CC BY
19
УДК 633.112: 631.52
Адаптивный потенциал сортов озимой твердой пшеницы
Дубинина Ольга Алексеевна, ст. научный сотрудник,
Вожжова Наталия Николаевна, кандидат с.-х. наук, научный сотрудник ФГБНУ ВНИИЗК им. И. Г. Калиненко, г. Зерноград, Ростовская область, Россия
E-mail: [email protected]; E-mail: [email protected] В статье рассмотрены параметры экологической пластичности и стабильности признака «урожайность» твердой озимой пшеницы. В условиях Ростовской области в период 2010-2015 гг. по предшественнику сидеральный пар исследованы сорта твердой озимой пшеницы селекции ФГБНУ ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко: Донской янтарь, Аксинит, Курант, Агат донской, Амазонка, Лазурит, Кристелла, Киприда, Оникс, в качестве стандарта использовали сорт Дончанка. В результате проведенных исследований выявлено, что средняя урожайность варьировала от 5,9 т/га у сорта Дончанка до 7,2 т/га у сорта Лазурит. Максимальная урожайность за период исследований была отмечена у сорта Аксинит (9,8 т/га). Наиболее стабильным сортом является Курант, обладающий низким коэффициентом вариации (V = 7,8 %) и низким коэффициентом регрессии (b; = -1,4). Сорт Кристелла обладал наибольшим коэффициентом вариации среди изученных сортов (V = 23,9 %). Определен коэффициент линейной регрессии (Ь), который меньше 1. Такие генотипы при неблагоприятных условиях выращивания формируют стабильную урожайность. Методом двухфакторного дисперсионного анализа по признаку «урожайность» установлено, что дисперсия «генотип - среда» достоверно превышает дисперсии (ошибки). У источников варьирования «сорт», «условия» и «сорт-условие» F,
> Fm
это говорит о том, что сорта по-разному реагируют на изменение клима-
тических условий. В нашем опыте наименее отзывчивым оказался сорт Дончанка, наиболее отзывчивым - Лазурит. Рекомендуется выращивать сорта Лазурит и Курант на экстенсивном фоне, где от них может быть получена наибольшая отдача при вложении минимального количества затрат.
Ключевые слова: адаптивность, озимая твердая пшеница, сорт, стабильность, пластичность, урожайность
Урожайность - результат компромисса между продуктивностью и устойчивостью к неблагоприятным качествам среды. Продуктивность может снижаться по мере роста устойчивости растений.
Дальнейшее увеличение производства зерна немыслимо без широкого и всестороннего использования новейших достижений науки, и ведущая роль, несомненно, принадлежит селекции, новым сортам и технологиям их возделывания.
Среди большого количества сортов, созданных российскими селекционерами, лишь единицы из них сыграли выдающуюся роль в увеличении производства зерна.
Критический обзор достижений селекционеров мира показывает, что большого успеха добиваются те из них, кто использует богатый и генетически разнообразный исходный материал, а также применяет наиболее прогрессивные, научно обоснованные методы работы на всех этапах селекционного процесса.
На растение пшеницы во время его вегетации огромное влияние оказывает большое число факторов внешней среды. Одни из них способствуют реализации потенциала высокой продуктивности, другие препятствуют.
Ростовская область по своим почвенно-климатическим условиям является благоприятным регионом получения высококачественного зерна твердой пшеницы. Возделывание сортов этой культуры на площади 50-70 тыс. га позво-
лит ежегодно получать около 200-250 тыс. тонн зерна хорошего качества и совместно с посевами яровой твердой пшеницы (где она дает хорошие урожаи) полностью обеспечить запросы местной перерабатывающей промышленности по производству круп, кондитерских изделий, прессованных макаронных изделий типа ракушек, перьев и т.д.
Для полноценного обеспечения перерабатывающей промышленности сырьем необходимо вести целенаправленную селекцию, а также обращать внимание на адаптивный потенциал озимой твердой пшеницы по продуктивности.
Исследования адаптивного потенциала пшеницы ведутся как в нашем учреждении, так и в инорайонных. В настоящий момент выявлена сортовая реакция на изменение условий выращивания озимой мягкой пшеницы по показателю «общая хлебопекарная оценка» [1].
По мнению авторов Н.Е. Самофаловой, О.А. Дубининой [2], урожайность сортов озимой твердой пшеницы выше, чем яровой твердой, что свидетельствует о неплохой для этого вида приспособленности к местным условиям.
