Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние абиотических факторов на специфику формирования основных свойств и параметров региональных экотипов Triticum aestivum L. в условиях Предбайкалья

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Влияние абиотических факторов на специфику формирования основных свойств и параметров региональных экотипов Triticum aestivum L. в условиях Предбайкалья"

Крутиков Иннокентий Андреевич

ВЛИЯНИЕ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СПЕЦИФИКУ ФОРМИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ И ПАРАМЕТРОВ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭКОТИПОВ ТгШсит аезйуит Ь. В УСЛОВИЯХ ПРЕДБАЙКАЛЬЯ

03.02.08 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

4843583

Крутиков Иннокентий Андреевич

ВЛИЯНИЕ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СПЕЦИФИКУ ФОРМИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ И ПАРАМЕТРОВ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭКОТИПОВ ТгШсит аезйуит Ь. В УСЛОВИЯХ ПРЕДБАЙКАЛЬЯ

03.02.08 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственной экологии ФГОУ ВПО Иркутской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель: Доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Хуснидинов Шарифзян Кадирович

Официальные оппоненты: Доктор биологических наук, профессор

Анцупова Татьяна Петровна Кандидат биологических наук, доцент Баханова Милада Викторовна

Ведущая организация: Сибирский институт физиологии и

биохимии растений СО РАН

Защита состоится« » 2010 г. в

на заседании диссертационного совета Д 212.022.03 по защите докторских диссертаций при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ ул. Смолина, 24а, конференц - зал. Факс: (3012) 210588, е-шаЛ: d2102203@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Бурятского государственного университета. Тираж - 100 экз.

Автореферат разослан « » 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Н.А. Шорноева

Актуальность работы. Одной из важнейших народнохозяйственных проблем региона является повышение производства зерна яровой пшеницы с высокими мукомольными и хлебопекарными качествами. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы зависит от многих причин. По мнению П.Л. Гончарова (1997), урожайность и качество зерна яровой пшеницы зависит от потенциальных возможностей культуры и комплекса абиотических условий. Большое значение имеет зональная технология возделывания, в основе разработки которой положены эколого-биологические особенности растения.

Территория Предбайкалья характеризуется большим разнообразием природных и климатических условий. Экологические различия по районам связаны с температурным режимом, количеством, распределением осадков и почвенными особенностями. Главной климатической особенностью Предбайкалья являются ограниченные термические ресурсы и короткий безморозный период.

Каждый экотип яровой пшеницы обладает комплексом требований, которые они предъявляют к условиям произрастания: увлажнения, теплу, почвам.

В.Е. Писарев (1964) считал, что в условиях дефицита тепла и влаги, для Предбайкалья нужны сорта, которые бы созревали, заканчивали вегетацию в оптимальные сроки и обеспечивали получение высокой урожайности и качества зерна.

В.П. Воронцовой (1987), Ю.П. Логиновым (1997), Н.Г. Ведровым (1998), М.С. Наумовой (2000)/А.Е. Юдиным (2005), В.Е. Дмитриевым (2005), A.B. Полномочновым, И.Э. Илли, И.А. Крутиковым (2008), а также нашими исследованиями показано, что зональная технология возделывания яровой пшеницы основывается не только на познании её биологических особенностей, но и абиотических условий.

Однако, проблема влияния комплекса абиотических условий на процессы формирования основных параметров, свойств, экологической устойчивости и продуктивности Triticum aestivum в условиях региона изучены недостаточно полно.

Поэтому изучение корреляционных связей между продукционным процессом и гидротермическими ресурсами позволит глубже понять степень зависимости региональных экотипов яровой пшеницы от специфических абиотических условий, их экологическую устойчивость и интенсивность.

Познание зависимости продукционного процесса от комплекса абиотических условий явится основой разработки интенсивных технологий возделывания яровой пшеницы в зональных условиях.

Цель исследований. Изучить особенности влияния абиотических факторов в условиях Предбайкалья на региональные экотипы яровой пшеницы, на процессы формирования основных свойств и параметров, зависимость продукционного процесса от специфики гидротермических условий региона.

Задачи исследований.

1. Изучить основные климатические факторы Предбайкалья, специфичность их по климатическим зонам.

2. Проследить особенности прохождения основных фаз развития, длину

вегетационного периода, полегание стеблестоя, степень поражения болезнями яровой пшеницы в зависимости от абиотических факторов региона.

3. Определить основные показатели продуктивности и качества зерна местных экотипов яровой пшеницы в зависимости от зоны возделывания, выявить степень их засухоустойчивости и интенсивности.

4. Разработать модель экологически устойчивой популяции яровой пшеницы.

5. Рассчитать энергетическую и экономическую эффективность возделывания яровой пшеницы.

Защищаемые положения.

1. Длина вегетационного периода, продуктивность и качество зерна, полегание и поражение болезнями местных экотипов Triticum aestivum L. зависит от комплекса абиотических условий региона.

2. Модель «идеальной», экологически устойчивой предбайкальской популяции Triticum aestivum L. разработана с учетом абиотических условий региона.

Научная новизна. Впервые в условиях Предбайкалья выявлены корреляционные зависимости основных свойств и параметров региональных экотипов яровой пшеницы: продолжительность вегетационного периода, полегание, поражение болезнями, урожайность и качество зерна от комплекса абиотических условий: показателей теплообеспеченности и увлажнения по основным климатическим зонам Предбайкалья, определен эколого-биологический потенциал модели «идеальной», экологически устойчивой Предбайкальской популяции.

Практическая значимость. Выявленные эколого-биологические особенности местных экотипов яровой пшеницы, зависимость длины вегетационного периода, полегание растений, степень поражения болезнями, урожайность и качество зерна от условий увлажнения и теплообеспеченности зоны могут служить теоретической основой в селекционной работе в различных климатических условиях региона.

Апробация результатов работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях научно-технического совета МСХ Иркутской области, г. Иркутск, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 г.г.; Международных научно-практических конференциях: Иркутск, ИрГСХА, 2006, 2007,2008 г.г., г. Улан- Удэ, БГСХА, 2008.

Публикации результатов исследований. Всего издано 19 научных публикации, по материалам диссертационной работы опубликовано 9 научных статей, в том числе 2 статьи в списке реферируемых ВАК изданиях, 2 монографии, 4 научно-методических рекомендации, 2 - учебных пособия.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений, списка литературы, содержит 36 таблиц, иллюстрирована 24 рисунками. Список использованной литературы включает 121 наименований, в том числе 3 на иностранных языках.

Глава 1. Эколого-биологическая оценка яровой пшеницы в Предбанкалье

Большая высота над уровнем моря, короткое и прохладное лето, засушливый период в начале роста растений, обильные осадки, прохладная погода в период налива и созревания зерна (июль, август), поздние весенние (май), летние (июнь), летнее - осенние (август) заморозки - все эти специфические абиотические условия региона, по мнению В.Е. Писарева, определяют длину вегетационного периода пшеницы.

