ИССЛЕДОВАНИЕ СОРТООБРАЗЦОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ КОЛЛЕКЦИИ ВИР НА ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Цель исследований – повышение засухоустойчивости мягкой озимой пшеницы новых сортов в условиях Среднего Поволжья. Исследования проводились на опытном поле Самарского НИИСХ – филиала СамНЦ РАН в 2018-2019 гг. Питомник исходного материала включал 66 отечественных и зарубежных сортообразцов коллекции ВИР. За время исследований (2018-2019 гг.) по средней урожайности выдели-лись: Станичная (К – 65373) – 3,34 т/га, Вьюга – 3,21 т/га, Дар Зернограда (К – 65371) – 3,06 т/га, Бирюза (К – 64280) – 3,07 т/га, что на 0,48; 0,35; 0,20; 0,21 т/га выше средней урожайности выборки сортооб-разцов соответственно. По индексу экологической пластичности урожайности выделились: Вьюга, Бирюза, Безенчукская 790. По средней величине признака «масса 1000 зерен» в контрастных условиях вы-делились: Донской простор – 37,3 г, Станичная – 36,5 г, Дар Зернограда – 37,2 г. По фактору стабильности признака «масса 1000 зерен» выделились: Донской простор – 1,12, Дар Зернограда – 1,09, Culver – 1,11. Максимальной устойчивостью к стрессу по признаку «количество колосков в колосе» обладают: Бирюза, Вьюга, Безенчукская 790, Станичная. По фактору стабильности признака «количество зерен в колосе» выделяются Бирюза (SF = 1,0), Вьюга (SF = 1,02). Высокой генетической гибкостью и компенса-торной способностью при формировании признака «масса зерна одного колоса» обладают: Скипетр, Базис, Станичная с массой зерна одного колоса в среднем за 2018- 2019 гг. – 2,2; 1,9; 1,9 г соответственно. В результате проведенных исследований по комплексу признаков выделены сортообразцы озимой мягкой пшеницы коллекции ВИР, ценные для селекции на засухоустойчивость в Среднем Поволжье : Станичная, Дар Зернограда, Бирюза, Вьюга, Безенчукская 790.

Ключевые слова:
пшеница, засухоустойчивость, урожайность, пластичность, адаптивность
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

 

За 40 лет (1975-2015 гг.) наблюдений Безенчукской метеорологической станции засуха в мае отмечалась 11 лет и совпадала с критическим периодом вегетации озимой пшеницы, в июне –
6 лет и совпадала с периодом налива зерна [1].

Для оценки засухоустойчивости сорта необходимо учитывать тип засухи в связи с фазой онтогенеза растения, в которую она наступила, и охарактеризовать засуху по силе действия и продолжительности [2]. В целях уменьшения экологической зависимости сортов особый приоритет должна получить целенаправленная селекция на адаптивность, прежде всего к экстремальным условиям погоды [3, 4, 5]. Сорта нового поколения должны отличаться высокой продуктивностью, качеством зерна, засухо- и жаростойкостью, устойчивостью к полеганию, большей продолжительностью вегетационного периода. Накопление генетических ресурсов и их использование при создании новых сортообразцов пшеницы ускорит прогресс и повысит продовольственную безопасность [6].

Цель исследований – повышение засухоустойчивости новых сортов мягкой озимой пшеницы в условиях Среднего Поволжья.

Задачи исследований – оценить адаптивный к засухе потенциал сортообразцов пшеницы мягкой озимой коллекции ВИР по урожайности, массе 1000 зерен, количеству колосков и зерен в колосе, массе зерна одного колоса; определить индекс экологической пластичности образцов по урожайности и стабильность признаков структуры урожая; выделить источники для селекции пшеницы мягкой озимой на засухоустойчивость в Среднем Поволжье.

Материал и методы исследований. Исследования проведены в 2018-2019 гг. на экспериментальном поле Самарского НИИСХ – филиала СамНЦ РАН.

