• . >î i-tiu Kusa*. 4û% ores, *

Рив. і. транспирация еоды пшенжп * ттш ШВЩИОННОГО ПЕРИОДА (iSâîrJ ~

!У

г.

ьз ~ с гїч о 2 4 о»? о ^ о

я 5

Й 2 —

5 »

о

со —

СО о

оз о

СО

11-2® о с 00 о о о Сі О о иэ со ы о о КЗ о О Й л. сс О сс СО со ОС ч СО

00 00 м ю о С5 сс ^ о Сі ОС СО СІ 00 о 4- О 8 8 00 Сі СО 4- О

и I о О І— 1 —КЗ со »о КЗ О! КЗ 1С VI Сі КЗ КЗ сэ о КЗ КЗ О ОС СО КЗ КЗ м КЗ КЗ о о КЗ со

кз 1 ь КЗ КЗ СІ СЛ сл £ Со ОО •*» V) - " сл 4-. СЗ Со о V) со со СЗ ОС КЗ о — СЇ V) 00 о

18,3 2.2 1,5 1,5 м — ъ КЗ СЛ о *— 00 КЗ КЗ 00 ГО Сі ю кз кз сл 4» — КЗ КЗ 4* Сл о КЗ со — со V) о КЗ Сгі ОО — КЗ СЛ со

Г-"-« -1 СЛ — О .и 4~ о о 4* Сі _— -V) ¡3 о О СП СП ю "о со О О СлЭ 1--І о сл СЛ С1 ОО со V} С5 сл -4 КЗ «3 ОО о ОС КЗ Сі о о

£22 ь КЗ о|о "-4 КЗ — о Ъ 00 КЗ СП г. СП ОС КЗ о о < 00

ООО ^ « — ІО — о ЦІ о — *~|кз о|о о 00|КЭ Ы 1 сл кз о О _ о ь о Ъо О и>

кз ррр (О кз со |о — --4 Сі КЗ Сі О СЛ КЗ Ї-О и> КЗ КЗ ы "»» СО КЗ 00 сл КЗ КЗ 4-. оэ СЗ КЗ 'ч со -с КЗ

Сл КЗ »о со о со о о СЛ о .и Сл 00 — сл ОІ V кз — 00 V) со Со Сі ОС "о - А. о со ^ со со оо СП СЛ КЗ КЗ со 00 со о о

33,1 35,1 36,9 Со СО -¿»СО Со і; со СІ —Іро сэ 1 оо о 1 о ос оі —со/кэ Ьі со СО О 4. V) 4- со О 00 О сэ СО о

о

с •о

Норма Кнопа

главного

бокового

к

о\ Е

Продуктивная кустистость

главного колоса

боковых колосьев

растения

я X

■о о

к

£ »

8 £

о- к

■2

О "О

03 о

о еэ

да г

а »

е 3

ге ж

х а

X п

с -о

Е »

з Я

Е о 1 я

5 5

00 в

КЗ X

л § о к - я

главного колоса

боковых колосьев

с

растения

2 я с: ж

в

о о

и сэ с

? и

и всего растения, массой зерен В- колосе главного н бокового побегов и массой 1000 зерен. Эти сведения желательно учитывать при разработке элементов агротехники яровой пшеницы, создавая благоприятные условия для развития таких элементов структуры урожая, которые наиболее тесно положительно коррелируют с урожайностью растений.

Биохимический состав и качество зерна

Современная специальная литература изобилует данными о влняшш различных факторов на качество лерна пшеницы Данной проблеме посвящены обширные обзоры и фундаментальные монографии (Коданев, 1976; Созинов, 1977; Кона-рев, 1980; Кретович, 1981; Минеев, Павлов, 1981, 1982; Раки-пов, 1982; Munck, 1972; Norton, 1978). Тем не менее недостаточно полно изучены сортовые особенности качества зерна яровой пшеницы. Мало что известно также о влиянии недостатка влаги в период после колошения, особенно на контрастных уровнях питания, на биохимический состав зерна, содер-

Таблица -I

Коэффициенты корреляции (г) между массой зерна с растения и элементами структуры урожая у пшеницы (п=10 сортов)

Элементы структуры урожая Опыт 1981—.1982 гг.

