CC BY
63
УДК 633.1«321»:631.524.7
DOI: 10.24411/2587-6740-2020-12030
ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
И.Ю. Иванова, С.В. Ильина
Чувашский научно-исследовательский институт сельского хозяйства — филиал ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого», Чувашская Республика, Россия
В статье рассматриваются результаты изучения сортообразцов яровой мягкой пшеницы селекции ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого в по-чвенно-климатических условиях южной части Волго-Вятского региона. Исследования проводились в 2018-2019 гг. в Чувашском НИИСХ — филиал ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока в полевых условиях на тяжелосуглинистых серых лесных почвах по общепринятым методикам. За 2 года по основным хозяйственно ценным признакам достоверно выделились 2 селекционных образца, которые превышали сорт-стандарт по урожайности на 1,48 (С-84) и 8,21 (Р-57) ц/га. Выявлена и проанализирована изменчивость основных элементов продуктивности у 8 селекционных образцов. Выделены лучшие из них с наиболее важными хозяйственно ценными признаками, у которых вариабельность составила менее 15°/%: сорт-стандарт Симбирцит и селекционный номер П-57 — по 5 элементам продуктивности, сортообразцы Т-122, С-84, С-103, Н-154 — по 4 элементам продуктивности. Лучшие образцы со слабой реакцией вариабельности отобраны для создания новых сортов со стабильной и высокой продуктивностью в качестве исходного материала. Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, сортообразец, элементы продуктивности, коэффициент вариации.
Яровая пшеница является одной из важных зерновых культур на серых лесных почвах Волго-Вятского региона. В последнее десятилетие наблюдается тенденция увеличения ее доли среди яровых зерновых культур. В современных условиях одним из путей повышения урожайности яровой пшеницы и сокращения затрат на производство ее зерна является правильный подбор сортов [1]. Урожайность не является абсолютной и неизменной особенностью сорта. Урожай — это производная среды и генотипа и в огромной мере определяется генотипом [2, 3]. Второй фактор обусловлен генотипом индивида, то есть при идентичных условиях если выращивают различные сорта, один идио-тип показывает наибольшую продуктивность, а если этот же сорт высевают в последующие годы, то урожай зерна будет зависеть от первого фактора. Приоритетом в стабилизации растениеводства считается создание сортов с высоким уровнем адаптивности [4-8]. Морфофизиоло-гические признаки продуктивности растений яровой пшеницы могут сильно варьировать под влиянием различных факторов [9-11].
Селекция на продуктивность является одним из самых сложных направлений селекции сельскохозяйственных культур, поскольку этот многокомпонентный признак в значительной степени зависит от складывающихся погодных условий. Один из важнейших моментов селекционной работы — выявление степени изменчивости отдельных хозяйственно ценных признаков. Эта работа становится особенно актуальной для селекции в связи с продолжающимися изменениями климата, поскольку именно осадки и температура воздуха являются определяющими факторами урожайности пшеницы [12].
Цель статьи
Цель статьи — изучить новый гибридный материал яровой мягкой пшеницы по комплексу признаков (урожайность, качество зерна, устойчивость к био- и абиострессам), выделить перспективные образцы в природно-климатических условиях южной части Волго-Вятского региона.
Материалы и методы
Исследования проводились на базе Чувашского НИИСХ. Почва опытного участка серая лесная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса 4,6%, нейтральной реакцией почвенного раствора — 6,1 и повышенным содержанием подвижного фосфора и обменного калия.
В качестве исходного материала использовались гибриды яровой мягкой пшеницы селекции ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока. В питомнике предварительного испытания изучалось 8 перспективных сортообразцов. За стандарт был выбран районированный сорт Симбирцит (Ульяновский НИИСХ).
Все учеты и наблюдения в период вегетации проводились в полном соответствии с методикой полевого опыта по Б.А. Доспехову [13] и методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [14, 15].
Результаты и обсуждение
Метеорологические условия вегетационных периодов в годы исследований различались
между собой как по количеству осадков и характеру их распределения, так и по температуре воздуха в течение вегетации, что позволило дать объективную оценку изученным сортообразцам яровой мягкой пшеницы. В 2018 г. рост и развитие полевых культур проходили в условиях недостатка влаги на фоне высокого температурного режима в течение всего периода вегетации. 2019 г. был умеренно теплый с дефицитом влаги в начале вегетации растений и с высокой влаго-обеспеченностью в фазе созревания культуры.