В своих выводах В.Е Писарев (1964) отмечал, что наибольшую ценность представляют местные экотипы яровой пшеницы, созревающие за 100-105 дней. Два главных признака, учет которых был обязательным при создании новых сортов яровой пшеницы в условиях региона, по мнению В.Е. Писарева, были скороспелость и высокая урожайность.

Такого же мнения придерживались П.Л. Гончаров, Н.Г. Ведров, Ю.П. Логинов, М.С. Наумова.

Для успешного расширения посевов пшеницы в Иркутской области А.Н. Скалозубова (1971) считала необходимым создавать сорта трех экотипов, соответствующим трем климатическим зонам области.

Первый экотип - сорта для таежной зоны. Они должны быть скороспелыми, подобно местным Сибиркам, иметь от всходов до созревания 85-90 дней, быть урожайнее неулучшенных местных сортов, обладать устойчивостью против полегания, иметь более крупное зерно лучшего качества, чем у Сибирок, быть устойчивыми против основных вредителей и болезней.

Второй экотип - сорта для подтаежной зоны. Эти сорта могут быть среднеспелыми с вегетационным периодом от 90 до 96 дней и иметь хозяйственно - ценные признаки, указанные для предыдущего типа сортов.

Третий экотип - сорта для лесостепной зоны. Эти сорта должны быть среднепоздними (вегетационный период - от 97 - 104 дня) и, помимо качеств, указанных для первых двух типов, обладать устойчивостью против засухи.

Такое районирование носит относительный характер. При районировании следует учитывать тепло - и влагообеспеченность зон, которая зависит от вертикальной зональности и микрозональности. Эти факторы вносят значительные коррективы при распространении того или иного сорта. В пределах каждой климатической зоны требуется учитывать биологические особенности растений и специфические экологические условия.

В последние годы широко обсуждаются модели высокопродуктивных, экологически устойчивых сортов интенсивного типа. Необходимость создания такой модели была впервые обоснована Н.И. Вавиловым (1952).

П.Л. Гончаровым (2000), предлагаются отдельные элементы типовой модели идеального сорта сельскохозяйственных растений, который должен отвечать запросам сельскохозяйственного производства, соответствовать условиям произрастания, гомеостатичностью.

По Н.Г. Ведрову (1998), в засушливых условиях как Восточной, так и Западной Сибири целесообразно вести разработку моделей двух экотипов яро-

вой пшеницы:

1. Интенсивные экотипы, максимально отзывчивые на фон выращивания и влагу для возделывания их преимущественно на богатом фоне, хорошо обеспеченных влагой (чистые и занятые пары).

2. Максимально устойчивые к неблагоприятным факторам среды, прежде всего, засухоустойчивые, с хорошей отзывчивостью на фон выращивания и увлажнение. Эти экотипы, должны высеваться по непаровым предшественникам и на фоне лимита влаги.

Глава 2. Методика, объекты и условия проведения исследований

В программу исследований были включены вопросы влияния абиотических условий на длину вегетационного периода, выявление корреляционных связей между такими абиотическими показателями как сумма осадков за период вегетации, сумма осадков за август и за первую декаду сентября, средняя температура за вегетацию, за август и первую декаду сентября, гидротермический коэффициент (ГТК) и вегетационным периодом районированных сортов яровой пшеницы на Иркутском ГСУ.

Выявление влияния абиотических факторов на процессы формирования морфо-биологических признаков, продукционный процесс и качество зерна районированных сортов яровой пшеницы нами проводилось в период с 2001 по 2008 годы на опытном поле кафедры сельскохозяйственной экологии Иркутской государственной сельскохозяйственной академии и на опытном поле Иркутского ГСУ.

Схема опытов:

1. Блок - Раннеспелые экотипы

1. Ирень;

2. Ангара 86;

3. Новосибирская 15;

4. Тулун 15.

II Блок - Среднеранние экотипы

1. Тулунская 12;

2. Студенческая;

3. Новосибирская 29;

4. Омская 32;

5. Скала;

III Блок - Среднепоздний экотип

1. Бурятская остистая;

Площадь опытных делянок 25 м2, повторность четырехкратная, расположение делянок последовательное и рендомизированное.

Почва опытного участка серая лесная, среднесуглинистая. Содержание гумуса - 3-5 %, pH - 6,0 - 6,5, сумма поглощенных оснований - 20-40 мг,-экв. на 100 г. почвы, гидролитическая кислотность - 2,0 - 4,0 мг.-экв., степень насыщенности основаниями 80-90 %. Валовое содержание азота - 0,22 -0,35 %, фосфора - 0,17 - 0,22, калия - 2,1 - 3,2 %. Содержание нитратного азота, подвижного фосфора и калия в пределах обеспеченности (азота - 10-15

мг/кг, фосфора - 15-28 мг. на 100 г почвы, калия 10-15 мг на 100 г почвы).

Предшественник - чистый черный пар, удобренный азотными удобрениями (N40) и обработанный по общепринятой зональной технологии.

Сроки сева - вторая декада мая, норма высева 7 млн. шт. семян в расчете на 1 га. Расчет нормы высева производился с учетом хозяйственной годности и массы 1000 зерен.

Все полевые и лабораторные исследования проводились по общепринятым методикам.

Структурный анализ урожая проводился по методикам Б.А. Доспехова (1968), Л.Л. Балашева (1954).

Качественные показатели зерна определялись по следующим методикам: стекловидность зерна - по ГОСТ 10987-76. Определение белка - по ГОСТ 10846 — 91. Определение количества и качества клейковины в пшенице - по ГОСТ 13586.1 - 68. Определение натуры зерна производилось на литровой пурке. Определение массы 1000 зерен яровой пшеницы - по ГОСТ 1842 - 89. Энергетическую и экономическую оценку звеньев севооборотов проводили на основании расчетов и разработанных технологических карт (Коринец и др., 1986; Каюмов, 1989; Марымов и др., 1989; Третьякова, 1993, Хуснидинов 2008).

Математическую и статистическую обработку экспериментальных данных проводили по методике, изложенной в «Методике полевого опыта» (Доспехов, 1973,1985).

Глава 3. Оценка абиотических условий региона

Учет климатических факторов необходим для обоснования интродукции растений, сортового районирования и в целом научно - обоснованного ведения растениеводства. Наиболее совершенной формой учета климатических факторов является агроклиматическое районирование, предполагающее подразделение территории на районы с различными климатическими условиями, необходимыми для произрастания растений.

Средняя продолжительность периода активной вегетации изменяется по территории области от 85 до 110 дней.

В лесостепной зоне сумма осадков за период активной вегетации составляет 180-250 мм, что повсеместно составляет 50-70 % годовой суммы осадков.

