CC BY
86
УДК 633.111:631.524
изменение урожайности и элементов ее структуры у сортов яровой пшеницы разных периодов сортосмены
В.Г. ЗАХАРОВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
О.Д. ЯКОВЛЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Институтская, 19, пос. Тимирязевский, Ульяновская обл., 433315, Российская Федерация E-mail: [email protected]
Резюме. На модельном наборе из 12 сортов яровой мягкой пшеницы, составляющих сортосмену культуры в Ульяновской области, проведены исследования по оценке роли сорта и сортосмены в повышении урожайности, изучению динамики изменения элементов ее структуры в процессе селекции. Исследования проводили на полях Ульяновского НИИСХв 2006-2012 гг. Метеорологические условия в годы исследований отличались контрастностью. Посевы размещали по предшественнику сиде-ральный пар. Почва - слабо выщелоченный, тяжелосуглинистый чернозем с содержанием гумуса 5,2%. Закладку опытов, наблюдения и предусмотренные учеты проводили по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур». На сегодняшний день в Ульяновской области с учетом морфотипов сортов, использования исходного материала при их создании, продолжительности возделывания в производстве определено 6 периодов сортосмены. Направленная селекция на повышение продуктивности позволила обеспечить за 68-летний период прирост урожайности на 11,3 ц/га. Рост урожайности с каждым новым периодом сортосмены сопровождался изменением элементов структуры урожайности. Длина колоса увеличивалась на 0,39 см, масса колоса - на 0,125 г, количество колосков в колосе - на 0,52 шт., количество зерен в колосе - на 1,1 шт., масса зерна с главного побега - на 0,08 г, масса 1000 зерен - на 1,36 г. Выявлена сильная корреляционная связь между урожайностью и длиной колоса (0,83), массой колоса (0,86), количеством колосков в колосе (0,80), количеством зерен в колосе (0,80), массой главного побега (0,79), массой зерна с главного побега (0,83), массой 1000зерен(0,70). Оптимальным сочетанием элементов структуры урожайности отличаются сорта, относящиеся к последним периодам сортосмены. Ключевые слова: яровая пшеница, урожайность, сорт, элементы структуры урожайности, масса 1000 зерен, сортосмена. Для цитирования: Захаров В.Г., Яковлева О.Д. Изменение урожайности и элементов ее структуры у сортов яровой пшеницы разных периодов сортосмены //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 10. С. 53-57.
Известно, что новый сорт и гибрид служат самым реальным и эффективным средством повышения продуктивности агроценозов [1]. Селекционный прогресс в последние годы значительно ускорился и поэтому в приросте урожайности его значение постоянно возрастает [2]. Оценке роли сорта и сортосмены в увеличении сбора и повышении качества продукции посвящено большое количество исследований [3-7].
Вместе с тем высокоурожайные сорта, по сравнению с потенциально менее продуктивными, оказываются чувствительнее к климатическим и погодным факторам, что приводит к значительной межгодовой вариабельности урожайности [8]. По другим данным, между потенциальными и фактически полученными урожаями существует определенный параллелизм, что позволяет авторам утверждать, что фактический сбор продукции не увеличивается, если не улучшается генетический потенциал [9-10].
В этой связи, одно из условий роста урожайности -это повышение экологической устойчивости новых сортов через повышение адаптивности [10, 11], что, по
мнению Арауса Araus), должно быть направлением селекционной работы первостепенного значения и входить в состав важнейших национальных научных программ в большинстве развитых стран мира [8, 12].
За период существования научной селекции в разных зонах России, а также за рубежом прошло несколько периодов сортосмены, в результате которых отмечено увеличение продуктивности новых сортов, которое сопровождается изменением элементов структуры урожайности.
Структура урожайности - это комплекс элементов, из которых слагается продуктивность ценоза. Считается, что урожай зерна зависит от четырех основных компонентов: числа продуктивных растений на единицу площади, числа продуктивных колосьев на растении, числа зерен в колосе, веса зерновки (массы 1000 зерен) [13]. Изучение отдельных элементов структуры, их корреляционной зависимости, закономерности наследования и вклада в урожайность зерна, по мнению многих исследователей, имеет практическое значение, способствующее успеху селекционной работы через повышение надежности отбора по тем или иным признакам [14-16].
