Influence of wheat thrips (Haplothrips tritici) on the quality of soft wheat grain

Full Text

Мягкая пшеница – основная культура в России, используемая в хлебопечении. При ее оценке к важнейшим показателям относится содержание в зерне клейковины, от количества которого зависит качество хлеба. На качества зерна пшеницы оказывают влияние, главным образом, вредители-фитофаги с колюще-сосущим ротовым аппаратом, извлекающие питательные вещества из вегетативных и генеративных органов культуры, такие как пшеничный трипс (Haplothrips tritici).

Непосредственное всасывание питательных веществ вредителями из тканей растений возможно при содержании в них воды более 40 %. Питание зерном с более низким содержанием воды возможно лишь после впрыскивания вредителем в поврежденное зерно амилолитических и особенно протеолитических ферментов для расщепления крахмала и белков и предварительного разжижения пищи, что приводит к ухудшению клейковины [1].

Пшеничный трипс (Haplothrips tritici) по всему ареалу развивается в одном поколении в году, пшеницу повреждают как его имаго, так и личинки. Наибольший вред наносят личинки, которые высасывают содержимое незрелого зерна пшеницы. На зерне появляются желто-бурые пятна, по мере созревания они светлеют и на созревшем зерне выглядят значительно более светлыми, чем неповрежденные части. Бороздка поврежденных зерен расширяется и углубляется, форма зерна изменяется – зерна приобретают вид недоразвитых, щуплых [5].

Имаго пшеничного трипса (Haplothrips tritici), извлекая питательные вещества преимущественно из центральных листьев в фазы кущения, трубкования и колошения пшеницы, снижают урожайность зерна в среднем на 2,2 %; личинки, извлекающие питательные вещества из формирующегося и созревающего зерна преимущественно в фазы молочной и молочно-восковой спелости – на 0,8 %, в сумме на 3,0 % [2, 3].

Хлебопекарные качества зерна резко снижаются при питании в фазу восковой и полной спелости. По исследованиям Н. П. Бакаевой [6], внекишечное пищеварение с помощью амилолитических и протеолитических ферментов вероятно у личинок пшеничного трипса, скапливающихся для питания в бороздках зерна пшеницы в фазу молочно-восковой и в начале восковой спелости.

При питании личинок пшеничного трипса в бороздках зерна пшеницы до фазы восковой спелости доказана умеренная активность ферментов α- и β-маннозидаз, активных при переваривании углеводов [7].

Цель исследований – изучить влияние массового вредителя пшеницы – пшеничного трипса (Haplothrips tritici.) на изменение количества и качества яровой и озимой пшеницы в лесостепи Самарской области.

Задачи исследований – получение опытных образцов неповрежденного зерна мягкой озимой и яровой пшеницы, а также неповрежденного с добавлением к нему зерна, в разной степени поврежденного трипсом; сравнительный лабораторный анализ технологических показателей полученных образцов зерна (содержание в них клейковины, индекс деформации клейковины ИДК) общепринятыми методами согласно ГОСТам.

Материал и методы исследований. Среди сортов озимой пшеницы к объектам изучения относились Поволжская 86, разновидность лютесценс, внесен в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 1999 г. по Средневолжскому и Уральскому регионам, Поволжская нива, разновидность велютинум – в 2017 г. также по Средневолжскому и Уральскому регионам; среди сортов яровой пшеницы разновидности эритроспермум Кинельская 59 – в 1995 г. и Кинельская отрада – в 2016 г. по Средневолжскому региону, Кинельская юбилейная – в 2016 г. по Средневолжскому и Уральскому регионам. Новый перспективный сорт озимой пшеницы разновидности эритроспермум Константиновская пока не внесен Государственный реестр селекционных достижений, находится на испытании.

Исследования проводились на опытных полях Поволжского НИИ селекции и семеноводства имени П. Н. Константинова в 2015–2017 годах. Среди них 2015 г. был засушливым, жарким, 2016 г. – умеренно влажным и теплым, а 2017 г. – влажным и прохладным.

Для выявления степени поврежденности зерна личинками пшеничного трипса зерно просматривали под бинокуляром. Степень поврежденности зерна пшеничным трипсом определяли по общепринятой методике [4]. Анализ проводился в четырехкратной повторности. Зерно по степени его повреждения пшеничным трипсом формировали вручную. К неповрежденному зерну в весовом отношении добавляли поврежденное. Согласно исследованиям Всероссийского института зерна и продуктов, для оценки влияния пшеничного трипса на хлебопекарные качества зерна пшеницы рекомендуется брать зерно с поврежденностью 1–10 %.

В связи с этим, для анализа технологических показателей зерна пшеницы были подготовлены образцы зерна с поврежденностью личинками пшеничного трипса 3, 6 и 10 %.

При анализе результатов оценки качества зерна яровой и озимой пшеницы руководствовались ГОСТ Р 52554-2006 «Пшеница. Технические условия». Количество и качество клейковины определяли по ГОСТ Р 54478-2011«Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице».

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программ Microsoft Excel, применялись дисперсионный, корреляционный и регрессионный анализы полученных данных, устанавливались ошибки средних показателей на основании удвоенного стандартного отклонения, достоверность отличий между показателями у сортов озимой и яровой пшеницы с помощью наименьшей существенной разницы между ними (НСР_0.05).

Результаты исследований. Результаты анализа образцов зерна мягкой озимой и яровой пшеницы на содержание в нем клейковины и показатели ИДК приведены в таблице 1.

