Введение. Полба является одной из древнейших сельскохозяйственных культур на Земле. В процессе приспособляемости растения полбы сохранили в себе устойчивость к недостатку тепла, почвенной влаге и комплексу различной природы заболеваний. Полба считается одной из первых окультуренных полиплоидных пшениц, продукты ее переработки крупка, шрот, мука используются для приготовления каш и разных видов выпечки. Используемая в селекционном процессе полба в основном представлена яровыми формами и имеет ряд преимуществ, таких как адаптивность к абиотическим и биотическим стрессам, неприхотливость, возможность выращивания при минимальных затратах. Учитывая данный факт, можно прогнозировать широкое внедрение этой культуры на поля России. Поскольку это новая культура для Красноярского края, дающая возможность расширить разнообразие продуктов питания человека и кормление животных и пригодная для выращивания на бедных почвах, без использования удобрений и фунгицидов, то изучение исходного материала полбы и его селекционного значения является актуальным [1–5].Изучение коллекции пленчатой полбы в сравнении с сортами твердой пшеницы и образцами голозерной полбы в условиях Крас­ноярской лесостепи ранее не проводилось. В результате длительной работы Красноярским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства был получен сорт Ракета, выведенный в результате скрещивания продуктивного, сравнительно позднеспелого сорта Гордеиформе 27 с гибридом полбы и Гордеиформе 27, а также путем последующего многократного индивидуального отбора. Образец полбы был получен от бывшей Забайкальской опытной станции под названием «полба желтоколосая», которая характеризовалась засухоустойчивостью, относительной скороспелостью, холодостойкостью, устойчивостью к полеганию и болезням. В 1967 г. этот сорт высевался в Красноярском крае на площади около 20 тыс. гектаров [6]. Созданный К.В. Дергачевым сорт Ракета обладал такими ценными признаками, как устойчивость к вредителям и болезням, скороспелость. Селекционная практика имеет много примеров успешного использования хозяйственно ценных признаков полбы для улучшения современных высокопродуктивных сортов пшеницы [7, 8]. А в связи с растущей популярностью полбы, как экологически чистой и диетически ценной культуры, у нас и за рубежом предпринимается активная исследовательская деятельность как в области ее генетического совершенствования, так и в области переработки [9, 10].Цель исследования – изучение биологичес­ких особенностей голозерных и пленчатых образцов полбы из коллекции ВИР по элементам структуры урожая, его качеству для использования в скрещиваниях с твердой и мягкой пшеницей в условиях Красноярской лесостепи.Задачи: оценить голозерные образцы полбы по продуктивности, качеству зерна и устойчи­вости к полеганию в полевых условиях и выделить по комплексу признаков ценные из них.Объекты и методы. Полевые опыты закладывали в селекционном севообороте, расположенном в лесостепной зоне Красноярского края, в 2011–2014 гг. Учетная площадь делянки – 1 м2. Предшественником в годы исследований служил чистый пар. Посев проводили в оптимальные для культуры сроки (II декада мая), в 4-кратной повторности с нормой высева 550 всхожих зерен/м2. Исследование устойчивости к полеганию и фенологические наблюдения осуществляли согласно методическим указаниям ВИР (ГОСТ-520-2014. Межгосударственный стандарт по определению массы 1000 зерен. Зерновые и бобовые культуры. М.: Стандартинформ, 2015). Объектами исследований служили 2 образца твердой пшеницы, один из которых использовали в качестве стандарта, 5 образцов пленчатой и 11 образцов голозерной полбы из мировой коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова. Исследования проводили на почве чернозем обыкновенный маломощный, с содержанием гумуса (по Тюрину) 6,33 %; N-NO3 (ионометричес­кий экспресс-метод) – 8–10 мг/100 г почвы; P2O5 и K2О (по Мачигину) – 4,0 и 24,9 мг/100 г почвы соответственно, реакцией почвенного раствора – нейтральной (pH – 6,2). В лабораторных условиях определяли элементы структуры урожая – высоту растений, общую и продуктивную кустистость, длину колоса, число колосков одного растения, число зерен одного растения, массу одного растения, массу зерна с одного растения, общий вес зерна (г/м2). Качество зерна исследуемых образцов оценивали в лабораторных условиях по следующим показателям: масса 1000 зерен (ГОСТ-10846-91. Межгосударственный стандарт. Зерно и продукты его переработки. М.: Стандартинформ, 2009), содержание белка (%). Варьирование признака (Cv, %) – по Б.