Качество зерна сортов яровой пшеницы (Triticum aestivum L.) Западно-Сибирской селекции в условиях Северного Казахстана

Актуальность. В современных условиях изменения климата особенно важно изучение экологической пластичности сортов зерновых культур, в частности пшеницы. Цель работы – сравнительный анализ качества зерна, муки и хлеба сортов пшеницы российской селекции, выращенных в условиях Северного Казахстана.

Материалы и методы. Объектом исследования служили 15 сортов яровой мягкой пшеницы селекции НИИСХ Северного Зауралья (г. Тюмень, Россия). Посевы проведены в 2019 и 2020 г., на полевом стационаре НПЦ ЗХ им. А.И. Бараева (п. Шортанды-1, Северный Казахстан), расположенном в подзоне засушливой степи. Качество зерна оценивали по содержанию белка, клейковины и ее качеству, которое определяли на приборе Инфра-Люм ФТ-10; физическим свойством теста на альвеографе и фаринографе и хлебопекарным свойствам муки, выявляемым методом пробных выпечек.

Результаты. Лабораторная выпечка хлеба показала, что хлебопекарные свойства муки российских сортов соответствуют «сильной» пшенице. Значительное превышение объема хлеба по сравнению с сортом-стандартом ‘Целинная юбилейная’ отмечено у сортов ‘Тюменская 29’ (768 мл), ‘Тюменец 2’ (756 мл), ‘Серебрина’ (739 мл). По качеству клейковины шесть из 15 (40%) сибирских сортов можно отнести к высшему классу в условиях Северного Казахстана. Результаты оценки зерна и теста показали, что российские сорта пшеницы формируют качественное зерно в экстремальных условиях Северного Казахстана при том, что они созданы в регионе с достаточной влагообеспеченностью и другим типом почвы. Выделенные сорта с высоким качеством зерна могут стать основой для создания новых высококачественных сортов и селекционных линий в условиях Северного Казахстана.

1. Баяхметова С.Е., Якунина Н.А., Поползухина Н.А., Бабкенов А.Т., Дашкевич С.М. Оценка мукомольных и хлебопекарных качеств зерна сортов и линий яровой мягкой пшеницы в условиях засушливой степи Казахстана. Омский научный вестник. 2014;2(134);240-242.

2. Белкина Р.И., Выдрин В.В., Федорук Т.К. Качество зерна пшеницы сортов государственного испытания Тюменской области. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019;4(78):47-50.

3. Chen Q., Zhang W., Gao Y., Yang C., Gao X., Peng H. et al. High molecular weight glutenin subunits 1Bx7 and 1By9 encoded by Glu-B1 locus affect wheat dough properties and sponge cake quality. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2019;67(42):11796-11804. DOI: 10.1021/acs.jafc.9b05030

4. Das M.K., Griffey C.A., Baldwin R.E., Waldenmaier C.M., Vaughn M.E., Price A.M. et al. Host resistance and fungicide control of leaf rust (Puccinia hordei) in barley (Hordeum vulgare) and effects on grain yield and yield components. Crop Protection. 2007;26(9):1422-1430. DOI: 10.1016/j.cropro.2006.12.003

5. Dhakal S., Liu X., Girard A., Chu C., Yang Y., Wang S. et al. Genetic dissection of end-use quality traits in two widely adapted wheat cultivars ‘TAM 111’ and ‘TAM 112’. Crop Science. 2021;61(3):1944-1959. DOI: 10.1002/csc2.20415

6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат; 1985.

7. Ernst O.R., Dogliotti S., Cadenazzi M., Kemanian A.R. Shifting crop-pasture rotations to no-till annual cropping reduces soil quality and wheat yield. Field Crops Research. 2018;217:180-187. DOI: 10.1016/j.fcr.2017.11.014

8. Farrer D., Weisz R., Heiniger R., Murphy J.P., Pate M.H. Delayed harvest effect on soft red winter wheat in the southeastern USA. Agronomy Journal. 2006;98(3):588-595. DOI: 10.2134/agronj2005.0211

9. Фомина О.Н., Левина А.М., Нарсеев А.В. Зерно. Контроль качества и безопасности по международным стандартам. Москва: Протектор; 2001.

10. Gao S., Sun G., Liu W., Sun D., Peng Y., Ren X. High-molecular-weight glutenin subunit compositions in current Chinese commercial wheat cultivars and the implication on Chinese wheat breeding for quality. Cereal Chemistry. 2020;97(4):762-771. DOI: 10.1002/cche.10290

11. Goel S., Singh K., Singh B., Grewal S., Dwivedi N., Alqarawi A.A. et al. Analysis of genetic control and QTL mapping of essential wheat grain quality traits in a recombinant inbred population. PLoS One. 2019;14(3):e0200669. DOI: 10.1371/journal.pone.0200669

12. ГОСТ 9353-2016. Межгосударственный стандарт. Пшеница. Технические условия. Издание официальное. Москва: Стандартинформ; 2019. URL: https://www.internet-law.ru/gosts/gost/62924 [дата обращения: 02.03.2022].