 

Таблица 1. Технологические показатели зерна озимой и яровой пшеницы в зависимости от содержания зерна (%), поврежденного пшеничным трипсом (Haplothrips tritici) (среднее, 2015–2017 гг.)

Сорт	Варианты опыта			Технологические показатели
				Клейковина, %	Отклонение, %	ИДК	Класс качества
1	2			3	4	5	6
Озимая пшеница
Поволжская 86	Контроль (неповрежденное зерно)			35,2		86	II
	Поврежденное зерно (%):	3,0		34,0	−3,4	89	II
		6,0		33,2	−5,7	92	II
		10,0		32,0	−9,0	99	II
	НСР0,05			1,8		5,3
Поволжская нива	Контроль (неповрежденное зерно)			35,6		83	II
	Поврежденное зерно (%):		3,0	34,8	−2,2	90	II
			6,0	34,0	−4,5	92	II
			10,0	32,8	−7,9	96	II
	НСР0,05			1,2		4,2
Константи- новская	Контроль (неповрежденное зерно)			34,8		88	II
	Поврежденное зерно (%):		3,0	33,2	−4,6	95	II
			6,0	32,0	−8,0	103	III
			10,0	30,0	−13,8	107	III
	НСР0,05			2,1		5,4
Яровая пшеница
Кинельская 59	Контроль (неповрежденное зерно)			35,6		88	II
	Поврежденное зерно (%):		3,0	34,4	−3,4	91	II
			6,0	33,6	−5,6	95	II
			10,0	32,0	−10,1	98	II
	НСР0,05			2,1		3,6
Кинельская юбилейная	Контроль (неповрежденное зерно)			36,0		85	II
	Поврежденное зерно (%):		3,0	35,2	−2,2	88	II
			6,0	33,6	−6,7	92	II
			10,0	32,8	−8,9	94	II
	НСР0,05			2,3		2,8
Кинельская отрада	Контроль (неповрежденное зерно)			34,8		96	II
	Поврежденное зерно (%):		3,0	33,2	−4,6	99	II
			6,0	32,0	−8,0	102	II
			10,0	29,2	−16,1	103	III
	НСР0,05			1,8		2,5

 

Зависимость между содержанием в опытных образцах зерна мягкой пшеницы 0, 3, 6 и 10% зерен, поврежденных пшеничным трипсом (х), и содержанием в зерне клейковины (%) (у) наиболее точно выражается полиномиальной функцией: у озимой пшеницы – y = −0,001x² − 0,48x + 34,76, R2 = 0,998; у яровой – y = −0,01x² − 0,39x + 35,32, R2 = 0,995.

У всех исследованных сортов мягкой озимой и яровой пшеницы зерно, не поврежденное в полевых условиях вредителями, соответствует II классу качества сильных. При содержании в зерне 3, 6 и 10 % зерен, поврежденных личинками пшеничного трипса, у озимой пшеницы сортов Поволжская 86, Поволжская нива и яровой пшеницы Кинельская 59 и Кинельская юбилейная качество зерна соответствует II классу. Однако, при содержании в зерне озимой пшеницы сорта Константиновская разновидности эритроспермум более 3 % зерен (в опытах 6 и 10 %), поврежденных пшеничным трипсом; яровой пшеницы Кинельская отрада более 6 % (в наших опытах 10 %) зерен, поврежденных пшеничным трипсом, качество зерна соответствует III классу.

Заключение. Личинки пшеничного трипса преимущественно второго возраста, извлекающие питательные вещества из формирующегося и созревающего зерна пшеницы в фазы молочной, молочно-восковой и в начале восковой спелости, снижают урожайность зерна на 0,8 % и оказывают незначительное влияние на качество зерна яровой и озимой пшеницы. Внекишечное пищеварение с помощью амилолитических и протеолитических ферментов вероятно также у личинок пшеничного трипса, скапливающихся для питания в бороздках зерна пшеницы. Но его эффективность в разрушении клейковины и ухудшении качества хлеба незначительна в связи с небольшими размерами личинок и практической невозможностью их питания зерном в фазу восковой и полной спелости. При содержании в зерне 3, 6 и 10 % зерен, поврежденных личинками пшеничного трипса, у озимой пшеницы сортов Поволжская 86, Поволжская нива и яровой пшеницы Кинельская 59 и Кинельская юбилейная качество зерна соответствует II классу. Однако, при содержании в зерне озимой пшеницы сорта Константиновская более 3 % (в опытах 6 и 10 %), яровой пшеницы сорта Кинельская отрада более 6 % (в опытах 10 %) зерен, поврежденных пшеничным трипсом, качество зерна соответствует III классу, что обусловливает необходимость определения степени поврежденности зерна пшеницы пшеничным трипсом после уборки. Наибольшее содержание клейковины в неповрежденном зерне и с его повреждением пшеничным трипсом установлено у сортов озимой пшеницы Поволжская нива (велютинум) и яровой пшеницы Кинельская юбилейная (эритроспермум).

About the authors

Elena A. Vikhrova

Povolzhsky Research Institute of Selection and Seed Production named after P. N. Konstantinov, a branch of the Federal State Budgetary Institution of Science of the Samara Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vixrova.lena@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5532-6727

Junior Researcher at the Laboratory of innovative technologies in the field of selection, seed production and seed science

Russian Federation, Ust-Kinelsky, Samara Region

References

Supplementary files