CC BY
20
RESULTS OF RESEARCH ON CULTIVATION OF WINTER TRITICAL ON CHESTNUT SOILS IN THE LOWER VOLGA REGION
T.V. Ivanchenko, K.S-Kh.N., leading researcher, A.V. Belikina, researcher - Lower-Volga NIISKh, Affiliate of FSC of Agroecology RAS, Volgograd, Russia
There were studiedvarieties of winter triticale, seeding rates, and fertilizer application dosages in the arid conditions of the Lower Volga region during the research. The most productive varieties of winter triticale were determined. The economic efficiency of the options for cultivating winter triticale was argued, depending on the choice of variety, seeding rate and doses of mineral fertilizers. Based on calculations of the economic efficiency of using the studied technological elements, it was determined that the highest
profit per 1 hectare is provided by the Tribun winter triticale variety with a sowing rate of 2.5 million pieces. germinating seeds / ha with the agricultural background of the application of N60P30 mineral fertilizers, while the profitability of growing the crop is 165.0%.
Analyzing the yield of winter triticale, one can see that Valentin 60 had the highest yield of 4.0 t / ha with a sowing rate of 4.5 million pcs with fertilizer N60P30, the profitability was 140.2%. The sowing variety Tribun, the highest yield of 4.1 t / ha was obtained with a sowing rate of 2.5 million sh / ha on the N80P30 agricultural background, profitability was 152.1%. For the variety Kapriz, the highest yield of 4.0 t / ha was obtained on the N80P30 agricultural background, with a sowing rate of 3.5 million units, while the profitability was 136.8%.
Key words: winter triticale, productivity, varieties, seeding rate, mineral fertilizer, application rates, economic efficiency
УДК 633. 11: 631. 527 DOI 10.34736/FNC.2019.107.4.012
УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ И ЭЛЕМЕНТЫ СТРУКТУРЫ В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
А.А. Питоня, к.с.-х.н., ведущий научный сотрудник, В.Н. Питоня, старший научный сотрудник -Нижне-Волжский НИИСХ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН, Волгоградская область, Россия
В статье представлены результаты исследований по выявлению наиболее значимых элементов структуры урожая, определяющих урожайность озимой мягкой пшеницы в специфических климатических условиях Волгоградской области, для использования в селекционном процессе на повышение продуктивности и адаптивности новых сортов.
В среднем за период с 2000 по 2018 годы установлена тесная корреляционная зависимость урожая от высоты растений (г=+0,9), массы зерна главного колоса (г=+0,69), массы 1000 зерен (г=+0,72) и количества продуктивных колосьев на единице площади (г=+0,73).
При благоприятных погодных условиях зависимость урожая от элементов его структуры снижается до средних значений. Коэффициент корреляции
урожая следующий: от массы зерна главного колоса г=+ 0,61; от массы 1000 зерен г=+0,52; от количества продуктивных колосьев на 1м2 г=+0,57.
При неблагоприятных погодных условиях наблюдалась тесная корреляционная зависимость только от высоты растений (г= 0,71) и средняя от массы зерна главного колоса (г=+ 0,39); от количества зерен в главном колосе г=+ 0,48; от массы зерна боковых побегов г=+ 0,60; от массы 1000 зерен г=+0,54.
Установлено, что первоначально отбор элитных растений следует проводить в стрессовых погодных условиях, повторно - в благоприятных.
Ключевые слова: озимая мягкая пшеница, селекция, урожайность, сорт, элементы структуры урожая, вариация, коэффициент корреляции.
Озимая мягкая пшеница в основном определяет валовые сборы зерна Волгоградской области. Они не стабильны по годам и зависят от технологий возделывания, и преимущественно от складывающихся погодных условий. Климат - области резко континентальный и не стабильный по годам. Так, в сухостепной зоне каштановых почв в последние 18 лет благоприятные погодные условия, обеспечивающие урожайность зерна в конкурсном сортоиспытании от 4,0 до 6,1 т/га, складывались 6 лет (33,3%). Крайне неблагоприятные из-за низких отрицательных температур зимой и засушливости осеннего и летнего периодов и высоких температур последнего, с урожайностью от 1,5 до 3,0т/га, складывались также 6 лет. И средние, с урожайностью от 3,1 до 3,9т/га, - также 6 лет. За этот период среднегодовое количество осадков составляло 373,4 мм (в пределах от 199,3 мм до 511,7мм) при крайне неравномерном их распределении по вегетационному периоду. Среднегодовая температура воздуха за весь период наблюдений с 1900 года составила 8,98 °С, минимальная - 3,2 °С, максимальная - 9,2 °С, за последние 5 лет наблюдалось ее увеличение до 9,39 °С. Среднегодовой гидротермический коэффициент мая-июня 0,58 (в пределах от 0,1 до 0,97). Средний урожай культуры озимой пшеницы за
2000-2018 годы составил 3,85 т/га (в пределах от 1,5 до 6,1 т/га).
