Наименование НТП: BR24892821 «Селекция и первичное семеноводство зерновых культур для повышения потенциала продуктивности, качества и стрессоустойчивости в различных почвенно-климатических зонах Казахстана»

Актуальность:

Разрабатываемая программа нацелена на выведение сортов зерновых культур, которые будут конкурентоспособными в соответствии с ключевыми стратегическими задачами страны. Эти задачи включают в себя обеспечение продовольственной безопасности, поддержку животноводческой и перерабатывающих отраслей, а также ориентацию на экспорт. Для достижения этой цели будут проведены комплексные, междисциплинарные научные исследования, вовлекая селекционеров, фитопатологов, агрономов, биохимиков, генетиков, и используя современные методы и подходы. Также будет осуществлено распространение и внедрение полученных результатов с целью увеличения их социальной и практической значимости в области аграрной науки.

Имеется прочная база для развития: создан Консорциум, объединяющий селекционеров, генетиков, фитопатологов и других специалистов из 13 команд-участников, представляющих сферу аграрных наук, академического сообщества и университетской среды, а также зарубежных консультантов. Были сформированы коллекции зерновых культур, проведены обсуждения вызовов и определены основные направления селекции, перспективные модели сортов. Важный опыт был накоплен в селекционной, семеноводческой, фитопатологической, биохимической и молекулярно-генетической работе.

Впервые в условиях Казахстана будут применены пять новых технологий в области селекции и семеноводства: ускорение селекции за счет получения двух урожаев в год с использованием зимнего сезона в Саудовской Аравии; геномная селекция яровой мягкой пшеницы в сотрудничестве с Техническим университетом им. Короля Абдуллы в Джедде (Саудовская Аравия); изучение зернового пырея и многолетней пшеницы в качестве родительских форм для селекции яровой и озимой пшеницы; масштабное изучение разнообразной коллекции озимой пшеницы в нескольких экологических точках северного Казахстана и использование искусственного интеллекта для характеристики сортов и выбора сортовой агротехники. Выполнение цели и задач Программы позволит создать конкурентноспособные сорта зерновых культур с учетом соответствующих природно-климатических условий, в том числе с использованием разработанных моделей сорта, современных методов молекулярной селекции, биотехнологии.

Цель: повышение потенциала продуктивности, качества зерна, устойчивости к абиотическим и биотическим факторам среды зерновых культур посредством создания новых сортов и гибридов на основе достижений классической селекции и биотехнологии растений для различных почвенно-климатических зон Казахстана и организация их первичного семеноводства.

Ожидаемые результаты:

По результатам реализации Программы будет повышена эффективность селекции с использованием современных биотехнологических и физиолого-биохимических методов и осуществлено внедрение в производство новых высокопродуктивных сортов зерновых культур. Для этого будет изучено по полной схеме селекционного процесса, ежегодно 94 100 селекционных номеров зерновых культур, в т. ч. озимой пшеницы и тритикале –32 400, яровой твердой пшеницы –18 700, яровой мягкой пшеницы –35 000,ячменя — 22 100, овса — 5000, риса — 3400, кукурузы и сорго — 1050).

Будут осуществлены следующие виды работ:

— проведены внутривидовая, межвидовая и межродовая гибридизация с использованием диких сородичей, генетического материала устойчивого к основным болезням культуры, синтетических линий пшеницы, доноров высокого качества зерна в количестве 4950 комбинаций скрещиваний (ежегодно 1650) и получены целенаправленные гибридные популяции зерновых культур;

— проведена комплексная оценка по технологическим, биохимическим и иммунологическим параметрам перспективных линий зерновых культур — 12 000 образцов (4000 ежегодно);

— проведено фенотипирование за развитием растений зерновых культур в питомнике КСИ с использованием дистанционного мониторинга;

— изучено влияние элементов агротехники на урожайность и качество 10 новых сортов зерновых культур;

— проведена идентификация и отбор носителей ценных генов устойчивости к основным болезням пшеницы в старших селекционных питомниках с использованием ДНК-маркеров;

— ежегодно должны будут произведены 900-1000 тонн высококачественных, оригинальных и элитных семян сортов и перспективных линий зерновых культур и проведен биохимический контроль сортовой однородности и типичности в питомниках.