Характерной особенностью увлажнения на территории Иркутской области является большая неравномерности выпадения осадков в течение вегетационного периода: 70-75 % осадков, выпадающих за период активной вегетации, приходится на июль и август. Увлажнение первой половины вегетационного периода недостаточное.

Глава 4. Особенности формирования эколого-биологических параметров яровой пшеницы в зависимости от абиотических условий Предбайкалья

П.Л. Гончаров (1993), Н.Г. Ведров (1998), А.Е. Юдин (2005), М.С. Наумова (2005), Ю.П. Логинов (2005) считают, что устойчивое производство зерна в специфических абиотических условиях региона могут обеспечить раннеспелые и среднеранние экотипы яровой пшеницы.

4.1. Длина вегетационного периода

Многолетние наблюдения показали, что в зоне с засушливым климатом все районированные сорта созревали значительно быстрее, чем в других экологических условиях Предбайкалья. Так, на Нукутском ГСУ даже среднеранние сорта, такие как Омская 32, Студенческая, Тулунская 12 и др. заканчивали вегетацию за 70-74 и 81-82 дня - на Усть-Удинском ГСУ. Раннеспелые сорта на Нукутском ГСУ созревали за 63-70 дней, на Усть-Удинском - на 9-13 дней позднее.

Таблица 1 - Оценка длины вегетационного периода районированных сортов яровой пшеницы по зонам

Тип спелости сорта

Опытные ГСУ Раннеспелые Среднеранние Среднеспелый

Зоны Ире нь Ангара 86 Гу- лун 15 Ново сибирская 15 Ту-лун екая 12 Студен чес-кая Ново сибир бир- ская 29 Омская 32 Бурят екая остистая

Степ ная Иркутский 80 78 77 79 82 83 83 84 89

и ос-теп- Усоль-ский 83 83 79 79 84 85 87 84 93

нен-ная Нукут-ский 69 70 63 67 72 70 73 74 73

Под таеж- Усть-Удин-ский 81 79 76 77 81 81 82 82 89

ная Куйтун-ский 85 84 82 84 87. 87 89 90 92

Нижне-удин-ский 85 87 82 82 85 88 87 88 97

Таеж- Качуг-ский 80 80 76 77 90 94 - - 91

Братский 88 87 85 87 90 89 90 92 92

Кирен-ский 97 99 78 103 111 110 - - 98

На Иркутском, Усольском ГСУ, находящихся в зоне с более высокой обеспеченностью теплом, созревание основных районированных сортов проходило значительно быстрее, чем в зоне с повышенной

влажностью воздуха и почвы в период созревания (Нижнеудинский ГСУ).

Вегетационный период раннеспелых сортов яровой пшеницы на Куйтунском ГСУ составил 82-85 дней, среднеранних - 87-92 дня, а сорт Бурятская остистая, относящийся к среднепозднему типу спелости - 92 дня.

В северных таежных районах, в условиях ограниченных тепловых ресурсов, районированные сорта «затягивали» вегетацию.

Высокие коэффициенты корреляции и детерминации показали, что раннеспелые сорта находятся в большей зависимости от специфических условий увлажнения региона, нежели среднеспелые и средне-поздние. Фактор увлажнения для среднеспелых и среднепоздних сортов в продолжительности вегетационного периода выполняет меньшую роль. Поэтому они отнесены нами к группе экологически приспособленных, экологически устойчивых сортов.

Между суммой атмосферных осадков, выпадающих в августе и первой декаде сентября и продолжительностью вегетационного периода районированных сортов яровой пшеницы существуют очень тесные корреляционные связи. Так, коэффициенты корреляции между суммой атмосферных осадков за август и первую декаду сентября и вегетационным периодом раннеспелых сортов были сильными (г = 0,83 - сорт Новосибирская 15, 0,89 - Ангара 86 и 0,95 - Тулун 15).

Корреляционная зависимость между суммой атмосферных осадков и продолжительностью вегетационного периода у сорта Ирень была средней (г = 0,50).

У группы среднеспелых и среднепоздних сортов сильная корреляционная зависимость между изучаемыми признаками нами отмечалась у сортов Омская 32 и Бурятская остистая.

У сорта Студенческая корреляционная зависимость между этими признаками была средней, у Скалы, Тулунской 12 и Новосибирской 29 - связь была слабой.

Нами установлено, что между средней температурой за вегетацию и длиной вегетационного периода изучаемых сортов яровой пшеницы существует очень сильная корреляционная зависимость. Особенно большое значение для созревания пшеницы имеет оптимальная тепло-обеспеченность в конце вегетационного периода (август, сентябрь). Недостаток тепла приводит к ухудшению условий созревания пшеницы. Это происходит, главным образом, из-за «удлинения» вегетационного периода

Корреляционные связи между гидротермическим коэффициентом (ГТК) за август и первую декаду сентября и вегетационным периодом районированных сортов яровой пшеницы представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Корреляционные связи между гидротермическим коэффициентом (ГТК) за август и за первую декаду сентября и длиной вегетационного периода районированных сортов яровой пшеницы на _Иркутском ГСУ за 2001 - 2008 гг_

Тип спелости сортов Коэффициенты Ошибка Крите Другие фак торы, %

Сорта корреляции, г детермина- коэффициента рий сущест

ции, г2 коре ляции, Sr венное ти, 1г

Ирень 0,51 0,26 0,39 1,27 74

Ранне- Ангара 86 0,89 0,79 0,43 2,06 21

спелые Новосибирская 15 0,83 0,70 0,50 1,64 30

Тулун 15 0,26 0,07 0,70 0,36 93

Скала 0,20 0,04 0,40 0,48 96

Сред- Тулунская 12 0,05 0,01 0,40 0,12 99

неспе- Новосибирская 29 0,19 0,04 0,40 0,46 96

лые Омская 32 0,80 0,64 0,54 1,48 32

Студенческая 0,42 0,18 0,40 1,05 82

Средне-поздние Бурятская остистая 0,82 0,67 0,52 1,56 33

у--4,31х + 147,70

г- - 0,85 ti-4,24 05=2,45

Длина

вегетационног о периода

-Линия тренда

Средняя температура, С°

Рисунок 1 - Влияние средней температуры за вегетационный период на продолжительность вегетации, сорт Ирень Исследования показали, что сильная корреляционная зависимость между изучаемыми признаками обнаружена у раннеспелых сортов: Ангара 86 и Новосибирская 15 (коэффициенты корреляции составили 0,89 и 0,83). У сорта Ирень корреляционная зависимость была сред-

ней, Тулун 15 - слабой.

В группе среднеспелых и среднепоздних сортов сильная корреляционная зависимость между этими признаками была обнаружена у сортов Омская 32 и Бурятская остистая. У сорта Студенческая она была средней, а у сортов: Скала, Тулунская 12 и Новосибирская 29 - слабой.

Высокое корреляционная зависимость позволяет утверждать о соответствии эколого-биологических признаков изучаемых экотипов со спецификой климатических условий.

