CC BY
22
УДК 633.16: 631.52(571.63)
оценка адаптивности сортообразцов ярового ячменя по продуктивности в приморском крае
А.Г. КЛЫКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
Л.М. МОИСЕЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Г.А. МУРУГОВА, младший научный сотрудник Приморский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: fe.smc_rf@mail.ru
Резюме. В условиях Приморского края исследованы 300 сортообразцов ярового ячменя коллекции ВИР различного эколого-географического происхождения и сорта конкурсного сортоиспытания селекции Приморского НИИСХ по комплексу хозяйственно ценных показателей. В качестве источников полезных признаков и свойств рекомендуется использовать выделенные экологически пластичные и стабильные сортообразцы Kimberly (США), Ерофей (Россия), Соболек (Россия), Березинский (Беларусь), Mazurka (Нидерланды), Samson (Канада), Patty (Франция), Черниговский 90 (Украина). Высокой стрессоустойчивостью в контрастных условиях выращивания характеризуется сорт Ерофей (Россия), имеющий самый низкий коэффициент вариации продуктивности одного растения (CV=12,3 %). Наибольшая гомеостатичность (Hom) отмечена у сорта Etienne (Канада) - 13,6. В результате использования лучших сортообразцов создан материал, который изучается во всех звеньях селекционного процесса. В конкурсном сортоиспытании за 3 года исследования выделены высокопродуктивные сорта ярового ячменя Приморский 153, Приморский 160, Приморский 167, Приморский 174, Приморский 179 (с прибавкой к стандарту 10...20 % и урожайностью 4,0.4,5 т/га) устойчивые к стрессовым факторам внешней среды.
Ключевые слова: ячмень, селекция, сортообразец, продуктивность, пластичность, стабильность.
Климат Приморского края муссонный с ярко выраженной континентальностью, что обусловливает неравномерное выпадение осадков, чередование засухи с переувлажнением. Факторы лимитирующие высокую урожайность ярового ячменя в крае в первой половине вегетации(всходы - колошение) - дефицит почвенной влаги и высокий температурный режим, а во второй (колошение -созревание) - большое количество осадков. Отрицательное воздействие засухи сказывается на закладке и формировании репродуктивных органов, а переувлажнение приводит к прорастанию зерна, полеганию, поражению грибными заболеваниями, ухудшению биохимических и технологических качеств. Поэтому эффективное растениеводство в регионе возможно лишь на базе адаптированных к местным условиям технологий и сортов. По мнению А.А. Жученко, к числу главных
приоритетов и критериев селекции следует отнести сочетание высокой потенциальной продуктивности и качества урожая с устойчивостью к действию абиотических и биотических стрессов на уровне сорта, агроценоза, агроэкосистемы и агроланд-шафта [1].
На сегодняшний день одно из основных направлений селекции в Приморском НИИСХ - создание новых двурядных и многорядных сортов ярового ячменя, способных реализовать потенциал высокой продуктивности в широком спектре почвенно-климатических условий. Поэтому большое значение придаётся селекции на адаптивность и повышение экологической пластичности [2].
Цель наших исследований - оценить и выделить экологически пластичные сортообразцы ярового ячменя из коллекции ВИР для использования в селекционном процессе.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в полевых и лабораторных условиях лаборатории селекции зерновых и крупяных культур Приморского НИИСХ. Объекты исследования - 300 сортообразцов коллекции ВИР различного эколого-географического происхождения, сорта конкурсного сортоиспытания. В качестве стандарта был взят сорт Приморский 44. Адаптивные свойства образцов оценивали по методикам [3, 4], стрессоустойчивость определяли по A.A. Rossiell, J. Hamblin в изложении А.А. Гончаренко [5], показатель гомеостатичности (Hom) - по В.В. Хангильдину [6].
Метеоусловия в годы проведения исследований (2002-2012 гг.) характеризовались значительным разнообразием, что отразилось на уровне продуктивности ярового ячменя и позволило выделить
Таблица 1. Характеристика лучших сортообразцов ярового ячменя коллекции виР по основным хозяйственно ценным признакам (в среднем за 2002-2004 гг.)
