CC BY
369
ANTI-STRESS HIGH YIELDING TECHNOLOGY (ANTI-STRESS HIGH YIELDING FARMING)
OF SPRING WHEAT
V.S. Sergeev, R.G. Gilmanov
Summary. The research on the effect of biologics and bioactivated complex fertilizers with macro - and micronutrients on yield and quality of spring wheat, plant resistance to disease and stress in the field and work experience was carried out.
The use of biologics and bioactivated fertilizers on crops of spring wheat allowed to increase the safety and productive tilling capacity of plants, to increase the number of grains per ear, and its mass, which ultimately contributed to obtain grain yield increase from 0.06 to 0.51 t / ha with respect to the control variant. The prevalence and intensity of development of root rot pathogens in crops decreased to 3 times even in the background, using additional treatment option Biopolimik - «Cu» in booting phase of spring wheat. Foliage application of fertilizer Biopolimik «Complex» contributed to the largest increase in the content of crude gluten and protein in the grain. In all the studied variants the crude gluten corresponded to second (satisfactory weak - 80-90 units. IDK device-1) quality group. Glassiness on experience variants varied slightly. Net income from 1 ha and the prohability of crop production on the background variant for foliar feeding by fertilizer biopolimik «Complex» is signifacntly higher than those of the other variants considered by obtaining the highest yield of grain. The use of biologics and bioactivated fertilizer in tank mixtures with herbicides on crops production has contributed to increase of spring wheat production from 18 to 43%.
Key words: biologics, bioactivated fertilizers, spring wheat, root rot, yield structure, grain quality.
УДК 633.11
ДЛИНА ВЕРХНЕГО МЕЖДОУЗЛИЯ И ВЫСОТА РАСТЕНИЯ КАК СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
С.Б. ЛЕПЕХОВ, научный сотрудник Н.И. КОРОБЕЙНИКОВ, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
Алтайский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. В статье представлены результаты исследований по изучению морфобиологических признаков 47 коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы степного экологического типа различного эколого-географического происхождения, проведенных в 2010-2012 гг. Цель исследования - сравнение эффективности оценки засухоустойчивости сортов и линий яровой мягкой пшеницы по длине верхнего междоузлия и высоте растения на фоне естественной засухи. Почва участка, расположенного на опытном поле Алтайского НИИСХ Россельхозакадемии, - чернозём выщелоченный. В 2010 г. наблюдалась засуха в первой половине вегетации. Для 2011 г. была характерна умеренная почвенная засуха на протяжении всего периода вегетации. Погодные условия 2012 г. характеризовались устойчивой экстремальной засухой. Сорта высевали по двум предшественникам (пар, пшеница). Повторность трёхкратная с рендомизацией внутри блока. Элементы структуры урожая определяли на основе анализа 30 растений каждого сорта. Критерием засухоустойчивости сорта выступала его урожайность на фоне естественной засухи, для которой рассчитывали генотипические коэффициенты корреляции с высотой растения и длиной верхнего междоузлия.
Статистически значимая сопряжённость значений этих признаков с урожайностью и продуктивностью главного колоса в засушливых условиях установлена для пар «высота растения - урожайность» -
0,30...0,72; «высота растения - масса зерна главного колоса» - 0,29.0,76; «длина верхнего междоузлия -урожайность» - 0,28.0,66;
«длина верхнего междоузлия - продуктивность главного
колоса» - 0,38.0,64. Группы сортообразцов, значимо отличающиеся по длине верхнего междоузлия, в меньшем числе случаев имели достоверные различия по элементам урожайности, чем аналогичные группы, выделенные по высоте растения (50 % случаев против 78 %). Наиболее пригодный признак оценки засухоустойчивости сортов мягкой пшеницы, из двух рассматриваемых, - высота растения. Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, засухоустойчивость, высота растения, длина верхнего междоузлия.
Сегодня существует множество полевых, лабораторно-полевых и лабораторных методов диагностики засухоустойчивости растений.
В пределах одной или нескольких почвенноклиматических зон засухи могут отличаться по времени наступления, длительности и интенсивности проявления. В зависимости от этого используют различные методы оценки засухоустойчивости сортов. Как правило, исследователи применяют одновременно несколько разных методов, суть которых заключается в изучении отдельных процессов, признаков и свойств, закономерно изменяющихся в условиях засухи. В Алтайском НИИСХ к числу таких признаков относят элементы структуры урожая. Помимо непосредственных при-
Таблица 1. Результат трёхфакторного дисперсионного анализа длины верхнего междоузлия и высоты растений яровой мягкой пшеницы (2010-
2012 гг.)
