CC BY
49
DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10606 УДК 631.52:633.13
Конкурсное испытание сортов и линий овса в условиях Свердловской области
В. Е. КАРДАШИНА, Л. С. НИКОЛАЕВА
Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал Уральского Федерального аграрного научного центра Уральского отделения РАН, ул. Главная, 21, пос. Исток, Екатеринбург, 620061, Российская Федерация
Резюме. Цель исследований - испытание высокоурожайных сортов и линий овса, адаптированных к почвенно-климатическим условиям Среднего Урала. Полевые опыты проводили в 2012-2018 гг. в селекционном севообороте на темно-серой почве от легкосуглинистой до тяжелосуглинистой по гранулометрическому составу со следующими агрохимическими показателями: рНкс| - 5,7...7,0, содержание гумуса (по Тюрину) - 6,8...8,2 %. В 2012 и 2016 гг. величина гидротермического коэффициента (ГТК) находилась на уровне 0,51 и 0,70 соответственно, в 2014, 2015 и 2017 гг. - 2,22; 2,72 и 2,60, в 2018 г. - 1,54. Материалом для исследования служили 60.80 образцов сортов и линий овса. Оценку устойчивости к стрессовым условиям проводили по А. А. Гончаренко, параметров общей и специфической адаптивной способности (соответственно ОАС и САС), селекционной ценности генотипа (СЦП) и стабильности- по А. В. Кильчевскому и Л. В. Хотылевой, экологической пластичности (bi) - по S. A. Ebehart и W. A. Russell. Урожайность линий К1406, К1607, К1807, К2308 была выше, чем у стандарта Спринт 2 (4,60т/га), на 0,40.0,62 т/га. Масса 1000 зерен у стандарта (43,6 г) была ниже, чем у линии К1406 и сорта Стайер. Пленчатость у исследуемых генотипов была ниже, чем у стандарта (28,0 %), на 1,3.4,0 %. Линия К1406 и сорт Спринт 2 проявили относительно высокую устойчивость к неблагоприятным факторам среды. Их устойчивость к стрессу по разности минимальной и максимальной урожайности (У2-У1) составила соответственно 2,78 и 2,70 т/га. В среднем за годы исследований выделены перспективные высокоурожайные линии - К1807 и К2308, которые характеризовались высокой пластичностью (b=0,95 и b=0,96 соответственно), адаптивностью к местным условиям среды (0АС=0,16 и 0АС=0,24), а также высокой селекционной ценностью генотипов (СЦГ=2,83 и СЦГ=2,77).
Ключ евые слова: овес (Avena sativa L.), сорт, урожайность, пластичность, стабильность, адаптивность.
Сведения об авторах: В. Е. Кардашина, старший научный сотрудник (e-mail: [email protected]); Л. С. Николаева, старший
научный сотрудник
Для цитирования: Кардашина В. Е., Николаева Л. С. Конкурсное испытание сортов и линий овса в условиях свердловской области // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 6. С. 26-29. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10606.
Competitive Test of Oats Varieties and Lines under Conditions of the Sverdlovsk Region
V. E. Kardashina, L. S. Nikolaeva
Ural Agricultural Research Institute - the branch of the Ural Federal Agrarian Scientific Center of the Ural branch of the RAS, ul. Glavnaya, 21, pos. Istok, Ekaterinburg, 620061, Russian Federation
Abstract. The purpose of the research was to test the high-yield oats varieties and lines, adapted to the soil and climatic conditions of the Middle Urals. The field experiments were conducted in 2012-2018 in a breeding crop rotation on dark grey soil, which varied from light loamy to heavy loamy in granulometric composition with the following agrochemical indicators: pH(KCl) - 5.7-7.0, humus content (according to Tyurin) - 6.8-8.2%. In 2012 and 2016 the value of the hydrothermal coefficient was 0.51 and 0.70 respectively. In 2014, 2015 and 2017 it was 2.22, 2.72, and 2.60 respectively; in 2018 it was 1.54. The material for the study was 60-80 samples of oats varieties and lines. The resistance to stressful conditions was assessed according to Goncharenko's method. The parameters of the general and specific adaptive ability (GAA and SAA respectively), genotype breeding value (GBVi) and stability were assessed by Kilchevsky's and Khotyleva' methods; ecological plasticity (bi) were assessed by Eberhart's and Russell's method. The productivity of K1406, K1607, K1807, and K2308 lines was higher than that of Sprint 2 standard (4.60 t/ha) by 0.40-0.62 t/ha. For the standard line the mass of 1000 grains was lower (43.6 g) than for K1406 line and Stayer variety. The filminess of the studied genotypes was lower than of the standard one (28.0%) by 1.3-4.0%. K1406 line and Sprint 2 variety showed relatively high resistance to adverse environmental factors. According to the difference between the minimum and maximum yield (Y2 -Y1), their resistance to stress was 2.78 and 2.70 t/ha, respectively. On average over the years of the research, promising high-yield lines K1807 and K2308 were selected. They were characterized by high plasticity (bi = 0.95 and bi = 0.96, respectively), adaptability to local environmental conditions (GAA = 0.16 and GAA = 0.24), as well as high breeding value of genotypes (GBVi = 2.83 and GBVi = 2.77). Keywords: oats (Avena sativa L.); variety; yield; plasticity; stability; adaptability.