Цель наших исследований состояла в оценке роли сорта яровой пшеницы в повышении урожайности и определении динамики изменения элементов структуры урожайности в процессе селекции.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2006-2012 гг. на опытном поле Ульяновского научно-исследовательского института сельского хозяйства. Яровую пшеницу размещали по предшественнику сидеральный пар. Посев проводили сеялкой СН-16 в четырехкратной повторности на делянках площадью 30-35 м2. Норму высева устанавливали из расчета 550 всхожих семян на 1 м2. Закладку опытов, наблюдения и предусмотренные учеты проводили по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» [17]. Во время вегетации растений проводили фенологические наблюдения, глазомерные оценки стеблестоя в фазы полных всходов, колошения и восковой спелости. После появления всходов на тестовых делянках закрепляли учётные площадки, на которых подсчитывали количество взошедших растений, а перед уборкой отбирали снопы для анализа структуры урожая. У типичных растений с учетных площадок определяли следующие показатели: продуктивная кустистость, высота растений, количество колосков в колосе, масса главного побега, число зерен с колоса, масса зерна с главного побега, масса 1000 зёрен, масса растения. Учет урожайности с делянок проводили методом сплошного обмолота комбайном SAMPO-130. Зерно приводили к 14% влажности и 100% физической чистоте по общепринятым методикам. Агротехника возделывания общепринятая для культуры.
Почвы опытного участка представлены слабо выщелоченным тяжелосуглинистым черноземом. Мощность гумусового горизонта 0,79 м, содержание гумуса 5,2%, реакция рН водной вытяжки верхнего горизонта 7,0, вниз по профилю увеличивается до 8,1.
Почвы не засолены легко растворимыми солями, высоко обеспечены питательными веществами. Удельный вес горизонтов почв составляет 2,612,74 г/см3. Объемная масса верхнего горизонта
1,13 г/см3. Порозность верхнего горизонта 56,7%, аэрация 18,6%. Запас влаги по предельной полевой влагоемкости (ППВ) составляет 3813 м3/га.
За период исследований погодно-климатические условия были контрастными, что позволило провести дифференциацию изучаемых количественных признаков. Наиболее благоприятными для роста и развития растений, и, соответственно, реализации потенциала урожайности яровой пшеницы были 2006 (ГТК = 1,1), 2008 (ГТК = 1,0), 2011 (ГТК = 1,3) годы. В 2010 г. проявилось действие сильнейшей засухи (ГТК = 0,3). Удовлетворительные условия сложились в 2007 (ГТК = 1,2), 2009 (ГТК = 0,8) и 2012 (ГТК = 1,3) годах, когда выпадение осадков было неравномерным в течение вегетационного периода.
Материалом для проведения исследований был модельный набор сортов яровой мягкой пшеницы, представляющих сортосмену культуры в Ульяновской области: Лютесценс 62, Саратовская 36, Волжанка, Кутулукская, Симбирка, Ишеевская, Л-503, Землячка, Экада 6, Экада 70, Симбирцит, Маргарита, Ульяновская 100 (семена получены в отделе селекции Ульяновского НИИСХ).
Дисперсионный, регрессионный и корреляционный анализ данных проводили по Б.А. Доспехову [18] с использованием компьютерных программ «AGROS» и Microsoft Office Excel 2007.
результаты и обсуждение. Для изучения изменения урожайности яровой пшеницы и элементов ее структуры в процессе селекции, проведен анализ сортосмены этой культуры в Ульяновской области. С учетом морфотипов сортов, использования исходного материала при их создании, продолжительности возделывания в производстве на сегодняшний день мы определили 6 периодов сортосмены (табл. 1).