А. Доспехову [11]. Коэффициент регрессии генотипа на среду bi определяли по S.A. Eber­hart и W.A. Russel [12], коэффициент адапта­ции – по Г.В. Козубовской с соавт. [13]. Математическую обработку проводили методом факторного анализа с использованием программы STATISTICA 13.0 [14].Погодные условия в годы проведения опытов были контрастными и имели свои особенности. По тепло-влагообеспеченности более благо­приятные условия сложились в 2011, 2013 и 2014 гг. (ГТК – 1,30–1,94), при этом острый дефицит осадков наблюдался в 2012 г. (ГТК – 0,67).Результаты и их обсуждение. В задачи исследований входило оценить голозерные образцы полбы по продуктивности, качеству зерна и устойчивости к полеганию в полевых условиях и выделить по комплексу признаков ценные из них.Селекционная работа с зерновыми культурами в Сибири направлена на создание раннеспелых сортов [1, 2]. По продолжительности вегетационного периода изученные нами образцы полбы в сравнении со стандартным сортом Омская степная, который отнесен к группе среднеранних, и в сравнении с сортом твердой пшеницы Ракета, отнесенным к группе среднеспелых, позволило отнести образцы голозерной полбы Л 68/10, Л 69/10, Л 70/10, Л 71/10, Л 72/10, Л 73/10, Л 74/10 к группе среднеранних, а голозерный образец Л 133 × Белка и все пленчатые формы – к группе среднеспелых.Высота растений как важный признак значительно варьирует по годам и является генетической принадлежностью сорта. В наших опытах все голозерные образцы отличались высокорослостью и превышали значения стандартного сорта.Полегание посевов зерновых культур являет­ся одним из важнейших препятствий в повышении урожайности и его качества. Наибольшей устойчивостью к полеганию характеризуются стандартный сорт Омская степная и все голозерные полбы. Пленчатые образцы уступали голозерным по устойчивости к полеганию.Продуктивная кустистость как элемент структуры урожая играет важную роль в его формировании. В наших опытах наиболее высокая продуктивная кустистость выявлена у одного голозерного образца Л 133 и у всех пленчатых форм.В благоприятных условиях увлажнения и питания зерновых культур в период от всходов до выхода в трубку они способны сформировать повышенное число зерен в главном колосе. Самое высокое число зерен главного колоса за все годы исследований формировал стандартный сорт Омская степная, при этом все остальные образцы уступали ему по данному признаку.По массе зерна с одного растения заслужи­вает внимания один образец Л 69/10, масса зерна которого составила 2,19 г, что превышает показатели стандарта. Остальные изучаемые нами образцы уступили по продуктивности одного растения стандартному сорту Омская степная.Коэффициент хозяйственной эффективности является одним из наиболее важных показателей в селекции, его значение возрастает при создании интенсивных сортов с высокой зерновой продуктивностью. По этому показателю изучаемые образцы полбы не имели превосходства перед стандартным сортом Омская степная, к которому приближается только сорт твердой пшеницы Ракета.Масса 1000 зерен является одним из важных показателей при формировании урожайности и технологических свойств зерна. По данному признаку нами выделены голозерные образцы Л 70/10 и другие.Выведение сортов с возможно более высокой урожайностью для определенных климатических условий относится к одной из основных задач селекции. По данному показателю из голозерных образцов выделены Л 71/10, Л 74/10, Л 133 × Белка, Л 196/3 × Л-13 и Л 133 × Пкк, сформировавшие урожай 236–276 г/м2. Выделились и значительно превысили стандарт пленчатые образцы полбы, достоверно превысившие по урожаю стандартный сорт образцы: К-24482, Белка, Руно (117–153 г/м2).Из химических свойств зерна первостепенное значение имеет содержание и качество белка. Повышенным содержанием белка в зерне характеризовались пленчатые и голозерные полбы, что указывает на их перспективность в селекции на качество зерна. Валовый сбор белка с единицы площади связан с уровнем урожайности и содержанием белка в зерне. Наиболее высокий валовый сбор был получен нами у пленчатых образцов Белка, Руно, превышающих по этому показателю стандартный сорт в среднем на 30 г/м2.