1,5 л. Кнопа | 3,0 и. Кнопа

Высота побега, см:

+0,5003 + 0,5124

+ 0,4513 +0,2378

Кустистость:

— 0,2535 + 0,16.17

+ 0,1771 +0,64,10*

Длина колоса, см:

главного побега ...... -V 0,1204 —0,0398

+ 0,0609 —0,0025

Число колоскоа:

главного колоса ...... +0,4962 +0,4562

+0,8656** +0,8416**

бокового колоса ...... + 0,5086 + 0,3814

+ 0,7352** + 0,6359*

Число зерен:

+0,8808** +0,8767**

+ 0,6914* + 0,6594*

+ 0,9689** +0,8260**

Масса зерна, г:

главного колоса ...... +0,9080** +0,8058**

бокового колоса ...... +0,7852** + 0,8842**

+ 1,0000 + 1,0000

.Масса 1000 зерен, г..... + 0,4265 + 0,6298*

* Существенно при уровне значимости 0,05. ** Существенно при уровне значимости 0,01.

жание в нем белка, его фракционный и аминокислотный состав.

Биохимический состав зерна. Выявлены значительные сортовые различия в содержании основных компонентов зерна — белка, сырой клейковины, крахмала, а также клетчатки и жира. В частности, содержание белка изменялось в зависимости от сорта в пределах 13,6—22,1% (в среднем 16,3%). Наиболее высокой белковостью зерна отличался сорт НД-1982, а наиболее низкой К-378 Ред 1499- Содержание сырой клейковины составляло в зависимости от сорта 33,1—45,2% (в среднем 40,5%). Чем больше клейковины в зерне, тем, как правило, лучше его хлебопекарное качество (Кретович, 1981). В этой связи отметим, что наиболее высоким содержанием сырой клейковины отличалось зерно сорта Родина, наиболее низким — сорта К-378 Ред 1499. В целом по 10 сортам выявлена прямая связь между содержанием белка н сырой клейковины в зерне (г = +0,5698). Содержание крахмала составило 53,3—74,4% (в среднем 64,0%) в зависимости от сорта. Сор-

Таблица 5

Влияние уровня минерального питания и влагообеспеченности на биохимический состав зерна яровой пшеницы

(в % сухой массы, опыт 1982 г.)

Сорт Норма Киопа м ю 14 -г са С- Сырая клейковина Крахмал Клетчатка Жир

Родина 1,5 10,0 21,7 71.9 4,3 1.7

10,3 22,7 70,9 4,5 1,8

3,0 16,4 44,1 54.7 4.9 1,4

18,0 47,2 51,5 5,2 1,4

Саратовская-29 1.5 10.8 26,2 70.0 4,5 1.8

'11,7 25,7 71,5 4,5 2,0

3,0 14.1 36,4 63.1 4,6 .1,7

20.6 51,4 53,1 5,4 1,8

К-378 Ред 1499 1.5 9.2 21.6 71.8 4,3 1.6

10,7 23,0 77,7 4.1 1,6

3,0 15.5 36.1 61,3 4.7 1,4

16,6 38,4 59,7 5,0 1,5

Ролетта 1,5 П2.0 25.9 72,6 5,0 2.3

14,3 27,7 67,5 5,5 2 о

3,0 2,1,8 42.2 62.2 5.3 2.1

17,2 46,5 56,7 5,5 2,0

Примечание. В числителе — 80% ПВ, в знаменателе — 40% ПВ.

товые различия очевидны. Сорта с повышенным содержанием белка характеризовались более низким содержанием крахмала в зерне (г = —0,9318) .

Повышение уровня питания заметно увеличивало белковость зерна, содержание в нем сырой клейковины, клетчатки и уменьшало содержание крахмала и жира (табл. 5). Недостаток влаги в течение'20, дней после колошения на обоих уровнях питания не ухудшал качество зерна, а, наоборот, заметно улучшал его, повышая в нем содержание белка и сырой клейковины, и почти не оказывал влияния на содержание крахмала и жира. И в этом опыте белковость зерна коррелировала положительно с содержанием в нем сырой клейковины (г = +0,9188), но отрицательно с содержанием крахмала (г = —0,8272).