Author Details: V. E. Kardashina, senior research fellow (e-mail: [email protected]); L. S. Nikolaeva, senior research fellow.
For citation: Kardashina V. E., Nikolaeva L. S. Competitive Test of Oats Varieties and Lines under Conditions of the Sverdlovsk Region.
Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2019. Vol. 33. No. 6. Pp. 26-29 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10606.
Сорт - основа производства сельскохозяйственной продукции. Главное требование, предъявляемое к сорту - высокая урожайность [1]. Формирование потенциально высокого урожая зерна овса должно сочетаться с хозяйственно-ценными признаками и устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам [2, 3, 4]. Масса 1000 зерен характеризует семенные и технологические свойства, наряду с энергией прорастания и всхожестью, это важный показатель качества семян [5]. Пленчатость зерна - сортовой признак. Чем она ниже, тем выше пищевые и кормовые достоинства овса [6].
Оценка параметров адаптивной способности и стабильности сортов на конечном этапе селекционно-
го процесса позволяет с большей точностью выделять лучшие из них для Государственного испытания [7].
Для эффективной селекционной работы необходимо располагать набором сортов с высокой потенциальной продуктивностью, обладающих экологической пластичностью и стабильностью в различных агроклиматических условиях производства[8, 9].
В Нечерноземной зоне Урала (Свердловская область, Пермский край, Удмуртия) овес занимает 6.. .8 % посевных площадей зерновых и зернобобовых культур. В Свердловской области площади посевов овса в 2018 г. составили 58,13 тыс. га [10], из них на долю сортов Красноуфимской селекции приходилось 76,9 %.
Таблица 1. Метеорологические условия вегетационных периодов овса
Показатель Единица измерения 2012 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г.
Количество осадков мм 62 291 391 80 363 20,6
% от нормы 42 150 190 49 145 112
Среднесуточная температура °C 18,9 15,4 16,5 17,1 15,5 16,7
воздуха % от нормы 123 94 98 105 96 101
Сумма положительных тем- °C 1229 1306 1419 1448 1395 1336
ператур % от нормы 123 94 98 105 96 101
Гидротермический коэффи-
циент 0,51 2,22 2,72 0,70 2,60 1,54
Цель исследований - конкурсное испытание перспективных высокоурожайных сортов и линий овса, адаптированных к почвенно-климатическим условиям Среднего Урала.
Условия, материалы и методы. Работу проводили в 2012-2018 гг. в системе селекционного севооборота Красноуфимского селекционного центра (Уральский НИИСХ - филиал ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН). В конкурсном испытании ежегодно высевали 60...80 сортообразцов. Селекционные питомники закладывали в стационарном десятипольном севообороте на темно-серой лесной почве с гранулометрическим составом от легкосуглинистого до тяжелосуглинистого. Поля севооборота различались агрохимическими показателями: рНКС| -5,7.7,0, гидролитическая кислотность - 4,14.5,18 мг-экв./100 г почвы, содержание гумуса (по Тюрину) - 6,8.8,2 %, легко-гидролизуемого азота (по Корнфилду) - 87.158 мг/кг почвы, подвижного калия и фосфора (по Кирсанову) - 136.184 и 289.409 мг/кг почвы соответственно. На всех этапах исследований создавали оптимальный агротехнический фон.
