Группа ученых из Универститета Падуи, Пармского Университета в сотрудничестве с коллегами из Stuard Demonstration Farm провели сравнительный анализ сортов тритордеума с твердой пшеницей, чтобы определить преимущества межвидового гибрида.
В своей статье, опубликованной на портале MDPI, исследователи объясняют, чем вызван их интерес.
«Продолжающееся во всем мире снижение генетической изменчивости основных зерновых культур (например, пшеницы, кукурузы и риса) является одной из причин повышенной уязвимости сельского хозяйства к изменению климата и связанных с этим проблем.
Увеличение генетического разнообразия пшеничных зерновых за счет выращивания второстепенных или новых видов может повысить стабильность, надежность и устойчивость систем земледелия, внести вклад в рациональную борьбу с вредителями и болезнями, увеличить разнообразие продуктов и возможности получения дохода для фермеров.
С начала прошлого века некоторые селекционеры сосредоточили свои усилия на создании межвидовых гибридов зерновых с лучшими агрономическими характеристиками, приспособляемостью к окружающей среде и технологическими / питательными качествами.
Так было в случае с уже хорошо известной культурой тритикале и тритордеумом, который хоть и не на слуху, но тем не менее относится к потенциальным кандидатам для систем устойчивого земледелия.
Тритордеум - новый плодородный гексаплоидный вид злаков, полученный от скрещивания дикого ячменя чилийского происхождения (Hordeum chilense Roem. & Schult.) с материнским родителем тетраплоидной твердой пшеницей (Triticum turgidum ssp. durum Desf.)
Первые две коммерческие линии были зарегистрированы как «Аукан» (в 2010 г.) и «Булель» (в 2015 г.).
В настоящее время тритордеум доступен для производства в нескольких странах, площади под культивированием растут в Испании, Италии и Португалии. Показатели выращивания тритордеума довольно близки к показателям пшеницы и тритикале в маргинальных и засушливых средах, и, хотя урожай зерна у него ниже, качество зерна лучше. Содержание лютеина примерно в 5,2 раза выше, чем у твердой пшеницы, и, что интересно, зерно обладает более высокой степенью этерификации.
Тритордеум признается отличным сырьем для производства более здоровой пищи по сравнению с ячменем и пшеницей, благодаря своему фитохимическому составу (например, лютеин и β-глюканы) и биологически активным антиоксидантным соединениям, таким как каротиноиды и фенольные кислоты, предполагая высокий потенциал этого вида в качестве основного функционального продукта питания.
Однако значительный разрыв в урожайности, существующий в настоящее время между тритордеумом и другими широко культивируемыми мелкозерновыми злаками является основным ограничением его более широкого распространения на плодородных сельскохозяйственных землях.
В настоящем исследовании сравнивали два упомянутых выше сорта тритордеума с эталонным сортом твердой пшеницы в рамках как традиционных, так и органических систем управления, чтобы оценить: (i) развитие корневой системы и ассоциированный микробиом ризосферы как индикатор приспособляемости к органическому земледелию; (ii) урожай зерна и белковый состав клейковины в зависимости от питательных и технологических характеристик, и (iii) содержание минералов и полифенолов.
Растения выращивали на поле экспериментальной фермы Stuard в Парме (Италия) в вегетационный период 2017–2018 гг. Эксперимент проводился в рандомизированной блочной схеме с участками 10,5 м 2, расположенных на двух закрытых полях, одно под традиционной системой земледелия (~ 3 га), а другое под системой органического земледелия (~ 2,7 га). Эти две системы различались тем, что в традиционном управлении использовались азотные удобрения в виде нитрата аммония в общем количестве 120 кг N на гектар и проводились химические обработки против грибных патогенов Septoria и Fusarium.
Почва была илисто-глинистая, на обычном участке ранее культивировали томаты, на органическом – шпинат.
Посев проходил 21 ноября 2017 г. при густоте 400 семян на квадратный метр. В конце стадии колошения регистрировали конечную высоту растения (от поверхности почвы до кончика колоса) и скорость полегания. На стадии перезрелости зерна 25 июня 2017 года урожай измеряли путем сбора зерна с центральной части каждого участка с помощью мини-комбайна. Вес тысячи ядер определяли на трех наборах каждого образца с помощью электронных весов. Пробную массу определяли с помощью анализатора зерна GAC-2000.
Также проводили отбор проб корневых систем сортов тритордеум и твердой пшеницы, регистрируя основные параметры, и образцов ризосферной почвы для экстрагирования ДНК и индентификации ризобиомов. Определяли содержание микро- и макронутриентов, свободных фенольных кислот в зерне.
Выводы. В данном случае эталонные растения твердой пшеницы показали лучшие результаты, чем исследованные сорта тритордеума, как в традиционных, так и в органических системах земледелия, что позволяет предположить, что дальнейшее улучшение потенциальной урожайности тритордеума посредством селекции и оптимизации агрономических методов все еще необходимо, чтобы сделать его конкурентоспособным.
Однако кажется, что тритордеум лучше, чем твердая пшеница, адаптируется к органическому земледелию за счет увеличения сообщества подземных ризосфер типа Bacteroidetes, многие микроорганизмы которого, как известно, оказывают благотворное влияние на рост растений.
Ожидается, что органическое земледелие окажет положительное влияние на качество зерна с точки зрения повышения содержания белка / глютена, и это может быть использовано для получения муки/крупы для конкретных цепочек поставок хлебобулочных/макаронных изделий. Высокое содержание минералов и антиоксидантных фенолов в тритордеуме, особенно при органическом выращивании, также имеет важную нутрицевтическую ценность».