Изучено 66 сортообразцов пшеницы мягкой озимой коллекции ВИР.  Почва – чернозем обыкновенный с содержанием в слое почвы 0-30 см: гумуса – 3,88% (по методу Тюрина,
ГОСТ 2613-91), легкогидролизуемого азота – 44,8 м2/кг почвы, обменного калия – 150 мг/кг почвы (ГОСТ 26204-91).

Значения гидротермического коэффициента увлажнения (ГТК) по Г. Т. Селянинову [7] периода возобновление весенней вегетации – колошение: 0,9 (2018 г.), 0,7 (2019 г.) при норме 0,9;
периода колошение – созревание: 0,1 (2018 г.),  0,2 (2019 г.) при норме 0,7. Предшественник –
чистый пар. Учетная площадь делянок – 10 м2. Повторность трехкратная. Посев осуществляли
8-рядковой сеялкой СН-10Ц с нормой посева 5 млн всхожих зерен на 1 га. Урожай убран комбайном САМПО-130. Масса 1000 зерен определена по ГОСТ 10842-89. Количество колосков и зерен в колосе, масса зерна с одного колоса определена по средней выборке 20 растений.

Статистическая обработка данных урожая проведена методом однофакторного дисперсионного анализа. Для оценки существенных различий между количеством колосков и зерен в колосе, массой зерна одного колоса использовали  t-критерий [8]. Адаптивный к засухе потенциал сортообразцов по урожайности, массе 1000 зерен, количеству колосков и зерен в колосе, массе зерна с одного колоса определяли по  AA. Rosieele, J. Hambin [9].  Индекс экологической пластичности (lsp) определили по S. A. Eberhart, W. A. Russel [10].  lsp = Ss/Sk, где Ss – урожайность сортообразца, Sk – средняя урожайность всех сортообразцов выборки. Фактор стабильности количества колосков и зерен в колосе, массы 1000 зерен, массы зерна одного колоса (SF) рассчитывали по D. Lewis [11].

Результаты исследований. Исследование урожайности и пластичности сортообразцов озимой пшеницы коллекции ВИР в контрастные годы позволяет выделить ценные для селекции в условиях Среднего Поволжья источники продуктивности и пластичности. В 2018 г. по урожайности выделились: Станичная (К – 65373) – 3,90 т/га, Дар Зернограда (К – 65371) – 3,89 т/га, Вьюга –
3,65 т/га, Спартак (К – 65376) – 3,62 т/га, Бирюза (К – 64280) – 3,53 т/га, Безенчукская 790 – 3,50 т/га, превысив среднюю урожайность выборки сортообразцов на 0,6; 0,59; 0,35; 0,36; 0,23; 0,20 т/га соответственно (табл. 1). В 2019 г. средняя урожайность изученных сортообразцов снизилась по сравнению с 2018 г. на 0,72 т/га. Максимальную урожайность в опыте сформировали образцы: 
Lastivka odeska (К – 65914) – 2,80 т/га, Zhajvir (К – 65916) – 2,80 т/га, Вьюга – 2,77 т/га, Безенчукская 790 – 2,77 т/га, что на 0,28; 0,28; 0,25; 0,25 т/га выше средней урожайности изученных сортов соответственно.

Таблица 1

Характеристика сортообразцов озимой пшеницы, выделившихся по урожайности
и индексу экологической пластичности урожайности

Название
сортообразца

Номер
по каталогу ВИР

Урожайность, т/га

Индекс экологической
пластичности, урожайности

2018 г.

2019 г.

Среднее

2018 г.

2019 г.