Площадь одной делянки конкурсного испытания -16 м2, повторность четырехкратная, норма высева -5 млн всхожих зерен/га. Стандартом был сорт Спринт 2, включенный в Государственный реестр селекционных достижений в 1999 г. В соответствии с методикой государственного испытания проводили фенологические наблюдения в следующие фазы развития: всходы, выметывание, восковая спелость [11]. Экспериментальные данные обрабатывали по методике дисперсионного анализа [12]. Хозяйственно-ценные признаки зернаопределяли согласно Государственным стандартам: масса 1000 зерен - по ГОСТ 1084289, пленчатость - по ГОСТ 10843-76, натура зерна -по ГОСТ 10840-2017.
Оценку устойчивости сортов к стрессовым условиям проводили по А. А. Гончаренко [13], параметров общей (ОАС) и специфической (САС) адаптивной способности, стабильности и селекционной ценности генотипа (СЦГ) - по методике А. В. Кильчевского и Л. В. Хотылевой [14, 15], экологической пластичности (b) - по S. A. Ebehart и W. A. Russell [16].
Рис. 1. Масса 1000 зерен перспективных сортов и линий овса: □ - Спринт 2; □ - Стайер; □ - К1406; ■ - К1607; Ш - К1807; 0 - К2308.
Метеоусловия в годы исследований отличались по влагообеспеченности и температурному режиму. В 2012 и 2016 гг. с недостаточной влагообеспечен-ностью гидротермический коэффициент находился на уровне 0,51 и 0,70. В переувлажненные 2014, 2015 и 2017 гг. величина ГТК составляла 2,22; 2,72 и 2,60 соответственно, в 2018 г. ГТК=1,54 (табл. 1).
Рис. 2. Пленчатость зерна перспективных сортов и линий овса: □ - Спринт 2; □ - Стайер; □ - К1406; ■ - К1607; Щ - К1807; Н - К2308.
Таблица 2. Основные параметры хозяйственно-ценных признаков овса, среднее за 2012-2018 гг.
Показатель Спринт 2 (st.) Стайер К1406 К1607 К1807 К2308
Урожайность, т/га 4,60 4,81 5,00 5,15 5,22 5,14
Масса 1000 зерен, г 43,6 46,6 44,9 42,3 40,4 41,4
Пленчатость, % 28,0 26,7 29,1 24,0 26,1 26,4
Натурная масса, г/л 504 505 498 507 491 480
Результаты и обсуждение. Масса 1000 зерен - показатель крупности и выполненности семян, величина которого в годы испытания зависела от метеоусловий. Оптимальные погодные условия в период формирования и налива зерна сложились в 2014 г., в результате чего масса 1000 зерен достигала 48,8 г (рис. 1 ).
К снижению величины этого показателя в 2012 г. привела жаркая погода при недостаточном вла-гообеспечении, в 2015 г. - избыточное количество осадков при низких среднесуточных температурах в период молочно-восковой спелости, в 2018 г. -сильное полеганий посевов в фазе налива зерна. Период вегетации 2016 г. в целом характеризовался недостаточным влагообеспечением, однако во время налива зерна количество осадков было близким к среднемноголетнему. В результате этого масса 1000 зерен в среднем по выборке составила 43,9 г, пленчатость - 25,1 % (рис. 2).
В среднем по всем сортообразцам самая высокая доля пленок в зерне (30,3 %) отмечена в засушливом 2012 г. В 2014, 2015, 2017 и 2018 гг. с достаточным и избыточным увлажнением величина этого показателя составила соответственно 27,1; 24,7; 27,3 и 25,8 %. За все годы испытания самую низкую пленчатость (24,0 %) наблюдали у линии К1607, самую высокую - у линии К1406 (29,1 %). У других сортов и линий (кроме К1406) она была ниже, чем у стандартного сорта Спринт 2 (28,0 %), на 1,3...1,9 % (табл. 2).
Важные технологические признаки сорта - крупность зерна и его натурная масса. В среднем за 2012-2018 гг. сорт Стайер и линия К1406 сформировали самое крупное зерно с массой 1000 зерен 46,6 г и 44,9 г, превысив стандарт на 3,0 и 1,3 г со-
ответственно. Натурная масса изученных генотипов характеризовались как высокая (480.507 г/л).