В питомнике предварительного испытания за 2018-2019 гг. средняя урожайность изученных селекционных линий варьировала от 39,4 ц/га у номера С-103 до 53,3 ц/га у номера Р-57 (рис. 1). Урожайность стандартного сорта Симбирцит составила 45,1 т/га.
Среднесортовой коэффициент вариабельности урожайности в 2018 г. составил 11,07%, а в 2019 г. — 14,95%. Наименьшая вариабельность за 2 года изучения относительно сорта-стандарта Симбирцит (19,37%) была отмечена у номеров Р-63 (7,01%), П-103 (8,52%) и Н-154 (18,8%).
53,32
45,11 45,17 45,44
S 40 ■U
О 30
Я
я £ 20 О
^ 10
46,59
39,59
43,57
^ Ч^
У Я Я V 0<ч
Селекционные номера
60
а50
0
Рис. 1. Урожайность за 2018-2019 гг.
- 53
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 2 (374) / 2020
ш
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
Таблица l
Характеристики элементов продуктивности у сортообразцов (2018-2019 гг.)
Сорт, номер Продуктивная кустистость, шт. Высота стебля, см Длина колоса, см Количество зерен в колосе, шт. Масса зерен с колоса, г Масса 1000 семян, г
Симбирцит, st 1,1 72,44 7,6 26,40 1,27 48,18
Р-63 1,5 70,48 8,2 32,55 1,23 37,70
Р-57 1,1 64,02 8,0 28,94 1,61 55,55
Т-122 1,1 60,16 8,1 32,96 1,20 36,39
П-103 1,3 67,76 8,8 34,46 1,26 36,57
С-65 1,6 71,56 8,2 28,78 1,50 52,22
С-84 1,2 70,89 9,2 33,30 1,44 43,38
С-103 1,2 68,02 8,9 30,96 1,12 36,21
Н-154 1,2 63,19 8,4 27,87 1,30 46,65
Таблица 2
Структура изменчивости элементов продуктивности у сортообразцов (2018-2019 гг.), %
Сорт, номер Продуктивная кустистость Высота стебля Длина колоса Количество зерен в колосе Масса зерен с колоса Масса 1000 семян
Симбирцит, st 8,76 2,85 34,1 11,79 0,56 6,32
Р-63 23,16 3,63 32,76 42,79 7,61 3,34
П-57 2,01 3,42 12,86 7,43 14,00 34,13
Т-122 9,17 4,91 21,59 20,39 1,79 0,16
П-103 20,36 5,44 20,35 16,04 8,32 7,19
С-65 33,41 17,18 24,70 6,89 12,30 30,04
С-84 0,11 2,01 38,83 19,80 1,99 7,30
С-103 2,91 2,42 35,42 41,74 11,59 3,06
Н-154 12,09 9,70 14,34 1,90 18,45 27,18
Таблица 3
Содержание клейковины в зерне у сортообразцов (2018-2019 гг.), %
Сорт, номер Клейковина Вариабельность
Симбирцит, st 19,0 14,89
Р-63 20,0 0,00
П-57 25,5 13,86
Т-122 23,5 9,03
П-103 22,0 19,28
С-65 16,5 4,29
С-84 21,5 3,29
С-103 22,5 22,00
Н-154 24,5 8,66
Все остальные селекционные линии показали вариабельность урожайности от 29,87 (С-103) до 42,42% (Р-57).
За 2 года по основным хозяйственно ценным признакам достоверно выделились 2 селекционных образца, которые превышали сорт-стандарт по урожайности на 1,48 (С-84) и 8,21 (Р-57) ц/га, при НСР05=0,67.
В таблице 1 представлены среднеарифметические значения элементов продуктивности за 2 года исследований (2018 и 2019 гг.). По результатам анализа апробационного снопа было установлено, что практически у всех изученных образцов продуктивная кустистость превышает стандарт, кроме селекционных образцов Р-57 и Т-122, у которых данный показатель за 2 года изучения был на уровне сорта-стандарта. Наибольшей продуктивной кустистостью обладает селекционный номер С-65 (1,6 шт.), что превышает стандарт на 45%.
По обобщенным данным, у селекционных номеров по показателю высота растений превышение над стандартом не наблюдалось. Самым низкорослым оказался номер Т-122 (60,16 см), что меньше стандарта на 12,28 см (16%).
Все изучаемые образцы превысили стандарт по длине колоса и количеству зерен с колоса. Максимальное превышение наблюдается у номера С-84 (9,2 см), что превысило стандарт на 1,6 см (17%). По количеству зерен в колосе показатель у селекционных номеров находился в пределах от 27,87 до 34,46 шт. В наборе изученных номеров наибольшее количество зерен с колоса имел сортообразец П-103, где превышение составило 23%.