Безенчукская 380

К – 61966

2,75

2,36

2,56

0,83

0,94

Бирюза

К – 64280

3,53

2,61

3,07

1,07

1,04

Вьюга

-

3,65

2,77

3,21

1,11

1,10

Безенчукская 790

-

3,50

2,77

3,14

1,06

1,10

Станичная

К – 65373

3,90

2,36

3,34

1,18

0,94

Донской простор

К – 63374

2,86

2,31

2,59

0,87

0,92

Донской маяк

К – 65372

3,33

2,25

2,79

1,00

0,89

Дар Зернограда

К – 65371

3,89

2,23

3,06

1,18

0,88

Спартак

К – 65376

3,62

2,03

2,83

1,10

0,81

Одесская 267

К – 65631

3,19

2,63

2,91

0,97

1,04

Lastivka odeska

К – 65914

3,12

2,80

2,96

0,95

1,12

Knyagynya Olga

К – 65913

2,72

2,66

2,69

0,82

1,06

Fantaziya odeska

К – 65636

3,45

2,35

2,90

1,05

0,94

Zhajvir

К – 65916

3,08

2,80

2,94

0,93

1,12

Culver

К – 6553

3,18

2,65

2,92

0,96

1,06

Ignis

К – 65925

2,96

2,81

2,89

0,90

1,12

НСР05

 

0,15

0,12

 

 

 

Среднее по сортообразцам выборки

3,30

2,52

2,86

 

По величине средней урожайности за 2018-2019 гг. выделились сортообразцы: Станичная
(К – 65373) – 3,34 т/га, Вьюга – 3,21 т/га, Дар Зернограда (К – 65370) – 3,06 т/га, Бирюза (К – 64280) – 3,07 т/га, что на 0,48; 0,35; 0,20; 0,21 т/га выше средней урожайности выборки изученных сортообразцов соответственно.

По индексу экологической пластичности урожайности в 2018 г. выделились: Бирюза
(К – 64280) – 1,07, Вьюга – 1,11, Безенчукская 790 – 1,06, Станичная (К – 65373) – 1,18, Дар Зернограда – 1,18, Спартак (К – 65376) – 1,10, 
Fantaziya odeska (К – 65914) – 1,05. В условиях засухи
2019 г. по индексу экологической пластичности урожайности выделились: Бирюза (К – 64280) – 1,04, Вьюга – 1,10, Безенчукская 790 – 1,1, Одесская 267 (К – 65631) – 1,04,
Lastivka odeska(К – 65914) – 1,12, Knyagynya Olga (К – 65631) – 1,06,  Zhajvir (К – 65916) – 1,12, Culver (К – 65653) – 1,06, Ignis
(К – 65925) – 1,12. 

По результатам исследований в 2018-2019 гг. выделены экологически пластичные по урожайности сортообразцы: Вьюга, Бирюза, Безенчукская 790.

Масса 1000 зерен – один из основных элементов структуры урожая, определяющих его урожайность и экологическую стабильность. В 2018 г. в условиях засухи сильной интенсивности
(ГТК = 0,1) в период колошение – созревание изученные сортообразцы значительно различались по массе 1000 зерен (табл. 2). Максимальную массу 1000 зерен в 2018 г. сформировали: Донской простор – 35,2 г, Станичная – 33,2 г, Дар Зернограда – 35,6 г,
Culver33,7 г. В 2019 г. при  ГТК=0,2
в период колошение – созревание сортообразцы сформировали более крупное зерно. Масса
1000 зерен сортообразцов: Донской простор – 39,4 г, Бирюза – 38,7 г, Дар Зернограда – 38,7 г,

Fantazia odeska –38,8 г, что на 4,2; 6,7; 3,1; 6,4 г выше, чем в 2018 г. соответственно. По уровню устойчивости сортообразцов к стрессовым условиям формирования признака «масса 1000 зерен» выделились: Culver – разница между минимальной (min) и максимальной (max) выраженностью признака – 3,7 г, Дар Зернограда – 4,1 г, Донской простор – 4,2 г, по сравнению с 11,2 г у образца Knyagynya Olga. По средней величине признака «масса 1000 зерен» в контрастных условиях выделились: Донской простор – 37,7 г, Станичная – 36,5 г, Дар Зернограда – 37,2 г. Эти сортообразцы обладают максимальной компенсаторной способностью и генетической гибкостью при формировании признака «масса 1000 зерен». По фактору стабильности (SF) признака «масса 1000 зерен»
(отношение максимальной выраженности признака к минимальной) выделились: Донской простор – 1,12, Дар Зернограда – 1,09,
Culver – 1,11. Минимальная стабильность признака «масса 1000 зерен» у сортообразцов Zhajvir – 1,37, Knyagynya Olga – 1,41, Безенчукская 380 – 1,38.