Период вегетации, дн. Продуктив- Число Масса Устойчи-
Проис- ная кусти- зёрен в 1000 вость
Сорт хождение стость, колосе, зёрен, к полега-
шт. шт. г нию, балл
Приморский 44, st Россия 75 3,4 23,2 47,3 8
Двурядные
Ерофей Россия 71 4,3 22,4 49,1 9
Березинский Беларусь 77 5,5 23,6 45,3 9
Marecu Германия 79 4,7 23,3 46,0 9
Dorina Германия 75 4,8 24,4 49,6 9
Runis Монголия 75 4,7 26,1 39,1 9
Mazurka Нидерланды 77 4,7 23,0 46,0 9
Patty Франция 73 5,0 23,4 47,8 9
Одесский 115 Украина 68 4,6 25,0 50,3 8
Черниговский 90 Украина 71 5,0 26,1 45,0 9
Clark США 75 5,1 22,2 52,1 9
Orest США 71 5,2 20,4 47,9 8
Samson Канада 73 4,7 20,9 50,9 9
Многорядные
Колчан Россия 73 3,5 46,7 37,0 8
Омский 85 Россия 71 2,6 42,2 39,5 9
Соболек Россия 73 3,5 44,7 39,8 9
Etienne Канада 74 3,6 41,2 36,3 9
Bruce Канада 75 4,1 43,1 37,7 9
Peguis Канада 74 2,2 41,3 38,6 8
Kimberly США 72 3,1 46,9 38,9 9
НСР05 0,3 3,4 4,1
сорта наиболее устойчивые к метеорологическим условиям Приморского края. В 2002-2003 и 2009 гг. дефицит влаги наблюдали в мае и первой декаде июня (осадков выпало меньше среднемноголетних показателей на 30...90%), что отрицательно сказалось на кущении. Во вторую половину вегетации отмечали избыток влаги (больше среднемноголетних показателей на 50.60%), что вызвало развитие грибных болезней.
В 2005-2008 и 2010-2011 гг. почвенная засуха (сумма осадков меньше среднемноголетних показателей на 80.95 %) в сочетании с высокими среднесуточными температурами воздуха (больше среднемноголетних значений на 0,6. ,.4,10С) в первой половине вегетации ячменя резко снизили продуктивность растений. И только в 2004 и 2012 гг. погодные условия отличались относительно благоприятным сочетанием кратковременной засухи на начальном этапе и достаточным количеством влаги во второй период вегетации растений ярового ячменя.
Результаты и обсуждение. В результате изучения из коллекции ВИР выделено 12 сортообразцов дву-рядного и 7 многорядного ярового ячменя из разных эколого-географических групп с хозяйственно ценными признаками, которые в условиях Приморского края характеризуются хорошей засухоустойчивостью в первую половину вегетации и устойчивостью к переувлажнению - во вторую, превосходящих стандарт по основным элементам продуктивности и устойчивости к полеганию (табл. 1).
Для Приморского края важное значение имеет продолжительность периода вегетации. Среднеспелые сорта здесь наиболее продуктивны, так как они меньше реагируют на изменение условий произрастания, полнее используют сумму эффективных положительных температур для накопления большей биомассы урожая зерна и в благоприятных погодных условиях увеличивают урожайность [7]. В годы испытания коллекции ВИР продолжительность периода от полных всходов до восковой спелости со-ртообразцов изменялась от 68 до 79 сут., при этом наибольшее количество среднеспелых сортов с периодом вегетации 71. 75 дн. выделено среди двурядных - Черниговский 90 (Украина), Patty (Франция), Orest (США), Ерофей (Россия), Samson (Канада), Dorina (Германия), Clark (США), Runis (Монголия); среди многорядных к их числу относятся Омский 85 (Россия), Колчан (Россия), Peguis (Канада), Etienne (Канада), Bruce (Канада), Kimberly (США).
Высокой продуктивной кустистостью (более 6,0 шт.) характеризовались сорта двурядного ячменя Clark (США) и Одесский 115
(Украина). Самое крупное зерно формировали двуряд-ные сорта Clark (США), Samson (Канада), Одесский 115 (Украина), Dorina (Германия), Ерофей (Россия). Озерненность у сортов двурядного ячменя по годам варьировала значительно больше (20,4.30,1 шт.), чем у многорядного (41,2.46,9 шт.).
Об адаптивности сортов к условиям среды, в первую очередь, судят по пластичности и стабильности их урожайности, как важнейшего количественного признака. Оценка образцов по параметрам стабильности и пластичности возможна путем изучения их в резко контрастных условиях среды в течение нескольких лет, что особенно важно в условиях Приморского края, где в период вегетации частые изменения погоды ограничивают реализацию потенциальной продуктивности сортов, а растения в значительной степени подвержены воздействию неблагоприятных условий вегетации, на что указывает широкий диапазон варьирования, как продуктивности, так и других количественных признаков по годам.
Оценка изменчивости продуктивности изучаемых сортообразцов ячменя с использованием вариационного анализа показала, что в наших исследованиях коэффициент вариации в средней выборке изучаемых сортов ячменя колебался по годам от 12,3 до 50,0%. Это указывает на высокую зависимость показателя от метеорологических условий (табл. 2).