5 Фракционный состав белка зерна. Качество зерна пшеницы определяется не только общим содержанием белка, но и фракционным' составом' последнего (Созинов, 1977; Павлов, 1978, 1982) . Изучение фракционного состава десяти сортов показало, что в суммарном белке,яровой пшеницы больше всего содержится глиадинов, затем глютенинов и в меньшей степени альбуминов и глобулинов (табл. 6). По содержанию белко-

Таблица

Фракционный состав белка зерна сортов яровой пшеницы (опыт 1981—1982 гг.)

6

Сорт §Х ¿а Фракции белка, % от суммы Отношение глиадинов к глюте-нинам

альбумины и глобулины глиа-дииы остаточные белки

Родина ...... • 17,6 20,5 43,7 26,5 9,3 1.6 1

Саратовская-29 . . . . 13,6 27,2 38,1 26,9 7,8 '1,4 1

К-378 Ред 1499 ... . 13,6 28Д 39,5 24,3 8Л 1,6 1

Шарбати Сонора . . . 15,0 24,4 42,3 25,5 7,8 1,6 1

НД-1982 ...... 22 1 ' 16,2 48,9 25,5 9,4 1,9 1

Ролетта...... 1б!7 20,4 44,5 26,9 8,2 1,6 1

Рагби....... 15,0 23,3 43,3 24,4 9,0 1,8 1

282М7 Р,Кз . . . . • •16,0 20,2 42,5 27,8 9,5 1,5 1

Малиани...... '18,6 17,8 47,6 26,4 8,3 1,8 1

'17,5 47,8 25,5 9,2 1,9 >1

21,6 43,8 26,0 8,6 1,7. 1

Примечание Кнопа.

Уровень минерального питания—1,5 н. смеси

вых фракций сортовые различия были небольшие. Тем не менее при увеличении содержания белка в зерне по сортам уменьшалась в белке фракция альбуминов и глобулинов

(г = —0,8934), но увеличивалась фракция глиадинов (г = +0,9030) и очень незначительно — фракция глютенинов (г = +0,0929). Количество альбуминов и глобулинов отрицательно коррелировало с количеством глиадинов (г = —0,944В) и глютенинов (г = —0,2669). С точки зрения качества клейковины наилучшим соотношением глиадинов и глютенинов характеризуются сорта Саратовская-29 (1,4: 1) и 282177 Р[Кз (1,5 : 1), так как принято считать, что чем ближе это соотношение к единице, тем лучше качество клейковины и хлебопекарные свойства зерна (Тютерев и др-, 1972; Кретович, 1981).

Повышение уровня питания и недостаток влаги в течение 20 дней после колошения, резко повышая содержание белка в зерне, значительно изменили в нем соотношение белковых фракций (табл. 7). При этом уменьшалось в суммарном белке количество альбуминов и глобулинов (г=—0,8472) и увелн-

Таблица 7

Влияние уровня минерального питания и влагообеспеченности на фракционный состав белка зерна яровой пшеницы (опыт 1982 г.)

Сорт Норма Кнопа о 3 X И5ЇІ Фракции белка, % от суммы Отношение глиадинов к глютенннам

альбумины и глобулины глна-дины а г; я и — остаточные белки

Родина Саратовская-29 К-378 Ред 1499 Ролетта 1.5 3,0 1.6 3,0 1<5 3,0 1,5 3,0 10.0 37.0 35,2 20.3 7.5 1.7 : її

10.3 16.4 32,0 21.5 38.3 44,6 23,1 25.8 6.6 8.1 1,6 : 1 1,7 : 1

18,0 И0,8 18,1 38,7 50,2 30.0 25,2 20.2 6Д 1.1,1 2,0 : И 1.5 : 1

11,7 14Л 32,5 31,2 34,7 43,5 22,5 25,2 10,3 10.1 1,5 : 1 1,7 : I

20,6 9.2 16,1 39,9 47,1 33,0 28,2 '19,5 8.6 7.6 1,7 : 1 1.7

10,7 15.5 аі,з 16,4 36,6 49.1 23,3 25.5 8,8 9.0 1,6 : 1 ■1.9: 1

16,6 12,0 13,0 38.9 50,7 30.3 28,2 20,7 8,1 ЮЛ 1,8 : 1 1,5 : 1

14,3 21,8 34,0 17.8 32,7 4(5.2 25,.1 26,8 8,2 10.1 1,3 : 1 1.7 : 1

17,2 20,7 43,5 27,0 8,8 1,6 :И

Примечание. В числителе — 80% ПВ, в знаменателе — 40% ПВ.