По результатам полевых и лабораторных исследований нами выделены перспективные образцы полбы, обладающие комплексом ценных селекционных признаков, особого внимания в селекции полбы и пшеницы заслуживают следующие образцы: Омская степная – число зерен главного колоса, масса зерна с одного растения, коэффициент хозяйственной эффективности; Л 69/10 – коэффициент хозяйственной эффективности, устойчивость к полеганию; Л 70/10 – масса 1000 зерен, устойчивость к полеганию; Л 71/10 – масса 1000 зерен, устойчивость к полеганию; Ракета – коэффициент хозяйственной эффективности; К-7508 – скороспелость, продуктивная кустистость, содержание белка; Белка – скороспелость, продуктивная кустистость, урожайность, содержание белка, валовый сбор белка; Руно – продуктивная кустистость, урожайность, содержание белка, валовый сбор белка.В процессе исследований определены экологическая пластичность и стабильность образцов пленчатой и голозерной полбы. Оценка 18 образцов полбы за 2011–2014 гг. по паровому предшественнику показала различный уровень урожайности, экологической пластичности и стабильности (табл. 1).  Таблица 1Экологическая пластичность и стабильность образцов полбы Образец полбыСредняя урожайность по годам испытания, г/м2bisiКА2011201220132014YiОмская степная (стандарт)248275222200236–0,379521,12Ракета2711082792852361,27115541,32Л 68/10278652782202101,42143980,94Л 69/10231812732232021,22106450,88Л 70/10278643032372211,55171351,00Л 71/10287843122602361,51162331,18Л 72/10305843002042231,36130840,83Л 73/10296972682342241,23107070,81Л 74/10305633032452291,62187620,87Л 133 × Белка2361652492122160,5219430,94Л 196/3 × Л-132841813562812761,0070910,90Л 133 × Пкк2571183142892451,30120010,91Д-7332341082472572121,0477180,90К-331532181662493352420,8146420,98К-75081681622243582280,7438721,10К-244822481542453982611,0985341,04Белка2782843322602890,12971,31Руно2731933144553091,22105590,96Индекс условий среды Ij23–1024437××××  Наиболее благоприятные условия сложились в 2013 и 2014 гг. (Ij = 37–44); 2012 г. был самым неблагоприятным за все годы исследований (Ij = –102). При этом наибольшую пластичность (bi = 1,22–1,62), т. е. отзывчивость на высокий уровень агротехники, в различные по условиям годы показали все голозерные образцы, особенно Л 68/10, Л 69/10, Л 70/10 и другие, голозерная линия полбы – Л 133×Пкк (bi =1,30), а также сорт твердой пшеницы Ракета (bi = 1,27). Указанные образцы показывают максимум отдачи по продуктивности в благоприятных условиях произрастания, а значит, их можно использовать в селекции интенсивных сортов. Слабую реакцию на условия внешней среды и низкую экологическую пластичность продемонстрировали образцы пленчатой полбы К-33153 иК-7508 (bi = 0,74–0,81) и голозерная линия Л 133 × Белка (bi = 0,52). Данные образцы отнесены нами к экстенсивным формам. Полноесоответствие изменениям урожайности сорта и условиям выращивания отмечено у образцов голозерной полбы Л 196/3 × Л-13 и Д-733 (bi = 1,00–1,04). При этом стабильные урожаи в различные по условиям годы (si = 97–1943) формировали стандартный сорт твердой пшеницы Омская степная, голозерная линия Л 133 × Белка и сорт пленчатой полбы Белка. Это яв­ляется свидетельством того, что указанные образцы в неблагоприятных условиях формируют более стабильные урожаи по сравнению с остальными селекционными линиями. В наших опытах коэффициент адаптации (КА) выше 1,0 во все годы проведения исследований, отмечен у образца Белка, который отличался одновременно и повышенной стабильностью.По результатам ранжирования всех изучаемых образцов полбы методом дисперсионного анализа по Фридману за все годы исследований наиболее высокое среднее значение ранга было у голозерных образцов Л 69/10 (14,00), Л 74/10 (12,13), Л 133 × Белка (11,75) и пленчатого образца Белка (11,75). Указанные образцы по совокупности селекционных признаков (высота растений, общее и продуктивное кущение, длина колоса, число колосков и зерен в колосе, масса 1 растения, масса зерна с растения) превосходили стандарт Омская степная (11,63) и представляют наибольшую ценность в селекции полб и твердой пшеницы (табл. 2).  