ECOLOGICAL VARIETY TESTING OF CHICKPEA IN A CHANGING CLIMATE OF WEST KAZAKHSTAN
Abstract and keywords
Abstract (English):
The article presents the results of ecological variety testing of chickpea in the arid conditions of West Kazakhstan. The West Kazakhstan region sharply differs in soil and climatic conditions from the other regions of Kazakhstan. Naturally, in such difficult environmental conditions, the varieties, which will be able to fully solve the problem of overcoming the negative complex influence of limiting environmental factors that are strictly specific to the study region, become crucial. Among leguminous crops, chickpea occupies a leading position as a source of vegetable protein. It has a very high feeding value. Moreover, its value lies in its ability to improve soil fertility by enriching it with nitrogen. Chickpea is an excellent predecessor to spring durum wheat. The main goal of this scientific work is to systematically study the chickpea breeding material, identifying sources of valuable traits and properties through ecological selection, and to create new competitive and patentable varieties adapted to the agroecological conditions of our region. The article presents a summary of the results of ecological variety testing of chickpea breeding carried out by various research institutes including the Kazakh Research Institute of Agriculture and Plant Breeding, the Krasnokutsk Breeding and Experimental Station, the Volgograd State Agricultural Academy, the Krasnovodopadskaya Agricultural Experimental Station, and the Scientific and Production Center of Grain Economy named after A. I. Baraev.

Keywords:
chickpea, ecological variety testing, yield, structure, quality, Western Kazakhstan
Text
Text (PDF): Read Download

