CC BY
23
УДК 633. 11: 631.527 DOI: 10.34736/FNC.2022.116.1.003.15-18
Оценка адаптивности и стрессоустойчивости сортов ярового ячменя для Волгоградской области
Владимир Николаевич Питоня, старший агроном-селекционер, лаборатория селекции, семеноводства и питомниководства;
Антонина Андреевна Питоня , ведущий агроном-селекционер, к.с.-х.н., e-mail: antonina.pitonya@yandex.ru, лаборатория селекции, семеноводства и питомниководства -Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (ФНЦ агроэкологии РАН), e-mail: info@vfanc.ru, 400062, пр. Университетский, 97, г. Волгоград, Россия
Валовые сборы зерна ячменя в Волгоградской области не постоянны по годам и зависят в основном от складывающихся погодных условий, которые не стабильны. Присутствуют годы как острозасушливые с повышенными температурами, так и с достаточным увлажнением. Относительно стабилизировать валовые сборы возможно за счёт создания и внедрения в производство пластичных сортов. Цель исследований: на основе анализа урожайности сортов конкурсного сортоиспытания селекции ячменя ФНЦ агроэкологии РАН за 2017 - 2021гг. по показателям вариации урожая, коэффициентам корреляции урожая с ГТК, экологической пластичности,уровню стабильности и стрессоустойчивости отобрать сорта максимально приспособленные к местным погодным условиям. Объектом исследования явились районированные и перспективные сорта ярового ячменя селекции ФНЦ агроэкологии РАН. В результате комплексной оценки выделены сорта Медикум 885, Нутанс 982, Медикум 1059 и Медикум 200, которые являются наиболее адаптивными к местным контрастным погодным условиям. Возделывание их в хозяйствах Волгоградской области позволит относительно стабилизировать валовые сборы зерна ячменя по годам.
Ключевые слова: ячмень, селекция, сорт,урожайность, стрессоустойчивость, адаптивность. Работа выполнена в рамках темы государственного задания НИР ФНЦ агроэкологии РАН: «Теоретические основы, создание новых конкурентоспособных биотипов сельскохозяйственных культур с высокими показателями продуктивности, качества, устойчивости и сортовые технологии на основе новейших методов и технологических решений в условиях изменяющегося климата» (№ 0713-2019-0009).
Поступила в редакцию: 02.12.2021 Принята к печати: 14.01.2022
Ячмень в Волгоградской области ежегодно занимает около 300-400 тыс. га. Валовые сборы колеблются по годам и зависят от технологии возделывания, и в основном от складывающихся погодных условий, адаптивности и стрессоустой-чивости возделываемых сортов.
Климат области резко континентальный, зима холодная, малоснежная, лето жаркое, недостаточно увлажненная и с частыми суховеями. По данным метеопоста, на базе Госселекстанции, ведущего наблюдения за погодой с 1922 года, в период вегетации ярового ячменя (май, июнь) норма выпадения осадков составила в мае 32 мм., в июне - 40 мм., среднесуточная температура воздуха соответственно - 16,1 °С и 20,2 Т. Сумма эффективных температур за эти два месяца составила 1105 °С, ГТК 0,65.
В последние 30 лет (1990-2020 гг.) метеорологические условия претерпевают значительные изменения. Произошло перераспределение выпавших осадков, в мае выпало 41,8 мм, с колебаниями по годам от 3.4 до 106,5 мм, в июне 27,7 мм (от 0-109,3 мм), среднемесячная температура выросла в мае до 17,1 °С в июне до 21,6 0С, сумма эффективных температур составила 1178 °С, ГТК - 0,6.
Метеорологические условия в годы исследования (2017-2021 гг.) также были контрастными. Наиболее благоприятным был 2017 г., ГТК - 1,2;
экстремально засушливыми - 2018 и 2019 гг., ГТК - 0,1 и 0,4. Средние годы - 2020 г., ГТК - 0,6 и 2021 г., ГТК - 0,9, при крайне неравномерном распределении осадков в период вегетации ячменя, эффективных осадков в фазы от колошения до восковой спелости не выпадало, при высокой плотности пахотного горизонта, из-за ливней в первый период вегетации.