Основная задача селекции озимой мягкой пшеницы в Волгоградской области - создать сорта с повышенной устойчивостью к неблагоприятным погодным условиям, и за счет этого, с повышенной стабильной продуктивностью качественного зерна по годам.
С целью выявления маркерных признаков и целенаправленного селекционного процесса на повышение урожайности и ее устойчивости по годам ставилась задача, определить зависимость урожая от основных элементов его структуры в различных погодных условиях.
Материалы и методы исследований. Исследования, полевые и лабораторные, проводились на базе Камышинской лаборатории селекции и семеноводства полевых культур НВНИИСХ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН, расположенной в правобережной зоне Волгоградской области. Почвы каштановые, суглинистые с солонцами и глубоким залеганием грунтовых вод, содержанием гумуса 1,8-2,2%. Конкурсное сортоиспытание в период с 2000 по 2018 годы закладывалось по черному пару и по методике Госсорткомиссии [1].Основная обработка почвы - минимальная, дисковыми орудиями
на глубину 0,05 -0,07 м. Ежегодно изучалось от 25 до 50 сортов собственной селекции, площадь делянки 25м2, повторность 4-хкратная, норма высева 4 млн. зерен/га. Исходный селекционный материал создавался с помощью ступенчатой гибридизации местных сортов с образцами коллекции ВНИИР или сортами инорайонной селекции. Математическая обработка урожайных данных проводилась по Б.А. Доспехову [2].Средние значения урожая и элементов его структуры определялись за весь период с 2000 по 2018 годы. Благоприятные годы выделялись по уровню урожая от 4,6 т/га до 6,1 т/га (2000, 2001, 2004, 2008, 2017гг.), неблагоприятные - от 1,5 до 3,1 т/га ( 2003, 2009, 2010, 2015, 2016, 2018 гг.). При этом из 18 лет отрицательное влияние на урожай оказывали неблагоприятные условия осеннего периода 2 года, зимнего - 2 года и 2 года летнего периодов.
Литературный обзор. Существуют мнения, что «Урожайность зерна - это результат взаимодействия всех количественных признаков растения с условиями среды» [3]. Увеличение урожайности в конкретных климатических условиях может решаться за счет увеличения разных элементов структуры урожая и их оптимального сочетания: числа продуктивных стеблей, длины колоса, числа колосков и зерен в колосе, массы 1000 зерен, массы зерна одного колоса и растения [4].
О роли продуктивной кустистости, как фактора повышения урожайности, в литературе имеются противоречивые мнения. В Чехословакии селекцию на повышение урожайности ведут за счет повышения числа растений и числа зерен на боковых побегах. Вклад в урожай боковых побегов у них составляет 63%, а главных - 37 %. В Мексике ведут селекцию на повышение продуктивной кустистости, обращая внимание на синхронность колошения, и отбирают формы с повышенной кустистостью. Продуктивность главного колоса должна быть сформирована за счет повышенной общей кустистости растений [4].
В Краснодарском НИИСХ П.П. Лукьяненко не нашел корреляционной зависимости между урожаем зерна и продуктивной кустистостью. При отборе предпочтение отдается растениям с высокопродуктивным колосом и средней продуктивной кустистостью [5].
В Среднем Поволжье продуктивная кустистость и число зерен в колосе зависели от условий выращивания и сильно варьировали по годам.
Показаны результаты изучения сортов в условиях весенней, летней и комплексной засух. При весенней засухе эффективен отбор по количеству продуктивных стеблей на м2. В условиях летней и комплексной засух эффективен отбор по массе 1000 зерен и натурной массе зерна. В засушливые годы корреляция урожая с продуктивной кустистостью - отрицательная, в благоприятные - положительная [6].
В условиях Дона при среднем уровне плодородия эффективен отбор по массе зерна с растения, для интенсивной технологии - по массе зерна с колоса, при сильной засухе эффективен отбор по массе зерна с единицы площади. При засухе тесные корреляционные связи установлены между урожаем и величиной надземной массы и еще более тесные с массой зерна с колоса или растения [7].