Введение В связи с диверсификацией сельского производства земледельцы Республики Казахстан обращают пристальное внимание на возможности возделывания зернобобовых культур, наиболее распространенным из которых является нут. В настоящее время в республике идет интенсивное развитие животноводства, поэтому ежегодно увеличивается потребность сельского хозяйства в кормах. В решении стоящей проблемы немалая роль принадлежит зернобобовым культурам, особенно нуту, в котором содержится от 25 до 30 % белка, с высоким содержанием незаменимых аминокислот, прежде всего лизина. Проблема растительного белка не может быть решена без использования наиболее продуктивных и с большим содержанием белка сортов нута. Создание сортов нута, устойчивых к неблагоприятным условиям среды – весьма актуальная задача. Проблема растительного белка не может быть решена без увеличения производства зернобобовых культур. В сухо-степной зоне темно-каштановых почв Западного Казахстана основной зернобобовой культурой является нут. Он отличается высокой засухо- устойчивостью и продуктивностью по сравнению с другими зернобобовыми. Имеет прямостоячий неполегающий стебель и высокое прикрепление нижних бобов, убирается обычными зерновыми комбайнами, слабо повреждается вредителями [1–6]. Нут имеет очень высокие кормовые достоинства. Кроме того, его ценность заключается в улучшении плодородия почвы за счет обогащения ее азотом. Нут является отличным предшественником для яровой твердой пшеницы. По многочисленным данным различных исследований, урожай твердой пшеницы, посеянной после нута, на 25 % выше, чем после озимой пшеницы [6–14]. В повышении урожайности большая роль принадлежит новым сортам. По Западно-Казахстанской области районированы два сорта нута: Юбилейный, селекции Краснокутской селекционной опытной станции (год районирования – 1967) и Волгоградский 10, селекции Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии (год районирования – 1990). Нут всегда был страховой культурой для Западного Казахстана. Поэтому поиск новых, более урожайных и ценных по комплексу хозяйственно-ценных признаков адаптированных сортов этой культуры в настоящее время является актуальным и требует расширенных научных исследований [15–20]. В связи с этим по бюджетной программе «Создание высокопродуктивных сортов зернобобовых культур на основе методов современной биологии, разработка их сортовой технологии и первичного семеноводства» на ТОО «Уральская СХОС» было начато экологическое испытание сортов нута для выделения из их числа наиболее адаптированных для Западно-Казахстанской области. Материалы и методы Исследования проводили на Уральской сельскохозяйственной опытной станции. Приведены результаты экологического сортоиспытания нута селекции КазНИИ земледелия и растениеводства Краснокутской селекционно-опытной станции, Волгоградской ГСХА, Красноводопадской СХОС, НПЦЗХ им. А. И. Бараева. В питомнике этим сортам дана оценка по основным хозяйственно-ценным признакам. Приведены урожайность, некоторые элементы качества зерна, показатели биометрических учетов, дан анализ структуры урожая за три года (2020-2022). В настоящее время на Уральской сельскохозяйственной опытной станции продолжается работа по оценке и выявлению лучших сортов нута в питомниках экологического сортоиспытания, приспособленных к засушливым условиям Западного Казахстана. В ТОО «Уральской сельскохозяйственной опытной станции» с 2020-2022 гг. изучено 50 номеров нута. Одно из направлений сотрудничества с научно-исследовательскими учреждениями Казахстана и России - обмен сортами и линиями, их изучение. Основные производственные посевы нута в области занимают сорта нута Юбилейный (районированный с 1967 г.) и Волгоградский 10 (районированный с 1990 г.). Эти сорта в настоящее время перестают отвечать всем требованиям современного производства. На смену ему должны поступить новые сорта, более продуктивные, засухоустойчивые, отличающиеся комплексом хозяйственно-ценных признаков. Результаты и их обсуждение Опыты заложены на неорошаемом участке отдела селекции и первичного семеноводства ТОО «Уральская сельскохозяйственная опытная станция» в селекционно-семеноводческом севообороте. Почвы опытного участка темно-каштановые тяжелосуглинистые. В пахотном горизонте содержится 2,74 % гумуса. Обеспеченность подвижными формами фосфора – средняя – 13,7–16,3 мг/кг почвы. Содержание щелочно-гидролизуемого азота очень низкое – 25 мг/кг, обменного калия – высокое – 466 мг/кг почвы. Опыт закладывался по предшественнику яровая пшеница в селекционно-семеноводческом севообороте. Предпосевная обработка почвы заключается в поверхностной обработке культиватором ОПО-4,25 с последующим прикатыванием кольчато-шпоровыми катками. Посев производили самоходной сеялкой «Wintersteiger ТС» в зависимости от погодных условий года в 1-й декаде мая. Расчетная норма высева нута составляла 0,8 млн всхожих зерен на 1 га. Глубина заделки семян – 6–7 см. После посева производили прикатывание почвы катками ЗККШ-6. По всходам – боронование посева поперек рядков. Главным лимитирующим фактором повышения урожайности возделываемых в регионе культур является влага. Погодные условия в 2020-2022 гг. исследований наиболее полно отразили особенности континентального климата Западно-Казахстанской области. Осадки в апреле 2020 г. выпали в количестве 17,7 мм при норме 22 мм, – 4,3 мм меньше нормы, в мае – 15,2 мм при норме 28 мм, – 12,8 мм меньше нормы (температура июля – +26,1оС при норме +22,9о С). В 2021 г. температурный режим за первые месяцы вегетационного периода (май, июнь) превышал норму в мае на 34 %, в июне – на 17 %. Среднесуточная температура мая составила 21о С при норме 16о С, в июне – +24,5о С против 20,9о С по многолетним данным. Стрессовую ситуацию улучшил многодневный дождь, прошедший в конце мая и совпавший с фазой начала всходов. С 30 мая по 4 июня за 6 дней выпало 89 мм осадков. Однако последовавшая далее сплошная воздушная засуха привела к потере влаги в почве. В июне 25 дней подряд стояла сплошная засуха с дневными температурами от +33,5о до +41,8о С, на почве – +50-55 С. С 15 по 30 июня среднесуточная температура воздуха составляла +28,8...