CC BY
31
Аграрная наука Евро-Северо-Востока, № 3 (46), 2015 г. УДК 633.111:632.485.12
Адаптивный потенциал устойчивых к пыльной головне сортов яровой мягкой пшеницы
Харина Анастасия Владимировна, кандидат с.-х. наук, научный сотрудник ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», г.Киров, Россия
E-mail: [email protected]
В статье приведена оценка сортов яровой пшеницы по устойчивости к поражению пыльной головней и адаптивному потенциалу. Найдены иммунные и практически устойчивые сорта яровой мягкой пшеницы: Омская 23, Омская 37, Тарская 10 (Россия); Rick (США); Hoffman, CDC Merlin, AC Carine и AC Taho (Канада), которые могут быть включены в селекционный процесс в качестве источников устойчивости к болезни. Установлено, что при увеличении поражения растений яровой пшеницы пыльной головней существенно (r = 0,93) увеличиваются потери урожая - в среднем до 28 %. Значительная изменчивость (V = 67,6%) поражения растений пыльной головней по годам свидетельствует о тесной зависимости его от климатических условий года: температуры воздуха (r = -0,68) и количества осадков (r = 0,70) в период от цветения до начала налива зерна. К экстенсивному типу отнесен сорт CDC Merlin, у которого показатель пластичности (b¡) достоверно ниже единицы. Сорта Омская 37 и АС Carine сильно реагировали на изменение условий среды (b¡>1). Наиболее высокой и стабильной урожайностью по годам отличаются сорта яровой пшеницы Вятчанка, Rick и Hoffman (показатель уровня стабильности сорта (ПУСС) = 715,5; 657,5 и 926,2 соответственно). Выделенные в результате исследований сорта CDC Merlin, Тарская 10 и Rick не только устойчивы к поражению пыльной головней, но и превосходят стандартный сорт Баженка (Россия) по способности противостоять стрессам и сохранять высокий урожай в изменяющихся условиях среды (Hom = 21,7, 7,3 и 5,4 соответственно), то есть отличаются высоким гомеостазом. Эти сорта могут быть использованы в селекции на высокую и стабильную урожайность и устойчивость к пыльной головне.
Ключевые слова: яровая пшеница, пыльная головня, сорт, температура, осадки, потери урожая, корреляция, пластичность, стабильность
Для современного этапа селекции доминирующим стало направление, ведущее к максимальному проявлению урожайности в определенных экологических условиях, т.е. адаптивное направление [1]. Устойчивость сортов яровой пшеницы к пыльной головне и их урожайность подвержены сильной изменчивости в зависимости от метеорологических условий, складывающихся в течение вегетационного периода. При определении оптимального экотипа важно знать верхний предел (ограничение) компонентов продуктивности экологическими факторами [2]. В связи с этим одним из важнейших критериев оценки новых устойчивых к болезням сортов должен быть показатель стабильности урожайности.
Цель исследований - выявить влияние среды в основные фазы роста и развития на урожайность яровой мягкой пшеницы, дать характеристику сортам устойчивым к пыльной головне по параметрам пластичности и стабильности.
Материал и методы. Исследования проводили в ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока» (2012-2014 гг.). Объектом исследований были 50 сортов яровой мягкой пшени-
цы коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова различного эколого-географического происхождения. Площадь делянки составляла 0,45 м2, повторность - двукратная.
Все образцы изучали на фоне искусственного заражения по методике Э.Э. Гешеле [3]. Сортообразцы пшеницы заражали в фазу цветения, используя метод индивидуального заспорения цветка суспензией (0,5 г на 1 л воды) телиоспор.
Для характеристики образцов по устойчивости к пыльной головне использовали шкалу В.И. Кривченко [4]. Вычисление общих потерь урожая от головни проводили по формуле, предложенной К.М. Степановым и А.Е. Чумаковым [5]. Расчет параметров экологической пластичности выполнен по методикам в изложении В.З. Пакудина и Л.М. Лопатиной [6]. Показатель уровня и стабильности урожайности сортов (ПУСС) определен по методике Э.Ф. Неттевича [7]. Го-меостатичность (Hom) рассчитана по формуле В.В Хангильдина [8].
