Россия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ГРНТИ 68.35 Растениеводство
Цель исследований – повышение урожайности яровой мягкой пшеницы в условиях Среднего Поволжья. Значительные колебания условий среды по годам в одном и том же регионе определяют необходимость совершенствования сортов как по свойствам отзывчивости на благоприятные условия среды, так и на устойчивость к стрессовым факторам. Повышение стабильности урожайности – необ-ходимое условие успешной селекции в регионах с сильной вариабельностью условий среды. В Среднем Поволжье годы с засухами разных типов, средние или благоприятные по комплексу параметров среды встречаются с одинаковой частотой. В Самарском НИИСХ ведется целенаправленная селекция яровой мягкой пшеницы на адаптивность к стрессовым факторам и отзывчивость на благоприятные условия среды. Полевые эксперименты проведены на опытном участке Самарского НИИСХ – филиала СамНЦ РАН, который расположен в центральной зоне Самарской области. В течение трех лет изучали 14 сортов яровой мягкой пшеницы, относящихся к различным этапам селекции. Учётная площадь делянок в опытах – 20 м2, их расположение в блоках – рендомизированное, повторность – четырехкратная. Отзывчивость сортов и их классификацию в координатах «экстенсивность – интенсивность – ста-бильность» оценивали по методике S. A. Eberchart, W. A. Rassel с использованием EXСEL и специализи-рованной программы AGROS. В результате проведенных исследований выявлены сорта с наибольшей отзывчивостью на улучшение условий выращивания –Тулайковская золотистая, Экада 214 и Тулайковская надежда. Эти сорта реко-мендуется использовать в качестве исходного материала в селекции интенсивных сортов, отзывчивых на улучшение агротехники и условий среды. Наименьшая отзывчивость отмечена у сорта Жигулёвская.
пшеница, сорт, отзывчивость, стабильность, урожайность
Значительные колебания условий среды по годам в одном и том же регионе определяют необходимость совершенствования сортов как по свойствам отзывчивости на благоприятные условия среды, так и на устойчивость к стрессовым факторам. В Среднем Поволжье селекция яровой мягкой пшеницы ведется по признакам утойчивости к засухе, высоким температурам, различным патогенам и отзычивости на благоприятные условия среды. Кроме этих основных направлений целесообразно выделение в качестве самостоятельного направления селекции – повышение стабильности продукционного процесса. Этот параметр (стабильность) можно оценивать различными статистическими показателями (Кильчевский, Хотылева, 1997; Сюков, Захаров, Мальчиков и др., 2019), ряд из которых хорошо наследуются и могут быть использованы для оценки биологической сущности стабильности урожайности и в качестве критерия при отборе в селекционных питомниках. Коэффициент регрессии (bi), предложенный S. A. Eberchart, W. A. Rassel (1966), относится к таким параметрам. В целом методика позволяет эффективно распределить исследуемый набор сортов в координатах «экстенсивность – интенсивность – стабильность».
В настоящее время селекция яровой мягкой пшеницы направлена на получение сортов с высокой продуктивностью, сочетающей в себе высокий уровень адаптивности к условиям среды.
Цель исследований – повышение урожайности яровой мягкой пшеницы в условиях Среднего Поволжья.
Задачи исследований – провести оценку экологической пластичности сортов, распределить сорта Самарского НИИСХ разных этапов селекции по уровню интенсивности и стабильности.
Материал и методы исследований. Экспериментальная часть выполнена в центральной зоне Самарской области на базе лаборатории генетики и селекции яровой мягкой пшеницы Самарского НИИСХ.