+31,9о С при многолетней норме – +20,9о С. Осадков за этот период не выпало совсем. Таким образом, набор (формирование) вегетативной массы растений проходил в экстремальных условиях атмосферной и почвенной засухи. В июле ситуация не изменилась. Среднесуточная температура составила +25,1о С при норме +22,9о С. Осадков выпало всего 17 мм при норме 40 мм. Конец июля – начало августа также были мало утешительны: осадков не было, среднесуточная температура составляла +28,2...+29,5о С при многолетних данных +22,9...+21,2о С. Дневные температуры достигали +38...+42о С. Отклонение среднесуточной температуры в июле составило +2,2о С, в августе – +4,9о С. Недостаток осадков в июле составил – -23 мм, в августе, когда не выпало ни одного миллиметра, соответственно – -27 мм. Налив зерна на посевах нута проходил также в экстремальных условиях, что привело к формированию щуплого и легковесного зерна. Похолодание началось только в сентябре. За месяц выпало 33 мм осадков при месячной норме 29 мм. Достаточное количество почвенной влаги, которая к моменту посева составила 110 мм, а также активный рост положительных температур в конце мая способствовали получению дружных и ранних всходов. На урожае нута отрицательно сказался повышенный температурный режим летних месяцев (температура июля – +25,1о  С при норме +22,9о С). В августе температура воздуха резко поднялась до +26,0о С (норма – +21,1о С) с дефицитом дождей в июле (17 мм при норме 40 мм) и августе (0 мм при норме 27 мм). Температурный режим за первые месяцы вегетационного периода 2022 г. также был нестабильным, т. е. в апреле наблюдалось превышение тепла на 3,5о С, а в мае – недостаток в 3,6о С. При этом в апреле выпало осадков в пределах нормы (22 мм), а в мае – 38,2 мм против 28 мм по норме. В целом весна выдалась затяжной, прохладной, с холодными дождями. По метеорологическим условиям сплошная воздушная засуха в июне-июле привели к потере влаги в почве. Осадков за июнь выпало 8,0 мм при норме 33,0 мм. Таким образом, набор (формирование) вегетативной массы растений проходил в экстремальных условиях атмосферной и почвенной засухи. В июле ситуация мало изменилась. Среднесуточная температура составила +23,2о С при норме +22,9о С. Осадков выпало всего 15 мм при норме 40 мм. Начиная с 3 декады июля и весь август осадков не отмечалось. Среднесуточная температура августа составила +24,2о С при норме +21,1о С. Отклонение среднесуточной температуры в июле составило +0,3о С, в августе – +3,1о С. Недостаток осадков в июле составил -25 мм, в августе – -25,9 мм. Осадков в сентябре выпало 30,9 мм при месячной норме 29 мм (табл. 1). 2020-2021 г. были более благоприятными. Урожайность зерна в 2020 г. составила от 14,4 до 18,9 ц/га, в 2021 г. – от 18,2 до 21,7, в 2022 г. – от 10,3 до 14,0 ц/га. За три года урожайность зерна сорта стандарт Юбилейный в опыте при уборочной влажности 14 % составила 13,2 ц/га. Достоверное превышение по этому показателю было получено у 19 сортов, в том числе сортов и сортообразцов с превышением на 1,5-4,5 ц/га: Приво 1, Ғ 97-121,Ғ 97-60, Ғ 02-10 (табл. 2). Абсолютная масса зерна стандарта составила в среднем 244,7 г. Все выделившиеся по урожайности сорта имели достаточно высокий показатель массы 1 тыс. зерен: 285,5 г у сортообразца Ғ 97-121; 280,0 г - F 03-153, 278,3 г - F 02-10. По данным исследований ФГБНУ «Краснокутская сельскохозяйственная опытная станция» [2], по выходу переваримого протеина нут намного превосходит ячмень - основную зернофуражную культуру в нашей зоне. В 100 кг зерна нута содержится 19,5 кг переваримого протеина, в 100 кг ячменя – 8,5 кг. Белок нута отличается высоким содержанием незаменимых аминокислот, прежде всего лизина. В 1 кг зерна нута его содержание – 31,8 г. По выходу кормовых единиц четыре сорта нута были наиболее продуктивными. У стандарта выход кормовых единиц составил 1,27 у остальных сортов – 1,30-1,32 (табл. 3). Содержание переваримого протеина в зерне стандарта Юбилейный составило 23 г/кг. Более высокие эти показатели у сортов Приво 1 и ЗК-7. Выводы По результатам проведенного экологического сортоиспытания зернобобовых культур отечественной и зарубежной селекции за 2020-2022 гг. отобраны четыре сорта нута: Приво 1, Ғ 97-121,Ғ 97-60, Ғ 02-10. Они практически не полегают, по дружности созревания и устойчивости к осыпанию имеют отличные показатели. Характеризуются высокой пригодностью к механизированной уборке, высота прикрепления нижних бобов 20,2 см. Данные сорта по ряду показателей, таких как продуктивность, скороспелость, содержание белка показали наиболее высокие результаты. На основе экологического сортоиспытания нута в засушливых условиях Западного Казахстана выделен ряд образцов по хозяйственно-ценным признакам, которые будут служить ценным исходным материалом для практической селекции. В настоящее время на Уральской сельскохозяйственной опытной станции продолжается работа по оценке и выявлению лучших образцов нута в питомниках экологического сортоиспытания, приспособленных к засушливым условиям Западного Казахстана. Данная научно-исследовательская работа выполняется в рамках научно-технической программы BR22885414 «Создание высокопродуктивных сортов зернобобовых культур на основе методов современной биологии, разработка их сортовой технологии и первичного семеноводства» по бюджетной программе 267 «Повышение доступности знаний и научных исследований». Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
References