К первому периоду относится сорт Лютесценс 62, второй представлен сортом Саратовская 36. К третьему этапу отнесены 3 сорта: Волжанка (1978-1987 гг.), Кутулукская (1979-1992 гг.) и Симбирка (1986-2002 гг.). Сорта этого периода обеспечивают 15% прибавку урожайности по отношению к Лютесценс 62. На четвертом этапе к возделыванию были допущены сорта Ишеев-ская (1992-2003 гг.), Л-503 (1993-2008 гг.) и Землячка (1999-2009 гг.). Прибавка урожайности за этот период составила 25%, или 6,5 ц/ га к соответствующему показателю Лютесценс 62. В пятый период сортосмены включены сорта: Экада 6 (2005 г.), Симбирцит (2007 г.), Экада 70 (2007 г.) и Маргарита (2008 г.). Их урожайность в среднем составила 146% к уровню Лютесценс 62. К шестому периоду сортосмены отнесен сорт Ульяновская 100, который допущен для возделывания в Ульяновской области с 2012 г. Его продуктивность в среднем несущественно отличается от урожайности сортов пятого периода (37,2 ц/га). Мы считаем, что этот период будет включать
в себя сорта целевого назначения, различающиеся по своим биологическим особенностям, и, вероятно, их продуктивность может и не превзойти потенциал сортов предыдущего этапа. К такому заключению подводит и то, что реально достигнутая урожайность сортов пятого периода максимально приближается к расчетным величинам потенциальной урожайности по биоклиматическому потенциалу (КПДФАР) [19].
Для определения вклада периодов сортосмены в рост урожайности был проведен регрессионный анализ. Уравнение линейной регрессии имеет следующий вид: у = 2,54х + 22,93, где у - урожайность, х - период сортосмены. Из него следует, что за каждый новый период сортосмены урожайность сортов возрастала на 2,5 ц/га. Проведенный корреляционный анализ выявил наличие сильной связи урожайности зерна с периодом сортосмены г = 0,97. Коэффициент детерминации свидетельствует о том, что в 94% случаев сортосмена обусловливала повышение уровня урожайности.
Полученные результаты показывают, что направленная селекция на увеличение продуктивности обеспечила прирост урожайности на 11,3 ц/га за 68-летний период, что в расчете на 1 год составило 16,6 кг.
Рост урожайности с каждым новым периодом сортосмены сопровождается изменением элементов ее структуры.
В среднем по количеству растений, сохранившихся к уборке на единице площади, существенные отличия от других имели два сорта: Волжанка (391,7 шт./м2) и Л-503 (407,7 шт./м2), у них самые высокие показатели этого признака. У сортов Кутулукская (331,7 шт./м2) и Симбирка (332,3 шт./м2) самые низкие значения. Проведенный корреляционный анализ не выявил наличия сильной связи периода сортосмены с количеством растений (г = 0,32) (табл. 2).
Количество продуктивных стеблей на единице площади у сортов яровой пшеницы варьировало в пределах от 402,3 шт./м2 (сорт Землячка) до 503,6 шт./м2 (сорт Л-503). С прохождением сортосмены величина признака увеличивалась в среднем на 3,87 шт./м2. Уравнение линейной регрессии
Таблица 1. Урожайность сортов яровой пшеницы разных периодов сортосмены, 2006-2012 гг.
Период сортосмены Сорт Год районирования Урожайность, ц/га Прибавка по отношению к Лютесценс 62
в % в ц/га
1 Лютесценс 62 1945 25,9 - -
Среднее за 1 период 25,9 - -
2 Саратовская 36 1962 27,8 7 1,9
Среднее за 2 период 27,8 7 1,9
3 Волжанка 1978 27,9 8 2,0
Кутулукская 1979 29,5 14 3,6
Симбирка 1986 32,4 25 6,5
Среднее за 3 период 29,9 15 4,0
4 Ишеевская 1992 32,4 25 6,5
Л-503 1993 32,4 25 6,5
Землячка 1999 32,4 25 6,5
Среднее за 4 период 32,4 25 6,5
5 Экада 6 2005 36,0 39 10,1
Экада 70 2007 37,9 46 12,0
Симбирцит 2007 38,1 47 12,2
Маргарита 2008 39,1 51 13,2
Среднее за 5 период 37,8 46 11,9
6 Ульяновская 100 2012 37,2 44 11,3
Среднее за 6 период 37,2 44 11,3
НСР05, ц/га по сортам 3,1
НСР ц/га по периодам 2,9
Коэффициент корреляции (r) урожайности c 0,97**
периодом сортосмены
* значимо на уровне 1%
Таблица 2. характеристика сортов по элементам структуры урожайности, 2006-2012 гг.