4.2. Устойчивость к полеганию

Устойчивость к полеганию - важнейший морфо-биологический показатель, влияющий на продуктивность и качество зерна яровой пшеницы.

Устойчивость пшеницы к полеганию зависит от комплекса морфо-биологических и технологических особенностей: высоты растений, толщины стенок соломины, количества узловых корней, связи корней с почвой, массы колоса, генетических свойств сортов, обильных атмосферных осадков, переувлажнения почвы, ливневых дождей и ветра, загущенности посевов, одностороннего азотного питания и др.

Анализ реакции изучаемых сортов яровой пшеницы на аномально высокое увлажнение и ливневый характер выпадающих атмосферных осадков в июле

- августе в различных абиотических условиях региона показал, что раннеспелые сорта обладают более высокой устойчивостью к полеганию. Высокая устойчивость к полеганию характерна для сорта Бурятская остистая.

4.3. Устойчивость к болезням

Устойчивость растений к болезням определяется различными факторами: ритмом роста и развития, анатомическими особенностями листьев, стеблей, цветков, физиологическими и биохимическими особенностями, абиотическими условиями среды, технологией их возделывания.

Проведенные исследования показали, что пыльной головней очень слабо поражались сорта Новосибирская 15, Тулун 15, Новосибирская 29 и Бурятская остистая, слабо поражался сорт Омская 32. Сильная степень поражения пыльной головней отмечалась на сортах Студенческая и Тулунская 12, очень сильная - на Ангаре 86 и Ирени, наибольшее - на Скале.

Бурой ржавчиной сильно поражался сорт Студенческая, среднее поражение наблюдалось у сортов: Ангара 86, Тулун 15, Скала, Тулунская 12, слабое

- у Ирени, Новосибирской 15, Новосибирской 29, Омской 32, Бурятской остистой.

Поражение районированных сортов яровой пшеницы корневыми гнилями вызвано благоприятными для патогенов условиями увлажнения второй половины лета. Корневыми гнилями в условиях высокого атмосферного и почвенного увлажнения поражаются все районированные сорта, за исключением Бурятская остистая. Степень поражения сортов пшеницы была средней.

4.4. Урожайность зерна

Урожайность зерна - основная эколого-биологическая и хозяйственная особенность районированных сортов яровой пшеницы.

Проведенные исследования показали, что среднеранние экотипы по срав-

нению с раннеспелыми обладали более высоким потенциалом продуктивности (табл. 3).

Анализ представленных данных показал, что урожайность районированных сортов яровой пшеницы зависела от гидротермических условий региона. В основных сельскохозяйственных районах, расположенных вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали: Нижнеудинском, Усольском, Куй-тунском, Иркутском, значение ГТК было соответственно 1,58, 1,35, 1,43, 1,63, что значительно выше, чем в других климатических зонах Предбайка-лья. В этих районах урожайность пшеницы соответственно была значительно выше.

Изучение корреляционных связей между гидротермическим коэффициентом (ГТК) и урожайностью районированных сортов яровой пшеницы показало, что между этими признаками обнаружены корреляционные зависимости. Теснота (сила) связей (коэффициент корреляции) между этими признаками колеблется у раннеспелых сортов от 0.40 до 0,57, среднеспелых - от 0,57 до 0,68.

Таблица 3 - Урожайность районированных сортов яровой пшеницы в зонах с

различными гидротермическими показателями (ГТК), ГСУ Иркутской __ области, среднее за 2001-2008 гг__

Название ГСУ Значе ние ГТК Раннеспелые Среднеранние

Ирень Ангара 86 Ту-лун 15 Новосибирская 15 Ту-лун-ская 12 Скала Омская 32 Новосибирская 29

Киренский 1,15 27,0 25,8 22,8 24,1 - - - -

Братский 1,12 28,6 23,6 18,0 22,5 22,2 23,2 21,3 25,4

Нижне-

удинский 1,58 42,8 36,9 32,2 37,3 39,4 49,3 40,1 34,6

Качугский 1,19 31,1 27,2 23,9 27,7 - - - -

Усть-

Удинский 1,01 27,3 21,4 16,7 29,2 21,2 23,4 29,2 27,1

Нукутский 1,15 17,4 12,6 6,5 14,7 8,7 9,4 14,5 14,8

Усольский 1,35 25,8 21,7 19,9 25,1 27,5 24,6 29,8 27,6

Куйтун-

ский 1,43 30,8 28,6 16,7 33,9 28,6 28,9 34,8 35,6

Иркутский 1,63 25,6 19,8 21,5 28,3 26,1 23,4 31,3 28,6

При формировании урожая раннеспелых сортов влияние фактора ГТК составляло 16,0 - 32 %, то есть их влияние на величину урожая было незначительным. Это позволяет утверждать, что раннеспелые сорта относятся к группе экологически устойчивых сортов. Доля других факторов (потенциал сорта, технологические приемы, почвенные условия) в формировании урожая зерна составляли 68-84 %.

Таблица 4 - Показатели качества сортов яровой пшеницы (Иркутский ГСУ, 2008)

Зерно Мука Хлеб

№ п/п Сорта масса 1000 зерен,г натура, г/л общая стекле ловид вид- ность, % белок, % выход муки, % сырая клей кови на, % идк -1 е.п. упру гость теста, мм P/L W, е.а. ВПС, % вре мя обра зова ния теста, мин устой чи вость тес та, мин раз жиже ние тес та, е.ф. вало римет ричес кая оценка % объем хлеба, мл. общая оценка хлеба, балл

1 Ирень 35,2 640 53 16,4 71,8 36,4 70 108 1,4 319 66,3 10,0 9,0 50 76 1180 4,2

2 Ангара 86 30,4 648 51 14,5 67,4 30,2 65 87 1,3 218 60,0 9,5 8,0 70 72 1060 4,2

3 Тулун-ская 12 31,5 627 51 15,9 68,0 34,7 75 99 1,6 270 63,8 11,0 10,5 90 80 1140 4,2

4 Новосибирская 29 37,3 588 52 15,6 68,9 33,9 75 127 1,6 407 66,7 9,0 10,5 50 72 1400 4,5

5 Омская 32 36,1 537 52 14,9 68,0 32,0 65 98 1,2 286 66,7 6,5 9,5 70 62 1280 4,4

6 Скала 29,9 641 55 15,1 69,0 32,9 70 45 1,6 295 65,4 8,5 6,5 100 68 1160 3,9

7 Студенческая 28,6 632 51 14,0 67,5 29,0 70 91 1,2 245 62,2 6,5 7,0 90 62 1060 4,0

4.5. Показатели качества зерна Проведенные исследования показали, что районированные в Иркутской области сорта яровой пшеницы обеспечивают получение зерна с высоким содержанием белка и клейковины.