По продуктивности 1 колоса отличились номера Р-57 (1,61 г) и С-65 (1,5 г), превысив сорт-стандарт на 26 и 18%. Наименьшим выходом массы зерен с колоса характеризовались номера С-103, Т-122, Р-63 и П-103, где данный показатель находился в пределах от 1,12 до 1,26 г, что ниже на 4-1% сорта-стандарта.
Крупность зерна у сортообразцов яровой мягкой пшеницы в условиях 2018-2019 гг. находилась в пределах 36,21-55,99 г. Стандарт по массе 1000 зерен превысил аналогичные 4 селекционных номера и по выходу массы с колоса на 12-10%. Максимальное значение между со-ртообразцами отмечено у номера Р-57, который превысил сорт-стандарт на 7%.
Изучение вариабельности хозяйственно полезных признаков и свойств зерна позволяет выявить степень их изменчивости. В таблице 2 представлены показатели вариации морфофи-зиологических признаков продуктивности изученных сортообразцов, где установлено, что по продуктивной кустистости наиболее стабильными показателями относительно сорта-стандар-
та обладают номера С-84 (0,11%), П-57 (2,01%) и С-103 (2,91%).
Анализ фенотипической изменчивости высоты растений показал, что данный морфопара-метр наименее вариабельный у селекционного номера С-65. Установлено, что вариация по данному показателю по сравнению с другими элементами продуктивности была наименьшей.
Степень изменчивости длины колоса у всех номеров находилась в интервале от 12,86 до 14,34%. Наименьший коэффициент вариации отмечен у номеров П-57 и Н-154 (12,86 и 14,34% соответственно), которые оказались более стабильными чем сорт-стандарт.
Самые высокие показатели вариабельности по количеству зерен с колоса имеют номера Р-63 и С-103. В наборе сортообразцов высокими показателями стабильности по выходу зерен с колоса по количеству выделился номер Н-154 (1,9%), также данные показатели ниже стандарта наблюдаются у номеров С-65 (6,89%) и П-57 (7,43%). Коэффициент вариации массы зерен с колоса у всех изучаемых селекционных номеров превышал показатель сорта-стандарта, у которого отмечено минимальное значение 0,56%.
По массе 1000 семян наименее вариабельные показатели имели селекционные номера Т-122, С-103 и Р-63.
Качественные показатели урожая и его вариабельность за 2018-2019 гг. представлены в таблице 3. Установлено, что наибольшее содержание клейковины за 2 года изучения наблюдается у селекционных номеров П-57 (25,5%) и Н-154 (24,5%). Относительно сорта-стандарта превышение составило 6,5 и 5,5%, что является достоверным при НСР05=4,8.
По вариабельности содержания клейковины за 2018-2019 гг. наиболее стабильными показателями отличился номер Р-63 (0,00%), но качество зерна у данного номера на уровне сорта-стандарта Симбирцит, который является филлером. У селекционных номеров П-57 и Н-154, которые по качеству можно отнести к ценной пшенице, вариабельность данного показателя была ниже сорта-стандарта Симбирцит (14,89%) и составила 13,86 и 8,66% соответственно.
Выводы
Изучение и анализ сортообразцов яровой мягкой пшеницы в условиях южной части Волго-Вятского региона позволили выделить пластичные по элементам продуктивности сорта.
За 2 года по основным хозяйственно ценным признакам достоверно выделились 2 селекционных образца, которые превышали сорт-стандарт по урожайности на 1,48 (С-84) и 8,21 (Р-57) ц/га.
Коэффициент вариации менее 15% по 5 элементам продуктивности отмечен у двух изученных образцов (сорт-стандарт Симбирцит и селекционный номер П-57); по 4 элементам продуктивности — у четырех (Т-122, С-84, С-103, Н-154). По количеству и массе зерен с колоса отмечена стабильность у образца С-65.
Выделены менее вариабельные селекционные образцы относительно сорта-стандарта Симбирцит, соответствующие по качеству ценной пшенице, П-57 (25,5%) и Н-154 (24,5%).
Литература
1. Борисова Е.Е. Влияние предшественников на урожайность яровой пшеницы на серых лесных почвах Нижегородской области // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2014. №. 5 (115). С. 13-17.
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 2 (Э74) / 2020
www.mshj.ru
2. Волкова Л.В. Наследуемость и изменчивость признаков продуктивности у гибридов яровой мягкой пшеницы первого-четвертого поколений // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2019. № 20 (3). С. 207-218.