Сорт Количество, шт./м2 Продуктивная кустистость, шт. Длина колоса, см Масса колоса, г Количество, шт. Масса, г
растений продуктивных стеблей колосков в колосе зерен в колосе главного побега зерна с главного побега 1000 зерен
Лютесценс 62 359,1 421,9 1,18 7,6 1,08 13,8 23,6 2,2 0,8 32,0
Среднее за 1
период 359,1 421,9 1,18 7,6 1,08 13,8 23,6 2,2 0,8 32,0
Саратовская 36 349,1 463,4 1,35 6,9 1,30 13,3 23,9 2,4 0,9 35,0
Среднее за 2
период 349,1 463,4 1,35 6,9 1,30 13,3 23,9 2,4 0,9 35,0
Волжанка 391,7 452,1 1,20 7,5 1,31 14,7 24,6 2,4 0,9 35,7
Кутулукская 331,7 419,6 1,28 7,7 1,52 15,1 27,0 2,7 1,0 36,4
Симбирка 332,3 406,3 1,22 8,2 1,65 14,9 30,3 2,9 1,2 37,3
Среднее за 3
период 351,9 426,0 1,23 7,8 1,49 14,9 27,3 2,7 1,0 36,5
Ишеевская 364,4 445,7 1,24 8,0 1,69 15,7 26,9 2,8 1,0 39,3
Л-503 407,7 503,6 1,25 7,0 1,36 13,9 27,8 2,4 0,9 32,2
Землячка 338,9 402,3 1,19 8,2 1,61 16,3 28,3 2,9 1,1 37,9
Среднее за 4
период 370,3 450,5 1,23 7,8 1,55 15,3 27,7 2,7 1,0 36,5
Экада 6 378,6 489,9 1,30 8,5 1,54 15,2 27,7 2,5 1,0 35,2
Экада 70 357,0 420,0 1,19 8,8 1,84 17,1 28,7 3,1 1,2 40,4
Симбирцит 378,3 455,9 1,23 8,8 1,79 17,0 28,5 2,8 1,1 38,9
Маргарита 373,7 436,9 1,18 8,8 1,72 16,7 29,5 3,0 1,2 39,1
Среднее за 5
период 371,9 450,7 1,23 8,7 1,72 16,5 28,6 2,9 1,1 38,4
Ульяновская 100 349,0 451,7 1,35 9,3 1,69 15,5 28,5 3,0 1,1 39,5
Среднее за 6
период 349,0 451,7 1,35 9,3 1,69 15,5 28,5 3,0 1,1 39,5
Среднее по со-
ртам 362,4 443,8 1,24 8,1 1,55 15,3 27,3 2,7 1,0 36,9
НСР05 по сортам 45,3 46,2 0,2 0,4 0,2 0,7 2,2 0,3 0,1 1,9
НСР°5 по перио-
дам 44,7 45,4 0,2 0,4 0,2 0,8 1,9 0,3 0,1 1,8
Р с периодом
сортосмены 0,32 0,43 0,26 0,87* 0,95** 0,90* 0,90* 0,95** 0,95** 0,93**
Уравнение ре- У=1,04х У=3,87х + У=0,014х У=0,392х У=0,125х У=0,52х + У=1,10х + У=0,17х + У=0,08х + У=1,36х
грессии + 354,9 430,5 + 1,213 + 6,63 + 1,03 13,0 22,76 2,05 0,71 + 31,5
* значимо на уровне 5%; ** значимо на уровне 1%; в уравнениях регрессии: у сортосмены
имеет следующий вид: у = 3,87х + 430,5, где у - количество продуктивных стеблей, х - период сортосмены. Коэффициент корреляции (г = 0,43) определил наличие средней связи периода сортосмены с количеством продуктивных стеблей. Анализ данных показывает, что высокая продуктивность сформировалась у сортов пятого и шестого периодов сортосмены (Экада 6, Экада 70, Симбирцит, Маргарита и Ульяновская 100) с количеством продуктивных стеблей от 420 шт./м2 (Экада 70) до 489,9 шт./м2 (Экада 6) и продуктивной кустистостью от 1,18 (Маргарита) до 1,30 (Экада 6). Вместе с тем, последний показатель существенных различий между сортами не имел.