Стабилизировать валовые сборы зерна ячменя по годам возможно за счет селекции и внедрения высокопродуктивных сортов, адаптированных к местным условиям, пластичных, с повышенной стрессоустойчивостью к засухе и высоким температурам, и отзывчивых на благоприятные погодные условия. (1, 2, 3,4). у
Цель исследования: отобрать сорта ярового О ячменя с повышенной экологической пластично- г стью, стабильностью и стрессоустойчивостью на ° основе оценки продуктивности сортов конкурсно- | го сортоиспытания за 2017-2021 гг. £
Материалы и методы. Объектом изучения | являлись местные районированные сорта: Ка- ж мышинский 23, Медикум 139 и перспективные: Н Медикум 885, Нутанс 982, Медикум 1059 и Меди-кум 200, селекции НВ НИИСХ, в настоящее время ( входящий в состав ФНЦ агроэкологии РАН (ри- 6 сунок 1). 00
^ - Для контактов / Corresponding author
Рисунок 1. Опытный участок ФНЦ агроэкологии РАН, конкурсное сортоиспытание ярового ячменя
Опыты закладывались в правобережной зоне каштановых почв сухих степей Волгоградской области в поселке Госселекстанция Камышинско-го района (опытный участок ФНЦ агроэкологии РАН). Почва опытного участка - каштановая, сред-немощная, тяжелосуглинистая, содержание гумуса 1,8-2,4 %, типичная для данной зоны. По методике конкурсного сортоиспытания Госсорткомиссии [5], площадь делянки 25 м2, повторность 4-кратная, норма высева 3,5 млн. всхожих зерен/га. Предшественник - черный пар. Основная обработка почвы - минимальная, дисковыми орудиями на глубину 5-10 см. Уборка проводилась сплошным комбайнированием.
Математическую обработку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа [6], индекс экологической пластичности сорта оцени-
вали по А.А. Грязнову (7), уровень стабильности - по Э.Д. Неттевичу [8] и стрессоустойчивость - по A.A. Rossielle [9].
Результаты и обсуждение. Согласно результатам исследований, в наиболее благоприятных погодных условиях 2017 года урожайность стандартного сорта Камышинский 23 составил 4,11 т/ га, Медикум 139 - 3,94 т/га, достоверно превышал их новый переданный в Госсорткомисию сорт Медикум 200 - 4,36 т/га (табл. 1). Крайне неблагоприятные условия сложились в 2019 году, малое количество осадков при крайне неравномерном их распределении. Сбор зерна у стандартного сорта Камышинского 23 составлял от 0,35 т/га, у нового сорта Медикум 885 - 0,55 т/га, что указывает на его повышенную стрессоустойчивость.
Таблица 1 - Урожай зерна т/га сортов ячменя конкурсного сортоиспытания за 2017-2021 гг., г. Камышин
Сорта Годы испытания / ГТК Средние показатели
2017/1,2 2018/0,1 2019/0,4 2020/0,6 2021/0,9 ГТК 0,64
St Камышинский 23 4,11 1,71 0,35 2,66 0,79 1,92
St Медикум 139 3,94 1,69 0,4 2,66 0,82 1,9
Медикум 885 4,12 1,82 0,55 2,91 1,34 2,14
Нутанс 982 4,19 1,79 0,5 2,86 0,95 2,06
Медикум 1059 4,06 1,73 0,47 2,7 1,15 2,02
Медикум 200 4,36 1,79 0,41 3,11 0,8 2,09
Н С Р 0,21 0,1 0,1 0,15 0,12
см см о см
и
га X
В среднем за пять лет конкурсного сортоиспытания новые сорта Медикум 885, Нутанс 982, Медикум 1059 и Медикум 200 по урожаю зерна превзошли стандарты на 6,3-11,4 %. Наиболее продуктивный сорт Медикум 885 готовится для передачи на государственное сортоиспытание.