Анализируя работы многих авторов, установлено, что в изменчивости показателей качества зерна, наряду с погодными условиями, немаловажную роль играют различия генотипов сортов. Например, различия в содержании клейковины в зерне на 58% определялись сортами яровой пшеницы [3].
Цель исследований - проведение оценки сортов озимой твердой пшеницы в меняющихся агроклиматических условиях, определение пластичности и стабильности показателя «урожайность».
Материал и методы. Исследования проведены в 2010-2015 гг. на опытном поле ФБГНУ ВНИИЗК им И Г. Калиненко. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный типичный тяжелосуглинистый (предкавказ-ский). Характеристика этого типа почв дана Е.В. Агафоновым [4]. Климат южной зоны характеризуется как полузасушливый, с умеренно жарким летом и мягкой зимой. Схема селекционной работы - общепринятая для самоопылителей. Полевые опыты закладывали в трехпольном научном севообороте (сидераль-ный пар, черный пар, овес) по предшественнику сидеральный пар. Посев, учет урожая проводили по методике государственного испытания [5]. Материалом для исследований служили сорта собственной селекции. В качестве стандарта высевали сорт твердой озимой пшеницы - Дончанка, официально принятый таковым на сортоучастках Ростовской области с 2005 года. Статистическая обработка экспери-
ментальных данных проведена методом дисперсионного и корреляционного анализов [6]. Расчет параметров экологической пластичности и стабильности выполнен по методу S.A. Eberhart and Russel в изложении В.З. Пакудина и Л.М. Лопатиной [7].
Результаты и их обсуждение. Адаптивность характеризует приспособленность генотипа к варьирующим условиям окружающей среды. Для внедрения в производство нужны сорта, имеющие высокий уровень адаптивности признака и наименьший размах его колебаний по годам.
Главным критерием любой селекционной программы является урожайность. Современные сорта Зерноградской селекционной программы обладают высоким генетическим потенциалом урожайности (8 -10 т/га). В наших исследованиях средняя урожайность в конкурсном сортоиспытании (2010 -2015 гг.) варьировала от 5,9 т/га у сорта Дон-чанка до 7,20 т/га у сорта Лазурит (табл. 1). Минимальная урожайность за все годы исследований была отмечена у сорта Донской Янтарь (4,27 т/га), максимальная у сорта Аксинит (9,80 т/га).
Таблица 1
Урожайность сортов твердой озимой пшеницы по предшественнику пар в КСИ, т/га (2010-2015 гг.)
Сорт Среднее за годы (min-max) V, % Коэффициент регрессии (bi)
Дончанка, 5,91 (4,38-6,87) 9,2 -1,00
Донской янтарь 6,11 (4,27-7,11) 17,2 -1,11
Аксинит 6,45 (5,16-9,80) 9,8 -0,92
Курант 6,28 (5,38-7,24) 7,8 -1,40
Агат донской 6,81 (5,56-8,64) 16,1 -1,19
Амазонка 6,71 (5,66-8,30) 14,9 -1,19
Лазурит 7,20 (6,00-7,72) 18,4 -1,31
Кристелла 6,68 (4,96-8,24) 23,9 -0,89
Киприда 6,64 (5,35-8,07) 12,0 -1,31
Оникс 6,81 (5,50-8,31) 12,9 -1,35
Стабильность признака «урожайность» характеризуется коэффициентом вариации (V, %), который тесно связан с коэффициентом регрессии (Ь^, отражающим пластичность сортов в различных условиях среды. Наименьший коэффициент варьирования имел сорт Курант (V = 7,8%), а наибольший сорт Кристелла (V = 23,9%). Сорта нашей селекции являются стабильными по проявлению признака «урожайность» в контрастных условиях среды. Это подтверждает и коэффициент регрессии (Ь^, который у всего набора сортов меньше единицы. Генотип с отрицательной регрессией показывает лучшие результаты в неблагоприятных условиях
[8], то есть при наступлении неблагоприятных условий такие генотипы покажут хорошую урожайность.
Наиболее стабильным сортом является Курант (коэффициент вариации V = 7,8%; коэффициент регрессии Ь = -1,4). Такие сорта рекомендуется использовать на экстенсивном фоне, где они дают наибольшую отдачу при минимуме затрат.