У изучаемых сортов колосья существенно различаются по длине. Самую большую длину колоса имеет сорт Ульяновская 100 (9,3 см), и она несущественно отличается от аналогичного показателя Симбирцита (8,8 см), но была существенно выше величин этого признака у других сортов. Сорта пятого периода по длине колоса несущественно различаются друг от друга (от 8,5 см до 8,8 см). Наименьшее значение этого признака имеют Саратовская 36 (6,9 см) и Л-503 (7,0 см). Существенно отличались по длине колоса от первого периода сортосмены следующие сорта: Симбирка (8,2 см), Землячка (8,2 см), Экада 6 (8,5 см), Экада 70 (8,8 см), Симбирцит и Маргарита (8,8 см) и Ульяновская 100 (9,3 см).
Проведенный корреляционный анализ показывает, что между длиной колоса и урожайностью существует достоверно высокая связь (г = 0,83). Признак «длина колоса» находился в сильной корреляционной связи с массой колоса (г = 0,78), количеством колосков в коло-
- элемент структуры урожайности, х - период
се (г = 0,82), озерненностью колоса (г = 0,66), массой главного побега (г = 0,79), массой зерна с главного побега (г = 0,81), массой 1000 зерен (г = 0,77) и периодом сортосмены (г = 0,87). С каждым последующим этапом длина колоса увеличивалась на 0,39 см, что демонстрирует уравнение линейной регрессии: у = 0,392х + 6,63, где у - длина колоса, х - период сортосмены.
С увеличением длины колоса на 1 см урожайность зерна повышалась на 0,497 т/га, что следует из уравнения линейной регрессии: у = 0,497х - 0,795, где у -урожайность, х - длина колоса.
Масса колоса варьировала у сортов в пределах от 1,08 г (Лютесценс 62) до 1,84 г (Экада 70). Все сорта существенно превышали Лютесценс 62 по этому признаку. С каждым периодом масса колоса увеличивалась на 0,125 г, что видно из уравнения линейной регрессии: у = 0,125х + 1,03, где у - масса колоса, х - период сортосмены. По этому признаку выделялись сорта 5 и 6 периодов (Экада 70, Симбирцит, Маргарита и Ульяновская 100), за исключением сорта Экада 6 (1,54 г), показатели которого несущественно отличались от сортов третьего и четвертого периодов: Кутулукской (1,52 г), Симбирки (1,65 г), Ишеевской (1,69 г), Л-503 (1,36 г) и Землячки (1,61 г). Выявлена высокая корреляционная связь массы колоса с его озерненностью и количеством колосков в нем (г = 0,83 и г = 0,87), массой главного побега (г = 0,9) и массой 1000 зерен (г = 0,91) (табл. 3).
В среднем за семь лет исследований количество колосков в колосе варьировало от 13,3 шт. (Саратовская 36) до 17,1 шт. (Экада 70). Сорта пятого периода сортосмены
Таблица 3. Матрица коэффициентов корреляции между урожайностью и элементами ее структуры, 2006-2012 г.
Урожайность, т/га Количество, шт./м2 Продуктивная кустистость, шт. Длина колоса, см Масса колоса, г Количество, шт. Масса, г
растений продуктивных стеблей колосков в колосе зерен в колосе зерна с 1 м2 главного побега зерна с главного побега 1000 зерен
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 1,00
2 0,14 1,00
3 0,11 0,77** 1,00
4 -0,02 -0,15 0,49 1,00
5 0,83** -0,18 -0,25 -0,09 1,00
6 0,86** -0,19 -0,22 -0,06 0,78** 1,00
7 0,80** -0,06 -0,33 -0,40 0,82** 0,87** 1,00
8 0,80** -0,14 -0,17 -0,14 0,66* 0,83** 0,66* 1,00
9 0,98** 0,23 0,19 -0,00 0,81** 0,84** 0,79** 0,74** 1,00
10 0,79** -0,35 -0,39 -0,09 0,79** 0,94** 0,83** 0,82** 0,76** 1,00
11 0,83** -0,31 -0,37 -0,14 0,81** 0,94** 0,82** 0,88** 0,79** 0,97** 1,00
12 0,70** 0,33 -0,39 -0,07 0,77** 0,91** 0,84** 0,60* 0,69** 0,92** 0,88** 1,00
* значимо на уровне 5%; ** значимо на уровне 1%
Экада 70, Симбирцит и Маргарита все годы стабильно формировали большее число колосков в колосе, значения которых существенно превышали показатели более ранних периодов, и, вместе с тем, несущественно отличались друг от друга. Исходя из рассчитанного уравнения линейной регрессии у = 0,52х + 13,0, где у - количество колосков, х - период сортосмены, с каждым новым периодом сортосмены величина признака увеличивалась в среднем на 0,52 шт. Проведенный корреляционный анализ выявил наличие сильных связей количества колосков в колосе с другими элементами структуры урожая: длиной колоса (г = 0,82), массой колоса (г = 0,87), озер-ненностью колоса (г = 0,66), массой главного побега (г = 0,83), массой зерна с главного побега (г = 0,82) и массой 1000 зерен (г = 0,84).
