Исследователи из Тюмени и Москвы провели комплексную оценку генотипов озимых тритикале, ржи, пшеницы и почвопокровных культур по изменчивости количественных признаков в системе последовательного использования в условиях Северного Зауралья и доказали, что более высокие урожаи даже в недостаточно благоприятных условиях, обеспечивают генотипы тритикале и ржи, имеющие конкурентное преимущество перед пшеницей. Кроме того, получены положительные результаты по отбору образцов озимой пшеницы с ценными селекционными признаками.
Рожь / ©Getty images
В северо-восточных районах Свердловской и северо-западных районах Тюменской областях русское земледелие началось около 427 лет назад. И до сих пор существует ряд проблем, связанных с выбором подходящих культур для этой зоны. Ограниченное распространение озимых зерновых культур в этих регионах, характеризующихся сложными почвенно-климатическими условиями, связано с рядом лимитирующих факторов: суровые условия перезимовки, возможность возврата холодов весной, ранние весенние засухи. При этом существенное значение в перезимовке и повышении урожайности имеет сорт.
Статья «Биологический потенциал озимых культурных злаков в Северном Зауралье (Россия)» ученых ТюмГУ, Института биохимической физики имени Н.М. Эмануэля Российской академии наук (Москва) и Федерального научного селекционно-технологического центра садоводства и питомниководства (Москва) вышла в журнале Sabraro. Исследование проведено на кафедре ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры Института биологии Тюменского государственного университета. Полевая часть выполнена в 2019-2022 годы на экспериментальном участке биостанции ТюмГУ «Озеро Кучак».
В естественных условиях растения подвергаются многим неблагоприятным стрессовым факторам окружающей среды. Один из ключевых факторов, определяющим физиологический статус растений и интенсивность фотосинтеза в условиях стресса – содержание хлорофилла в клетках листьев.
Ученым важно было понять, можно ли использовать показатель содержания хлорофилла в листьях в качестве скринингового критерия генотипов, что важно для прогнозирования урожайности и разработки методологической основы оценки биомассы сельскохозяйственных растений. Полученные учеными Тюмени и Москвы данные свидетельствуют о том, что наряду с популяционными и индивидуальными морфологическими признаками растений показания портативного измерителя Spad-502 можно использовать для быстрой оценки относительного содержания хлорофилла, динамики его накопления и деградации и что важно, без изъятия растений из фитоценоза.
Анализ изученных признаков позволил выявить значение каждого из них в протекании формообразовательного процесса. Урожайность озимых культур в условиях вегетационных периодов 2020-2021 годов в большей степени зависела от высоты растений и массы 1000 зерен, в то же время крупность зерна определялась развитием флагового листа (длина, ширина, площадь) и количеством хлорофилла.
Сравнительная оценка озимых культур по урожайности в течение двух вегетационных периодов выявила преимущество сортов и селекционных линий ржи и тритикале. После уборки урожая озимых культур (начало-середина августа) почва остается свободной от растений и, следовательно, более уязвимой к эрозионным и дефляционным процессам.
Выращивание покровных растений после сбора урожая основной культуры в настоящее время становится обычной практикой во многих странах. В этом исследовании было важно подобрать культуры, относительно быстро формирующие фитомассу и хорошо развитую корневую систему, устойчивые к пониженным осенним температурам и кратковременным заморозкам. По результатам работы, в осенне-летний период (август-октябрь) наибольшую биомассу формировали сорта рапса и горчицы, что позволяет их использовать в качестве покровных культур на участках после уборки озимых пшеницы, ржи, тритикале.
Определение влажности почвы весной 2022 года под различными покровными культурами показало, что накопление и сохранение влаги было более эффективным под покровом сурепицы, горчицы и овса. Управление покровными культурами помогает адаптироваться к изменению климата и расширяет возможности управления почвенной водой в период насыщения почвы или во время засухи.