13. Holland J.B., Munkvold G.P. Genetic relationships of crown rust resistance, grain yield, test weight, and seed weight in oat. Crop Science. 2001;41(4):1041-1050. DOI: 10.2135/cropsci2001.4141041x

14. Iqbal M., Navabi A., Yang R.C., Salmon D.F., Spaner D. The effect of vernalization genes on earliness and related agronomic traits of spring wheat in northern growing regions. Crop science. 2007;47(3):1031-1039. DOI: 10.2135/cropsci2006.09.0618

15. Kaplin V.G., Sharapova Yu.A. Influence of the Russian wheat aphid Diuraphis noxia (Kurdjumov) (Homoptera, Aphididae) on productive qualities of spring bread wheat and barley grown from the seeds from aphidinfested spikes. Entomological Review. 2017;97(4):415-424. DOI: 10.1134/S0013873817040030

16. Казак А.А., Логинов Ю.П. Урожайность и качество зерна среднеспелых и среднепоздних ценных сортов яровой мягкой пшеницы сибирской селекции в северной лесостепи Тюменской области. АгроЭкоИнфо. 2019;1(35):15.

17. Летяго Ю.А. Варьирование технологических свойств зерна пшеницы в условиях Северного Зауралья. Хлебопродукты. 2014;(9):58-60.

18. Летяго Ю.А., Белкина Р.И. Пшеница Тюменской области: качество зерна, муки и хлеба. Тюмень; 2017.

19. Liu J., Zhang J., Zhu G., Zhu D., Yan Y. Effects of water deficit and high N fertilization on wheat storage protein synthesis, gluten secondary structure, and breadmaking quality. The Crop Journal. 2022;10(1):216-223. DOI: 10.1016/j.cj.2021.04.006

20. Lukow O.M., Payne P.I., Tkachuk R. The HMW glutenin subunit composition of Canadian wheat cultivars and their association with bread-making quality. Journal of the Science of Food and Agriculture. 1989;46(4):451-460. DOI: 10.1002/jsfa.2740460407

21. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Технологическая оценка зерновых, крупяных и зернобобовых культур. Москва; 1988.

22. Miao Y., Mulla D.J., Hernandez J.A., Wiebers M., Robert P.C. Potential impact of precision nitrogen management on corn yield, protein content, and test weight. Soil Science Society of America Journal. 2007;71(5):1490-1499. DOI: 10.2136/sssaj2005.0396

23. Ozturk A., Aydin F. Effect of water stress at various growth stages on some quality characteristics of winter wheat. Journal of Agronomy and Crop Science. 2004;190(2):93-99. DOI: 10.1046/j.1439-037X.2003.00080.x

24. Petrenko V., Liubich V., Bondar V. Baking quality of wheat grain as influenced by agriculture systems, weather and storing conditions. Romanian Agricultural Research. 2017;34:69-76.

25. Поляков М.В., Белкина Р.И., Летяго Ю.А. Варьирование признаков качества зерна у сортов яровой мягкой пшеницы в условиях Северного Зауралья. Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. 2020;4(61):20-26. DOI: 10.34655/bgsha.2020.61.4.003

26. Randall P.J., Moss H.J. Some effects of temperature regime during grain filling on wheat quality. Australian Journal of Agricultural Research. 1990;41(4):603-617. DOI: 10.1071/AR9900603

27. Сердюкова Л.А., Моисеева К.В. Качество зерна сортов яровой мягкой пшеницы в условиях северной лесостепи Тюменской области. В кн.: Перспективы развития АПК в работах молодых учёных. Сборник материалов региональной научно-практической конференции молодых ученых. Тюмень; 2014. C.141-144. Available from: http://www.tsaa.ru/content/files/upload/368/2014g._perspektivyi_razvitiya_apk_v_rabotax_molodyix_uchyonyix_-_sbornik_materialov_konferenczii_5_fevralya_-_chast_1.pdf#page=141 [дата обращения: 04.03.2022].

28. СТ РК 1046-2008. Пшеница. Технические условия. Алма-Ата; 2008.

29. Утебаев М.У., Боме Н.А., Земцова Е.С., Крадецкая О.О., Чилимова И.В. Разнообразие высокомолекулярных субъединиц глютенина и оценка генетического сходства яровой мягкой пшеницы, созданной в различных селекционных учреждениях. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021;182(1):99-109. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-1-99-109

30. Varshney R.K., Sinha P., Singh V.K., Kumar A., Zhang Q., Bennetzen J.L. 5Gs for crop genetic improvement. Current Opinion in Plant Biology. 2020;56:190-196. DOI: 10.1016/j. pbi.2019.12.004

31. Walsh O.S., Walsh W.L. Seeding rate and nitrogen fertilizer rate effect on dryland no-till hard red spring wheat yield and quality. Agrosystems, Geosciences and Environment. 2020;3(1):e20001. DOI: 10.1002/agg2.20001

32. Wang X., Zhang Y., Zhang B., Florides C.G., Gao Z., Wang Z. et al. Comparison of quality properties between high-molecular-weight glutenin subunits 5 + 10 and 2 + 12 near-isogenic lines under three common wheat genetic backgrounds. Cereal Chemistry. 2018;95(4):575-583. DOI: 10.1002/cche.10061