Объектом исследования были 14 сортов, относящихся к различным этапам селекции: Лютесценс 62 (НИИСХ Юго-Востока) – сорт первого этапа селекции – получен методом индивидуального отбора из сорта-популяции Полтавка, широко районирован в СССР, начиная с 1924 года; Саратовская 29 (НИИСХ Юго-Востока) – сорт второго этапа селекции – районирован в 1957 году, степного экотипа, пластичный, посевные площади доходили до 14 млн га; Саратовская 42 (НИИСХ Юго-Востока) – относится к третьему этапу селекции – районирован в 1973 году, широко использовался в Поволжье, на Урале и в Казахстане, имеет коммерческое значение и в настоящее время; Жигулевская (Самарский НИИСХ) – сорт четвертого этапа селекции – районирован в 1979 году, имеет локальное значение, в настоящее время возделывается в регионах с обилием осадков во время уборки, что связано с повышенной устойчивостью к прорастанию зерна на корню и высоким хлебопекарным качеством зерна. Сорта пятого этапа селекции: Тулайковская степная, Тулайковская 5, Волгоуральская, Тулайковская 10, Тулайковская золотистая, Тулайковская 100, Тулайковская 108, Тулайковская 110, Тулайковская надежда и Экада 214.
Все сорта Самарского НИИСХ включены в реестр сортов России в период с 1997 по 2018 годы. В настоящее время все имеют коммерческое значение, в том числе в Самарской области.
Полевые эксперименты проведены на опытном участке Самарского НИИСХ – филиала СамНЦ РАН, который расположен в центральной зоне Самарской области. Изучение проведено в течение трех лет (2017-2019 гг). Учётная площадь делянок в опытах 20 м2 , их расположение в блоках – рендомизированное, повторность – четырехкратная. Учёт урожая и оценку изучаемых сортов проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [5]. Дисперсионный анализ выполнен по методике Б. А. Доспехова [5]. Отзывчивость сортов (bi) и их классификацию в координатах «экстенсивность – интенсивность – стабильность» оценивали на основе методики S. A. Eberchart, W. A. Rassel (1966) [2], с применением статистических возможностей компьютерной программы EXСEL и специализированной программы AGROS.
Метеорологические условия в период вегетации в 2017 году сильно отличались от среднемноголетних и имели значительные отклонения в сторону неустойчивости температуры и повышенного режима влагообеспеченности (табл. 1). Погодные условия благоприятствовали развитию как листовых, так и головневых болезней. Год был эпифитотийным по бурой и стеблевой ржавчине. Стеблевая ржавчина развивалась очень быстрыми темпами. В целом же вегетационный период яровой пшеницы 2017 года можно охарактеризовать как умеренно увлажненный (ГТК=1,08) и благоприятный для формирования высокого урожая зерна пшеницы. Средняя урожайность в опыте была максимальной за годы изучения – 36,2 ц/га.
Условия 2018-2019 гг. характеризовались как острозасушливые, количество осадков, выпавших в период вегетации, было 51,9 мм и 124,9 мм соответственно. Погодные условия 2018 года способствовали развитию головневых и листовых болезней – бурой и стеблевой ржавчины. Условия 2019 года сдерживали развитие листовых болезней, но способствовали развитию головнёвых болезней, стеблевая ржавчина проявилась в фазу молочно-восковой спелости, её вредоносность не имела коммерческого значения.
Результаты исследований. В 2017 г. урожайность колебалась от 29,8 ц/га у Лютесценс 62 до 41,5 ц/га у Тулайковской надежды. В 2018 г. минимальная урожайность была у сорта Тулайковская 110 – 8,0 ц/га, максимальная – у Тулайковской золотистой –13,6 ц/га. В 2019 г. самая низкая урожайность была зафиксирована у сорта Волгоуральская – 3,0 ц/га, максимальная – у сорта Тулайковская 110 – 8,5 ц/га. В среднем за 3 года (2017-2019 гг.) минимальная урожайность была отмечена у сорта Лютесценс 62 – 14,6 ц/га, максимальная – у сорта Тулайковская золотистая – 20,5 ц/га
(табл. 1). Индексы условий среды показали, что 2017 г. благоприятный (Ij = 18,39), 2018 (Ij = –6,05) и 2019 (Ij = –12,33) – крайне неблагоприятные. Различия по индексу среды позволили правомерно применить регрессионный анализ для определения параметров отзывчивости и стабильности.