При весеннем кущении озимых образование большого количества боковых побегов не приво-
дит к повышению урожайности в засуху из-за их отмирания. При этом важна масса зерна главного колоса [8].
При изучении мексиканских сортов в Судане, где условия менее благоприятные, было установлено, что урожай сформировался на 81% за счет главного колоса и лишь 19% за счет боковых [4].
Главным критерием при отборах на повышение урожайности является продуктивность колоса в Швеции на Свалевской селекционной станции [9], в НИИ Юго-Востока [10] и в Мироновском НИИ селекции и семеноводства пшеницы [11]. Такой же точки зрения придерживаются селекционеры Германии, они считают, что озерненность колоса и его масса наследственно обусловлены и могут быть улучшены с помощью селекции [4]. В условиях Дона засухоустойчивость сорта выражается в его способности сохранять наибольшее количество зерен в колосе и формировать выполненное зерно [12]. В условиях Среднего Поволжья эффективно проведение отборов по крупности колоса и зерна, а также по озерненности колоса и массе зерна растения [13]. В Сибири генетический прирост урожайности за период с 1900 по 2010 годы был обусловлен увеличением количества зерен на единицу площади и массы 1000 зерен [14].
Селекция на жаро-, засухоустойчивость в условиях Дона основывается на массе зерна с растения и с единицы площади [15]. На Дону засухоустойчивость сорта определяется по способности сохранять наибольшее количество зерен и формировать выполненное зерно. При этом определены основные маркеры засухоустойчивости: урожай зерна с единицы площади, величина уборочного индекса, масса 1000 зерен и ее динамика по годам, выполненность зерна, максимальная продолжительность работы флаг листа. Отбор на повышение массы 1000 зерен до 50 граммов приводил к снижению озерненности колоса [3,12].
Высота растений находится в большой зависимости от генотипа сорта и условий вегетации. В засушливых условиях, когда рост и развитие проходит при неблагоприятных погодных условиях, происходит снижение высоты и, как правило, снижение урожайности озимой пшеницы [3]. Положительные корреляционные связи выявлены между высотой растений, зимостойкостью и выживаемостью растений. Короткостебельные сорта максимально продуктивны при интенсивных технологиях [16].
Результаты исследований. В конкурсном сортоиспытании озимой мягкой пшеницы за период с 2000 по 2018 годы средняя урожайность зерна составила 3,85 т/га и находилась в пределах от 1,5 т/ га (2015 год - острозасушливый) до 6,1 т/га (2001 год - благоприятный). Средняя урожайность увеличилась на 42,8 % в благоприятные годы, уменьшилась на 35% в неблагоприятные годы (табл. 1).
В благоприятные годы (по сравнению со средними за 2000-2018 годы) увеличились показатели следующих элементов урожая: высота растений на 20%, длина колоса на 4%, масса зерна главного колоса на 6,3%, масса зерна боковых побегов на 65,8%, масса 1000 зерен на 10,0% и количество продуктивных колосьев на 1м2 на 23,8%.
Не изменилось только количество колосков в колосе, а озерненность колоса уменьшилась на 6,5%, что обусловлено высокой густотой продуктивного стеблестоя на единице площади.
В годы с неблагоприятными погодными условиями уменьшились такие показатели, как: урожая зерна на 35,0%, высоты растений на 22,0%, массы зерна боковых побегов и массы 1000 зерен на 19,0% и количество продуктивных колосьев на 1 м2 на 45,9%. Увеличилась лишь озерненность главного колоса на 4,4% из-за изреженности продуктивного стеблестоя.
При неблагоприятной погоде, складывающейся
в осенний и зимний сезоны, в основном отрицательное влияние на урожай оказывает низкая густота продуктивного стеблестоя.
При высоких положительных температурах и засухе летнего периода урожай снижается в основном за счет уменьшения озерненности колоса, массы 1000 зерен и массы зерна боковых побегов. Элементы структуры урожая и его величина имели разную степень вариации по годам (табл.2).
Таблица 1 - Урожайность зерна озимой мягкой пшеницы и ее элементы у сортов конкурсного сортоиспытания.