3. Малокостова Е.И. Характеристика генотипов яровой мягкой пшеницы по комплексу хозяйственно-ценных признаков // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. №. 12 (66). Ч. 3. С. 123-126.
4. Рыбась И.А. Повышение адаптивности в селекции зерновых культур // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. № 5. С. 617-623.
5. Волкова Л.В., Амунова О.С., Лисицын Е.М. Влияние внешних условий на развитие количественных признаков и работу генетических систем яровой мягкой пшеницы // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20. №. 2-2. С. 192-197.
6. Савченко И.В. Генетические ресурсы — основа продовольственной безопасности России // Достижения науки и техники АПК. 2016. № 9. С. 5-8.
7. Сандухадзе Б.И. Развитие и результаты селекции озимой пшеницы в центре Нечерноземья // Достижения науки и техники АПК. 2016. № 9. С. 15-18.
8. Скрипка О.В. Урожайность и основные элементы продуктивности у сортов озимой пшеницы интенсивного типа селекции ВНИЗК // Достижения науки и техники АПК. 2016. № 9. С. 30-32.
9. Григорьев Ю.П., Белан И.А. Влияние элементов структуры урожая на урожайность сортов яровой мягкой пшеницы в условиях подтаежной зоны Омской области // Аграрная Россия. 2019. № 5. С. 3-6.
10. Лысенко А.А., Коробова Н.А. Оценка коллекционных образцов гороха по элементам продуктивности // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019. № 7 (1). С. 107-112.
11. Василова Н.З. и др. Влияние условий выращивания на формирование урожайности яровой мягкой пшеницы // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. №. 11.С.41-43.
12. Сухоруков А.Ф., Сухоруков А.А. Стратегия селекции озимой пшеницы в условиях вариабельности агрометеорологических условий вегетации // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20. № 2 (2). С. 239-244.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 351 с.
14. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1985. Вып. 1, 2. 267 с.
15. Донгак М.М. Влияние климатических условий на продуктивность выделившихся селекционных линий мягкой яровой пшеницы в Республике Тыва // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2017. № 11-1. С. 107-111.
Об авторах:
Иванова Инга Юрьевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-0792-1721, т35у24@ yandex.ru Ильина Светлана Вавиловна, аспирант, младший научный сотрудник, ORaD: http://orcid.org/0000-0002-1789-6494, сЬт^Ьиэ mail.ru
VARIABILITY OF ECONOMICALLY VALUABLE FEATURES SPRING SOFT WHEAT
I.Yu. Ivanova, S.V. Ilyina
Chuvash research agricultural institute — branch of the Federal agricultural research center of the North-East named N.V. Rudnitsky, Chuvash Republic, Russia
In the article the results of studying the varieties of spring soft wheat breeding RAMS FANS the North-East of them. N.V. Rudnitsky in soil and climatic conditions of the southern part of the Volga-Vyatka region. The research was conducted in 2018-2019 in the Chuvash research Institute-a branch OF the fgbnu of the North-East in the field on heavy loamy gray forest soils using generally accepted methods. For two years, two breeding samples were reliably distinguished for the main economically valuable characteristics, which exceeded the grade-standard for yield by 1.48 (C-84) and 8.21 (P-57) c/ha. The variability of the main elements of productivity in 8 breeding samples was identified and analyzed. The best of them with the most important economic and valuable characteristics with a variability of less than 15% were identified: the Simbircit standard variety and the selection number P-57 — for 5 productivity elements, the cultivars T-122, C-84, C-103, H-154 — for 4 productivity elements. The best samples with a weak variability response were selected to create new varieties with stable and high productivity as the source material.
Keywords: spring soft wheat, varietal, productivity elements, coefficient of variation.
References
1. Borisova, E.E. (2014). Vliyanie predshestvennikov na urozhainost' yarovoi pshenitsy na serykh lesnykh poch-vakh Nizhegorodskoi oblasti [Influence of predecessors on the yield of spring wheat on gray forest soils of the Nizhny Novgorod region]. Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of Altai state agricultural University], no. 5 (115), pp. 13-17.
2. Volkova, L.V. (2019). Nasleduemost' i izmenchivost' priznakov produktivnosti u gibridov yarovoi myagkoi pshenitsy pervogo-chetvertogo pokolenii [Heritability and variability of productivity characteristics in hybrids of spring soft wheat of the first and fourth generations]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka [Agrarian science of the Euro-NorthEast], no. 20 (3), pp. 207-218.