Содержание белка и клейковины в зерне было выше показателей ГОСТа Высокие технологические показатели зерна (масса 1000 зерен, натура зерна, стекловидность) свидетельствуют о выходе муки и её высоких мукомольных качествах. Крупное с более высокой стекловидностью зерно положительно влияет на выход муки и его мукомольно - хлебопекарные качества.

Качество муки, применяемое для определения хлебопекарной способности и оцениваемая нами по упругости и растяжимости теста (показатель аль-веографа) и валориметрическая оценка, позволила нам отнести опытные образцы муки к категории сильной.

Анализ опытных образцов показал, что хлебопекарная оценка исследуемых сортов яровой пшеницы была выше 4,0 баллов (мука 4,5 - 4,7). Это позволило нам сделать заключение, что районированные сорта в условиях региона обеспечивают получение зерна с высокими мукомольными и хлебопекарными качествами.

Проведенные исследования показали, что качественные показатели зерна районированных сортов яровой пшеницы в слабой степени зависели от абиотических условий региона.

4.6. Модель экологически устойчивой популяции яровой пшеницы

- Параметры экологически устойчивой популяции яровой пшеницы

- Параметры раннеспелого сорта яровой пшеницы (Ирень). Рисунок 2 - Диаграмма модели экологически устойчивой Предбайкальской

популяции яровой пшеницы

Модель сорта включает 20 основных признаков: засухоустойчивость, экологическая устойчивость, длина вегетационного периода, окраска колоса, полегание, восприимчивость к болезням, устойчивость против бурой ржавчины, поражение корневыми гнилями, урожайность, содержание белка, клейковины, качество клейковины, масса 1000 зерен, натура, стекловидность, выход муки, сила муки, вапориметрическая оценка, объем хлеба, хлебопекарная оценка.

Таблица 5 - Основные признаки модели экологически устойчивой популяции

яровой пшеницы

№№ п/п Основные признаки местной популяции Показатели

экологически устойчивой популяции стандартного сорта (Ирень)

1 Засухоустойчивость, г2

в течении вегетации 0,10 0,19

в августе и 1 декаде сентября 0,18 0,25

2 Экологическая устойчивость, ч2 0,18 0,26

3 Длина вегетационного периода, дн. 80 80

4 Окраска колоса Красная Красная

5 Полегание, балл 5 5

6 Поражение пыльной головней, % 0,2 0,76

7 Поражение бурой ржавчиной, % 8 19,5

8 Поражение корневыми гнилями. % 6 16,0

9 Урожайность, ц/га 35,0 25,0

10 Содержание белка, % 17,0 16,5

11 Содержание клейковины, % 36,0 35,0

12 Качество клейковины, ИДК с.п. 70 65

13 Масса 1000 зерен, г. 35,9 34,0

14 Натура, г. 800 740

15 Стекловидность, % 60 53

16 Выход муки, % 70 70

17 Сила муки, \VE.a 350 290

18 Вапориметрическая оценка, ед. 80 76

19 Объём хлеба, мл. 1200 1180

20 Хлебопекарная оценка, балл 4,5 4,2

Разработанная и представленная к использованию модель экологически устойчивого сорта яровой пшеницы, сочетает в себе признаки интенсивности, короткого вегетационного периода и низкую зависимость от условий тепло - водообеспеченности региона.

Глава 5. Комплексная энерго-экономическая оценка испытываемых

сортов

5.1. Экономическая эффективность

Основными показателями эффективности возделывания районированных сортов яровой пшеницы являются натуральные и стоимостные.

Как отмечалось ранее, наиболее высокую урожайность в условиях Иркутского ГСУ обеспечивали сорта Бурятская остистая из группы среднепоздних сортов и Омская 32 - из среднеранних. Из группы раннеспелых наибольший выход зерна с 1 гектара был при возделывании сортов Новосибирская 15 и Ирень.

Проведенные расчеты показали, что возделывание этих сортов позволяет получить зерно с наименьшей себестоимостью и наибольшим чистым доходом. Итоговым показателем экономической эффективности является уровень рентабельности (доходности). Возделывании всех районированных сортов, за исключением сорта Ангара 86, обеспечивали рентабельное производство зерна. Наибольший уровень рентабельности отмечался нами при возделывании сортов Бурятская остистая и Омская 32. Из группы раннеспелых сортов наиболее экономически выгодным оказалось возделывание сорта Новосибирская 15.

5.2. Энергетическая оценка

Наиболее высокий выход энергии отмечался при возделывании сортов: Бурятская остистая, Омская 32, Новосибирская 29 (141,3, 141,0, 131,1 ГДж/га). При относительно равных затратах совокупной энергии, при возделывании этих сортов была получена наибольшая энергетическая эффективность (2,26, 2,32, 2,33). Возделывания других районированных сортов было также энергетически выгодно, однако коэффициент энергетической эффективности был меньшим. Показатель энергетической эффективности уменьшался при возделывании раннеспелых сортов яровой пшеницы.

Выводы

1. Продолжительность вегетационного периода районированных сортов зависит как от эколого - биологических особенностей, так и от специфики абиотических условий Предбайкалья.

Выявлено наличие корреляционных связей и зависимости продолжительности вегетационного периода районированных сортов от комплекса абиотических условий региона. Раннеспелые сорта находятся в большей зависимости от специфических условий увлажнения (засушливости) региона. Фактор увлажнения региона на продолжительность вегетационного периода среднеспелых и среднепоздних сортов играет меньшую роль.

2. Корреляционные связи между ГТК августа и первой декады сентября и продолжительностью периода вегетации были сильными у сортов Ангара 86, Новосибирская 15, Омская 32 и Бурятская остистая. Сильная связь между этими показателями позволяет считать этот абиотический фактор основным, ускоряющим созревание яровой пшеницы в условиях Предбайкалья. Устойчивыми к полеганию зарекомендовали себя раннеспелые сорта и сорт Бурятская остистая, относящийся к среднепоздней группе. На поражение районированных сортов яровой пшеницы корневыми гнилями, бурой ржавчиной и пыльной головней большое влияние оказывают благоприятные для патогенов условия увлажнения второй половины лета.

3. Изучение корреляционных связей между гидротермическим коэффициентом (ГТК) и урожайностью районированных сортов показало, что теснота

(сила) связей была средней. При формировании урожая раннеспелых сортов влияние фактора ГТК составлял 16-32 %. Это позволяет утверждать, что раннеспелые сорта относятся к группе экологически устойчивых сортов. Сред-неранние сорта находятся в большей зависимости от условий увлажнения вегетационного периода и тепловых условий региона. Формирование урожая у этой группы сортов на 33-47 % зависело от ГТК и на 53 - 67 % - от селекционных показателей, уровня плодородия и технологии возделывания. Это дает основание утверждать, что среднеранние сорта относятся к группе интенсивных.

