CC BY
44
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.78.12.046
ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
Научная статья
Пакуль В.Н.2, *, Плиско Л.Г.1
1 ORCID: 0000-0003-0681-6773;
2 ORCID: 0000-0001-7094-9746;
1 2 Кемеровский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал СФНЦА РАН, Кемерово, Россия
* Корреспондирующий автор (vpakyl[at]mail.ru)
Аннотация
В процессе исследований изучено 143 образца яровой мягкой пшеницы из коллекции ВИР, дана оценка по индексам засухоустойчивости: индекс толерантности стресса - STI, индекс выносливости - Tol индекс восприимчивости стресса - SSI, агрономическая засухоустойчивость - Аз и индекс полевой засухоустойчивости - Пз. Установлены тесные взаимосвязи между урожайностью и индексами засухоустойчивости. Выделены генотипы отзывчивые на благоприятные условия внешней среды: Соната (к-64691, Омск), Омская 35 (к-64459, Омск), Удача (к-64372, Новосибирск), Карабалыкская 98 (к-64702, Казахстан), которые возможно использовать в селекционном процессе для создания сортов полуинтенсивного типа. Для создания сортов с высокой засухоустойчивостью в селекционный процесс можно включать как исходный материал образцы: ВгАа (к-64558, Украина), Long 94-4083 (к-64396, Китай) - 1,08, Карабалыкская 98 (к-64702, Казахстан). С высокими адаптивными свойствами выделен сорт яровой мягкой пшеницы Карабалыкская 98 (к-64702, Казахстан).
Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, генотип, селекционный индекс, засухоустойчивость.
DROUGHT-RESISTANCE OF VARIETIES OF SPRING SOFT WHEAT
Research article
Pakul V.N.2, *, Plisko L.G.1,
1 ORCID: 0000-0003-0681-6773;
2 ORCID: 0000-0001-7094-9746;
Kemerovo Research Institute of Agriculture - Branch of SFRCA RAS, Kemerovo, Russia
* Corresponding author (vpakyl[at]mail.ru)
Abstract
During the process of research, 143 samples of spring soft wheat from the VIR collection were studied, the drought resistance index was assessed: stress tolerance index - STI, endurance index - Tol stress susceptibility index - SSI, agronomic drought resistance - Az and field drought resistance index - Pz. Close relationships have been established between yield and drought tolerance indices. Genotypes responsive to favorable environmental conditions were identified: Sonata (k-64691, Omsk), Omskaya 35 (k-64459, Omsk), Udacha (k-64372, Novosibirsk), Karabalyk 98 (k-64702, Kazakhstan), which may be used in the selection process for creating semi-intensive varieties. To create varieties with high drought tolerance, the selection process can include the following samples: Vitka (k-64558, Ukraine), Long 94-4083 (k-64396, China) - 1.08, Karabalyk 98 (k-64702, Kazakhstan) as a starting material. A variety of spring soft wheat Karabalyk 98 (K-64702, Kazakhstan) was isolated with high adaptive properties.
Keywords: spring soft wheat, genotype, selection index, drought resistance.
Часто повторяющиеся высокие температуры воздуха, при недостаточном количестве осадков, требуют внесение изменений при оценке селекционного материала [1, С. 57], [2, С. 10].
Отбор селекционного материала только на высокую продуктивность, снижает потенциальную урожайность сортов под влиянием жёстких агроклиматических условий [3, С. 14], [4, С. 5], [5, С. 10], [6, С. 548].
Недостаток влаги в период вегетации - это один из основных лимитирующих факторов получения высоких и стабильных урожаев[7. С. 5], [8. С. 74].
Создание новых сортов с высокими адаптивными свойствами, позволит значительно увеличить урожайность зерновых культур [9. С. 5].
Подбор исходного материала на ранних этапах селекционного процесса в условиях жёсткой засухи, позволит получит сорта с большей вероятностью, имеющих повышенную засухоустойчивость [10, С. 5].
Поэтому селекция на устойчивость к неблагоприятным факторам среды, в конкретных почвенно-климатических условиях, при оценке исходного материала по комплексу хозяйственно-ценных признаков, использовании различных искусственно созданных фонов для изучения исходного и селекционного материала, широкое его экологическое испытание и комплексная оценка, является актуальным.
Целью исследований является изучение исходного материала яровой мягкой пшеницы.
Исследования проведены в Кемеровском НИИСХ - филиале СФНЦРАН в 2014-2017 гг. Объекты исследований -143 образца яровой мягкой пшеницы.
При оценке селекционных индексов были рассчитаны: геометрическая средняя урожайность - GMP, индекс толерантности стресса - STI, индекс выносливости - Tol, средняя урожайность - МР, индекс восприимчивости стресса - SSI, агрономическая засухоустойчивость - Аз и индекс полевой засухоустойчивости - Пз.