Таблица 2

Адаптивный потенциал сортообразцов озимой пшеницы коллекции ВИР по массе 1000 зерен

Название
сортообразца

Масса 1000 зерен, г

min (2018 г.)

max (2019 г.)

minmax

min+ max2

SF

Безенчукская 380

25,6

35,3

- 9,7

30,5

1,38

Бирюза

32,0

38,7

- 6,7

35,4

1,21

Вьюга

27,5

36,4

- 8,9

32,0

1,32

Безенчукская 790

30,7

38,4

- 7,7

34,6

1,25

Станичная

33,2

39,8

- 6,6

36,5

1,20

Донской простор

35,2

39,4

- 4,2

37,3

1,12

Донской маяк

32,6

39,2

- 6,6

35,9

1,12

Дар Зернограда

36,6

38,7

- 4,1

37,2

1,09

Спартак

31,6

37,7

- 6,1

34,7

1,19

Одесская 267

28,5

37,5

- 9,0

33,0

1,32

Lastivka odeska

28,3

34,8

- 6,5

31,6

1,23

Knyagynya Olga

27,2

38,4

- 11,2

32,8

1,41

Fantaziya odeska

32,4

38,8

- 6,4

35,6

1,20

Zhajvir

26,1

35,7

- 9,6

30,9

1,37

Culver

33,7

37,4

- 3,7

35,6

1,11

Ignis

30,9

36,7

- 5,8

33,8

1,19

НСР05

1,7

2,5

 

 

 

Примечание: min – минимальная выраженность признака, max – максимальная выраженность признака,
SF – фактор стабильности признака.

Количество колосков в колосе озимой пшеницы формируется в относительно благоприятных условиях в Среднем Поволжье, поэтому различия между сортообразцами определяются генетическими факторами.

Максимальное количество колосков в колосе имеет Скипетр – 21 шт., минимальное – Безенчукская 790 – 15,3 шт. (табл. 3). Разница между минимальным и максимальным показателями признака характеризует устойчивость к стрессу [9]. Максимальной устойчивостью к стрессу по признаку «количество колосков в колосе» обладают: Бирюза (разница 0 шт.), Вьюга (разница 0,6 шт.), Безенчукская 790 (разница 0,5 шт.), Станичная (разница 0,2 шт.) (табл. 3). Высокую генетическую гибкость и компенсаторную способность по признаку «количество колосков в колосе» имеют: Скипетр, Zhajvir, Ignis, сформировавшие максимальное количество колосков в колосе в среднем за два года: 20,5; 19,2; 19,5 шт. соответственно (табл. 3). По фактору стабильности признака «количество колосков
в колосе» выделились: Бирюза (
SF= 1,0), Станичная (SF= 1,01) (табл. 3).

 Таблица 3

Адаптивный потенциал сортообразцов озимой пшеницы по количеству колосков в колосе

Название

сортообразца

Количество колосков в колосе, шт.

min (2018 г.)

max (2019 г.)

min – max

min+ max2

SF

Безенчукская 380

17,8 ± 0,3

19,2 ± 0,2

-1,4+++

18,5

1,08

Бирюза

17,9 ± 0,2

17,9 ± 0,2

0,0

17,9

1,00

Вьюга

18,0 ± 0,2

18,6 ± 0,3

-0,6

18,3

1,03

Безенчукская 790

14,8 ± 0,3

15,3 ± 0,3

-0,5

15,1

1,03

Скипетр

20,0 ± 0,3

21,0 ± 0,4

-1,0+

20,5

1,05

Станичная

16,9 ± 0,2

17,1 ± 0,2

-0,2

17,0

1,01

Zhajvir

18,8 ± 0,3

19,6 ± 0,2

-0,8+

19,2

1,04

Ignis

19,0 ± 0,2

19,9± 0,2

-0,9+

19,5

1,05

Примечания : «+» – разница достоверна при Р≥ 0,05, «+++» – разница достоверна при Р≥0,001, min – минимальная выраженность признака, max – максимальная выраженность признака, SF – фактор стабильности признака.