4. Районированные сорта яровой пшеницы как наиболее устойчивые эко-типы обеспечивают получение зерна с высокими показателями качества. Качественные показатели в меньшей степени подвержены изменению климатических условий. В основу разработки экологически устойчивой популяции яровой пшеницы положены основные параметры и зависимость их формирования от комплекса абиотических условий Предбайкалья.

5. Наиболее высокую урожайность, экономическую и энергетическую эффективность обеспечили сорта Ирень, Новосибирская 15, Омская 32 и Бурятская остистая.

Предложения производству

1. Для селекционных учреждений Предбайкалья предложена модель экологически устойчивой предбайкальской популяции яровой пшеницы, сочетающей признаки интенсивности с коротким вегетационным периодом, низкой зависимостью от условий тепло - и водообеспеченности региона.

2. Рациональное и эффективное использование эколого - биологического потенциала яровой пшеницы в условиях производства достигается при наличии двух-трех сортов, сочетающих в себе признаки экологической устойчивости и интенсивности.

Список опубликованных работ по теме диссертации

В изданиях рекомендованных ВАК:

1. Крутиков И.А. Лимитирующие факторы возделывания яровой пшеницы в Предбайкалье / A.A. Долгополов, И.А. Крутиков, Ю.С. Корзинников // Плодородие: прил. - 2007. - № 4 (37). - С. 66-67.

2. Крутиков И. А. Оценка абиотических условий и вегетационного периода при сортовом районировании яровой пшеницы в Предбайкалье /И.А. Крутиков, Ш.К. Хуснидинов, Т.Г. Кудрявцева //Вестн. БГСХА. - Улан-Удэ, 2009. -№4.-С. 59-67.

Учебные пособия:

1. Крутиков И.А. Агроэкологические основы селекции и семеноводства полевых культур в Предбайкалье: учеб. пособие для вузов /Ш.К. Хуснидинов [и др.]; под ред. Ш.К. Хуснидинова; Иркут. гос. с.-х. акад. - Иркутск: ИрГС-ХА, 2005.-415 с.

В других изданиях:

1. Крутиков И.А. Адаптивность и качество пшеницы в экологических ус-

ловиях Предбайкалья /A.C. Филлипов [и др.] //Севообороты, ресурсосберегающие технологии и воспроизводство плодородия почв в адаптивно-ландшафтном земледелии Приангарья: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения проф., заслуж. деятеля науки РФ Кузнецовой Агриппины Ивановны, 19-22 окт. 2005 г. - Иркутск, 2005. - С. 238-241.

2. Крутиков И.А. Конкурсное испытание пшеницы в Иркутской области / И.А. Крутиков, Ш.К. Хуснидинов //Адаптивные технологии в современном земледелии Восточной Сибири: материалы науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию проф. Баранкова Н. В., 23 дек. 2005 г. - Улан-Удэ, 2005. - С 112-116.

3. Крутиков И.А. Обоснование сроков сортосмены в условиях агроланд-шафтного земледелия Приангарья /A.C. Филиппов [и др.] //Плодородие почв, эффективность средств химизации и методы оптимизации питания растений: материалы Междунар. науч. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения основателя каф. агрохимии ИрГСХА проф. Угарова Алексея Николаевича и 70-летию каф., 8-9 июня 2005 г. - Иркутск, 2005. - С. 113-116.

4. Крутиков И.А. Оценка длины вегетационного периода районированных сортов яровой пшеницы в различных экологических условиях Приангарья /И.А. Крутиков //Проблемы устойчивого развития регионального АПК : материалы науч.-практ. конф., 7-8 февр. 2006 г. Агрономический факультет. -Иркутск, 2006. - С. 56-59.

5. Крутиков И.А. Проблемы и пути совершенствования системы семеноводства /Ш.К. Хуснидинов, И.А. Крутиков, Т.Г. Кудрявцева //Сельскохозяйственные й прикладные науки в развитии сельского и лесного хозяйства: актуальные вопросы, практика и обмен опытом: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Иркутск, 6-11 июня 2006 г. - Иркутск, 2006. - С. 111

6. Крутиков И.А. Особенности технологии производства семенного материала зерновых культур в условиях Иркутской области /Ш.К. Хуснидинов [и др.] //Роль сельскохозяйственной науки в развитии АПК Приангарья: материалы науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию Иркут. НИИСХ. - Иркутск, 2007. - С. 197-203.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Крутиков, Иннокентий Андреевич, Иркутск

61 11-3/58

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФГОУ ВПО «ИРКУТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

На правах рукописи

КРУТИКОВ ИННОКЕНТИЙ АНДРЕЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СПЕЦИФИКУ ФОРМИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ И ПАРАМЕТРОВ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭКОТИПОВ ТгШсит аевйуит Ь. В УСЛОВИЯХ

ПРЕДБАЙКАЛЬЯ

03.02.08 - Экология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ш.К. Хуснидинов

Иркутск 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................4

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГО - БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ПРЕДБАЙКАЛЬЕ..........................8

1.1. История и современное состояние производства зерна яровой

пшеницы в Предбайкалье.............................................................8

1.2. Эволюция сортового районирования яровой пшеницы

в Предбайкалья............................................................12

1.3. Научно-практические основы сортосмены яровой пшеницы

в Предбайкалье.............................................................21

1.4. Основные требования, предъявляемые к сортам яровой пшеницы в условиях Предбайкалья...................................28

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА, ОБЪЕКТЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.......................................................36

2.1. Методика проведения исследований.................................36

2.2. Объекты исследований...................................................42

2.3. Место проведения исследований......................................58

2.4. Условия проведения исследований....................................64

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА АБИОТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РЕГИОНА...........72

3.1. Основные физико - географические показатели региона........72

3.2. Основные климатические особенности...............................74

3.3. Теплообеспеченность вегетационного периода.....................77

3.4. Влагообеспеченность сельскохозяйственных культур............82

3.5. Неблагоприятные явления природы..................................85

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГО-

БИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АБИОТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

ПРЕДБАЙКАЛЬЯ.................. ..................... ...................89

4.1. Длина вегетационного периода.......................................90

4.2. Устойчивость к полеганию..........................................104

4.3. Устойчивость к болезням............................................109

4.4. Урожайность зерна....................................................115

4.5. Показатели качества зерна..........................................123

4.6. Модель экологически устойчивой популяции яровой пшеницы.................................................................139

ГЛАВА 5. КОМПЛЕКСНАЯ ЭНЕРГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПШЕНИЦЫ. 145

5.1. Экономическая эффективность.....................................145

5.2. Энергетическая оценка..............................................147

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ........... .........................................150

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................................153

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Одной из важнейших народнохозяйственных проблем региона является повышение производства зерна яровой пшеницы с высокими мукомольными и хлебопекарными качествами. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы зависит от многих причин. По мнению П.Л. Гончарова (1997), урожайность и качество зерна яровой пшеницы зависит от потенциальных возможностей сорта и комплекса абиотических условий. Большое значение имеет зональная технология возделывания, в основе разработки которой положены эколого-биологические особенности культуры.