Количество зерен в колосе (озерненность) зависит от генотипа и факторов внешней среды. В условиях проведения исследований сорта различались по выраженности этого признака. Количество зерен в колосе варьировало от 23,6 шт. (Лютесценс 62) до 30,3 шт. (Симбирка). У сортов Симбирка, Ишеевская, Л-503, Землячка, Экада 6, Экада 70, Симбирцит, Маргарита и Ульяновская 100 количество зерен в колосе различалось несущественно, но было достоверно выше показателей сортов более ранних периодов: Лютесценс 62, Саратовская 36, Волжанка и Кутулукская. С прохождением периода сортосмены этот признак увеличивался на 1,1 шт., что следует из уравнения регрессии у = 1,10х+22,76, где у - количество зерен в колосе, х - период сортосмены. Проведенный корреляционный анализ выявил наличие сильной связи количества колосков в колосе с периодом сортосмены (г = 0,90) и другими элементами структуры: длиной колоса (г = 0,66) и его массой (г = 0,83), количеством колосков в колосе (г = 0,66), массой главного побега (г = 0,82), массой зерна главного побега (г = 0,88) и массой 1000 зерен (г = 0,60).
Данные многолетних опытов по анализу структуры урожайности показывают, что наибольшая продуктивность достигается в случае оптимального сочетания ее элементов. Более высокому урожаю пшеницы соответствуют большие значения следующих признаков: масса главного побега, масса зерна с главного побега, масса зерна с 1 м2 и масса 1000 зерен. Они находились в сильной корреляционной связи, как между собой, так и с урожаем зерна. В среднем, за семь лет исследований, самые высокие значения по этим признакам были отмечены у сортов 5 и 6 периодов сортосмены: Экада 70, Симбирцит, Маргарита и Ульяновская 100.
Масса зерна с 1 м2 варьировала в пределах от 199,4 г/м2 (Лютесценс 62) до 337,4 г/м2 (Маргарита). Существенно уступали по этому показателю сорта более ранних периодов, как в урожайные, так и в засушливые годы, за исключением сорта Саратовская 36, которая была на уровне более интенсивных сортов в острозасушливом 2010 г. (см. табл. 2).
Одновременно с увеличением выраженности обозначенных выше элементов структуры урожайности увеличивалась масса главного побега, которая находилась в пределах от 2,2 г (Лютесценс 62) до 3,1 г (Экада 70). Наибольшую массу главного побега имеют сорта последних периодов сортосмены Маргарита и Ульяновская 100 (3,0 г). Эти данные позволяют говорить о том, что рост урожайности зерна сортов с прохождением сортосмен сопровождался увеличением биологической массы побега.
Масса зерна с главного побега имеет большое значение в формировании урожая. Направленный селекционный отбор на увеличение этого показателя считается одним из наиболее перспективных в проводимой нами работе, так как в данной климатической зоне урожай зерна яровой мягкой пшеницы формируется, в основном, за счет главного побега (коэффициент корреляции с урожаем зерна г = 0,83). Его величина у изученных сортов за семь лет наших исследований варьировала от 0,8 г до 1,2 г. При этом сорта 5 и 6 периодов Экада 70 (1,2 г), Симбирцит (1,1 г), Маргарита (1,2 г) и Ульяновская 100 (1,1 г) существенно отличались в положительную сторону от менее интенсивных сортов. С каждым новым этапом масса главного побега повышалась на 0,08 г, что следует из уравнения линейной регрессии: у = 0,08х + 0,71, где у - масса главного побега, х - период сортосмены.
Высокая положительная корреляция массы зерна с главного побега наблюдается с периодом сортосмены (г = 0,95), длиной колоса (г = 0,81), массой колоса (г = 0,94), количеством колосков и зерен в колосе (г = 0,82 и г = 0,88), массой главного побега (г = 0,97) и массой 1000 зерен (г = 0,88).