F Рфкт. 0,(5 Доля вклада, %
Фактор № верхнее междоузлие высота растения верхнее междоузлие высота растения
Год (А) 3,0 3904 3205 73,7 64,1
Предшественник (В) 3,9 1039 2161 9,8 21,6
Генотип(С) 1,4 12,9 9,4 5,6 4,3
Взаимодействие: АхВ 3,0 128 70 2,4 1,4
Ах С 1,3 1,7 1,6 1,5 1,4
ВхС 1,4 1,0 0,8 0,4 0,3
АхВхС 1,3 1,5 1,2 1,3 1,1
Случайные факторы (Е) - - - 5,3 5,6
Таблица 2. Генотипические коэффициенты корреляции высоты растения и длины верхнего междоузлия с урожайностью и массой зерна главного колоса в различных вариантах опыта (2010-2012 гг.)
Пара признаков 2010 г. 2011 г. 2012 г.
пар 1 пшеница пар 1 пшеница пар пшеница
Междоузлие - урожайность 0,22 0,35 0,39 0,12 0,28 0,66
Высота - урожайность 0,30 0,50 0,45 0,16 0,32 0,72
Междоузлие - масса зерна колоса 0,25 0,38 0,46 0,20 0,45 0,64
Высота - масса зерна колоса 0,29 0,54 0,47 0,39 0,58 0,76
Критическое значение г = 0,28 при Р = 0,05
знаков продуктивности учитываются длина верхнего междоузлия, высота растения, биомасса, Кхоз.
Установлена высокая корреляционная взаимосвязь высоты растения и длины верхнего междоузлия с засухоустойчивостью сорта [1...3], особенно в период колошения яровой пшеницы [4].
Для озимой пшеницы показано, что признак «длина верхнего междоузлия» можно использовать при отборе высокопродуктивных растений, особенно у низко- и среднерослых форм. Корреляционный анализ выявил тесную положительную связь между величиной этого показателя и урожайностью и менее выраженную -между высотой растений и урожайностью [5].
Однако возникает вопрос о необходимости одновременного измерения высоты растения и длины верхнего междоузлия. В связи с этим цель нашей работы - проверка эффективности оценки засухоустойчивости сортов и линий яровой мягкой пшеницы по длине верхнего междоузлия и высоте растения на фоне естественной засухи.
Условия, материал и методы. Материалом для исследования послужили 47 сортов степного экологического типа различного географического происхождения и групп спелости. Эксперимент проведён в 2010-2012 гг. на опытном поле Алтайского НИИСХ Россельхозакадемии. Сорта высевали по двум предшественникам (пар, пшеница) в 2010 г. ручной сеялкой, учётная площадь делянки 1 м2, в 2011 и 2012 - сеялкой ССФК-7 на делянках площадью 2 м2.
Повторность трёхкратная с рендомизацией внутри блока. Элементы структуры урожая определяли на основе анализа 30 растений каждого сорта. Уборку в 2010 г. осуществляли вручную с последующим обмолотом на сноповой молотилке, в 2011 и 2012 гг. - комбайном Сампо 130. Критерием засухоустойчивости сорта выступала его урожайность в условиях естественной засухи.
Засухи различной длительности и интенсивности наблюдались во все годы исследований. Метеоусловия 2010 г. можно охарактеризовать как засушливые в первой половине вегетации и влажные во второй.
Среднесуточные температуры первых двух декад июня были на 2.4 С0 выше среднемноголетних, а в июле осадков выпало на 77 % больше среднемноголетней месячной нормы, что способствовало развитию болезней и полеганию. Практически весь вегетационный сезон 2011 г., исключая конец мая - начало июня, был засушливым с повышенными температурами в мае
Таблица 3. Генотипические коэффициенты корреляции степени снижения длины верхнего междоузлия и высоты растения со снижением урожайности и урожайностью в самых засушливых условиях (2011-2012 гг.)
Признак 2011 г. 2012 г.
пшеница пар пшеница
Снижение длины междоузлия - снижение урожайности Снижение высоты растения - снижение урожайности Снижение длины междоузлия - урожайность Снижение высоты растения - урожайность 0,27 0,23 -0,14 -0,11 0,23 0,19 -0,32 -0,31 0,71 0,76 -0,68 -0,67
и июне. Сумма осадков за вегетацию составила 73 % от среднемноголетнего значения. Погодные условия 2012 г. характеризовались устойчивой экстремальной засухой, которая заключалась в повышенном фоне среднесуточных температур воздуха в мае и июне с последующими обильными дождями в 1 декаде июля и практически полным их отсутствием в конце периода вегетации. В конечном итоге это привело к снижению урожайности всех генотипов, особенно при посеве по зерновому предшественнику.