чивалось количество глиадинов (г = +0.7639) и глютенинов (г =+0,8658).

Глиадииы — биологически самая неполноценная фракция белков зерна пшеницы (Рядчиков, 1978; Мипск, 1972), так как в них лизин и другие незаменимые аминокислоты содержатся в минимуме (Тютерев и др., 1979; Плешков, 1980). Следовательно, увеличение глиадинов в суммарном белке зерна под влиянием изучаемых факторов (свойства сорта, условия выращивания) могло привести к снижению биологической полноценности белка и тем самым его пищевой и кормовой ценности. С другой стороны, увеличение фракции глиадинов и глю-теНинов связано с повышением содержания клейковины в зерне и тем самым его хлебопекарных качеств.

Аминокислотный состав белка и зерна. Аминокислотный состав белка является важнейшим показателем его питательной ценности (Рядчиков, 1978). При этом особо важное значение имеет содержание в нем незаменимых аминокислот. Отсутствие в пище хотя бы одной из них может привести к тяжелым заболеваниям, а недостаток их в кормах резко снижает продуктивность животных (Мипск, 1972). Сравниваемые 10 сортов практически не различались по аминокислотному составу белка. Между тем повышение уровня питания заметно снизило в белке всех сортов содержание наиболее дефицитных незаменимых аминокислот — лизина, метионина, лейцина и валина и также значительно повысило в нем содержание заменимых аминокислот — глутаминовой кислоты и пролина при.обоих режимах влагообеспеченности. Эти изменения аминокислотного состава суммарного белка вызваны изменением в нем соотношения белковых фракций, т. е. они не выходят за пределы существующей зависимости между фракционным и аминокислотным составом белка (Павлов, Минеев, 1982). Снижение влагообеспеченности до 40% ПВ после колошения оказало на аминокислотный состав белка аналогичное влияние, однако, только на высоком уровне питания.

. Для оценки пищевой и кормовой ценности зерна особый интерес представляет знание содержания незаменимых аминокислот не в выделенном из него белке, а непосредственно в самом зерне. Нами выявлены значительные сортовые различия по содержанию незаменимых аминокислот в зерне (табл. 8), что обусловлено в основном различиями в содержании белка в зерне у разных сортов, а не аминокислот в белке. Установлены также большие сортовые различия по сбору незаменимых аминокислот с урожаем зерна, которые обусловлены различиями в урожайности и в белковости зерна сравниваемых сортов.

Условия выращивания _также оказали значительное влияние на содержание незаменимых аминокислот в зерне и, сле-14

Таблица &

Содержание незаменимых аминокислот в зерне разных сортов яровой пшеницы, (г/кг зерна, опыт 1981—1982 гг.)

Аминокислоты Сорт Среднее

Родина Саратов-ска я-29 К-378 Ред 1499 га л о си «І за НД-1982 Ролетта Рагби t,__ п ClX оо -счС. Малиани Популяция

Лизин........... G,G 4,8 4,7 5,6 7,8 6,1 5,2 5,9 6,9 6,3 6,0

6,1 4,9 4,8 5,2 7,8 6Л 5,6 6,0 6,5 6,3 6,0

11,7 9,0 9,1 10,0 •14,2 10,9 10,1 10,7 12,4 11,9 '11,0

5,4 4,1 4,2 4,0 0,1 5,2 4,6 4,7 5,G 5,4 5,0

1,1 1,3 1,3 2,2 1,6 1,6 И,7 1,6 1,6 1,6

Валин.......... 7,9 6,0 6,2 7,0 8,9 7,6 7,0 7,2 8,4 8,2 7,4

5,0 3,7 3,8 1,3 6,5 5,0 4,3 4,1 5,2 5,0 4,7

Сумма....... • • • ■11,5 33,9 31,1 38,0 53,8 12,5 38,4 ■10,6 46,6 44,7 41,7

Пелок в зерне, %...... 17,6 13,0 13,6 15,0 22,1 16,7 15,0 16,0 18,6 18,1 16,3

Урожай зерна, г/сосуд . . . . 15,2 15,1 19,0 22,2 3,0 14,0 16,1 18,0 15,9 15,0 15,2