По результатам проведенных исследований выделено 4 образца из коллекции ВИР с более высокой средней продуктивностью в засушливые годы: Ви^а (к-64558, Украина) - 82,7 г/м2, Эскада 70 (к-64347, Ульяновск) - 84,7 г/м2,
Long 94-4083 (к-64396, Китай), Карабалыкская 98 (к-64702, Казахстан) - 104,0 г/м2. Средняя урожайность по питомнику составила 68,0 г/м2 (таблица 1).
В 2014 году сложились более благоприятные условия для роста и развития яровой мягкой пшеницы, ГТК = 1,05. Средняя урожайность по питомнику 113,0 г/м2. Более высокую урожайность по питомнику сформировали образцы: Алтайская 530 (к-64662, Барнаул) и Соната (к-64691, Омск) - 155,0 г/м2, Удача (к-64372, Новосибирск) - 168,0 г/м2, Омская 35 (к-64459, Омск) - 172,5 г/м2, Карабалыкская 98 (к-64702, Казахстан) - 177,5 г/м2, Степная 15 (к-64559, Казахстан) - 178,2 г/м2. (таблица 1).
При отборе сортов ярового яровой мягкой пшеницы в благоприятных условиях максимальную урожайность по питомнику имели сорта Карабалыкская 98 (к-64702, Казахстан), Степная 15 (к-64559, Казахстан), но индекс восприимчивости к стрессу (SSI) составил 1,03 и 1,73 соответственно, что говорит о восприимчивости сортов к высоким температурам
Таблица 1 - Урожайность образцов коллекционного питомника яровой мягкой пшеницы, г/м2, 2014-2017 гг
Название Засушливые годы Благоприятные GMP STI Tol МР SSI Аз Пз
2015 2016 2017 Среднее 2014
Сибирский Альянс 72,5 40,3 83,0 65,3 130,0 92,1 1,10 64,7 95,7 1,25 50,2 49,8
Алтайская 100 35,2 40,0 85,0 53,4 80,0 65,4 0,56 26,6 75,2 0,87 66,8 33,2
Алтайская 530 35,0 60,0 85,0 60,0 155,0 96,4 1,20 95,0 92,1 1,53 38,7 61,3
Алтайская 92 53,8 51,9 46,0 50,6 35,2 42,2 0,23 -15,4 64,6 -1 143,8 -43,8
Омская 35 45,9 26,0 110,0 60, 172,5 102 1,40 111,9 94,7 1,63 34,8 65,2
Соната 85,0 45,5 63,0 64,5 155,0 100, 1,30 90,5 97,8 1,50 64,5 35,5
Омская 36 32,2 38,0 119,0 63,1 100,0 79,4 0,82 36,9 89,5 0,93 63,1 36,9
Омская 24 82,0 40,0 90,0 70,7 123,5 93,4 1,14 52,8 101,8 1,08 57,2 42,8
Энгелина 80,0 50,0 69,0 66,3 65,0 65,6 0,56 -1,3 88,2 0,50 100 0
СКЭНТ-1 49,6 50,0 53,0 50,9 115,0 46,5 0,76 64,1 66,4 1,40 44,3 55,7
Удача 60,0 68,0 78,0 68,7 168,0 107 1,50 99,3 104,5 1,48 40,9 59,1
Сибирская 12 80,0 53,0 73,0 68,7 138,0 97,4 1,23 69,3 101,1 1,25 49,8 50,2
Hin Ke Han- 9 68,2 50,0 69,8 62,7 30,0 43,4 0,24 -32,7 77,1 -2,73 209 -109
Long 944083 52,0 167,5 73,0 97,5 85,0 91,0 1,08 -12,5 127,8 0,32 115 -14,7
Эскада 70 84,0 80,0 90,0 84,7 80,0 82,3 0,88 -4,7 112,1 0,15 106 -5,9
Степная 15 65,0 75,0 24,0 54,7 178,2 98,7 1,27 123,5 87,4 1,73 30,7 69,3
Карабалыкс кая 98 187,0 60,0 65,0 104,0 177,5 136 2,40 73,5 149,3 1,03 58,6 41,4
Drammond 75,0 40,2 45,0 53,4 116,2 78,8 0,81 62,8 79,7 -1,35 67,8 32,2
Втка 108,0 50,0 90,0 82,7 100,0 90,9 1,08 17,3 113,0 0,43 82,7 17,3
Челяба Юбилейная 110,0 80,0 36,0 75,3 55,0 61,4 0,54 -20,3 95,8 -1,03 137 -36,9
Среднее по годам 69,97 60,02 72,13 68,0 113,0
Как устойчивые к стрессам отмечены образцы - Эскада 70 (к-64347, Ульяновск), SSI - 0,15 и Long 94-4083 (к-64396, Китай), SSI - 0,32, при этом индекс толерантности (STI) близок к оптимальным значениям - 0,88-1,08 соответственно.