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методами дисперсионного и корреляционного анализа по В.А. Доспехову [9].
Результаты и их обсуждение. В результате проведенной работы среди 50 сортов яровой мягкой пшеницы иммунитет к пыльной головне проявили 5 сортов: Омская 23, Омская 37, Тарская 10, Rick и Hoffman (табл. 1).
Практической устойчивостью (до 5 % пораженных растений) характеризовались 3 канадских сорта: CDC Merlin, AC Carine и AC Taho. Поражение всех изучаемых сортов пыльной головней составило в среднем 16,2%.
Таблица 1
Устойчивые к пыльной головне сорта яровой пшеницы (инфекционный фон, среднее за 2012-2014 гг.)
Сорт Происхождение Поражение растений пыльной головней, % Урожай, / 2 г/м Общие потери урожая, %
Баженка - ст. Россия 49,1 131,1 44,7
Омская 23 -«- 0 240,7 -
Омская 37 -«- 0 298,3 -
Тарская 10 -«- 0 278,7 -
Вятчанка Россия 0,6 298,0 5,0
Rick OTA 0 242,3 -
Hoffman Канада 0 331,0 -
CDC Merlin -«- 2,6 141,0 7,9
AC Carine -«- 2,8 222,7 8,1
AC Taho Канада 3,6 158,2 8,7
Cреднее по опыту 16,2 187,4 28,0
HCP05 25,2 79,3 -
В наших исследованиях наблюдалось снижение продуктивности сортов и, как следствие, увеличение потерь урожая, которые в среднем составили 28,0 %. Корреляционный анализ экспериментальных данных также показал, что уровень поражения растений пыльной головней существенно влияет на потери урожая (г = 0,93).
Значительная изменчивость (V = 67,6%) поражения растений пыльной головней по годам свидетельствует о зависимости его от климатических условий года.
С помощью корреляционного анализа установлены наиболее благоприятные для заражения пыльной головней фазы развития растений яровой пшеницы: это период от цветения до начала налива зерна. Об этом свидетельствует существенная зависимость поражения растений пшеницы пыльной головней от температуры воздуха (г = -0,68) и количества осадков (г = 0,70) в этот период.
Урожайность устойчивых сортов изменялась от 131,1 до 331,0 г/м2 (табл. 2). Семь из них достоверно превосходили по
урожайности стандартный сорт Баженка на 92-200 г/м2 (HCP05 = 79,3).
Коэффициент вариации, характеризующий изменчивость урожайности по годам, составлял от 12,8 (CDC Merlin) до 65,2% (АС Carine), что свидетельствует о различной пластичности изучаемых сортов. Относительно меньшей изменчивостью урожайности по годам характеризовались сорта: CDC Merlin (12,8%), Rick (20,0%), Hoffman (26,5%) и Вятчанка (27,8%).
Для определения адаптивных свойств изученных сортов рассчитывали коэффициент регрессии урожая на условия среды (bi). К экстенсивному типу можно отнести сорт CDC Merlin, у которого bi достоверно ниже единицы. ^рта Омская 37 и AC Carine сильно реагировали на изменение условий среды (bi>1). У остальных сортов, в т. ч. стандарта Баженка, коэффициент регрессии значимо не отличался от единицы.
Комплексный показатель уровня и стабильности урожайности (nyCC) определяет селекционную ценность сорта в сравнении со стандартом. Наиболее высокой и
стабильной урожайностью по годам отличались сорта Вятчанка, Rick и Hoffman (соответственно ПУСС = 715,5, 657,5 и 926,2). Гомеостатичность (Hom) - способность сорта противостоять стрессам, обеспечивающая
высокий урожай в изменяющихся условиях. Сорта CDC Merlin, Тарская 10 и Rick превосходят стандартный сорт Баженка по этому показателю (соответственно Hom = 21,7, 7,3 и 5,4).