Таблица 1
Урожайность сортов яровой мягкой пшеницы разных этапов селекции,
конкурсное сортоиспытание, 2017-2019 гг.
|
№ |
Сорт |
Урожай зерна, ц/га |
|||
|
2017 г. |
2018 г. |
2019 г. |
Yi |
||
|
1 |
Лютесценс 62 |
29,8 |
10,2 |
4,09 |
14,7 |
|
2 |
Саратовская 29 |
29,9 |
11,1 |
4,67 |
15,22 |
|
3 |
Саратовская 42 |
35,6 |
13,2 |
3,48 |
17,43 |
|
4 |
Жигулевская |
30,1 |
11,3 |
5,91 |
15,77 |
|
Средняя урожайность по сортам 1-4 этапов селекции |
31,4 |
11,5 |
4,3 |
15,78 |
|
|
5 |
Тулайковская степная |
39,2 |
11,8 |
3,78 |
18,26 |
|
6 |
Волгоуральская |
38,5 |
12,0 |
3,01 |
17,84 |
|
7 |
Тулайковская 5 |
35,8 |
10,8 |
5,45 |
17,35 |
|
8 |
Тулайковская 10 |
35,4 |
13,0 |
7,43 |
18,61 |
|
9 |
Тулайковская золотистая |
41,4 |
13,6 |
6,47 |
20,49 |
|
10 |
Тулайковская 100 |
34,1 |
12,6 |
6,53 |
17,74 |
|
11 |
Тулайковская 108 |
38,2 |
11,9 |
5,44 |
18,51 |
|
12 |
Тулайковская 110 |
36,5 |
8,0 |
8,53 |
17,68 |
|
13 |
Тулайковская надежда (st) |
41,5 |
12,3 |
5,54 |
19,78 |
|
14 |
Экада 214 |
41,1 |
13,2 |
6,7 |
20,33 |
|
Средняя урожайность по сортам 5 этапа селекции |
38,1 |
11,9 |
5,9 |
18,6 |
|
|
НСР0,05 |
4,316 |
1,56 |
1,68 |
|
|
На основании данных урожая рассчитаны коэффициенты регрессии (bi) и отображена связь между условиями выращивания за годы исследований и урожайностью, выраженная коэффициентом стабильности (В) (табл. 2).
Таблица 2
Фенотипическая оценка сортов по интенсивности, экстенсивности
и стабильности урожайности
|
Сорт |
bi |
Sb |
t |
Комментарий к фенотипической оценке |
|
Лютесценс 62 |
0,85 |
0,02 |
8,43 |
Экстенсивная фенотипически высоко стабильная форма |
|
Саратовская 29 |
0,82 |
0,04 |
4,65 |
Экстенсивная фенотипически высоко стабильная форма |
|
Саратовская 42 |
1,02 |
0,1 |
0,17 |
Очень высокая фенотипическая стабильность |
|
Жигулёвская |
0,78 |
0,01 |
14,58 |
Экстенсивная форма с пониженной фенотипической стабильностью |
|
Тулайковская степная |
1,14 |
0,02 |
6,27 |
Интенсивная фенотипически высоко стабильная форма |
|
Волгоуральская |
1,13 |
0,06 |
2,28 |
Интенсивная фенотипически высоко стабильная форма |
|
Тулайковская 5 |
0,98 |
0,02 |
0,72 |
Очень высокая фенотипическая стабильность |
|
Тулайковская 10 |
0,90 |
0,0 |
43,64 |
Экстенсивная фенотипически высоко стабильная форма |
|
Тул.золотистая |
1,08 |
0,01 |
10,80 |
Очень высокая фенотипическая стабильность |
|
Тулайковская 100 |
0,90 |
0,01 |
7,78 |
Экстенсивная фенотипически высоко стабильная форма |
|
Тулайковская 108 |
1,11 |
0,02 |
6,38 |
Интенсивная фенотипически высоко стабильная форма |
|
Тулайковская 110 |
1,01 |
0,19 |
0,03 |
Очень высокая фенотипическая стабильность |
|
Тулайковская надежда |
1,18 |
0,02 |
8,55 |
Интенсивная фенотипически высоко стабильная форма |
|
Тулайковская 110 |
1,01 |
0,19 |
0,03 |
Очень высокая фенотипическая стабильность |
|
Экада 214 |
1,11 |
0,02 |
5,77 |
Интенсивная фенотипически высоко стабильная форма |
Примечание. Обозначения: bi – коэффициент регрессии; Sb – ошибка коэффициента регрессии; t – rкритерий значимости отклонения от единицы.