По экологической пластичности мы разделили со-ртообразцы ярового ячменя на следующие группы:
слабо реагируют или не реагируют на изменения условий выращивания (Ь <1) — Marecu (Германия), Samson (Канада), Mazurka (Нидерланды), Clark (США), Колчан (Россия), Peguis (Канада);
пластичные (Ь =1) — Ерофей (Россия), Соболек (Россия), Березинский (Беларусь), Черниговский 90 (Украина), Kimberly (США);
Таблица 2. Продуктивность и параметры экологической пластичности сортообразцов ярового ячменя разного эколого-географического происхождения (в среднем за 2002-2004 гг.)
Продуктивность одно-
Сорт, го растения, г CV, %* ymin У S2d, Hom
образец lim 1 X min max i i
Приморский 44, st 3,0. 4,8 3,6 23,8 -1 ,8 1,9 0,7 6,6
Двурядные
Ерофей 4,1. .5,1 4,6 12,3 -1 ,0 0,9 0,2 2,7
Березинский 4,4. .6,8 5,1 31,7 -2 ,4 0,9 0,4 5,5
Marecu 4,5. .6,2 5,3 22,7 -1 ,7 0,4 1,1 4,4
Dorina 3,9. .6,6 5,8 40,0 -2 ,7 1,8 1,0 6,8
Runis 3,0. .5,6 4,5 38,3 -2 ,6 1,1 1,3 8,5
Mazurka 4,3. .5,4 5,0 12,9 -1 ,1 0,7 0,0 2,6
Patty 4,1. .6,1 5,6 27,5 -2 ,0 1,0 0,8 4,9
Одесский 115 4,2. .7,9 5,8 50,0 -3 ,7 1,6 1,2 8,6
Черниговский 90 4,1. .6,4 5,7 30,8 -2 ,3 1,1 1,9 5,4
Clark 4,3. .6,4 5,4 27,8 -2 ,1 0,3 0,9 5,1
Orest 4,2. .5,7 5,0 20,4 -1 ,5 1,2 1,0 4,1
Samson 4,3. 5,3 4,9 17,3 -1 ,4 0,9 0,3 3,4
НСР05 0,3
Многорядные
Колчан 4,8. .6,5 5,4 22,3 -1 ,7 0,4 0,6 4,1
Омский 85 3,1. .6,2 4,8 43,8 -3 ,1 1,6 1,3 9,1
Соболек 4,7. .6,9 5,8 29,7 -2 ,2 1,0 0,2 5,1
Etienne 2,6. .6,9 4,7 63,9 -4 ,3 2,9 1,9 13,6
Bruce 3,9. .5,1 4,6 17,4 -1 ,2 1,3 1,0 3,9
Peguis 3,4. .6,1 4,7 40,5 -2 ,7 0,3 1,0 8,6
Kimberly 4,7. .6,6 5,5 23,7 -1 ,9 1,0 0,3 4,3
НСР05 0,2
*^ - коэффициент вариации, Утт -Утах - экологическая устойчивость, Ь: - коэффициент регрессии, S2d¡ - дисперсия, Нот - гомеостатичность.
Таблица 3. Параметры экологической пластичности сортов ярового ячменя в конкурсном сортоиспытании (2010-2012 гг.)
Сорт Происхождение Урожайность, т/га У Уmn* max b Sd Hom
lim 1 Х
Приморский 44, st Краснодарский 35 х Биргитта 3,2...4,0 3,7 -0,8 1,5 0,6 3,2
Приморский 153 Приморский 44 х Patty 3,6...5,4 4,5 -1,8 0,9 0,1 5,1
Приморский 160 Приморский 4699 х Kimberly 3,9...4,8 4,2 -0,9 0,8 0,2 2,9
Приморский 167 Приморский 5097 х к-19907 х Runis 3,2...4,8 4,2 -1,6 1,5 1,3 4,9
Приморский 174 Приморский 108 х Mazurka 3,6...4,3 4,0 -0,7 1,1 0,2 3,0
Приморский 179 Приморский 98 х Samson 3,3...4,5 4,1 -1,2 1,3 1,0 4,3
НСР 05 0,2
*Ут[п -Утах - экологическая устойчивость, b: - коэффициент регрессии, S2d} - дисперсия, Hom - гомеостатичность.
хорошо отзывчивые на изменения условий выращивания (Ь >1) — Dorina (Германия), Patty (Франция), Одесский 115 (Украина), Orest (США), Омский 85(Россия), Etienne (Канада), Bruce (Канада).
Наибольшим потенциалом продуктивности в годы исследований характеризовался сорт Одесский 115 (Украина) - 7,9 г. Амплитуду ее колебаний характеризует коэффициент стабильности (S2di): чем меньше его отклонение от нуля, тем стабильнее сорт. В наших опытах самая стабильная продуктивность отмечена у сортов Mazurka (Нидерланды), Ерофей (Россия), Соболек (Россия), Березинский (Беларусь), Samson (Канада), Kimberly (США).