Для оценки экологической пластичности и стабильности к условиям среды по признаку «урожайность» нами была составлена таблица исходных данных, и проведен двухфакторный дисперсионный анализ, результаты которого представлены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты двухфакторного дисперсионного анализа сортов озимой твердой пшеницы по признаку "урожайность"
Источник варьирования Число степеней свободы Средний квадрат (дисперсия) F факт. F теор.
Сорт 10 1,22 4,81 2,06
Условия 5 15,9 62,79 2,39
Взаимодействие "Сорт-Условие" 45 0,47 1,88 1,60
Повторение в условиях 6 0,79 3,13 2,27
Случайное отклонение 54 0,25 - -
Методом двухфакторного дисперсионного анализа по признаку «урожайность» установлено, что дисперсия «генотип - среда» достоверно превышает дисперсии (ошибки). У источников варьирования «сорт», «условия» и «сорт-условие» Рфакт. > Ртеор., это говорит о том, что сорта по-разному реагируют на изменение климатических условий.
Следовательно, можно перейти ко второму этапу анализа оценки параметров экологической пластичности и стабильности [7]. В результате расчетов получены показатели признака «урожайность» в зависимости от индекса условий среды, представленные на рисунке.
У исследованных сортов на данном этапе все линии регрессии имеют крутой наклон, а коэффициент регрессии показывает, что при выращивании их в неблагоприятных условиях происходит снижение урожайности, в благоприятных условиях повышение. В исследованиях наименее отзывчивым сортом был сорт Дончанка. Похожее с сортом Дончанка проявление урожайности в зависимости от условий выращивания показали сорта Донской Янтарь и
Курант. Остальные сорта расположились в одной группе, кроме сорта Лазурит, который оказался наиболее отзывчивым на изменение условий выращивания, и показывает самую высокую урожайность при наилучших условиях.
Выводы. Средняя урожайность в конкурсных сортоиспытаниях варьировала от 5,9 т/га (Дончанка) до 7,2 т/га (Лазурит). Максимальная урожайность за период исследований была отмечена у сорта Аксинит (9,8 т/га). Наиболее стабильным сортом является Курант (коэффициент вариации V = 7,8 %; коэффициент регрессии Ь = -1,4). Коэффициент регрессии у изученных сортов меньше единицы, это говорит о том, что такие генотипы при неблагоприятных условиях выращивания формируют стабильную урожайность. Наименьшую отзывчивость на изменение экологических факторов показал сорт Дончанка, наиболее отзывчивым был Лазурит. Рекомендуется выращивать сорта Лазурит и Курант на экстенсивном фоне, где от них может быть получена наибольшая отдача при вложении минимального количества затрат.
-0.4 -0.1 0Л 1кит уоввЛсрсх
Рис. Линии регрессии показателя «урожайность» при изменении условий среды
Список литературы
1. Вожжова Н.Н., Кравченко Н.С. Экологическая пластичность сортов озимой мягкой пшеницы по показателю «общая хлебопекарная оценка» // Зерновое хозяйство России. 2014. № 1 (31). С. 22.
2. Самофалова Н.Е., Дубинина О.А., Илич-кина Н.П., Васюшкина Н.Е. Урожайность и качество современных сортов твердой озимой пшеницы селекции ГНУ ВНИИЗК им. И.Г. Ка-линенко // Зерновое хозяйство России. 2013. № 1 (25). С. 51.
3. Головченко А.П., Головченко Н.П. Отзывчивость сортов яровой мягкой пшеницы на факторы внешней среды по качеству зерна: Материалы Междун. научно-практ. конферен. Самара, 2005. С. 26-24.
4. Агафонов Е.В., Полуэктов Е.В. Почвы и удобрения Ростовской области: Учебное пособие. 2-е изд. Персиановка: ДонГАУ, 1999. 90 с.
5. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур: Зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. Госагропром. Вып. 2. М., 1989. 194 с.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 350 с.
7. Пакудин В.З., Лопатина Л.М. Методы оценки экологической пластичности сортов сельскохозяйственных растений. М., 1971. С.113-121.
8. Бебякин В.М., Кедрова Л.И., Керива-това Т.Б. Адаптивность: методические подходы, методы и критерии их оценки // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2005. № 7. С. 4-9.