1. Sagan, V. V. Ekologicheskoe sortoispytanie zarubezhnyh i otechestvennyh sortov chechevicy i nuta v usloviyah 1 zony Kostanajskoj oblasti [Ecological variety testing of foreign and domestic varieties of lentil and chickpea in the conditions of the 1st zone of the Kostanay region] / V. V. Sagan, R. K. Iskakov // Collection of scientific papers dedicated to the 85th anniversary of the birth of the Karabalyk Agricultural Experimental Station. – Nauchnyj, 2014. – P. 77–79.

2. Checherina, A. N. Evaluation of samples of lentil subspecies for growth and productivity in the conditions of Northern Kazakhstan / A. N. Checherina // Bulletin of Agricultural Science of Kazakhstan. – № 2. – 2013. – P. 2023.

3. Shektybaeva, G. Kh. Perspektivnyj sort nuta Derkul [The promising chickpea variety Derkul] / G. Kh. Shektybayeva, V. B. Limanskaya, A. S. Kasenova // Collection of scientific papers dedicated to the 30th anniversary of the independence of the Republic of Kazakhstan: Itogi. Dostizheniya. Vzglyad v budushchee [Results. Achievements. Look into the Future]. Scientific and Practical Journal of WKATU named after Zhangir Khan “Nauka i obrazovanie [Science and Education]”. 09.12. – 2021. – P. 61–67.

4. Berdagulov, M. A. Nauchnoe obespechenie proizvodstva konkurentnosposobnoj produkcii selskogo hozyajstva [Scientific support for the production of competitive agricultural products] / M. A. Berdagulov, K. I. Iskakov, V. A. Chudinov [et al.].– Nauchnyj, 2009.

5. Bushulyan, O. Nut kak novyj kozyr sevooborota [Chickpea as a new crop rotation trump card] / O. Bushulyan, V. Sichkar // Zemledelie [Arable Farming]. – № 7. – 2011. – P. 156–158.

6. Germantseva, N. I. Rol mirovoj kollekcii v selekcii nuta [The role of the world collection in chickpea breeding] / N. I. Germantseva, G. V. Kalinina, T. V. Selezneva // Collection of scientific papers dedicated to the 135th anniversary of G. K. Meister and the 100th anniversary of the founding of the Arkadak Experimental Station. Research Institute of Agriculture of the South-East. – Saratov, 2009. – P. 137–141.

7. Rozhanskaya, O. A. Problemy formirovaniya urozhaya nuta (Cicer arietinum) v Zapadnoj Sibiri [Problems of formation of the chickpea (Cicer arietinum) yield in Western Siberia] / O. A. Rozhanskaya, S. V. Kurkova // Collection of scientific papers dedicated to the 80th anniversary of the Kazakhstan Research Institute of Arable Farming and Plant Industry. – Almalybak, 2014. – P. 351–354.

8. Demchenko, M. V. Urozhajnost i kormovaya cennost produkcii smeshannyh posevov nuta s yachmenem [Productivity and feeding value of mixed crops of chickpea with barley] // Theoretical and Scientific-Practical Journal Proceedings. – № 1 (29). – 2011. – P. 42–44.

9. Elunin, N. S. Vozdelyvanie nuta pri razlichnyh tekhnologiyah v Zapadno-Kazahstanskoj oblasti [Chickpea cultivation using various technologies in the West Kazakhstan region] / N. S. Elunin // Collection of scientific papers dedicated to the 85th anniversary of the birth of the Karabalyk Agricultural Experimental Station. – Nauchnyj, 2014. – P. 220–223.

10. Chekalin, S. G. Agroresursnyj potencial nuta v Zapadnom Kazahstane [Agro-resource potential of chickpea in Western Kazakhstan] / S. G. Chekalin, V. B. Limanskaya // Nou-till i plodosmen – osnova agrarnoj politiki podderzhki resursosberegayushchego zemledeliya dlya intensifikacii ustojchivogo proizvodstva [No Till and Fruit Change as the Basis of the Agrarian Policy to Support Resource-Saving Agriculture for the Intensification of Sustainable Production]. – Astana-Shortandy, 2009. – P. 312–315.