Коэффициенты линии регрессии (bi) колебались от 0,78 у сорта Жигулевская до 1,11 у сортов Тулайковская 108 и Экада 214. Среди сортов первых четырех этапов селекции превалируют экстенсивные формы, за исключением Саратовской 42, фенотип которой отнесен к интенсивным формам. При этом среди сортов этой группы преобладают стабильные формы. Редким сочетанием свойств экстенсивности и низкой стабильности отличается сорт Жигулевская, видимо в силу этих особенностей сорт имеет локальное значение.
Среди сортов современного (пятого) этапа селекции идентифицированы интенсивные фенотипически высокостабильные формы. К этой группе отнесены фенотипы сортов Тулайковской степной, Волгоуральской, Тулайковской 108, Тулайковской надежды и Экады 214.
Остальные современные сорта характеризуются высокой фенотипической стабильностью. Из них к экстенсивным формам относятся Тулайковская 10 и Тулайковская 100.
В процессе селекции современные сорта при сохранении высокой фенотипической стабильности приобрели вектор эволюции в сторону увеличения интенсивности и сохранения высокой фенотипической стабильности. В то же время среди современных сортов имеются биотипы, которые характеризуются высокой фенотипической стабильностью в сочетании с экстенсивностью. Эти тенденции в селекции на продуктивность являются основой для формирования диверсифицированной системы сортов.
Заключение. Проведенная оценка экологической пластичности позволила распределить сорта по уровню интенсивности и стабильности. Высокая урожайность и отзывчивость на благоприятные условия отмечены у сортов современного этапа селекции Тулайковская золотистая, Экада 214 и Тулайковская надежда. Самая низкая урожайность была у сорта Лютесценс 62. Этот сорт первого этапа селекции характеризуется экстенсивностью и высокой стабильностью. Сорт Жигулевская – единственный с пониженной фенотипической стабильностью, экстенсивной формы. Самыми высокостабильными были Саратовская 42 – 3 этапа селекции и современные сорта – Тулайковская 5, Тулайковская золотистая, Тулайковская. Результаты исследований могут быть использованы для создания диверсифицированной системы сортов яровой мягкой пшеницы в Среднем Поволжье.
1. Сюков, В. В. Эффективность статистических методов оценки адаптивности генотипов яровой мягкой пшеницы вдоль экологического вектора / В. В. Сюков, В. Г. Захаров, П. Н. Мальчиков [и др.] // Аграрный науч-ный журнал. - 2019. - №2. - С. 4-12.
2. Доспехов, Д. А. Методика полевого опыта. - М. : Колос, 1985. - 351 с.
3. Зыкин, В. А. Методика расчета и оценки параметров экологической пластичности сельскохозяйственных растений / В. А. Зыкин, И. А. Белан, В. С. Юсов. - Уфа : Баш ГАУ, 2005. - 100 с.
4. Рыбась, И. А. Оценка параметров адаптивности сортов озимой мягкой пшеницы / И. А. Рыбась, Д. М. Марченко, Е. И. Некрасов [и др.] // Зерновое хозяйство России. - 2018. - №4(58). - С. 51-54.
5. Филиппов, Е. Г. Оценка показателей адаптивности сортов озимого ячменя в условиях Юга России / Е. Г. Филиппов, А. А. Донцова, Р. Н. Брагин // Зерновое хозяйство России. - 2019. - №4(64). - С. 14-18.
6. Филиппов, Е. Г. Особенности селекции ячменя на Дону / Е. Г. Филиппов, А. А. Донцова // Зерновое хо-зяйство России. - 2016. - № 1 (43). - С. 47-52.
7. Иванисов, М. М. Изучение морозостойкости сортов и линий озимой мягкой пшеницы / М. М. Иванисов, Е. В. Ионова // Зерновое хозяйство России. - 2015. - № 6(42). - С. 38-42.