Камышин, 2000-2018 годы
Элементы Годы
Средние за 20002018 годы Благоприятные, урожайность от 4 до 6,1 т/га Неблагоприятные, урожайность от 1,5 до 2,9 т/га Средние, урожайность от 3,0 до 3,9 т/га
Урожайность т/га 3,85 5,50 2,50 3,56
Высота растений, см 86 104 67 87,44
Длина колоса, см 6,7 7,0 6,7 6,46
Кол-во колосков, шт. 14,9 14,9 - 14,45
Кол-во зерен главного колоса, шт. 31,9 29,8 30,5 28,3
Масса зерна главного колоса, г 1,26 1,34 1,30 1,28
Масса зерна боковых побегов, г 1,7 2,82 1,5 1,02
Масса 1000 зерен, г 38,9 42,8 31,5 39,54
Кол-во продуктивных колосьев шт./м2 377 467 204 -
Таблица 2 - Вариационная изменчивость урожая зерна озимой мягкой пшеницы и ее элементов у сортов конкурсного сортоиспытания. Камышин, 2000-2018 годы
Элементы Коэффициент вариации, %
Средние за 20002018 годы Благоприятные годы Неблагоприятные годы Средние годы
Урожай 52,3 14,4 31,7 13,48
Высота растений 5,4 3,6 4,8 5,2
Длина колоса 13,1 13,8 15,0 9,44
Количество колосков 6,9 7,8 - 7,4
Количество зерен в колосе 8,3 8,8 8,04 8,0
Масса зерна главного колоса 42,1 39,47 43,0 41,3
Масса зерна боковых побегов 55,3 31,5 28,0 13,48
Масса 1000 зерен 6,0 4,4 8,8 3,38
Количество колосьев на 1м2 2,8 1,6 - -
В среднем сильную изменчивость показали такие элементы: масса зерна главных и боковых побегов, коэффициент вариации составил соответственно 42,1 и 55,3%, что обусловило и высокую вариабильность величины урожая - 52,3%.
Наибольшая вариабильность наблюдалась в группе лет при неблагоприятных погодных условиях, коэффициент вариации массы зерна главного колоса 43%, боковых колосьев 28% и в целом урожая 31,7%.
В среднем за все годы исследований урожай зерна находился в тесной корреляционной зависимости от количества продуктивных колосьев на
единице площади (г = 0,73), массы зерна главного колоса (г = 0,69) и массы 1000 зерен (г = 0,72), и в средней корреляционной зависимости от массы зерна боковых колосьев и озерненности колоса (г = 0,47 и г = 0,37).
В благоприятные годы тесные связи урожая с этими элементами уменьшились и образовали среднюю зависимость: соответственно г = 0.57; 0.61; 0.52. В неблагоприятные годы наблюдалась средняя зависимость урожая от озерненности колоса (г = 0,48), массы зерна главного колоса (г = 0,39), массы зерна боковых побегов (г = 0,60) и массы 1000 зерен (г = 0,54).
Таблица 3 - Корреляционная зависимость урожая зерна озимой мягкой пшеницы от ее структуры у сортов конкурсного сортоиспытания. Камышин, 2000-2018 годы
Элементы Коэффициент корреляции r
Годы
Средние за 2000-2018 Благоприятные Неблагоприятные Средние
Высота 0,9 0,34 0,71 0,12
Длина колоса 0,03 - 0,46 -0,42 0,23
Количество колосков в колосе -0,27 -0,64 - 0,52
Количество зерен в колосе 0,37 - 0,07 0,48 0,12
Масса зерна главного колоса 0,69 0,61 0,39 0,04
Масса зерна боковых колосьев 0,47 - 0,18 0,6 0,29
Масса 1000 зерен 0,72 0,52 0,54 0,32
Количество колосьев на м2 0,73 0,57 - -
Выводы. В условиях Волгоградской области селекционный процесс озимой мягкой пшеницы на повышение адаптивности и продуктивности необходимо вести, увеличивая такие элементы структуры урожая, как количество продуктивных стеблей на единице площади, массы зерна главного и боковых побегов и массы 1000 зерен.
Литература:
1. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Под редакцией председателя государственной комиссии по сортоиспытанию с.-х. культур при МСХ СССР, доктора с.х. наук М.А. Федина. М.:
- 1985.
2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Издательство « Колос» М.: - 1968. - С. 304-309.
3. Скрипка О.В. Селекция мягкой пшеницы на продуктивность и качество зерна в условиях Ростовской области: Диссертация кандидата с.х. наук. Зерноград. - 2005.
- 167 с.