Основной показатель хозяйственной ценности зерновых культур - урожайность. В среднем за годы исследования величина этого показателя у сорта Спринт 2 находилась на уровне 4,60 т/га, у изученных линий - 5,00...5,22 т/га, превышая стандарт на 0,40.0,62 т/га. В засушливые 2012 и 2016 гг. сбор зерна в среднем по исследуемой выборке составил соответственно 3,45 и 3,87 т/га. В 2012 г. перспективные линии К1607, К1807 и К2308 достоверно превзошли стандарт Спринт 2 (3,24 т/га) на 0,23.0,31 т/га (НСР05=0,22 т/га) (рис. 3). В 2016 г. значительную прибавку урожайности (0,41.0,87 т/га) к стандарту (3,49 т/га) обеспечили все изученные линии - К1406, К1607, К1807 и К2308 (НСР05=0,31 т/га).
В годы с достаточным и избыточным увлажнением средняя по сортам урожайность варьиовала от 4,87 т/га в 2015 г. до 6,08 и 6,17 т/га в 2017 и 2018 гг. соответственно, поскольку, несмотря на достаточное количество атмосферных осадков, их выпадение в течение вегетационного периода было неравномерным. В 2014 г. недостаток влаги в почве в период всходы-кущение привел к снижению озерненности метелки до 18.23 шт., поэтому, несмотря на благоприятные погодные условия в период налива зерна, потенциальная продуктивность не была достигнута. Сбор зерна у перспективных линий находился на уровне 5,33.5,92 т/га, достоверно превышая стандарт Спринт 2, на 0,49.1,08 т/га (НСР05=0,39 т/га). В 2015 г. в среднем по выборке урожайность составила 4,87 т/га, у стандарта - 4,28 т/га. Все изученные перспективные линии достоверно превзошли стандарт на 0,59.1,13 т/га (НСР05=0,49 т/га). В 2017-2018 гг.
Рис. 3. Урожайность перспективных сортов и линий овса: □ - Спринт 2; □ - Стайер; □ - К1406; ■ - К1607; Ш - К1807; И - К2308.
Таблица 3. Параметры стабильности и адаптивности сортов и линий овса в Красноуфимском селек-центре (среднее за 2012-2018 гг.)
Образец У У 1 У.-У 1 (У+ У)/2 Размах урожайности (d), % ОАС (V) САС Sg,, % СЦГ b. 1
....... "'"" т/га' ' ' '
Спринт 2 3,24 5,94 -2,70 4,59 45,5 -0,38 1,14 24,86 2,14 1,00
Стайер 3,33 6,19 -2,86 4,76 46,2 -0,17 1,24 25,71 2,15 1,08
К1406 3,32 6,10 -2,78 4,71 45,6 0,01 1,14 22,85 2,54 0,99
К1607 3,65 6,65 -3,00 5,15 45,1 0,17 1,18 22,98 2,60 1,00
К1807 3,47 6,36 -2,89 4,92 45,5 0,24 1,11 21,27 2,83 0,95
К2308 3,61 6,43 -2,82 5,02 43,9 0,16 1,10 21,42 2,77 0,96
достаточное количество атмосферных осадков при невысоких среднесуточных температурах (в отдельные декады мая, июня ниже среднемноголетних на 1,1.5,0 °С) привело к мощному развитию надземной биомассы растений. Более теплая погода 2017 г. в период налива зерна при достаточном увлажнении позволила сформировать самую высокую урожайность сорта Спринт 2 - 5,94 т/га, в 2018 г. величина этого показателя у него составила 5,83 т/га. В 2017 г. достоверно превысили стандарт по урожайности линии К1807 и К2308 (на 0,42.0,49 т/га, НСР05=0,33 т/ га), в 2018 г. - линии К1406, К1607 и сорт Стайер (на 0,27.0,82 т/га, НСР05=0,26 т/га).
В среднем за шесть лет испытаний урожайность исследуемых генотипов составила 4,98 т/га. Индекс условий среды за эти годы варьировал от -1,53 до 1,19.
Относительную устойчивость к стрессовым условиям среды проявили сорт Спринт 2 и линия К1406, разница между максимальной и минимальной урожайностью у них составила 2,70 и 2,78 т/га соответственно (табл. 3). Наименьшая устойчивость к стрессу была отмечена у линии К1607 (Утт-Утах=-3,00 т/га).
Средняя урожайность сортов (Утах+Утт)/2 в контрастных условияххарактеризует гибкость сорта. Самую высокую среднюю урожайность (5,15 и 5,02 т/га) в контрастных условиях, по сравнению с другими линиями и сортами, сформировали К1607 и К2308.