Результаты и обсуждение. Наиболее благоприятные условия для растений пшеницы сложились в
2010 и 2011 гг. по паровому предшественнику, где средняя урожайность находилась на уровне 258.266 г/м2 (среднеранняя группа), 266.287 г/м2 (среднеспелая группа) и 259.330 г/м2 (среднепоздняя группа). Самую низкую продуктивность сорта сформировали в 2012 г. по зерновому предшественнику - 60, 67 и 45 г/м2 в соответствующих группах спелости. Среднегрупповая урожайность генотипов в другом варианте опыта в этот год находилась в интервале 129.179 г/м2.
Прежде всего, следует отметить высокую чувствительность рассматриваемых признаков к внешним условиям (более 80 % от общей изменчивости) и невысокий вклад фактора «генотип». Однако чрезвычайно низкая остаточная вариация позволила дифференцировать сортообразцы во всех группах спелости в каждом варианте опыта, как по длине верхнего междоузлия, так и по высоте растения. Статистически достоверные взаимодействия факторов «год х предшественник» и «год х генотип» указывают на нелинейность реакций генотипов по исследуемым признакам (табл. 1).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что и высота растения, и длина верхнего междоузлия вполне подходят для изучения реакций генотипов на различные факторы окружающей среды. Значимая сопряжённость этих признаков с урожайностью сортов и продуктивностью главного колоса в засушливых условиях может указывать на их пригодность для характеристики засухоустойчивости (табл. 2).
В имеющемся спектре агроэкологических условий высота растения сильнее сопряжена с урожайностью и массой зерна главного колоса, чем длина верхнего междоузлия. Оба рассматриваемых признака лишь с некоторой вероятностью говорят о засухоустойчивости сортов, но высота растения позволяет судить о ней с большей надежностью, чем длина верхнего междоузлия.
По признакам «длина верхнего междоузлия» и «высота растения» можно дифференцировать сорта на два, достоверно различающихся между собой, класса. В среднеранней группе число сортов, входящих
в один из таких классов, варьировало от 1 до 3 в каждом варианте опыта, в среднеспелой - от 4 до 7, в среднепоздней - от 2 до
4. Группы сортообразцов, значимо отличающиеся по длине верхнего междоузлия, в меньшем числе
случаев имели достоверные различия между собой по элементам урожайности (биомасса, общее число колосков в колосе, озернённость главного колоса, масса 1000 зёрен, масса зерна главного колоса и растения), чем аналогичные группы, выделенные по высоте растения: 50 % против 78 %. Этот факт позволяет более обоснованно выносить суждения о засухоустойчивости сортов, включая в анализ признаки их продуктивности, на основе разделения образцов по высоте растения.
Многолетние данные позволяют оценивать степень снижения признаков генотипов в контрастные годы и сравнивать их с аналогичным показателем для урожайности. Поиск подобных взаимосвязей выявил очень схожие значения для величин верхнего междоузлия и высоты растения (табл. 3). В засушливых условиях, как длина верхнего междоузлия, так и степень её снижения не позволяют лучше дифференцировать сорта по урожайности, чем высота растения или её уменьшение при засухе.
Мы установили, что соотношение длин верхнего междоузлия и целого растения с ухудшением условий уменьшается (0,45 - 0,38 - 0,36 по пару для всего набора сортов и 0,47 - 0,40 - 0,27 по пшенице в 2010,
2011 и 2012 гг. соответственно). То есть рост верхнего междоузлия чувствителен к неблагоприятным условиям среды. Подавляется ли рост последнего междоузлия относительно всего растения в большей степени у сортов со слабой засухоустойчивостью? Расчет генотипических коэффициентов корреляции этого соотношения и урожайности показал наличие между ними слабой связи (от -0,05 до +0,19) в 5 из 6 вариантов опыта. В последнем случае (пшеница,
2012 г.) урожайность была теснее сопряжена непосредственно с высотой растения и длиной колосонесущего междоузлия. Корреляции с продуктивностью главного колоса находилась на столь же низком уровне (от -0,10 до +0,28), а ситуация в самых жёстких условиях была аналогична урожайности.