11. Guz, G. V. Nut Priuralya [Chickpea of the Cis-Urals] / G. V. Guz, Zh. I. Aituev // Perspektivnye napravleniya stabilizacii i razvitiya agropromyshlennogo kompleksa Kazahstana v sovremennyh usloviyah [Perspective Stabilization and Development Directions of the Agro-Industrial Complex of Kazakhstan in Modern Conditions]. – Uralsk, 2004. – P. 163–167.

12. Namazbekova, S. Bolezni nuta v Chujskom doline Kyrgyztana [Chickpea diseases in the Chui valley of Kyrgyzstan] / S. Namazbekova, A. Sh. Chakaeva // Bulletin of KNAU named after K. Skryabin. – Bishkek, 2017.

13. Kashevarov, N. Perspektivnaya zernobobovaya kultura nut v Hakasii [Promising chickpea leguminous crop in Khakassia] / N. Kashevarov, Ya. Bodyagin // Research Institute of Agrarian Problems of Khakassia SB RAS. Glavnyi zootekhnik [Chief Livestock Specialist]. – 2010. – № 12. – P. 20–25.

14. Medvedev, G. A. Urozhajnost zernobobovyh kultur pri razlichnoj osnovnoj obrabotke pochvy na yuzhnyh chernozemah Volgogradskoj oblasti [Productivity of leguminous crops on condition of different basic tillage in southern chernozems of the Volgograd region] / G. A. Medvedev, S. I. Utuchenkov // Volgograd State Agricultural Academy. Bulletin of the Agro-Industrial Complex. – 2010. – № 1. – P. 15–18.

15. Balashov, V. V. Osobennosti tekhnologii vozdelyvaniya nuta sortov volgogradskoj selekcii [Cultivation technology of chickpea varieties of the Volgograd selection] / V. V. Balashov, A. V. Balashov, N. A. Kulikova [et al.] // Proceedings of the International Scientific-Practical Conference “Nauchnoe obespechenie razvitiya agropromyshlennogo kompleksa stran tamozhennogo soyuza [Scientific support for the development of the agro-industrial complex of the customs union countries]”. Volgograd State Agricultural Academy. – Astana, 2010. – Vol. III. – P. 147–152.

16. Kuptsov, N. S. Zernobobovye kultury i ih znachenie v selskohozyajstvennom proizvodstve Belorussii [Leguminous crops and their importance in the agricultural production of Belarus] / N. S. Kuptsov, I. I. Boris // Scientific-Industrial Center of the National Academy of Sciences of Belorussia on Agriculture, Belorussian Agriculture J. – 2008. – № 1. – P. 8–11.

17. Germantseva, N. I. Rol mirovoj kollekcii v selekcii nuta [The role of the world collection in chickpea breeding] / N. I. Germantseva, G. V. Kalinina, T. V. Selezneva // Collection of scientific papers dedicated to the 135th anniversary of G. K. Meister and the 100th anniversary of the founding of the Arkadak Experimental Station. Research Institute of Agriculture of the South-East. Krasnokutsk Agricultural Experimental Station. – Saratov, 2009. – P. 137–141.

18. Rzaeva, V. V. Vozdelyvaniya nuta v severnoj lesostepi Tyumenskoj oblasti [Chickpea cultivation in the northern forest-steppe of the Tyumen region] / V. V. Rzaeva, T. S. Lakhtina // Proceedings of the Orenburg State Agrarian University. – 2018. – № 5 (73). – P. 87–90.

19. Gummatov, N. G. Peremena agrofizicheskih kachestv pochv za vegetacionnyj period zernobobovyh kultur v bogarnyh usloviyah Azerbajdzhana [Changes in the agrophysical qualities of soils during the growing season of leguminous crops in the rainfed conditions of Azerbaijan] / N. G. Gummatov // Trudnosti prirodopolzovaniya i prirodnaya obstanovka v Evropejskoj Rossijskoj Federacii i v sopredelnyh zonah [Difficulties in Nature Management and the Natural Situation in the European Russian Federation and in Adjacent Zones]: Materials of the VII International Scientific Conference (to the memory of Prof. A. N. Petin). – 2017. – P. 125–129.

20. Kiselev, T. S. Zapasy dostupnoj vlagi pri vozdelyvanii nuta v severnoj lesostepi Tyumenskoj oblasti [Available moisture reserves during chickpea cultivation in the northern forest-steppe of the Tyumen region] / T. S. Kiselev, V. V. Rzaeva // Agrarian Bulletin of the Urals. – 2019. – № 9 (188). – P. 27.

Login or Create
* Forgot password?