По результатам селекции будут созданы и переданы в ГКССИСК новые 34 сорта зерновых культур:

Северный и Западный регионы:

— 1 сорт яровой мягкой пшеницы степного экотипа; 1 сорт твёрдой пшеницы; 1 сорт ячменя и 1 сорт овса с урожайностью в производственных условиях выше районированных сортов на 10%, 1 сорт сорго для Северных регионов Казахстана;

— 3 сорта яровой мягкой пшеницы; 1 сорт озимой мягкой пшеницы; 1 сорт твёрдой пшеницы с потенциалом урожайности в производственных условиях не ниже 35 ц/га и 1 сорт ярового ячменя для Северных регионов Казахстана;

— 1 сорт яровой мягкой пшеницы и 1 сорт ярового ячменя фуражного использования с превышением урожайности на 2,5-3 ц/га районированных сортов, с потенциальной урожайностью не ниже 45-50 ц/га, с содержанием белка у сортов ячменя не ниже 15-16% для Карагандинской области;

— 1 сорт яровой мягкой пшеницы для Северо-Казахстанского региона и 1 сорт яровой мягкой пшеницы с потенциальной урожайностью не менее 22-35 ц/га с качеством зерна особо ценной или сильной пшеницы для Павлодарской области.

— 1 сорт яровой пшеницы с потенциальной урожайностью превышающий стандарт на 10% для западного региона Казахстана.

Южный и Восточный регионы:

Для Юга и Юго-востока будут созданы 2 сорта озимой мягкой пшеницы: богарного (сильная) и поливного направления (ценная), 1 сорт озимой твердой пшеницы (с высокой урожайностью, макаронными качествами, устойчивый к засухе и болезням (урожайность 42 ц/га, содержание сырой клейковины 33,2%), 1 высокоурожайный сорт озимого тритикале с содержанием крахмала 65-68%; 1 сорт факультативной мягкой пшеницы с урожайностью 47-50 ц/га при озимом посеве и 27-30 ц/га при весеннем посеве; 1 сорт ячменя пивоваренного направления с урожайностью 45,0-50,0 ц/га, содержанием белка в зерне не выше 11,5%,1 сорт ярового ячменя пищевого направления и 1 сорт озимого ячменя кормового направлении с урожайностью в пределах 30,0-35,0 ц/га, с содержанием белка в зерне более 14%; 1 сорт ярового голозерного овса пищевого направления с урожайностью выше 40,0 ц/га, 1 ультраскороспелыйгибрид кукурузы для северных регионов Казахстана; 1 высокогетерозиготный гибрид кукурузы для южных и юго-восточных регионов, сочетающий устойчивость к корневому и стеблевому полеганию; 1 сорт сорго зернового с высоким содержанием белка в зерне — более 10% и 1 сорт сахарного сорго с содержанием сахара в соке стеблей20-22%;

— 1 сорт яровой мягкой пшеницы интенсивного типа, с потенциальной продуктивностью 35-50 ц/га, короткостебельный, с повышенным содержанием клейковины, предназначенный для возделывания в условиях Восточного Казахстана;

— 2 сорта риса с вегетационным периодом 105-110 дней, генетическим потенциалом продуктивности 10-12 т/га, выходом крупы 62-64%, содержанием амилозы 21-24%; индексом абиотической устойчивости 0,40-0,45, превосходящие лучшие отечественные и зарубежные аналоги для возделывания в Кызылординской области;

— 2 солеустойчивых (7-8 баллов) сорта ячменя, с высокими технологическими качествами зерна (белок — 14-16%, экстрактивность-68-70%), устойчивые к видам головни и корневым гнилям, с высоким адаптивным потенциалом для Кызылординской области.

По результатам реализации программы будут опубликованы 20 научных статей в журналах, рекомендованных КОКСНВО, а также не менее 9 статей в рецензируемых научных изданиях, входящих в квартили (Q1, Q2, Q3, Q4) базы данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35; 1 каталог сортов зерновых культур и 3 рекомендации по возделыванию зерновых и зернофуражных культур.Будут поданы 34 заявки на получение патентов Республики Казахстан на селекционные достижения — сорта и гибриды зерновых культур, из них: 16 (яровая, озимая; мягкая, твердая) пшеницы, 1 тритикале, 8 ячменя, 2 овса, 2 риса, 3 сорго, 2 гибрида кукурузы.

В процессе реализации программы будут подготовлены квалифицированные кадры для науки и производства Казахстана (8 магистрантов и 4 докторанта). Будут проведены мероприятия по пропаганде научных достижений (11 семинаров, 10 «День — поля»).