Таблица 2Результаты ранжирования образцов полбы методом дисперсионного анализа по Фридману Образец полбыСреднее значение рангаСумма ранговСреднееСт. откл.Л 69/1014,0093,0018,8628,96Белка12,1371,0018,4929,54Л 74/1011,75112,0019,8031,29Л133 × Белка11,7565,0018,7630,69Омская степная11,6390,0019,1630,89Л 72/1011,5092,0019,2831,20Л 71/1011,2583,0018,8230,11Л 73/1010,3894,0019,5331,48Ракета9,9494,0019,5133,13Д-7339,7560,0018,9332,56Л 68/108,8857,5017,2228,92Л 70/108,1378,0018,7531,72К-75087,6379,5017,8628,14Л196/3 × Л-137,5043,0015,6527,18Л133 × Пкк7,1961,0016,4728,33Руно6,5046,0015,9328,38К-244825,7597,0020,7236,41К-331535,3852,0015,5926,53Примечание: ДА хи-кв.(N = 8, сс = 17) = 29,50161, p = 0,03018.  Применив метод вращения варимакс, было получено два фактора, определяющих продуктивность полбы в Красноярской лесостепи. Однако количество хозяйственно значимых элементов, составляющих выявленные факторы, изменяется в зависимости от года вегетации культуры (табл. 3). В 2011 г. первый фактор сос­тавили признаки: масса зерна с растения, число семян, масса растения. Второй фактор определяют показатели общей и продуктивной кустис­тости. На долю описываемых факторов приш­лось 59 процентов общей дисперсии проанализированной корреляционной матрицы. В 2012 г. на долю описываемых факторов пришлось 76 % общей дисперсии. Количество слагающих первый фактор элементов структуры увеличилось за счет длины колоса и числа колосков. Доминирующими признаками стали число семян и число колосков. Второй фактор составили показатели, характеризующие кущение полбы. Эти элементы структуры определили второй фактор и в 2013 г. Они отличались только доминирующим эффектом в зависимости от года изучения. В 2011 и 2013 гг. это была общая кустистость, в 2012 г. – продуктивная. Количество слагающих первый фактор хозяйственных признаков в 2013 г. было минимальным и состояло из числа колосков и семян. На долю описываемых факторов пришлось 75 % общей дисперсии. Состав значимых признаков, определяющих первый фактор в 2014 г., существенно изменился. Максимальную нагрузку имели признаки, определяющие интенсивность кущения культуры, масса растения и масса семян с растения дополнили фактор. Второй фактор составили расположенные в порядке убывания значимости число семян, число колосков, длина колоса. Таким образом, первый признак характеризовал степень общего развития растений, а второй – его продуктивности. На долю описанных факторов пришлось 72 % общей дисперсии.В среднем за годы изучения (2011–2014 гг.) на долю факторов пришлось 62 % общей дисперсии. К первому фактору принадлежат приз­наки, определяющие вегетативное развитие полбы в первой половине вегетации, – общая и продуктивная кустистость. Доминирующим приз­наком является продуктивная кустистость, второстепенным – общая. Второй фактор характеризует развитие продуктивности через признаки число колосков и семян. Количество семян в колосе является доминирующим признаком.Очевидно, продуктивность полбы в Крас­ноярской лесостепи определяется погодными условиями, складывающимися в период от посева до формирования узла кущения. В это время проходят первый и второй этапы органогенеза [15], формируются показатели общей и продуктивной кустистости (фактор 1). Второй критический период охватывает время от выхода в трубку до опыления (4–9-е этапы органогенеза), закладываются количество колосков и озерненность колоса (фактор 2). Таким образом, продуктивность полбы связана с интенсивностью развития вегетативной массы (кустистостью) и репродуктивностью колоса (количество колосков и зерновок). Таблица 3Матрица факторных нагрузок (варимакс) для изученных переменных Элемент структурыФактор 1Фактор 22011201220132014За период 2011–20142011201220132014За период 2011–2014Высота растений0,240,500,660,24–0,33–0,430,08–0,020,390,42Общая кустистость0,10–0,12–0,020,900,900,84–0,920,96–0,10–0,06Продуктивная кустистость0,09–0,01–0,070,940,920,83–0,950,96–0,06–0,02Длина колоса0,690,790,660,100,060,050,210,090,740,68Число колосков0,400,910,870,05–0,23–0,590,13–0,140,910,75Число семян0,800,920,860,080,10–0,400,130,180,910,89Масса одного