Признак «масса 1000 зерен» отражает количество вещества, содержащегося в зерне, и его крупность и зависит от генотипа, климатических условий и элементов технологии возделывания. В засушливые годы у интенсивных сортов формируется менее выполненное зерно, так как им не хватает влаги для наполнения питательными веществами зерновки, поэтому у них масса 1000 зерен снижается до уровня мелкозерных экстенсивных сортов.
Максимальная масса 1000 зерен сформировалась в благоприятном 2007 г. у сорта Экада 70 (44,8 г). В среднем величина признака варьировала от 32,0 г до 40,4 г. Сорт Лютесценс 62 (32,0 г) и сорт третьего периода Л-503 (32,2 г) формируют зерно с наименьшей массой 1000 зерен. Крупное зерно сформировалось у сорта 4 периода -Ишеевская (39,3 г), у сортов пятого и шестого этапов -Экада 70 (40,4 г), Симбирцит (38,9 г), Маргарита (39,1 г), Ульяновская 100 (39,5 г). Их показатели несущественно отличались друг от друга и существенно превышали уровень массы 1000 зерен других сортов (см. табл. 2). Масса 1000 зерен имеет сильную корреляционную связь с элементами продуктивности колоса.
выводы. В результате проведенных исследований установлено, что направленная селекция на повышение продуктивности позволила обеспечить прирост урожай-
ности на 11,3 ц/га за 68-летний период, что в расчете на 1 год составило 16,6 кг. Рост урожайности сопровождался изменением элементов ее структуры, то есть продуктивность сортов яровой пшеницы изменялась одновременно с определяющими ее признаками. С каждым периодом сортосмены у сортов увеличивались показатели массы зерна с 1 м2 (+0,28 г за каждый период), массы главного побега (+0,17 г), массы зерна главного побега (+0,08 г), массы 1000 зерен (+1,36 г), длины колоса (+0,39 см), количества колосков в колосе (+0,52 шт.), количества зерен с колоса (+1,10 шт.). По массе 1000 зерен произошел явный прогресс, его дальнейшее увеличение селекционным путем является одним из резервов повышения продуктивности яровой пшеницы в условиях Средневолжского региона. Оптимальное сочетание этих элементов отмечено у сортов, относящихся к последним периодам сортосмены.
Литература.
1. Жученко А.А. Адаптивная селекция растений (эколого-генетические основы). М.: Агрорус, 2001. Т. 1. 780 с.
2. Гущина Н.Г. Экономически безопасные технологии возделывания яровой пшеницы: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Тверь, 2001. 21 с.
3. Silvey V. The contribution of new varieties to cereal yields in England and Wales between 1947 and 1983// Nat. Inst. Agr. Bot. 1986. Vol. 17. No 2. P. 155-168.
4. Austin R.B., Ford M.A., Morgan C.L. Genetic improvement in the yield of winter wheat: a further evaluation // J. Agric. Sci. 1986. Vol. 112. No 3. P. 295-301.
5. Федин М.А. Итоги и задачи государственного сортоиспытания// Селекция и семеноводство. 1985. № 4. С. 2-9.
6. Влияние сортосмены на уровень производства зерна / В.И. Нечаев, В.А. Александров, М.С. Валентин, В.В. Ивко, О.С. Стороженко, Р.Е. Бекетов// Зерновое хозяйство. 2001. № 1. С. 5-8.
7. Васильчук Н.С., Горбунов В.В., Гапонов С.Н. Важнейший фактор повышения производства высококачественного зерна //Вестник Саратовского государственного социально-экономического университета. 2004. № 8. С. 136-139.
8. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в России. М.: Агрорус, 2004. 1109 с.
9. Abeledo L.G., Calderini D.F., Slafer G.A. Genetic improvement of barley yield potential and its physiological determinants in Argentina (1944-1998)//Euphytica. 2003. Vol. 130. P. 325-334.
10. Slafer G.A., Calderini D.F. Importance of breeding for further improving durum wheat yield // Durum wheat breeding: current approaches and future strategies. New York: The Haworth Press, 2005. P. 87-95.
11. Meeting cereal demand while protecting natural resources and improving environmental quality / K.G. Cassman, A. Dobermann, D.T. Walters, H. Yang //Annual Review of Environment and Resources. 2003. Vol. 28. P. 315-358.