Результаты НТП, полученные в ходе реализации в 2024 году:

Созданновый исходный материал с комплексом хозяйственно-ценных признаков — 2912 комбинаций скрещиваний, в том числе по яровой мягкой пшенице — 970, по яровой твердой пшенице — 310, по озимой пшенице — 612, по факультативной пшенице — 100, по ячменю — 411; по овсу — 23, по тритикале — 100, по рису — 50, по кукурузе — 300, по сорго зерновому — 36 кмб. скрещиваний.

На всех этапах селекционного процесса в изучении находилось 180 487 образцов, в том числе по яровой мягкой пшенице — 66789, по яровой твердой пшенице — 23566, по озимой пшенице и тритикале — 34412, факультативной мягкой пшенице — 8580, по ячменю — 37460; по овсу — 5041, кукурузы и сорго — 1239,рис — 3400 образцов.

Проведена комплексная оценка перспективных линий пшеницы (в том числе синтетической пшеницы), тритикале, ячменя, овса, риса, кукурузы по технологическим и биохимическим параметрам — 2454, иммунологическим параметрам — 4982 образцов. Проведен отбор селекционных линий зерновых культур, стабильно формирующих качество зерна высоких классов по всем показателям и осуществлена дифференциация по конечному типу использования.

Проведена идентификация и отбор носителей ценных генов устойчивости к основным болезням пшеницы в старших селекционных питомниках с использованием ДНК-маркеров — 32 сортообразца. Создан ДНК-банк коллекций мягкой пшеницы (60 сортов и линий), твердой пшеницы (15), ячменя (15).

Проведено фенотипирование за развитием растений зерновых культур в питомнике КСИ с использованием дистанционного мониторинга — 80 сортов и линий.

Изучено влияние элементов агротехники (сроков и норм высева, удобрение) на урожайность и качество 21 новых сортов зерновых культур (пшеница мягкая — 8, факультативной пшеницы — 3, твердая — 4, ячмень — 4, гибрид кукурузы — 2).

Произведено 7 480,0 тонн высококачественных, оригинальных и элитных семян сортов и перспективных линий зерновых культур (яровой пшеницы — 5287,2 т, озимой пшеницы и тритикале — 171,0 т, факультативной пшеницы — 3,2 т, ячменя — 1559,9 т, овса — 407,0 т, кукурузы — 1,5 т, сорго — 1,0 т и риса — 50,0 т) и проведен биохимический контроль сортовой однородности и типичности в питомниках (яровой пшеницы — 5 сортов, озимой пшеницы — 4 сорта).

По результатам селекции созданы и переданы в ГКССК новые 3 сорта яровой мягкой пшеницы: Шортандинская 24, Кочевница, Юбилейная 70. Поданы 3 заявки на получение патентов Республики Казахстан на селекционные достижения.

Согласно данным областного управления, сорта яровой пшеницы, ячменя и овса селекции ТОО «НПЦ ЗХ им. А. И. Бараева» высевались на площади 3 118,0 тыс. га, в том числе в Акмолинской области — 2 752,2 тыс. га, в Костанайской области — 365,8 тыс. га.; новые сорта зерновых культур ТОО «Карабалыкской СОС» — на площади 1 541,0 тыс. га.; сорта пшеницы и ячменя селекции ТОО «Карагандинская СХОС им. А. Ф. Христенко» — на площади 320,29 тыс. га.

Опубликованы 2 статьи в журналах рекомендованным КОКСНВО.

Подготовлен квалифицированный кадр для науки и производства Казахстана (1 докторант первого года обучения).

Оформлены 3 акта внедрения. Приняли участие в 2 научно-практических конференциях и 4 Днях Поля.

Члены исследовательской группы:

Список публикаций и патентов опубликованные в рамках НТП за 2024 год:

Научные статьи в журналах, рекомендованным КОКСНВО:

1. Дашкевич С., Утебаев М., Каиржанов Е., Крадецкая О., Чилимова И. Сравнительный анализ сортов яровой мягкой пшеницы по качеству зерна // Izdenister Natigeler. — 2024. — № (3(103). — С. 222-230. https:// 10.37884/3-2024/25

2. Tokhetova L.A., Shermagambetov K., Baimbetova G.Z., Zhalbyrov A.E., Nurgaliyev N.Sh., Sultan N.Zh. Analysis of inheritance and heritability of economically valuable traits in hybrid barley populations // Bulletin of the Korkyt Ata Kyzylorda University. — 2024. — № 3 (70). — Р. 6-18. DOI: https://doi.org/10.52081/bkaku.2024.v70.i3.169