Сбор незаменимых аминокислот,

мг/сосуд ......... G7G 512 G48 812 162 593 581 732 741 669 61G

Примечание. Уровень питания—1,5 п. смеси Кнопа,

довательио, МЗ его пищевое и кормоЁое качество (табл. 9). Повышение уровня, питания сильно увеличило содержание всех незаменимых аминокислот в зерне. Особенно ценным является повышение содержания лизина, который считается наиболее дефицитной аминокислотой в зерне пшеницы (Ряд-

Таблица 9

Влияние уровня минерального питания и влагообеспеченности иа содержание незаменимых аминокислот в зерне яровой пшеницы (г/кг, опыт 1982 г.)

Аминокислоты

1,5 н. Кнопа 3.0 н. Кнопа

Родина ■о 28 2.2 5Г Я и К-378 Ред 1499 Ролстта Родина I Саратов-ская-29 К-378 Ред 1499 Ролетта

3.6 3,8 3.2 4.1 5Л 4.4 5.0 6,8

3,6 4,1 4.2 4.3 3,6 3.8 4,8 4.8 5.7 7,1 6,5 6,2 5,3 6.9 5,7 9,6

4,6 • 6.8 5,2 7.1 4,6 6.0 5,9 8,0 6,'1 10.2 7,0 8,8 5.8 9.9 6,2 13.6

6,8 3.1 7,9 3,5 7,1 2.9 9,6 3.8 11,1 5.1 12,4 4.4 10,1 5.0 10,5 6,9

3,2 1.1 3,7 .1,2 3,4 1.0 4,6 •1.4 5,4 1,3 6,4 .1,0 5.2 1.3 5,5 1,7

1.1 4,4 1,3 4.7 11,3 4,0 1,7 5,1 1,6 6,2 2,1 5.6 1,5 6,0 1,6 8.4

4.7 2.8 5,2 2.9 4,7 2.6 6,3 3.3 7,2 4,5 7,8 4,0 6,5 4,0 6,9 5,3

2,9 25.9 3,1 27.5 2,9 23,5 4,1 30.5 4,9 39,6 5,6 34.4 4,3 38,1 4,6 52.5

26,9 110.0 30,6 10.8 27,6 9.2 37,0 12.0 42,0 16.4 47,8 14.1 38,7 15.5 41,0 21.8

10,3 21.2 22,7 548 11,7 24.5 10,7 22,7 14,3 19,7 18,0 37.0 20,6 38,5 16,6 42,0 17,2 27,0

24,7 673 22,0 534 16,2 601 27,7 1460 23,7 ¡324 35,0 її 601 25,7 14,17

61.1 И е. 755 В чис 607 лителе 599 — 80% .1163 ПВ, 1134 в 31 1355 іаменаї ■1052 геле —

Лизин

Фенилаланин Лейцин Изолейцин Метионин Валин Треонин Сумма

Белок в зерне, %

Урожай зерна, г/сосуд

Сбор незаменимых аминокислот, мг/сосуд

П р и м е ч а 40% ПВ.

чиков, 1977; Мипск, 1972). Недостаток влаги тоже оказывал положительное влияние на содержание незаменимых аминокислот в зерне. Условия выращивания сильно влияли на сбор 16

незаменимых аминокислот с урожаем (табл. 9). Как повышение уровня питания, так и снижение влагообеспеченности до 40% Г1В после колошения привели к росту сбора всех незаменимых аминокислот. Особенно сильно было влияние уровня минерального питания. Положительное влияние условий выращивания на сбор незаменимых аминокислот обусловлено увеличением как белковости, так и урожая зерна под влиянием изучаемых факторов.

Выводы

1. В опытах с десятью сортами селекции разных стран установлено, что рост, развитие, урожайность, структура и качество урожая мягкой и твердой яровой пшеницы зависят от генотипа и условий выращивания.