Территория Предбайкалья характеризуется большим разнообразием природных и климатических условий. Экологические различия по районам связаны с температурным режимом, количеством и распределением осадков и почвенными особенностями. Главной климатической особенностью Предбайкалья являются ограниченные термические ресурсы и короткий безморозный период.

Каждый экотип яровой пшеницы обладает комплексом требований, которые они предъявляют к условиям произрастания: увлажнения, теплу, почвам.

В.Е. Писарев (1964) считал, что в условиях дефицита тепла и влаги, для Предбайкалья нужны сорта, которые бы созревали, заканчивали вегетацию в оптимальные сроки и обеспечивали получение высокой урожайности и качества зерна. Поэтому при селекции яровой пшеницы особое внимание он уделял выведению скороспелых сортов.

В.П. Воронцовой (1987), Ю.П. Логиновым (1997), Н.Г. Ведровым (1998), М.С. Наумовой (2000), А.Е. Юдиным (2005), В.Е. Дмитриевым (2005), A.B. Полномочновым, И.Э. Илли, а также нашими исследованиями, показано теоретическое обоснование технологии возделывания яровой пшеницы основывается не только на познании её биологических особенностей, но и комплекса абиотических условий региона.

Однако, проблема влияния комплекса абиотических условий на процессы формирования основных параметров, свойств экологической устойчивости и продуктивности яровой пшеницы в условиях региона изучены недостаточно полно.

Слабо изученной остается проблема, связанная с выявлением зависимости продукционного процесса и таких признаков и свойств как продолжительность вегетации, устойчивость к полеганию, поражение болезнями, урожайность и качество зерна яровой пшеницы от абиотических условий региона.

Поэтому изучение корреляционных связей между продукционным процессом и гидротермическими ресурсами позволит глубже понять степень зависимости региональных экотипов яровой пшеницы от специфических абиотических условий, их экологическую устойчивость и интенсивность в условиях региона.

Познание зависимости продукционного процесса от комплекса абиотических условий явится основой разработки интенсивных технологий возделывания яровой пшеницы в зональных условиях.

Цель исследований. Изучить особенности влияния абиотических условий Предбайкалья на процессы формирования основных свойств и параметров региональных экотипов яровой пшеницы, зависимость продукционного процесса от специфики гидротермических условий региона.

Задачи исследований.

1. Изучить основные климатические факторы Предбайкалья, специфичность их по агроклиматическим зонам.

2. Проследить особенности прохождения основных фаз развития, длину вегетационного периода, полегание стеблестоя, степень поражения болезнями яровой пшеницы в зависимости от абиотических условий региона.

3. Определить основные показатели продуктивности и качества зерна местных экотипов яровой пшеницы в зависимости от зоны возделывания.

4. Разработать модель экологически устойчивой популяции яровой

пшеницы.

5. Рассчитать энергетическую и экономическую эффективность возделывания яровой пшеницы.

Защищаемые положения.

1. Длина вегетационного периода, продуктивность и качество зерна, полегание и поражение болезнями местных экотипов ТгШсит аеБЙуит Ь. зависит от комплекса абиотических условий региона.

2. Модель «идеальной», экологически устойчивой Предбайкальской популяции ТгШсит аезйуит Ь. разработана с учетом абиотических условий региона.

Научная новизна. Впервые в условиях Предбайкалья выявлены корреляционные зависимости основных свойств и параметров региональных экотипов яровой пшеницы: продолжительность вегетационного периода, полегание, поражение болезнями, урожайности и качества зерна от комплекса абиотических условий: показателей теплообеспеченности и увлажнения по основным климатическим зонам Предбайкалья, определен эколого-биологический потенциал модели «идеальной», экологически устойчивой Предбайкальской популяции.

Практическая значимость. Выявленные эколого-биологические особенности местных экотипов, зависимость длины вегетационного периода, полегание растений, степень поражения болезнями от условий увлажнения и теплообеспеченности зоны могут служить теоретической основой в селекци-

О и с

оннои работе, сортоиспытании, сортовом районировании яровой пшеницы в различных климатических условиях региона.

Апробация результатов работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях научно-технического совета МСХ Иркутской области, г. Иркутска, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 г.г.; Международных научно-практических конференциях: Иркутск, ИрГСХА, 2006, 2007, 2008 г.г., г. Улан- Удэ, БГСХА, 2008.

Публикации результатов исследований. Всего издано 19 научных

публикаций. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 научных статей, в том числе 2 статьи в списке реферируемых изданиях ВАК. Издано 2 монографии, подготовлено 4 научно-методических рекомендации, 2 -учебных пособия.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений, списка литературы, содержит 36 таблиц, иллюстрирована 25 рисунками. Список использованной литературы включает 121 наименований, в том числе 3 на иностранных языках.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГО - БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ПРЕДБАЙКАЛЬЕ

1.1. История и современное состояние производства зерна яровой пшеницы в Предбайкалье

Большая часть растений, которые сегодня возделываются человеком, появились путем окультуривания диких растений.

Одомашнивание растений началось 10-14 тыс. лет тому назад. С этого момента судьба растений - основных избранников человека изменилась. В их истории вначале был естественный отбор, который сменился искусственным, изменившим природу вида, его количественный характеристики и продуктивность.

Прежде чем культурные растения приобрели современную географию, они «путешествовали» из одного района земного шара в другой.

Научная теория интродукции растений (Introduction plantarum) впервые была разработана академиком Н.И. Вавиловым (1987) в 20 годах прошлого века (Вавилов, 1957).

Термин «Интродукция» происходит от латинского «introduction» - введение, перенос. Под интродукцией понимают введение в культуру дикорастущих видов как отечественных, так и зарубежных, а также продвижение в новые районы культурных растений своей страны и возделывание культурных видов других стран. Интродукция сопровождается изменением наслед-

о v>

ственнои природы растении, т.е. акклиматизациеи, которая происходит под влиянием условий среды или в результате активных методов возделывания и селекции (Жуковский, 1971).

В интродукции растений в Предбайкалье различают ранние и современные периоды.

Первыми интродукторами основных сельскохозяйственных культур в Предбайкалье были «пашенные крестьяне» (Шерстобоев, 1949).

Освоение новых земель и возделывание продовольственных культур в условиях Предбайкалья начато в период 1643 - 1944 гг.

В деле освоения новых земель, переселении и обустройстве крестьян, расширении посевов сельскохозяйственных культур большую роль сыграли прогрессивные Илимские воеводы Ф.Р. Качанов в 1698 - 1708 гг, Л.Р. Раки-тин в 1708-1713 гг, которые в свое время получили благодарность императора Петра 1. С именем этих воевод связана интродукция в крае пшеницы.