The adaptive potential of hard winter wheat varieties
Dubinina O.A., Senior researcher,
Vozhzhova N.N., PhD in agriculture, researcher
All-Russian Research Institute of Grain Crops, Zernograd, Rostov region,, Russia
The article describes the parameters of ecological plasticity and stability of characteristic "productivity" in hard winter wheat. Under conditions of the Rostov region hard winter wheat varieties breeding All-Russian Research Institute of Grain Crops: Donskoy Yantar', Aksinit, Kurant, Agat donskoy, Amazonka, Lazurit, Kristella, Kiprida, Oniks were studied with green manure fallow predecessor in 2010...2015. Variety Donchanka was used as standard. The studies revealed that the average yield in the trials ranged from 5.9 t/ha at variety Donchanka up to 7.2 t/ha at variety Lazurit. The maximum yield for the period of studies was observed at Aksinit (9.8 t/ha). The most stable variety is Kurant which has a low coefficient of variation (CV = 7.8%), and regression coefficient (b = -1.4). A Kristella had the highest coefficient of variation among the studied varieties (CV = 23.9%). We define a linear regression coefficient (bj) which is less than 1. These genotypes form stable yields under adverse growing conditions. By the method of two-way analysis of variance on parameter "productivity" it was found that the dispersion of "genotype -environment" significantly exceeds the variance of error. Ffactual > Ftheoretical at the sources of variation variety , conditions and variety-condition". This suggests that varieties respond differently to changes in climatic conditions. In our experiment variety Donchanka was the least responsive; most responsive - variety Lazurit. Varieties Lazurit and Kurant are recommended to growing on the extensive background. Here the highest return could be obtained at the lowest cost.
Key words: adaptability, hard winter wheat, variety, stability, plasticity, productivity
References
1. Vozhzhova N.N., Kravchenko N.S. Ekologicheskaya plastichnost' sortov ozimoj myagkoj pshenicy po pokazatelyu «obshchaya khlebopekarnaya ocenka» [Ecological plasticity of soft winter wheat on the trait "general bakery evaluation"]. Zernovoe khozyaystvo Rossii. 2014. no. 1 (31). pp. 22.
2. Samofalova N.E., Dubinina O.A., Ilichkina N.P., Vasyushkina N.E. Urozhajnost' i kachestvo sovremennykh sortov tverdoj ozimoj pshenicy selekcii GNU VNIIZK im. I.G. Kalinenko [Productivity and quality of nowadays varieties of durum winter wheat selected by SSI ARRIGC after I. G. Kalinenko]. Zernovoe khozyaystvo Rossii. 2013. no. 1 (25). pp. 51.
3. Golovchenko A.P., Golovchenko N.P. Otzyvchivost' sortov yarovoy myagkoy pshenitsy na faktory vneshney sredy po kachestvu zerna. [Responsiveness of spring soft wheat varieties on the environmental factors by the grain quality]. Materialy Mezhdun. Nauchno-prakt. Konferen. [Proceedings of the international scientific-practical conference]. Samara, 2005. pp. 26-24.
4. Agafonov E.V., Poluektov E.V. Pochvy i udobreniya Rostovskoy oblasti: Uchebnoe posobie. 2-e izd. [Soil and fertilizer in Rostov region: Tutorial: 2nd edition]. Persianovka: Don GAU, 1999. 90 p.
5. Metodika gosudarstvennogo sortoispy-taniya sel'skokhozyaystven-nykh kul'tur: Zernovye, krupyanye, zernobobovye, kukuruza i kormovye kul'tury. [Methodology of state variety testing of crops. Issue 2: Grain, groats, legumes, maize and fodder crops]. Gosagroprom. Vyp. 2. Moscow, 1989. 194 p.
6. Dospekhov B.A. Metodikapolevogo opyta. [Methods of field experiment]. Moscow: Agroprom-izdat, 1985. 350 p.
7. Pakudin V.Z., Lopatina L.M. Metody otsenki ekologicheskoy pla-stichnosti sortov sel'skokhozyaystvennykh rasteniy. [Methods of assessment of the ecological plasticity and stability of crop varieties]. Moscow, 1971. pp. 113-121.
8. Bebyakin V.M., Kedrova L.I., Keriva-tova T.B. Adaptivnost': metodicheskie podkhody, metody i kriterii ikh ocenki [Adaptability: methodological approaches, methods and evaluation criteria]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2005. no. 7. pp. 4-9.