3. Malokostova, E.I. Kharakteristika genotipov yarovoi myagkoi pshenitsy po kompleksu khozyaistvenno-tsennykh priznakov (2017). [Characteristics of genotypes of spring soft wheat by a set of economically valuable traits]. Mezhdun-arodnyi nauchno-issledovatel'skii zhurnal [International scientific research journal], no. 12 (66), part 3, pp. 123-126.
4. Rybas', I.A. (2016). Povyshenie adaptivnosti v selektsii zernovykh kul'tur [Improving adaptability in the selection of grain crops]. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya [Agricultural biology], vol. 51. no. 5, pp. 617-623.
5. Volkova, L.V., Amunova, O.S., Lisitsyn, E.M. (2018). Vliyanie vneshnikh uslovii na razvitie kolichestvennykh prizna-kov i rabotu geneticheskikh sistem yarovoi myagkoi psh-enitsy [Influence of external conditions on the development of quantitative characteristics and the work of genetic sys-
tems of spring soft wheat]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk [Izvestia of Samara scientific center of the Russian Academy of Sciences], vol. 20, no. 2-2, pp. 192-197.
6. Savchenko, I.V. (2016). Geneticheskie resursy — osno-va prodovol'stvennoi bezopasnosti Rossii [Genetic resourc-es-the basis of food security in Russia]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the AIC], no. 9, pp. 5-8.
7. Sandukhadze, B.I. (2016). Razvitie i rezul'taty selektsii ozimoi pshenitsy v tsentre Nechernozem'ya [Development and results of selection of winter wheat in the center of Nechernozemye]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the AIC], no. 9, pp. 15-18.
8. Skripka, O.V. (2016). Urozhainost' i osnovnye ehle-menty produktivnosti u sortov ozimoi pshenitsy intensivno-go tipa selektsii VNIZK [Productivity and the main elements of productivity in winter wheat varieties of intensive selection type VNIZK]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the AIC], no. 9, pp. 30-32.
9. Grigor'ev, Yu.P., Belan, I.A. (2019). Vliyanie ehlementov struktury urozhaya na urozhainost' sortov yarovoi myagkoi pshenitsy v usloviyakh podtaezhnoi zony Omskoi oblasti [Influence of elements of the crop structure on the yield of spring soft wheat varieties in the conditions of the taiga zone of the Omsk region]. Agrarnaya Rossiya [Agrarian Russia], no. 5, pp. 3-6.
10. Lysenko, A.A., Korobova, N.A. (2019). Otsenka kolle-ktsionnykh obraztsov gorokha po ehlementam produk-tivnosti [Assessment of pea collection samples by produc-
tivity elements]. Mezhdunarodnyi zhurnal gumanitarnykh i estestvennykh nauk [International journal of humanities and natural sciences], no. 7 (1), pp. 107-112.
11. Vasilova, N.Z. i dr. (2015). Vliyanie uslovii vyrash-chivaniya na formirovanie urozhainosti yarovoi myagkoi pshenitsy [Influence of growing conditions on the formation of spring soft wheat yield]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the AIC], vol. 29, no. 11, pp. 41-43.
12. Sukhorukov, A.F., Sukhorukov, A.A. (2018). Strate-giya selektsii ozimoi pshenitsy v usloviyakh variabel'nosti agrometeorologicheskikh uslovii vegetatsii [Strategy of selection of winter wheat in conditions of variability of ag-rometeorological conditions of vegetation]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk [Izvestia of Samara scientific center of the Russian Academy of Sciences], vol. 20, no. 2 (2), pp. 239-244.
13. Dospekhov, B.A. (1985). Metodika polevogo opyta [Method of field experience]. Moscow, Kolos Publ., 351 p.
14. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'sko-khozyaistvennykh kul'tur [Methods of state variety testing of agricultural crops]. Moscow, Kolos Publ., 1985, vol. 1, 2. 267 p.
15. Dongak, M.M. (2017). Vliyanie klimaticheskikh uslovii na produktivnost' vydelivshikhsya selektsionnykh linii myagkoi yarovoi pshenitsy v Respublike Tyva [Influence of climatic conditions on productivity of selected breeding lines of soft spring wheat in the Republic of Tyva]. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovanii [International journal of applied and fundamental research], no. 11-1, pp. 107-111.
About the authors:
Inga Yu. Ivanova, candidate of agricultural sciences, senior researcher, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-0792-1721, m35y24@ yandex.ru Svetlana V. Ilyina, postgraduate student, junior researcher, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-1789-6494, chniish@ mail.ru
m35y24@ yandex.ru
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 2 (374) / 2020