Более высокий индекс толерантности имеют образцы: Соната (к-64691, Омск) - 1,30, Омская 35 (к-64459, Омск) -1,40, Удача (к-64372, Новосибирск) - 1,50, Карабалыкская 98 (к-64702, Казахстан) - 2,40, но при этом они очень восприимчивы к высокому температурному режиму.
Установлено, что в благоприятных условиях (таблица 2) имеется тесная взаимосвязь между урожайностью яровой мягкой пшеницы и индексами: восприимчивости к стрессу SSI, толерантности STI, выносливости Tol, а также средней урожайности МР и средней геометрической урожайности GMP, r = 0,3807-0,9520 (R= 0,4438).
Таблица 2 - Взаимосвязь урожайности яровой мягкой пшеницы с показателями засухоустойчивости в благоприятный
_год_
Урож. GMP STI ToI MP SSI АЗ ПЗ
Урож. 1,000
GMP 0,8372* 1,000
STI 0,8640* 0,9501* 1,000
ToI 0,9520* 0,6525* 0,6795* 1,000
MP 0,3807 0,7821* 0,7609* 0,0814 1,000
SSI 0,7787* 0,6198* 0,6337* 0,7513* 0,2597 1,000
АЗ -0,8624* -06307* -0,6392* -0,8814 -0,1481 -08878 1,000
Пз 0,8624* 0,6307* 0,6392* 0,8814* 0,1481 0,8878* 1,000* 1,000
R=0,4438 на уровне 5%
По средней геометрической урожайности вМР выделены образцы: Соната (к-64691, Омск), Омская 35 (к-64459, Омск), Удача (к-64372, Новосибирск), Карабалыкская 98 (к-64702, Казахстан) - 100,0-105,9 г/м2, при средней урожайности 94,7-149,3 г/м2.
При недостатке влаги достоверными критериями являются индекс толерантности, г = 0,5250 и средняя урожайность, г = 0,9419 (таблица 3).
Таблица 3 - Взаимосвязь урожайности яровой мягкой пшеницы с показателями засухоустойчивости в _неблагоприятные годы_
Урож. GMP STI ToI MP SSI АЗ ПЗ
Урож. 1,000
GMP 0,5276* 1,000
STI 0,5250* 0,9501* 1,000
ToI -0,1807 0,8659* 0,7071* 1,000
MP 0,9419* 0,7821* 0,7906* 0,1389 1,000
SSI 0,0213 0,6198* 0,6337* 0,7710** 0,2597 1,000
АЗ 0,1379 -0,6307* -0,6392* -0,8853* -0,1481 -0,8878* 1,000
Пз -0,1379 0,6307* 0,6392* 0,8853* 0,1481 0,8878* -1,000* 1,000
R=0,4438 на уровне 5%
В засушливых условиях по индексу толерантности выделены образцы: ВгАа (к-64558, Украина), Long 94-4083 (к-64396, Китай) - 1,08, Карабалыкская 98 (к-64702, Казахстан) - 2,40 г/м2, при средней урожайности 113,0-149,3 г/м2.
Таким образом, выделены образцы по индексам засухоустойчивости, имеющие высокую толерантность к условиям внешней среды, как при благоприятных условиях, так и в условиях засухи.
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.
Список литературы/ References
1. Шаманин В. П. Проблема засухоустойчивости яровой мягкой пшеницы в Западной Сибири и современные экспресс-методы её оценки в полевых условиях / В. П. Шаманин, А. Ю.Трущенко, А. В. Пинкаль и др. // Вестник НГАУ. - 2016. - № 3 (40). - С. 57-64.
2. Марченков Л. А. Оценка адаптивности сортов и линий яровой пшеницы на фоне искусственно моделируемых стрессов / Л. А. Марченков, Н. В. Давыдова, Р. Ф. Чавдарь и др. // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2017. - № 5 (151). - С. 9-15.
3. Андреева З. В. О нереализованном потенциале урожайности зерна мягкой яровой пшеницы в разных агроклиматических зонах Западной Сибири / З. В. Андреева, Р. А. Цильке // Вестник НГАУ. - 2011. - № 1 (17). - С. 14-17.
4. Коробейников Н. И. Засухоустойчивый сорт яровой мягкой пшеницы Тобольская степная / Н. И. Коробейников, В. С. Валекжанин, Н. В. Пешкова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2018. - № 5 (163). - С. 5-11.