 

Адаптивный потенциал образцов озимой пшеницы по количеству зерен в колосе показан в таблице 4. Количество зерен в колосе – один из важнейших показателей продуктивности. Признак формируется под влиянием генетических и экологических факторов. Максимальное количество зерен в колосе у образцов: Вьюга – 51,2 шт., Скипетр – 50,0 шт., Ignis – 49,9 шт. Разница между минимальным и максимальным показателями признака «количество зерен в колосе» у сортообразцов Безенчукская 380, Вьюга, Безенчукская 790, Скипетр, Базис, Станичная недостоверная ( 0,0-2,0 шт.), что характеризует высокую устойчивость сортообразцов к абиотическому стрессу и их приспособительные возможности при формировании признака «количество зерен в колосе». Максимальное количество зерен в колосе в среднем за два года имеют: Вьюга – 50,6 шт., Скипетр – 49,0 шт.,
что характеризует их высокую компенсаторную способность и генетическую гибкость.

По фактору стабильности признака «количество колосков в колосе» выделяются: Бирюза (SF =1,0), Вьюга (SF = 1,02).

Таблица 4

Адаптивный потенциал сортообразцов озимой пшеницы по количеству зерен в колосе

Название

сортообразца

Количество колосков в колосе, шт.

min (2018 г.)

max (2019 г.)

min – max

min+ max2

SF

Безенчукская 380

38,4 ± 1,0

39,5 ± 1,7

-1,1

39,0

1,03

Бирюза

43,8 ± 1.,4

43,8 ± 1,4

0,0

43,8

1,00

Вьюга

50,0 ± 1,5

51,2 ± 1,9

-1,2

50,6

1,02

Безенчукская 790

38,0 ± 1,3

39,2 ± 1,4

-1,2

38,6

1,03

Скипетр

48,0 ± 1,1

50,0 ± 1,1

-2,0

49,0

1,04

Базис

38,0 ± 1,7

39,7 ± 1,7

-1,7

38,9

1,04

Станичная

42,0 ± 1,2

44,0 ± 2,0

-2,0

43,0

1,05

Zhajvir

43,7±  1,4

47,7 ± 1,9

-4,0

45,7

1,11

Ignis

44,0 ± 1,3

49,9 ± 1,3

-5,9++

47,0

1,13

Примечания : «+» – разница достоверна при Р≥ 0,05, «++» – разница достоверна при Р≥0,01, min – минимальная выраженность признака, max – максимальная выраженность признака, SF – фактор стабильности признака.

Масса зерна одного колоса – производная от количества зерен в колосе и массы 1000 зерен, формируется под влиянием генетических и экологических факторов. Максимальная масса зерна одного колоса у сортообразца Скипетр – 2,3 г, минимальная – у сортообразца Бирюза – 1,5 г
(табл. 5).

Максимальную устойчивость к стрессу по признаку «масса зерна одного колоса» имеют: Бирюза и Безенчукская 790 (табл. 5).

Высокой генетической гибкостью и компенсаторной способностью при формировании признака «масса зерна одного колоса» обладают: Скипетр, Базис, Станичная, сформировавшие максимальную в среднем за два года массу зерна одного колоса – 2,2; 1,9; 1,9 г соответственно (табл. 5).

В селекции на засухоустойчивость важен фактор стабильности признака, минимальная зависимость от варьирующих условий среды. Сортообразцы Бирюза, Базис, Станичная, Безенчукская 790 имеют минимальный в опыте показатель  SF = 1,0-1,11, что объективно характеризует их способность противостоять абиотическому стрессу при формировании признака «масса зерна одного колоса».