Таблица 2
Параметры адаптивности устойчивых к пыльной головне сортов яровой пшеницы по урожайности (инфекционный фон, среднее за 2012-2014 гг.)
Сорт Средний урожай, г/м2 V,% ъг ПУСС Hom
Баженка - ст. 131,1 38,5 0,61 100 2,6
Омская 23 240,1 49,3 1,36 261,8 0,7
Омская 37 298,3 57,3 1,98* 347,8 0,6
Тарская 10 278,7 43,0 1,43 412,2 7,3
Вятчанка 298,0 27,8 0,69 715,5 2,3
Rick 242,3 20,0 0,55 657,5 5,4
Hoffman 331,0 26,5 1,00 926,2 2,2
CDC Merlin 141,0 12,8 0,11* 348,1 21,7
АС Carine 222,7 65,2 1,73* 170,5 0,5
АС Taho 158,2 43,2 0,60 129,8 1,7
Среднее 234,1 38,4 1,0 406,9 4,5
НСР05 79,3 - - - -
* _
значимо на 5%-ном уровне по t-критерию
Выводы. Выявлены иммунные и практически устойчивые к пыльной головне сорта яровой мягкой пшеницы (Омская 23, Омская 37, Тарская 10, Rick, Hoffman, CDC Merlin, AC Carine и AC Taho).
Установлено, что при увеличении поражения растений яровой пшеницы пыльной головней существенно увеличиваются потери урожая. Выявлено, что поражение существенно зависит от температуры воздуха и количества осадков в период цветения растений. Наиболее высокой и стабильной урожайностью отличаются сорта Вятчанка, Rick и Hoffman.
Сорта CDC Merlin, Тарская 10 и Rick не только устойчивы к поражению пыльной головней, но и превосходят стандартный сорт Баженка по способности противостоять стрессам и сохранять высокий урожай в изменяющихся условиях среды, т. е. отличаются высоким гомеостазом. Эти сорта могут быть использованы в селекции на высокую и стабильную урожайность и устойчивость к пыльной головне.
Список литературы
1. Сандухадзе Б.И., Рыбакова М.И., Морозова З.А. Научные основы селекции озимой пшеницы в Нечерноземной зоне России. М.: МГИУ, 2003. 426 с.
2. Неттевич Э.Д. Яровая пшеница в Нечерноземной зоне. М., 1976. 219 с.
3. Гешеле Э.Э. Основы фитопатологиче-ской оценки в селекции растений. М., 1978. 205 с.
4. Кривченко В.И. Изучение устойчивости зерновых культур и расового состава возбудителей головневых болезней. Методические указания. Л., 1978. 107 с.
5. Степанов К.М., Чумаков А.Е. Прогноз болезней сельскохозяйственных растений. Л., 1972. 270 с.
6. Пакудин В.З., Лопатина Л.М. Методы оценки экологической пластичности сортов сельскохозяйственных растений. М., 1971. С.113-121.
7. Неттевич Э.Д., Моргунов А.И., Мак-сименко М.И. Повышение эффективности отбора яровой пшеницы на стабильность урожайности и качества зерна // Вестник с.-х. науки. 1985. №1. С. 66-73.
8. Хангильдин В.В. О принципах моде- 9. Доспехов Б.А. Методика полевого
лирования сортов интенсивного типа // Гене- опыта. М., 1968. 335 с. тика количественных признаков сельскохозяйственных растений. М., 1978. С. 111-116.