Коэффициент вариации длины верхнего междоузлия в различных агроэкологических условиях также не дает возможности хорошо дифференцировать генотипы по засухоустойчивости. Коэффициент его корреляции с урожайностью сортов в каждом варианте
опыта, за исключением зернового предшественника в
2012 г. (г = -0,56), ниже табличного значения. В последнем случае коэффициент вариации высоты растений теснее сопряжён с урожайностью (г = -0,62). При этом не следует забывать, что непосредственно высота растений в 2012 г. коррелировала с урожайностью ещё лучше (см. табл. 2).
Г.В. Удовенко [6] выдвинул основные требования к методам диагностики устойчивости растений с точки зрения селекционной практики. Теперь, исходя из изложенного, попытаемся оценить пригодность обсуждаемых признаков для характеристики засухоустойчивости сортов и линий мягкой пшеницы.
Надёжность и достоверность результатов оценки: благодаря низкой ошибке опыта при измерении рассматриваемых признаков, практически всегда можно установить достоверные отличия между сортами. Высота растения лучше дифференцирует генотипы по группам устойчивости, чем длина верхнего междоузлия и с большей степенью коррелирует как с урожайностью, так и с другими признаками продуктивности в условиях засухи.
Техническая простота и высокая производительность метода: наиболее простым для изучения признаком следует считать высоту растения, которую можно измерить однократно в полевых условиях [7]. Для определения длины верхнего междоузлия необходим лабораторный анализ.
Объективность оценки: при соблюдении принципа слепого эксперимента и случайного выбора растений для структурного анализа оба метода объективны.
Сохранность растений для получения семенной продукции: оба метода позволяют свободно получить семена с исследованных растений.
Выводы. Таким образом, наиболее информативным, экономящим время, признаком оценки засухоустойчивости сортов мягкой пшеницы, из двух рассматриваемых, необходимо признать высоту растения. При этом не следует забывать, что никакой морфологический признак сам по себе в отрыве от остальных морфологических или физиологических особенностей не может выступать в качестве единственного и достаточного критерия оценки засухоустойчивости сорта.
Литература.
1. Ионова Е.В. Проводящая система колосонесущего междоузлия озимой пшеницы в условиях засухи // Вестник Российской академии с.-х. наук. 2009. №3. С. 55 - 57.
2. Саурмельх И.А. Результаты оценки засухоустойчивости образцов яровой пшеницы// Селекция и семеноводство. 1977. № 6. С. 56 - 57.
3. Кириченко Ф.Г., Нефедов А.В. О создании сортов озимой пшеницы для непаровых предшественников // Селекция и семеноводство. 1982. №7. С. 10 - 14.
4. Кандауров В.И., Мовчан В.К. Засухоустойчивость, биологические и морфо-физиологические признаки яровой пшеницы //Повышение засухоустойчивости зерновых культур. М.: Колос, 1970. 223 с.
5. Пучков Ю.М., Кудряшов И.Н., Набоков Г.Д. О возможности использования признака «длина верхнего междоузлия» при отборе на продуктивность у озимой пшеницы // Селекция и семеноводство. 1993. №1. С. 12 - 16.
6. Удовенко Г.В. Требования к методам диагностики устойчивости растений при использовании их в селекционной практике // Методы оценки устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды: Тезисы докл. Ленинград, 1973. С. 3 - 4.
7. Изучение мировой коллекции пшеницы: методические указания/ Под редакцией В.Ф. Дорофеева. Ленинград, 1984. 25 с.
THE LENGTH OF UPPER INTERNODE AND HEIGHT OF THE PLANTS AS METHOD OF ASSESSMENT OF DROUGHT RESISTANCE VARIETIES OF SOFT WHEAT
S.B. Lepekhov, N.I. Korobeynikov
Summary. Results of researches are presented in article for 2010-2012 on studying morphobiological features of 47 spring soft wheat cultivars steppe ecological type from different ecologo-geographic origin. The aim of the research comparing the effectiveness evaluation of drought resistance of cultivars and lines of spring wheat on the length of the upper internode and the height of the plant in natural drought conditions. The study was conducted on the experimental field of the Altai research Institute of agriculture of Russian agricultural Academy. The soil of the experimental plot is a leached chernozem. In 2010 there was a drought in the first half of vegetation. For 2011 was characterized by a moderate drought during the whole vegetation period. Weather 2012 characterized by sustainable extreme drought. Varieties sown on two fore crop (fallow land, crop remains). There were 3 replicates of the experimental
materials with randomization into repetition. Elements of the yield structure were determined on the basis of analysis of 30 plants of every cultivar. Criterion drought resistance varieties performed yield on a background of natural drought, which was calculated correlation coefficients for the height of the plant and the length of the upper internode. A statistically significant correlations of values of these characteristics with the yield varieties and productivity of the main spike in dry conditions were detected (0,30-0,72 - plant height - yield; 0,29-0,76 - plant height - weight of productivity of the main spike; 0,28-0,66 - length of upper internode - yield; 0,38-0,64 - length of upper internode - productivity of the main spike. Groups varieties, significantly different from each other along the length of the upper internode, in fewer cases there were significant differences in elements yields than those allocated to the height of the plant (50% of cases to 78%). The most suitable feature assessment of drought resistance varieties of soft wheat of the two considered is the height of the plants.