2. В первой половине вегетационного периода сорта мягкой пшеницы развиваются более быстро, чем сорта твердой пшеницы- В этот период особенно интенсивно развиваются

> сорта Саратовская-29 и НД-1982. Сорт твердой пшеницы

282177 Р1К3 развивается так же интенсивно, как и сорта мягкой пшеницы. Уровень минерального питания не оказывает существенного влияния на ритм развития и органогенез обоих видов пшеницы.

3. Среди сравниваемых десяти сортов сорта Родина, Саратовская-29, К-378 Ред 1499, Ролетта и 282177 Р1К3 отличаются от остальных более высокой урожайностью. Это обусловлено их высокой продуктивной кустистостью, высоким числом зерен на растении и высокой массой 1000 зерен.

4. Установлены сортовые различия в содержании белка, сырой клейковины и крахмала в зерне, причем высокобелковые сорта имеют тенденцию к более высокому содержанию сырой клейковины (г = +0,5698) и более низкому содержанию крахмала (г = —0,9318).

5. По содержанию белковых фракций сорта яровой пшеницы различаются незначительно. При увеличении содержания белка в зерне по сортам уменьшается в белке фракция альбуминов и глобулинов (г — —0,8934), но увеличивается фракция глиадинов (г = +0,9030) и очень незначительно —

„ фракция глютенинов (г = +0,0929). Среди десяти сортов наи-

лучшим соотношением глиадинов и глютенинов (1,4: 1) отличается сорт Саратовская-29.

6. Изученные сорта не различаются по относительному со»- держанию незаменимых аминокислот в белке зерна, но отличаются по их содержанию в единице массы зерна вследствие разного содержания белка.

7. В опытах с четырьмя сортами яровой пшеницы (Родина, Саратовская-29, К-378 Ред 1499, Ролетта) при одновре-

мснном варьировании режима влагообеспеченности и уровня минерального питания установлено сходство в реакции разных генотипов на указанные условия выращивания.

8. Повышение уровня минерального питания увеличивает интенсивность фотосинтеза, площадь листьев, продуктивную кустистость, накопление сухой массы, водопотребление, массу 1000 зерен и урожайность растений, содержание белка и сырой клейковины в зерне яровой пшеницы, но снижает в нем содержание крахмала.

9. Уменьшение влагообеспеченности (с 80 до 40% IIB) в период колошение — формирование зерна снижает накопление сухой массы растениями и их урожайность вследствие ухудшения налива зерна на высоком, но мало сказывается на этих показателях на нормальном уровне минерального питания.

10. Повышение уровня минерального питания и недостаток влаги в течение 20 дней после колошения уменьшают содержание незаменимых аминокислот в белке зерна яровой пшеницы вследствие изменения соотношения белковых фракций, но значительно повышают его в расчете на единицу массы зерна вследствие увеличения белковости последнего.

11. При нормальном уровне минерального питания снижение влагообеспеченности с 80 до 40% ПВ в период колошение — формирование зерна не оказывает существенного влияния на урожайность изученных сортов яровой пшеницы, значительно улучшая при этом качество урожая в результате увеличения содержания белка, сырой клейковины и незаменимых аминокислот.

12. Выявленные сортовые различия в росте и развитии растений, элементах структуры урожая, урожайности и качестве зерна, а также в их реакции на уровень минерального питания и недостаточную влагообеспеченность в период колошение— формирование зерна представляют интерес для разработки элементов агротехники яровой пшеницы в условиях Народной Республики Бангладеш и в засушливых районах СССР.

Публикации по теме диссертации

1. Буйя М, С. У., Силютина Ю. И. Физиологические особенности короткостебельных сортов яровой пшеницы из мировой коллекции ВИРа. — В сб.: Актуальные вопросы селекции и семеноводства полевых культур. М-, 1981, с. 24—28.

2. Буйя М. С. У„ Третьяков Н. Н., Каменская К. И. Физиологические особенности короткостебельных пшениц на различных фонах минерального- питания. — Известия ТСХА, 1983, вып. 3, с. 109—113.

Объем 1V* П, л.

Заказ 2211.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44