Adaptive potential of spring soft wheat varieties resistant to dusty smut Kharina A.V., PhD in agriculture
North-east Agricultural Research Institute, Kirov, Russia
Evaluation of spring soft wheat varieties on resistance to defeat with dusty smut and adaptive potential is presented in the article. Near resistant and immune varieties of spring soft wheat (Omskaya 23, Omskaya 37, Tarskaya 10 (Russia), Rick (USA), Hoffman, CDC Merlin, AC Carine and AC Taho(Canada)) are selected which can be included in breeding process as sources of immunity to deseases. As a result of researches it is established that at increasing of defeat of plants of spring wheat with dusty smut the losses of yield increased significantly too (r = 0.93) on the average on 28%. The considerable variability (V= 67.6%) of defeat with dusty smut on years testifies to dependence it from climatic conditions of year: air temperature (r = -0.68) and amount of precipitation (r = 0.70) in a period from flowering till beginning of grain loading. The variety CDC Merlin is referred as extensive type for which one рarameter of plasticity (bi) are significantly lower than one. Variety Omskaya 37 and AC Carine hardly respond to change of an index of environment (bi >1). Varieties of spring soft wheat Vyatchanka, Rick and Hoffman had the highest and stable productivity on years (parameter of a level of stability of a variety (PLSV) = 715.5, 657.5, and 926.2 accordingly). Varieties CDC Merlin, Tarskaya 10, and Rick selected as a result of investigation are not only resistant against dusty smut but also surpass a standard variety Bazhenka on capacity to counter stresses and to save high yield in changed environments (Hom = 21.7, 7.3, and 5.4 accordingly) that is differ by high homeostasis. These varieties may be utilised in breeding for high and stable productivity and immunity to dusty smut.
Key words: spring wheat, dusty smut, variety, temperature, precipitations, losses of yield, correlation, plasticity, stability
References
1. Sandukhadze B.I., Rybakova M.I., Morozova Z.A. Nauchnye osnovy selekcii ozimoy pshenicy v Nechernozemnoy zone Rossii [Scientific fundamentals of breeding of a winter wheat in Non-Chernozem zone of Russia]. Moscow: MSIU, 2003. 426 р.
2. Nettevich E.D. Yarovaya pshenica v Nechernozemnoy zone [Spring wheat in Non-Chernozem zone]. Moscow, 1976. 219 р.
3. Geshele E.E. Osnovy fitopatologicheskoy ocenki v selekcii rastenij [Fundamentals of phytopathologycal evaluation in plant breeding]. Moscow, 1978. 205 р.
4. Krivchenko V.I. Izuchenie ustojchivosti zernovykh kul'tur i rasovogo sostava vozbuditeley golovnevykh boleznej [Analysis of resistance of grain crops and racial structure of pathogens of smut diseases]. Methodical indicatings. Leningrad: VIR Publ.,1978. 107 р.
5. Stepanov K.M., Chumakov A.E. Prog-noz bolezney sel'skokhozyajstvennykh rasteniy [The forecast of diseases of agricultural plants]. Leningrad: Kolos Publ, 1972. 270 р.
6. Pakudin V.Z., Lopatina L.M. Metody ocenki ekologicheskoj plastichnosti sortov sel'skokhozyajstvennykh rastenij [Methods of evaluation of an ecological plasticity of varieties of agricultural plants]. Moscow, 1971. pp. 113-121.
7. Nettevich E.D., Morgunov A.I., Maksi-menko M.I. Povyshenie effektivnosti otbora yarovoj pshenicy na stabil'nost' urozhaynosti i kachestva zerna [Increase of efficacy of selection of spring wheat on stability of productivity and grain quality]. Vestnik sel'skokhozyajstvennoj nauki, 1985. no. 1. pp. 66-73.
8. Khangil'din V.V. O principakh modeli-rovaniya sortov intensivnogo tipa [About principles of simulation of varieties of an intensive type]. Genetika kolichestvennykh priznakov sel'skokhozyajstvennykh rasteniy. [Genetics of quantitative characters of agricultural plants]. Moscow, 1978. pp. 111-116.
9. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta [Methodics of a field experiment]. Moscow, 1968.335 p.