Контрастные погодные условия вызывают сильные колебания урожая зерна по годам, так минимальным был коэффициент вариации у сорта Медикум 885 - 65,2%, максимальный у сорта Ка-мышинский 23 - 78,7%, что указывает на низкую
стабильность последнего.
Изменяющиеся климатические условия заставляют создавать новые модели сорта для данных условий. Районированный сорт ячменя Камышин-ский 23 обладает высокой потенциальной продуктивностью, не полегает, устойчив к каменной головне, среднеспелый. Высокая продуктивность обусловлена большой кустистостью и выживаемостью растений к уборке, сорт выдерживает плотный стеблестой, более 800 стеблей на м2. По продуктивности не уступает, а за частую превос-
ходит интенсивные сорта степного экотипа Зер-ноградской селекции. Однако в области не нашел должного распространения из-за недостаточной засухоустойчивости и вынужденного созревания. В засушливые годы у него не обламываются ости, что сильно затрудняет его дальнейшую обработку и высев семян.
С 1993 года направление селекции было выбрано на создание более скороспелых жаро-засухоу-стойчивых сортов, с привлечением для гибридизации Ирано-туркестанской агроэкологической группы. При этом создан сорт Медикум 139, его урожайность обусловлена высокой продуктивностью колоса за счет высокой озернённости и крупности зерна, по устойчивости к головне он не уступает сорту Камышински 23, легко обмолачивается. Отличается большей стабильностью урожайности
по годам и занимает более половины посевных площадей ячменя Волгоградской области. Он уступает Камышинскому 23 по кустистости, превосходит его по высоте растений и при избыточном увлажнении склонен к полеганию.
Новые, внесенные в реестр селекционных достижений, сорта селекции Нижне-Волжского НИ-ИСХ (в настоящее время ФНЦ агроэкологии РАН): Дмитриевский 5 по экотипу схож с Камышинским 23, но хорошо приспособлен к механизированной уборке и подработке зерна; сорт Новониколаевский отобран из сорта Медикум 139, превосходит его по кустистости и технологическим свойствам зерна.
При создании новых сортов большое внимание уделяется их адаптивности, экологической пластичности и стрессоустойчивости (табл. 2).
Таблица 2 - Средние показатели экологической пластичности, стабильности и стрессоутойчивости урожая сортов
ярового ячменя за 2017-2021гг.
Сорт Коэффициент вариации v,% Коэффициент корреляции r,% урожая с ГТК Индекс экологической пластичности Уровень стабильности, % Стрессо-устойчивость, т/га
Камышинский 23 78,68 0,54 0,9 100 -3,76
Медикум 139 75,26 0,54 0,9 100 -3,54
Медикум 885 65,2 0,66 1,11 140 -3,57
Нутанс 982 72,33 0,54 1,01 120 -3,69
Медикум 1059 69,6 0,59 1,01 120 -3,59
Медикум 200 78,47 0,52 0,96 112 -3,95
Из вновь созданных сортов в группу адаптивных к местным неблагоприятным погодным условиям возможно отнести: Медикум 885, Нутанс 982 и Медикум 1059. Они обладали лучшей экологической пластичностью, стабильностью и стрессо-устойчивостью. Большее предпочтение необходимо отдать сорту Медикум 885, который выделялся меньшей вариабельностью урожая по годам, более тесной корреляционной зависимостью урожая от ГТК и высокими показателями экологической пластичности, стабильности и стрессоустойчивости.
Выводы:
1. Контрастные и не стабильные по годам погодные факторы Волгоградской области предъявляют к сортам ярового ячменя повышенное свойство экологической пластичности, отзывчивости на благоприятные погодные условия и стрессоустой-чивости к засухе и высоким температурам.
2. Повышенной экологической пластичностью, стабильностью урожая и стрессоустойчивостью обладают новые сорта ячменя: Медикум 885, Нутанс 982 и Медикум 1059, из них Медикум 885 более адаптивный.