4. Дорофеев В.Ф. В кн.: Пшеница мира. Под ред. Брежнева Д.Д. /Л.: « Колос», 1976. - 487 с.
5. Лукьяненко П.П. Достижения и перспективы селекции озимой пшеницы/ Избранные труды - « Доклады на 2 съезде Всесоюзного общества генетиков и селекционеров»// М., 1973. - С. 434-446.
6. Сухоруков А.Ф., Сухоруков А.А. Результаты селекции озимой пшеницы на устойчивость к абиотическим стрессорам// Ж. Известия Самарского научного центра. Российской академии наук. - 2014.
7. Грабовец А.И. Фоменко М.А. Масса зерна интегральный показатель адаптивности озимой пшеницы при селекции на засухоустойчивость. Известия Оренбургского государственного университета, 2014.
8. Duggan B. L. , Domitruk D. R. and Fowler D. B. Yield component variation in winter wheat grown under drought stress. CanadianjournalofPlantScience, 2000, 80(4): 739.
9. Неттевич Э.Д., Максименко В. П. Современные методы селекции зерновых культур и многолетних трав в Швеции. М., Изд-во МСХ СССР, 1974. - 65 с.
10. Ильина Л.Г. Селекция яровой пшеницы в НИИСХ Юго-Востока -«Научные труды НИИСХ Юго-Востока», 1970. - вып. 27. - С. 5-126.
11. Ремесло В.Н. Сорта озимой пшеницы мироновской селекции. - В кн.: Селекция и семеноводство пшеницы. -Киев, 1971. - С. 3-10.
12. Фоменко М. А., Грабовец А.И., Беседина О.В. Основные принципы селекции озимой мягкой пшеницы на засухоустойчивость на Дону / Ж. Известия Оренбургского государственного университета. - 2013. - С. 52-55.
13. Глуховцев В.В. Особенности адаптивной селекции
зерновых культур в условиях Среднего Поволжья / Ж. Аграрный вестник Юго-Востока. - 2009. -№ 1. - С. 12-13.
14. Morgounov A. I., Belan,I., Zelenskiy, Y., Roseeva, I., Tomoshozi, Z., Bekes, F., Abugalieva, A., Carmar, I., Wargas, M., Crossa, I. Historical changes in grain yield and quality of spring wheat varieties cultivated in Siberia Front 1900 to 2010. Canadian Journal of Plant Science , 2013, 93: 425-433.
15. Грабовец А.И., Фоменко М.А. Изменение климата и методология. Создание новых сортов пшеницы и тритикале с широкой экологической пластичностью / Ж. Достижения науки и техники АПК. - 2015. - т.29. - № 12. - С.16-19.
16. Thomas J. B. ,Schlje G. B., end Grant M. N. Survival, height and genotype by environment interaction in winter wheat. Canadian Journal of Plant Science, 1993, 73 (2) : 417-420.
YIELD OF WINTER SOFT WHEAT AND STRUCTURAL ELEMENTS IN THE DRY-STEPPE ZONE OF VOLGOGRAD REGION A.A. Pitonya, K.S-Kh.N., leading researcher, V.N. Pitonya,
senior researcher - Lower-Volga NIISKh, Affiliate of FSC of Agroecology RAS, Volgograd, Russia
The article presents the results of research aimed to identify the most significant elements of the yield structure that determine the yield of winter soft wheat in specific climatic conditions of the Volgograd region, for use in the breeding process to increase the productivity and adaptability of new varieties.
Close correlation dependence of yield on plant height (r= + 0.9), grain mass of the main ear (r= + 0.69), mass of 1000 grains (r= + 0.72) and the number of productive ears per area unit (r= + 0.73) was established on average for the period from 2000 to 2018.
In case of favorable weather conditions, the dependence of the yield on the elements of its structure is reduced to average values. The correlation coefficient of the crop is as follows: from the grain mass of the main ear r=+ 0.61; from the mass of 1000 grains r=+0.52; from the number of productive ears per 1m2 r=+0.57.
Under adverse weather conditions, a close correlation was observed only from the height of plants (r= 0.71), and the average - from the grain mass of the main ear (r= + 0.39); from the number of grains in the main ear r= + 0.48; from the grain mass of lateral shoots r= + 0.60; from the mass of 1000 grains r= + 0.54.
It is established that the initial selection of elite plants should be carried out under stressful weather conditions, and again - under favorable respectively.
Key words: winter soft wheat, selection, crop yield, variety, the yield structure elements, variant, correlation coefficient