Таблица 5

Адаптивный потенциал сортообразцов озимой пшеницы по массе зерна одного колоса

Название

сортообразца

Масса зерна одного колоса, г

min (2018 г.)

max (2019 г.)

min – max

min+ max2

SF

Безенчукская 380

1,3± 0,05

1,  0,08

- 0,5+++

1,6

1,38

Бирюза

1, 0,06

1,5 ±  0,06

0,0

1,5

1,00

Вьюга

1,5 ± 0,07

2,1 ±  0,16

-0,6+++

1,8

1,40

Безенчукская 790

1, 0,06

1,6 ±  0,07

-0,1

1,6

1,07

Скипетр

2,0 ± 0,05

2,3  ± 0,09

-0,3++

2,2

1,15

Базис

1,8 ± 0,12

2,0 ±  0,07

-0,2+

1,9

1,11

Станичная

1,8  ±0,10

2,0 ±  0,07

-0,2+

1,9

1,11

Zhajvir

1,7 ± 0,05

2,1 ±  0,09

-0,4++

1,9

1,24

Ignis

1,02 ± 0,12

2,0 ±  0,08

-0,8+++

1,6

1,66

Примечания : «+» – разница достоверна при Р≥ 0,05, «++» – разница достоверна при Р≥0,01, «+++» – разница достоверна при Р≥0,001, min – минимальная выраженность признака, max – максимальная выраженность признака,
SF – фактор стабильности признака. 

 

Заключение.  В результате  исследований выделены сортообразцы мягкой озимой пшеницы – источники, ценные для использования в селекции на засухоустойчивость в условиях Среднего Поволжья: Станичная, Дар Зернограда, Бирюза, Вьюга, Безенчукская 790.

 

Список литературы

1. Сухоруков, А. Ф. Селекция озимой пшеницы на засухоустойчивость в Среднем Поволжье / А. Ф. Сухору-ков, А. А. Сухоруков // Аграрная наука. - 2017. - №5. - С. 15-18.

2. Драгавцев, В. А. Неканонический подход к решению задачи наследственного повышения засухоустой-чивости у растений / В. А. Драгавцев, И. М. Михайленко, М. А. Проскуряков // Сельскохозяйственная биоло-гия. - 2017. - Т52, №3. - С. 487-500.

3. Ионова, Е. В. Перспективы использования адаптивного районирования и адаптивной селекции сель-скохозяйственных культур / Е. В. Ионова, В. Л. Газе, Е. В. Некрасов // Зерновое хозяйство России. - 2013. - №3(27). - С. 19-22.

4. Гончаренко, А. А. Экологическая устойчивость сортов зерновых культур и задачи селекции / А. А. Гонча-ренко // Зерновое хозяйство России. - 2016. - №2(44). - С. 31-36.

5. Рыбась, И. А. Повышение адаптивности в селекции зерновых культур / И. А. Рыбась // Сельскохозяй-ственная биология. - 2016. - Т.51, №5. - С. 617-626.

6. Беспалова, Л. А. Развитие генофонда как главный фактор третьей зеленой революции в селекции пшеницы / Л. А. Беспалова // Вестник Российской академии наук. - 2015. - №1. - С. 9-11.

7. Селянинов, Г. Т. Происхождение и динамика засух / Г. Т. Селянинов // Засухи в СССР, их происхожде-ние, повторяемость и влияние на урожай. - Л. : Гидрометиздат, 1958. - С. 5-29.

8. Литл, Т. Сельскохозяйственное опытное дело. Планирование и анализ : пер. с англ. / Т. Литл, Ф. Хиллз. - М. : Колос, 1981. - С. 38-50.

9. Rosielle, A. A. Teoretical aspects of selection for yield in stress and non - stress environment / A. A. Rosielle, J. Hambin // Crop. Sci. - 1981. - Vol. 21, №6. - P. 943-946.

10. Eberhart, S. A. Stability parameters for comparing varieties / S. A. Eberhart, W. A.Russel // Crop. Sci. - 1966. - №6. - P. 36-40.

11. Lewis D. Yene - environment interaction: а relations hip between dominance heterosis, phenotypic stability and variability / D. Lewis // Heredity. - 1954. - 8. - P. 333-356.

Войти или Создать
* Забыли пароль?