К 1720 году посевы различных сельскохозяйственных культур в Илим-сом крае составили 1074 десятины, в т.ч. посевы озимой ржи составили 814 десятин, пшеницы - 35, яровой ржи — 40, ячменя - 54, овса - 104, гороха -4,3, конопли - 20,4 десятин.

В середине 19 века площади посева яровой пшеницы в Иркутской губернии достигли 19,6 тыс. га. Её посевы в структуре посевных площадей составили 8,4 % (табл. 1). В конце 19 века (почти за 40 летний период) площади посева пшеницы увеличились в 2,5 раза, а её удельный вес - до 15,2 %.

Таблица 1 - Динамика роста посевных площадей яровой пшеницы в Предбайкалье (Яхтенфельд, 1947)

Годы Площади посева, тыс. га Удельный вес пшеницы в структуре зерновых культур

1860 19,6 8,4

1889 50,5 15,2

1920 64,3 16,8

1928 177,4 27,0

1938 196,2 26,6

1946 182,7 25,1

1957 585,3 43,0

1959 531,7 42,8

1990 332,1 21,1

1997 390,7 30,0

2003 253,0 28,9

2005 256,5 33,8

Таблица 2-Валовые сборы и урожайность зерновых и зернобобовых культур в Иркутской области за 2001-2007 г.г.

Культура Годы

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Валовый сбор тыс.т. Урожайность, ц/га Валовый сбор тыс.т. Урожайность, ц/га Валовый сбор тыс.т. Урожайность, ц/га Валовый сбор тыс.т. Урожайность, ц/га Валовый сбор тыс.т. Урожайность, ц/га Валовый сбор тыс.т. Урожайность, ц/га Валовый сбор тыс.т. Урожайность, ц/га

Зерновые и зернобобовые 651,5 13,6 517,8 13,6 435,7 16,0 558,7 15,9 641,0 15,3 568,7 14,8 751,2 18,6

Пшеница 347,6 12,7 287,5 14,1 270,3 17,6 318,8 15,8 385,9 15,6 333,2 14,7 444,0 19,0

Ячмень 132,4 15,0 116,2 13,6 91,7 18,2 120,8 17,7 122,8 15,9 107,7 16,0 144,7 20,1

Овес 164,5 15,1 109,5 12,9 69,9 И,2 116,0 14,7 127,5 14,1 121,3 14,4 156,4 16,8

Бобовые 5,45 11,35 4,0 8,7 3,2 6,3 2,2 8,8 3,9 13,5 зд 10,7 5,3 19,6

В 20-40 годы прошлого столетия площади посева яровой пшеницы достигали 180-190 тыс. га, т.е. к уровню 20 года они возросли в 3 раза. Следует отметить, что площади посева яровой пшеницы в Иркутской области занимали свыше четверти посевов всех зерновых культур.

В 50 - годы площади посевов яровой пшеницы продолжали резко возрастать. Её посевы стали занимать свыше полумиллиона гектаров, а в структуре зерновых культур её доля достигала свыше 40 %.

В 90 - годы площади посевов пшеницы резко снизились, но в структуре посевных площадей достигали свыше трети всех зерновых.

В первое пятилетие текущего столетия доля посевов яровой пшеницы в структуре посева зерновых культур снизилась до трети. В эти годы она воз-делывалась на площади свыше 250 тыс. га.

Производство зерна в Иркутской области за анализируемый период колебалось. В начале периода валовое производство зерна достигло 651,3 тыс. тонн, урожайность зерна с 1 гектара - 13,6 2. В последующие два года валовое производство зерна, несмотря на увеличение урожайности до 16,0 ц/га, снижалось (до 435,7 тыс. т - в 2003 году).

Так производство зерна пшеницы в 2001 году составило 347,6 тыс. т., урожайность её достигла 12,7 ц/га. В последующие два года производство пшеницы упало до 270-287 тыс. т., а затем возрастало и к 2007 году достигло 444 тыс. т. В 2007 году была получена самая высокая за анализируемый период урожайность - 19,0 ц/га. (табл. 2).

Проблеме увеличения производства продовольственного зерна в Иркутской области, особенно большое внимание уделяется в последние годы. При всем многообразии продуктов питания продовольственная безопасность региона, в первую очередь, связывается с её надежным зерновым обеспечением, зерновой «составляющей» (Гордеев и др., 2007).

Хлеб во все времена был, есть и останется в будущем повседневно востребованным и незаменимым продуктом питания помер один, а зерно - одним из главных и полноценных кормовых источников для производства про-

дуктов питания животного происхождения, важным сырьем для зернопере-рабатывающей и пищевой промышленности.

1.2. Эволюция сортового районирования яровой пшеницы в Предбайкалье

Увеличение производства продовольственного зерна тесно связано с использованием сортов яровой пшеницы, приспособленных к абиотическим условиям региона.

Сорт сельскохозяйственных культур, это «совокупность культурных растений, созданных путем селекции, обладающий определенными наследственными, морфологическими, биологическими и хозяйственно - ценными признаками и свойствами», - это продукт хозяйственной деятельности человека (Кузьмин, 1965, Гуляев, 1972; Гужов и др., 2003).

Сортом принято называть группу культурных растений (созданных человеком для удовлетворения определенных потребностей), имеющие одинаковые биологические и хозяйственные признаки, способные давать в конкретных почвенно-климатических условиях высокие урожаи продукции высокого качества. К биологическим особенностям относят отношение растений к температуре, влаге, питательным веществам, длине вегетационного периода, хозяйственные признаки - урожайность, вкусовые качества, питательная ценность, химический состав продукции (Коренев, 1990).

Обычно каждый вновь районированный сорт продуктивнее ранее районированных и имеет перед ними ряд преимуществ. Однако с вводом в производство новых сортов иногда не бывает столь значительного прироста урожайности, который предполагалось получить. Причиной этого является прежде всего с одной стороны, то, что генетический потенциал сорта плохо реализуется на практике, а, с другой стороны, то, что в процессе возделывания сорт теряет свои биологические и хозяйственные свойства вследствие биологического и механического засорения (Павлов, 1976).

Проблема совмещения в одном сорте важнейших хозяйственно - биологических свойств и признаков чрезвычайно важна. Создание сорта является важнейшим фактором ускорения научно-технического прогресса в сельском хозяйстве.

Основатель Тулунской селекционной станции, первый её директор и селекционер В.Е. Писарев, изучая большое количество сортов, возделываемых в крестьянских хозяйствах Иркутской губернии и сортов из других регионов, пришел к выводу, что в суровых условиях Восточной Сибири наиболее приспособленными являются скороспелые и среднеранние сорта. Только сорта этого типа способны вызревать в условиях короткого и прохладного лета, давать высокую, устойчивую урожайность зерна и семян, обеспечивать получение продукции хорошего качества.

Большая высота над уровнем моря, короткое и прохладное лето, засушливый период в начале роста растений и обильные осадки, прохладная погода в период налива и созревания зерна (июль, август), поздние весенние