12. Plant breeding and drought in C3 cereals: what should we breed for? / J.L. Araus, G.A. Slafer, M.P. Reynolds, C. Royo//Annals of Botany. 2002. Vol. 89 (Special Issue). P. 925-940.
13. Лелли Я. Селекция пшеницы: Теория и практика. М.: Колос, 1980. 384 с.
14. Генетика признаков продуктивности яровых пшениц в Западной Сибири / В.А. Драгавцев, Р.А. Цильке, Б.Г. Рейтер, В.А. Воробьев, А.Г. Дубровская, Н.И. Коробейников, В.В. Новохатин, В.П. Максименко, А.Г. Бабакишиев, В.Г. Илющенко,
H.А. Калашник, Ю.П. Зуйков, А.М. Федотов. Новосибирск: Наука, 1984. 230 с.
15. Кривобочек В.Г. Селекция яровой мягкой пшеницы на продуктивность и качество зерна в Северном Казахстане: автореф. дис.... докт. с.-х. наук. Саратов, 1998. 48 с.
16. Селекционно-генетическое улучшение яровой пшеницы/А.А. Вьюшков, П.Н. Мальчиков, В.В. Сюков, С.Н. Шевченко. Самара: Самарский научный центр РАН, 2012. 266 с.
17. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур /под общей ред. М.А. Федина. М.: Госа-гропром СССР, 1985. Вып. 1. 270 с.
18. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
19. Захаров В.Г. Биоклиматический потенциал яровой мягкой пшеницы в Ульяновской области//Научные труды Ульяновского НИИСХ. Ульяновск: Ульяновский НИИСХ, 2014. Т. 20. С. 56-65.
CHANGE OF PRODuCTIVITY AND ELEMENTS OF ITS STRuCTuRE IN SPRING wHEAT VARIETIES
OF DIFFERENT PERIODS OF CuLTIVAR Changing
V.G. Zakharov, O.D. Yakovleva
Ulyanovsk Research Institute of Agriculture, ul. Institutskaya, 19, pos. Timiryazevsky, Ulyanovskaya obl., 433315, Russian Federation Summary. The studies on the evaluation of the role of the variety and cultivar changing in an increase in the productivity, on dynamics of changing of the elements of its structure during breeding processes were carried out on the model set from 12 varieties of spring winter wheat, which present the cultivar changing in Ulyanovsk region. The investigations were carried out on the fields of Ulyanovsk Agricultural Research Institute in 2006-2012. Meteorological conditions during the experiment were different. The preceding crop was green manure fallow. The soil is weakly leached, heavy loam black soil with the humus content of 5.2%. Establishment of the experiments, observations and surveys were carried out according to the «Methodology of State Variety Test of Crops». Currently, in Ulyanovsk region it is specified 6 periods of cultivar changing, taking into account the morphological types of varieties, source material for their creation, duration of cultivation in the production. Breeding, directed to the increase in productivity, enabled to ensure the additional yield of
I.13 t/ha per every stage of the cultivar changing during the 68-year period. The growth of the yield in every new period of the cultivar changing was accompanied by changes in the elements of the yield structure. The length of the ear increased by 0.39 cm, weight of the ear-by 0.125 g, the number of spikelets per a spike-by 0.52 pcs., the number of grains per an ear-by 1.1 pcs., the weight of grain from the main shoot-by 0.08 g, weight of 1000 grains-by 1.36. It was revealed a high correlation between the yield and ear length (0.83), ear weight (0.86), number of spikelets per a spike (0.80), number of grains per an ear (0.80), the mass of the main stem (0.79), the mass of grains from the main shoot (0.83), thousand grain weight (0.70). The varieties related to the last period of cultivar changing distinguished by the optimal combination of the elements of the yield structure.
Keywords: spring wheat, productivity, variety, elements of yield structure, thousand grain weight, cultivar changing.
Author Details: V.G. Zakharov, D. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: [email protected]); O.D. Yakovleva, Cand. Sc. (Agr.), senior
research fellow.
For citation: Zakharov V.G., Yakovleva O.D. Change of Productivity and Elements of Its Structure in Spring Wheat Varieties of Different Periods of Cultivar Changing. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. V. 29. No 10. pp. 53-57 (in Russ.).