Keywords: spring soft wheat, drought resistance, plant height, the length of the upper internode.
УДК 631.5275 (571.1)
мнoгoБиoтипныЕ copta - резерв ycro^mOra ПРOИЗВOДСТВA ЗЕРНА ЯРOВOЙ ПШЕНИЦЫ В СИБИРИ
Ю.П. ЛОГИНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
А.А. КАЗАК, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
ГАУ Северного Зауралья
А.А. ЮДИН, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий сотрудник
Иркутский НИИСХ Россельхозакадемии
E-mail: [email protected]
Резюме. В зависимости отвлагообеспеченности и плодородия полей сбор зерна яровой пшеницы в Сибири варьирует от 1,5 до 4,0 т/га и более. При современном уровне культуры земледелия устойчивое получение урожайности на уровне
2.5...3.0 т/га во многом зависит от сорта. Исследования проводили в 1985-2008 гг. с целью изучения продуктивности многобиотипныхи однобиотипных сортов яровой пшеницы во влажные и сухие годы, а также определения их соотношения при производстве элитных семян. Почва опытного участка -чернозём выщелолченный тяжелосуглинистый по механическому составу. Содержание гумуса 7,6 %, азота, фосфора и калия - среднее, реакция почвенного раствора - 6,7. Использование метода электрофореза в изучении спектрального анализа запасных белков
зерновки пшеницы показало, что сорта Тюменская 80, Омская 9, Сибаковская 3, Курганская 1 относятся к числу многобио-типных, а Тулунская 12, Бурятская 34, Шадринская, Вера - к однобиотипным. В засушливые годы многобиотипные сорта устойчиво формировали урожай на уровне 2,4...3,2т/га и превосходили однобиотипные сорта.
Во влажные годы урожайность однобитипных сортов интенсивного типа была выше, чем у многобиотипных, и составляла
4.3...5.5 т/га. Сорт Тюменская 80 состоит из трёх биотипов в соотношении 61,3:35,5:3,2. Его стабильность поддерживается благодаря первому и второму биотипу. По качеству зерна оба они отвечают требованиям к сильной пшенице, а по реакции на засуху и по устойчивости к болезням первый биотип уступает второму. Кроме того, первый биотип более требова-
телен к фону питания. В разные по метеоусловиям годы и на разных фонах питания биотипы дополняют один другой, что обеспечивает получение устойчивой урожайности на уровне 3.4 т/га (максимальная 6,4 т/га). Семеноводство многобио-типных сортов пшеницы необходимо вести с использованием метода электрофореза запасных белков зерновки. Для сорта Тюменская 80 оптимальное соотношение первого биотипа ко второму составляет 35:65.
Ключевые слова: Сибирь, яровая пшеница, сорт однотипный, сорт многобиотипный, электрофорез, семеноводство, урожайность, качество зерна, сорт Тюменская 80.
Сибирь - экономически важный регион России. Её природно-климатические условия позволяют выращивать широкий набор сельскохозяйственных культур, хотя значительная часть территории относится к зоне рискованного земледелия [1].
Сибирь занимает площадь 5500 тыс. км2, которая простирается с севера на юг на 2000 км, а с запада на восток - на 4000 км. Климат резко континентальный, продолжительность безморозного периода - от 74 (Восточная Сибирь) до 120 (Западная Сибирь) сут.
1995-2000 гг. 2001-2005 гг. 2006-2010 гг. 1995-2000 гг. 2001-2005 гг. 2006-2010 гг.
Рис. 1. Урожайность однолинейных и многолинейных сортов яровой пшеницы в разные по увлажнению годы: А - многолинейные сорта; Б - однолинейные сорта: □ - засушливые годы; ■ - влажные годы.