По степени реакции на условия внешней среды изучаемые сорта и линии разделили на три группы.
К первой отнесены линии К1406, К1807, К2308 с коэффициентом линейной регрессии Ь/<1, то есть они слабо отзываются на техногенные факторы, слабее реагируют на изменение условий. Во вторую группу (Ь/=1) вошли пластичные сорт Спринт 2 и линия К1607, зависимые от условий возделывания. К третьей группе был отнесен наиболее отзывчивый на условия выращивания сорт Стайер (Ы>1).
Наибольшая адаптивная способность отмечена у линий К2308, К1607, К1807 (^=0,16...0,24).
Для достижения оптимального баланса при отборе на продуктивность и стабильность используют параметр селекционной ценности генотипа. По величине этого показателя выделены линии К1607 (СЦГ =2,60), К2308 (СЦГ =2,77), К1807 (СЦГ=2,83).
По показателю относительной стабильности (Бд:) лучшими были линии К1807 (Бд=21,27) и К2308 (Бд =21,42), урожайность которых в наименьшей степени менялась в зависимости от погодных условий.
Выводы. В результате исследований, проведенных в Красноуфимском селекционном центре, выделены перспективные линии овса К1807 и К2308 с лучшими показателями по зерновой продуктивности (5,22 и 5,14 т/га), общей адаптивной способности (Ц=0,24 и Ц=0,16), стабильности и пластичности (Ь = 0,95 и Ь =0,96), массы 1000 зерен (40,4 и 41,4 г) и пленчатости (26,1 и 26,4 %) для использования в селекции и подготовки к передаче на Государственное сортоиспытание.
Литература.
1. Разнообразие культурного овса по хозяйственно ценным признакам и их связь с устойчивостью к фузариозу / И. Г. Лоскутов, Е. В. Блинова, О. П. Гаврилова и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016. № 20 (3). С. 286-294.
2. Гаврилова О. П., Ганнибал Ф. Б., Гагкаева Т. Ю. Зараженность зерна овса грибами Fusarium и Alternaría и ее сортовая специфика в условиях Северо-Запада России// Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. № 1. С. 111-118.
3. Видовой состав возбудителей корневой гнили на яровых зерновых в республике Мордовия / М. И. Киселева, Н. С. Жемчужина, В. П. Дубовоц и др. // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. №1. С. 119-127.
4. Гагкаева Т. Ю., Гаврилова О. П. Особенности поражения овса фузариозом (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2011. №6. С. 3-10.
5. Баталова Г. А. Овес, технология возделывания и селекция. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000. 206 с.
6. Welch R. W., Hayward M. V., Jones D. lorwerth H. The composition of oat husk and its variation due to genetic and other factors // Journal of the scince of Food and Agriculture. 1983. № 34. Pp. 417-426.
7. Воробьев А. В., Воробьев В. А. Оценка адаптивной способности и стабильности в селекции яровой пшеницы на Среднем Урале // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 6. С. 18-20.
8. Сайнакова А. Б., Литвинчук О. В. Оценка экологической пластичности и стабильности коллекционных образцов овса по массе 1000 зерен// Вестник Кемеровского государственного университета. 2015. Т. 3. № 4 (64). С. 72-74.
9. Кардашина В. Е., Николаева Л. С. Влияние метеорологических условий на продуктивность и хозяйственно-ценные признаки овса //Пермский аграрный вестник. 2017. № 3 (19). С. 70-75.
10. Обзоры рынка крупяных культур и круп. Посевные площади овса в 2018 году. [Электронный ресурс]. URL: https: // agro-birsa.ru (дата обращения 01.12.2018).
11. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / под общ. ред. М. А. Федина. М.: Министерство сельского хозяйства СССР, 1985. Вып. 1. 269 с.
12. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
13. 14. Гончаренко А. А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур // Вестник РАСХН. 2005. № 6. С. 49-53.
14. Кильчевский А. В., Хотылева Л. В. Методы оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды. Сообщение 1. Обоснование метода // Генетика. 1985. Т. 21. № 9. С. 1481-1490.
15. Кильчевский А. В., Хотылева Л. В. Методы оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды. Сообщение 2. Числовой пример и обсуждение // Генетика. 1985. Т. 21. № 9. С. 1491-1498.
16. Eberhart S. A., Russell W. A. Stability parameters for comparing varieties// Crop Sci. 1966. Vol. 6. № 1. Pp. 36-40.