Наименьшая величина показателя экологической устойчивости (-1,0) отмечена у сорта Ерофей (Россия), что свидетельствует о его высокой стрессоустойчи-вости. С низкой вариабельностью продуктивности в изменяющихся условиях среды связывают проявление высокой гомеостатичности - способности организма развиваться и поддерживать себя в постоянном состоянии при различных условиях внешней среды. Наибольшая величина этого показателя отмечена у сорта Etienne (Канада). Однако следует отметить, что высокая гомеостатичность и высокая продуктивность не всегда совпадают.
Выделенный по результатам оценки экологической пластичности коллекционный материал
активно привлекается в программы скрещиваний. Из сортообразцов, полученных с его участием, можно выделить наиболее продуктивные: Приморский 153 (Приморский 44 х Patty), Приморский 160 (Приморский 4699 х Kimberly) и Приморский 167 (Приморский 5097 х к-19907 х Runis), которые формировали высокую урожайность в течение трех лет, обеспечивая прибавку к стандарту на уровне 10...20% (табл. 3).
К числу генотипов наиболее устойчивых к неблагоприятным условиям Приморского края относятся экологически пластичные сорта Приморский 153 (Ь =0,9), Приморский 160 (Ь =0,8) и Приморский 174 (Ь =1,1), имеющие стабильную урожайность и коэффициент стабильности признака (S2di), равный или близкий к нулю.
Выводы. При создании новых двурядных и многорядных высокопродуктивных сортов ярового ячменя устойчивых к неблагоприятным условиям произрастания и формирующих стабильную урожайность в условиях Приморского края рекомендуется использовать выделенные экологически пластичные и стабильные сортообразцы Kimberly (США), Ерофей (Россия), Соболек (Россия), Березинский (Беларусь), Mazurka (Нидерланды), Samson (Канада), Patty (Франция), Черниговский 90 (Украина).
Литература.
1. Жученко А.А. Адаптивная система селекции растений (экологические основы): монография [в 2-х т.]. М.: Изд-во РУДН, 2001. Т. 1. 780 с.
2. Моисеенко Л.М., Клыков А.Г., Тимошинов Р. В. Селекционная работа с зерновыми культурами в Приморском крае // Достижения науки и техники АПК. 2008. №6. С.13-14.
3. Eberhart S.A. Russel W.A. Stability parameters for comparing varieties // Crop. Sci. 1966. Vol. 6. №1. p. 36-40.
4. Методики расчёта экологической пластичности сельскохозяйственных растений / В.А. Зыкин, И.А. Белан, В.С.Юсов, С.П. Корнева // Изд-во ОмГАУ, 2008. 35с.
5. Гончаренко А.А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур // Вестник Россельхозака-демии. 2005. № 6. С. 49-53.
6. Хангильдин В.В. Параметры оценки гомеостатичности сортов селекционных линий в испытаниях колосовых культур // Науч.-техн. бюл. ВСГИ. 1986. № 2/60. С. 36-41.
7. Клыков А.Г., Муругова Г.А. Продуктивность сортов ярового ячменя в зависимости от группы спелости в условиях Приморского края // Сиб. вестник с.-х. науки. 2010. №3. С. 21-25.
EVALUATION OF CULTIVARS ADAPTATION OF SPRING BARLEY PRODUCTIVITY IN PRIMORSKY
KRAI
A.G. Klykov, L.M. Moiseyenko, G.A. Murugova
Primorsky Scientific Research Institute of Agriculture of Russian Academy of Agricultural Sciences Summary. 300 samples of spring barley varieties of different ecologic geographic origin of the All-Ruassia Institute of Plant-growing collection and the competitive testing varieties, according to the complex of their economic valuable traits, developed in Primorsky Scientific Research Institute of agriculture of Russian Academy of Agricultural Sciences, were studied. As a source of useful features and properties recommends using a dedicated ecological plasticity and stable sortspecimens: Kimberly (USA), Erofei (Russia), Sobolek (Russia), Berezina (Belarus), Mazurka (Netherlands), Erofei (Russia), Samson (Canada), Patty (France), Chernihiv 90 (Ukraine). High stress tolerance in contrasting growing conditions characterized by sort Erofei (Russia), which has the lowest coefficient of variation of productivity per plant (CV = 12,3%). Maximum homeostasis (Hom) was observed in sort Etienne (Canada) - 13.6. As a result of usage of best sortspecimens in selection of summer barley there was developed selection material, which is being studied in all phases of the selection process. In the KSI allocated over three years of study the most productive varieties of summer barley: Primorsky 153, Primorsky 160, Primorsky 167, Primorsky 174, Primorsky 179 (with the addition to the standart 10-20 % and a yield of 4,0-4,5 t / ha),steady against stressful factors of environment.
Keywords: barley, selection, sortspecimens, productivity, plasticity, stability.