Литература:
1. Поползухин П.В., Николаев П.Н., Анисков Н.И., Юсова О.А., Сафонова И. В. Оценка продуктивности и адаптивных свойств сортов ярового ячменя в условиях Сибирского Прииртышья // Земледелие. 2018. №3. С. 40-43.
2. Сурин Н.А., Зобова Н.В., Ляхова Н.Е. Источники цен-
ных признаков в селекции ячменя на адаптивность // Достижения науки и техники АПК. 2016. № 6. С.36 - 40.
3. Ильин А.В., Сепанова Т.И., Шарганова И.А. Селекция ярового ячменя на стабилизацию урожайности / Научное обеспечение агропромышленного комплекса в современных экономических условиях / Материалы международной научно - практической конференции и заседания Совета по ведению земледелия в засушливых условиях 9 - 10 июня 2014г. - Волгоград, 2014. С.132 -135.
4. Глуховцев В.В., Царевский С.Ю., Царевская В.М., Мухтулова А.С. Особенности селекции ярового ячменя на засухоустойчивость в условиях Среднего Поволжья / Современные принципы и методы селекции ячменя / Сборник трудов международной научно-практической конференции. - Краснодар, 2007. С.81-84.
5. Методика государственного сортоиспытания сель- у скохозяйственных культур. Вып. 1, под редакцией Феди- н на М. А. - М.: 1985, 267 с. г
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (6-е изда- "g ние дополненное и переработанное). - М.: Агропроми- о здат, 1985. 351 с. |
7. Грязнов А.А. Карабалыкский ячмень. - Кустанай: К Кустанайский печатный двор. 1996. 448с. й
8. Неттевич Э.Д., Моргунов А.И., Максименко М. И. По- у вышение эффективности отбора яровой пшеницы на н стабильность, урожайность и качество зерна / Вестник ^ с.-х. науки. 1985. 1. С. 66-73. (
9. Rossielle A. A. Hemblin J. Theoretical aspects of selection 6 for yield in stress and non- stress environvents // Ctop. Sci. 2
1981. Vol. 21. No. Pp. 27 -29. 2
r 2
DOI: 10.34736/FNC.2022.116.1.003.15-18
Adaptability and Stress Resistance Assessment of Spring Barley Varieties for the Volgograd Region
Vladimir N. Pitonya, senior agronomist-breeder, Laboratory of breeding, seed production and nursery;
IS
Antonina A. Pitonya , K.S-Kh.N., e-mail: antonina.pitonya@yandex.ru, leading agronomist-breeder, Laboratory of breeding, seed production and nursery -Federal State Budget Scientific Institution «Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences» (FSC of Agroecology RAS), e-mail: info@vfanc.ru, 400062, Universitetskiy Prospekt, 97, Volgograd, Russia
Gross harvest of barley grain in the Volgograd region are not constant over the years and depend mainly on the prevailing weather conditions, which are not stable. There are years both acutely arid with high temperatures and with sufficient moisture. Relatively, it is possible to stabilize gross harvest by creating and introducing plastical varieties into production. The purpose of the research: select varieties that are maximally adapted to local weather conditions, based on the analysis of the yield of varieties of the competitive variety testing of barley breeding of the FSC of Agroecology RAS for 20172021 according to the crop variation indicators, the coefficients of the correlation of the crop with the HTC, environmental plasticity, stability and stress resistance. The object of the study was zoned and promising varieties of spring barley selected by the FSC of Agroecology RAS.
Received: 02.12.2021
Translation of Russian References:
1. Popolzukhin P.V., Nikolayev P.N., Aniskov N.I., Yusova O.A., Safonova I. V. Otsenka produktivnosti i adaptivnykh svojstv sortov yarovogo yachmenya v usloviyakh Sibirskogo Priirtysh'ya [Evaluation of spring barley varieties productivity and adaptive properties in the Siberian Near-Irtysh region conditions]. Zemledeliye [Agriculture]. 2018. №3. pp. 40-43.