5. Сапега В. А. Урожайность, экологическая пластичность и адаптивность среднеранних сортов яровой пшеницы в Северном Зауралье / В. А.Сапега, Г. Ш. Турсумбекова // Вестник НГАУ. - 2017. - № 2 (43). - С. 62-70.
6. Потанин В. Г. Новый подход к оценке экологической пластичности сортов растений / В. Г.Потанин, А. Ф. Алейников, П. И. Стёпочкин //Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2014. - № 3. - Т. 18. - С. 548.
7. Бычкова О. В. Реакция генотипов яровой твёрдой пшеницы в условиях моделированного осмотического и солевого стресса / О. В. Бычкова, Л. П. Хлебова, А. М. Совриков и др. // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2018. -№ 2 (160). - С. 5-11.
8. Адаптивные особенности селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений: пособие / О. С. Корзун, А. С. Бруйло. - Гродно: ГГАУ, 2011. С.76-77.
9. Журавлева Е. В. Селекция и семеноводство - комплексный подход, современное состояние и перспективы / Е. В. Журавлева // Достижение науки и техники АПК. 2015. - Т. 29. № 12. - С. 5-7.
10. Лепехов С. Б. Некоторые принципы селекции яровой мягкой пшеницы на засухоустойчивость и урожайность в Алтайском крае / С. Б. Лепехов // Барнаул. - 2015. - С. 5.
Список литературы на английском языке/ References in English
1. Shamanin V. P. Zasuhoustojchivosti yarovoj myagkoj pshenicy [The Problem of drought resistance of spring-sown soft field in Western Siberia and modern express methods of its assessment in field conditions Accusative] / V. P. Shamanin, A. Yu. Trushchenko, A. V. Pinkal and others //the Messenger of NGAU. - 2016. - No. 3 (40). - P. 57-64. [in Russian]
2. Marchenkov L. A. Adaptivnosti sortov i linij yarovoj pshenicy [Assessment of adaptability of grades and lines of spring-sown field against the background of artificially modelled stresses] / L. A. Marchenkov, N. V. Davydova, R. F. Chavdar and others //Messenger of the Altai state agricultural university. - 2017. - No. 5 (151). - P. 9-15. [in Russian]
3. Andreyeva Z. V. Urozhajnosti zerna myagkoj yarovoj pshenicy v raznyh agroklimaticheskih zonah [About the unrealized potengtsial of productivity of seed of soft spring-sown field in different agroclimatic zones of Western Siberia] / Z. V. Andreyeva, R. A. Tsilke // the Messenger of NGAU. - 2011. - No. 1 (17). - P. 14-17. [in Russian]
4. Korobeynikov N. I. Elekciya yarovoj myagkoj pshenicy [Drought-resistant grade of spring-sown soft field the Tobolsk steppe] / N. I. Korobeynikov, V. S. Valekzhanin, N. V. Peshkova // Messenger of the Altai state agricultural university. - 2018. - No. 5 (163). - P. 5-11. [in Russian]
5. Sapega V. A. Ehkologicheskaya plastichnost' i adaptivnost' srednerannih sortov yarovoj pshenicy [Urozhaynost's ecological plasticity and adaptability of sredneranny grades of spring-sown field in the Northern Trans-Ural region] V. A. Sapega, G. Sh. Tursumbekova // Messenger of NGAU. - 2017. - No. 2 (43). - P. 62-70. [in Russian]
6. Potanin V. G. Ocenke ehkologicheskoj plastichnosti sortov [New approach to assessment of ecological plasticity of plant varieties] / V. G. Potanin, A. F. Aleynikov, P. I. Styopochkin // Vavilovsky magazine of genetics and selection. - 2014. -No. 3. - T. 18. - P. 548. [in Russian]
7. Bychkova O. V. Modelirovannogo osmoticheskogo i solevogo stressa [Reaction of genotypes of spring-sown firm field in the conditions of a modelirovanny osmotic and salt stress] / O. V. Bychkova, L. P. Hlebova, A. M. Sovrikov // the Messenger of the Altai state agricultural university. 2018. -№ 2 (160). - P. 5-11. [in Russian]
8. Adaptive features of selection and seed farming of agricultural plants: grant / O. S. Korzun, A. S. Bruylo. - Grodno: GGAU, 2011. - P. 76-77. [in Russian]
9. Zhuravleva E. V. Selekcii i semenovodstva [Selection and seed farming - an integrated approach, the current state and prospects] / E. V. Zhuravleva // Achievement of science and the equipment of agrarian and industrial complex. 2015. T. 29. -No. 12. - P. 5-7. [Iin Russian]
10. Lepekhov S. B. Zasuhoustojchivost' i urozhajnost' [Some principles of selection of spring-sown soft field on drought resistance and productivity in Altai Krai] / S. B. Lepekhov // Barnaul. - 2015. - P. 5. [in Russian]