растения0,770,780,620,840,660,19–0,530,700,380,64Масса зерна с растения0,800,740,590,750,670,21–0,510,690,460,60Общая дисперсия2,583,713,103,052,782,162,392,872,732,77Доля общей дисперсии0,320,460,390,380,310,270,300,360,340,31Примечание: жирным шрифтом выделены значимые на уровне p > 0,700 коэффициенты. Расчет корреляционных связей показывает, что ведущее значение в формировании урожая зерна во все годы исследований голозерных и пленчатых образцов отличалось. У голозерных образцов было отмечено достоверное среднее влияние вегетационного периода (r = –0,416),коэффициента хозяйственной годности (r = 0,360) и массы 1000 зерен (r = –0,325), при сильной взаимосвязи валового сбора белка и урожайности (табл. 4).  Таблица 4Коэффициенты корреляции селекционных признаков с урожайностью ПризнакКоэффициенткорреляцииКоэффициентдетерминацииГолозерные образцыВегетационный период–0,416*17,3Высота0,0790,62Устойчивость к полеганию–0,2144,58Продуктивное кущение0,1071,14Число зерен главного колоса–0,1101,21Масса зерна с колоса–0,3169,98Коэффициент хозяйственной годности0,360*12,96Масса 1000 зерен–0,325*10,56Содержание белка–0,2968,76Валовый сбор белка0,923*85,2Пленчатые образцыВегетационный период0,0020,0004Высота0,479*22,9Устойчивость к полеганию0,710*50,41Продуктивное кущение–0,2134,54Число зерен главного колоса0,704*49,6Масса зерна с колоса0,893*79,7Коэффициент хозяйственной годности0,957*91,6Масса 1000 зерен–0,1361,84Содержание белка0,0830,68Валовый сбор белка0,990*98,0*Значения достоверны при р ≤ 0,05.  У пленчатых образцов среднее влияние на формирование урожайности оказывало число зерен главного колоса (r = 0,704), сильно влияла масса зерна с растения. Несмотря на сильное варьирование признака масса зерна с растения, у пленчатых образцов полбы нами отмечена высокая достоверная взаимосвязь с урожайнос­тью (r = 0,893). Также наблюдалась взаимосвязь урожайности с устойчивостью к полеганию,коэффициентом хозяйственной эффективности, валовым сбором белка с единицы площади.Заключение. Различные параметры высоты растений у изученных образцов голозерной и пленчатой полбы не оказывают влияния на повышенную устойчивость к полеганию посевов. В сравнении со стандартом Омская степная и образцами голозерной полбы все пленчатые образцы уступали по устойчивости к полеганию, несмотря на низкую высоту растений.Выделены образцы полбы, сочетающие хозяйственно ценные признаки для использования в практической селекции: Омская степная – число зерен главного колоса, масса зерна с одного растения, коэффициент хозяйственной эффективности; Л 69/10 – коэффициент хозяйственной эффективности, устойчивость к полеганию; Л 70/10 – масса 1000 зерен, устойчивость к полеганию; Л 71/10 – масса 1000 зерен, устойчивость к полеганию; К-7508 – скороспелость, продуктивная кустистость, содержание белка; Белка – скороспелость, продуктивная кустистость, урожайность, содержание белка, валовый сбор белка; Руно – продуктивная кустистость, урожайность, содержание белка, валовый сбор белка.Выявлено отсутствие прямой зависимости урожайности от степени поражения корневой гнилью как пленчатых, так и голозерных образцов полбы и отмечается поражение корневыми гнилями в большей степени у голозерных образцов полбы.Метод вращения варимакс показал, что продуктивность полбы в основном связана с продуктивной кустистостью и количеством колосков и зерен в колосе. Корреляционный анализ изучаемых образцов позволил выделить группы селекционных признаков, имеющих сильную взаимосвязь. У голозерных образцов к ним отнесены общее и продуктивное кущение, масса зерна одного растения с общей и продуктивной кустистостью, длиной колоса и числом зерен в нем. У пленчатых образцов полбы наибольшее влияние на продуктивность оказали общее и продуктивное кущение, длина колоса, число зерен и колосков в нем. У голозерных образцов полбы не выявлено существенного влияния отдельных элементов продуктивности на урожайность зерна. При этом у пленчатых образцов среднее влияние на формирование продуктивности оказывало число зерен главного колоса (r = 0,704), сильное влияние – масса зерна с колоса (r = 0,893), наблюдалась взаимосвязь урожайности с устойчивостью к полеганию (r = 0,710), коэффициентом хозяйственной эффективности (r = 0,957).