2. Surin N.A., Zobova N.V., Lyakhova N.Ye. Istochniki tsennykh priznakov v selektsii yachmenya na adaptivnost' [Sources of valuable traits in barley breeding for adaptability]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the AIC]. 2016. № 6. pp.36 - 40.
3. Il'in A.V., Sepanova T.I., Sharganova I.A. Selektsiya yarovogo yachmenya na stabilizatsiyu urozhajnosti [Breeding of spring barley for yield stabilization].Nauchnoye obespecheniye agropromyshlennogo kompleksa v sovremennykh ekonomicheskikh usloviyakh [Scientific support of the agro-industrial complex in contemporary economic conditions]. Materialy mezhdunarodnoj nauchno - prakticheskoj konferentsii i zasedaniya Soveta po vedeniyu zemledeliya v zasushlivykh
8 usloviyakh [Materials of the international scientific and practical conference and meeting of the Council on Farming in ^ arid conditions]. Volgograd, 2014. pp.132 - 135.
ra -
<u
T
s S о
X
о а. i_ га
о х
Т
>
га X
As a result of a comprehensive assessment, the varieties Medicum 885, Nutans 982, Medicum 1059 and Medicum 200 were marked, which are the most adaptive to local contrasting weather conditions. Their cultivation in the farms of the Volgograd region will make it possible to relatively stabilize the gross harvest of barley grain by years.
Keywords: barley, breeding, variety, yield, stress tolerance, adaptability
The work was carried out within the framework of the state task of research in the FSC of Agroecology RAS: «Theoretical foundations, creation of new competitive biotypes of agricultural crops with high productivity, quality, sustainability and varietal technologies based on the latest methods and technological solutions in a changing climate conditions» (№ 0713-2019-0009).
Accepted: 14.01.2022
4. Glukhovtsev V.V., Tsarevskij S.YU., Tsarevskaya V.M., Mukhtulova A.S. Osobennosti selektsii yarovogo yachmenya na zasukhoustojchtvosf vusloviyakh Srednego Povolzh'ya [Features of spring barley breeding for drought resistance in the conditions of the Middle Volga region]. Sovremennyye printsipy i metody selektsii yachmenya [Contemporary principles and methods of barley breeding]. Proceedings of the International scientific and practical conference. Krasnodar, 2007. pp.81-84.
5. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skokho-zyajstvennykh kul'tur [Methodology of state variety testing of agricultural crops]. Issue 1, edited by Fedin M.A. Moscow. 1985. 267 c.
6. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (6-ye izdaniye dopolnennoye i pererabotannoye) [Methodology of field experiment (6th edition supplemented and revised)]. Moscow. Agropromizdat Publ. house. 1985. 351 p.
7. Gryaznov A.A. Karabalykskij yachmen' [Karabalyk barley]. Kustanaj: Kustanaj Printing Yard. 1996. 448 p.
8. Nettevich E.D., Morgunov A.I., Maksimenko M. I. Povysheniye effektivnosti otbora yarovoj pshenitsy na stabil'nost, urozhajnosf i kachestvo zerna [Improving the efficiency of spring wheat selection for stability, yield and grain quality]. Vestnik s.-kh. Nauki [Bulletin of Agricultural Sciences]. 1985. 1. pp. 66-73.
Цитирование. Питоня В.Н., Питоня А.А. Оценка адаптивности и стрессоустойчивости сортов ярового ячменя для Волгоградской области// Научно-агрономический журнал. 2022. №1(116). С. 15-18. DOI: 10.34736/FNC.2022.116.1.003.15-18 Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования, ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Citation. Pitonya V.N., Pitonya A.A. Adaptability and Stress Resistance Assessment of Spring Barley Varieties for the Volgograd Region. Scientific Agronomy Journal. 2022. 1(116). pp. 15-18. DOI: 10.34736/FNC.2022.116.1.003.15-18 Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
