CC BY
62
УДК 633.854.78:631.527:632.9
ЗАВИСИМОСТЬ УРОЖАЙНОСТИ ГИБРИДОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА ОТ УРОВНЯ РАЗВИТИЯ БОЛЕЗНЕЙ
И. Ю. БОРОВСКАЯ, В. В. АНДРИЕНКО, В. В. КИРИЧЕНКО, В. И. СИВЕНКО, В. П. КОЛОМАЦКАЯ
Институт растениеводства им. В. Я. Юрьева Национальной академии аграрных наук Украины г. Харьков, Украина, 61037, e-mail: borovska_irin@mail.ru
(Поступила в редакцию 18.03.2017)
По данным фитоиммунологической оценки гибридов предварительного сортоиспытания лаборатории селекции и генетики подсолнечника Института растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН (2014-2016 гг.) в течение этих лет в условиях восточной части Левобережной Лесостепи Украины отмечали пораженность подсолнечника ложной мучнистой росой. Максимальная распространенность ложной мучнистой росы была в пределах от 17,5 % пораженных растений в условиях 2015 г. до 100 % в условиях 2016 г. По средним показателям поражения растений подсолнечника в годы исследований отмечен высокий уровень в 2016 г. (30,7 %). При определении влияния погодных условий на развитие болезней, выявлена прямая зависимость среднего по опыту значения распространенности ложной мучнистой росы (r = 0,93) и суммой осадков, обратная - между распространенностью болезни и среднемесячной температурой (r = -0,55). В условиях значительного уровня развития на подсолнечнике наиболее вредоносных болезней региона выделены высокоурожайные гибриды (3,75-4,62 т/га) устойчивые к ложной мучнистой росе и средней или выше средней устойчивостью к фомопсису и серой гнили. При определении влияния развития болезней на ценные хозяйственные признаки, обратную связь ниже среднего уровня выявлено в зависимости урожайности культуры от уровня распространенности ложной мучнистой росы (r = -0,23—0,28) и фомопсиса (r = 0,45-0,50). Гибриды представлены масличным и кондитерским направлением использования. Гибриды Воин и Шумер в среднем за годы исследований имели существенное превышение урожайности 0,19-0,29 т/га над стандартом Ясон. Гибриды Воин и Шумер внесены в Реестр сортов растений, пригодных для выращивания в Украине, с 2015 г., гибрид Атлет - в 2017 г.
Ключевые слова: подсолнечник, селекция, гибрид, урожайность, уровень развития болезней, устойчивость
According to the phytoimmunological evaluation of hybrids ofpreliminary variety testing of the Laboratory of Selection and Genetics of Sunflower of the Plant production institute named after V.Ya. Yuryev of NAAS in 2014-2016, in the eastern part of the left-bank forest-steppe of Ukraine, sunflower was affected by downy mildew. The maximum prevalence of downy mildew was in the range from 17.5% of affected plants in 2015 to 100% in 2016 conditions. According to average indicators of sunflower plant damage in the years of research, a high level was noted in 2016 (30.7%). When determining the influence of weather conditions on the development of diseases, we have established direct dependence of the average prevalence of downy mildew (r = 0.93) and the sum ofprecipitation, and inverse relationship - between the prevalence of the disease and mean monthly temperature (r = -0.55). In the conditions of a significant level of development in sunflower of the most harmful diseases of the region, we have established high-yielding hybrids (3.75-4.62 t / ha) resistant to downy mildew and having medium or above medium resistance to fomopsis and gray decay. Determining the influence of disease development on valuable economic features, we have established reverse relationship below the average level in the dependence of crop yields on the prevalence of downy mildew (r = -0.23 ... -0.28) and fomopsis (r = 0.45 ... 0.50). Hybrids are represented by oil-bearing and confectionery directions of use. Hybrids Voin and Shumer, on average over the years of research, had yields which significantly surpassed those of the standard Iason by 0.19-0.29 t / ha. Hybrids Voin and Shumer have been included in the Register of Plant Varieties suitable for cultivation in Ukraine from 2015, the Atlet hybrid - in 2017.
Key words: sunflower, selection, hybrid, yield, level of disease development, resistance.
Введение
Подсолнечник - основная культура, которая занимает более 70,0 % посевных площадей среди масличных культур и обеспечивает 80,0 % валового сбора семян, а также около 90,0 % производства растительного масла [7].
В Украине в течение 2000-2015 гг. втрое увеличилось производство семян подсолнечника (с 3457 до 11181 тыс. тонн) и вдвое - посевные площади под культурой (с 2943 до 5105 тыс. га) [11]. Наблюдается перенасыщение севооборотов этой рентабельной для сельхозпроизводителей культурой из-за возвращения подсолнечника на предыдущее место выращивания через 1-4 года [5, 6].
Научное обоснование возврата подсолнечника через 8-12 лет базировалось на многих факторах, но основными из них были длительность сохранения в почве первичной инфекции - ооспор ложной мучнистой росы, семян заразихи и склероциев белой гнили [10], так как фитопатогенные микроорганизмы наносят значительный ущерб урожаю, потери которого при умеренном развитии болезней (15,020,0 %) достигают 5,0-20,0 %. Массовое поражение растений более 40,0 % и потери свыше 20,0 % квалифицируются уже как эпифитотия [12].
Селекция подсолнечника направлена на увеличение генетического потенциала урожайности, ее стабильного воспроизведения, качества продукции, устойчивости к био- и абиотическим факторам. Это должны обеспечивать создаваемые гибриды, адаптированные к условиям выращивания, стабильно урожайные, привлекательные для опылителей, толерантные к доминирующим болезням района выращивания, устойчивые к абиотическим стрессам (повышенной температуре, засухе) [2, 14].
Как известно, для возбудителей болезней любой этиологии (грибов, вирусов) характерна изменчивость, являющаяся одной из ключевых проблем в селекции на иммунитет. Поскольку растения являются для фитопатогенов питательным субстратом и средой обитания, эти факторы действуют на ор-
ганизм патогена не только непосредственно, но и опосредованно через растение-хозяина. Изменчивость приводит к возникновению новых биотипов, что вызывает потерю гибридами устойчивости. Выбор направления селекции сельскохозяйственных культур зависит от типа питания возбудителя болезни. Для облигатов (биотрофов) это, как правило, расоспецифическая устойчивость, для некро-трофов - нерасоспецифическая (горизонтальная) [3]. На генетически незащищенных гибридах подсолнечника потери урожая от поражения возбудителем ложной мучнистой росы (Plasmopara helianthi Novot. f. helianthi, син. Plasmopara halstedii Berl.) могут достигать 0,3-0,8 т/га [1]. Относительно селекции подсолнечника на устойчивость к патогенам некротрофного типа питания из-за значительного колебания по годам интенсивности развития возбудителей фомопсиса, серой гнили и высокой их зависимости от погодных условий периода вегетации, следует постоянно выделять слабопораженные патогеном формы среди исходного и селекционного материала для решения проблемы стабилизации фитосанитарного состояния агроценоза и урожайности культуры.
Основной целью данной работы было определение зависимости урожайности гибридов подсолнечника от уровня развития наиболее вредоносных в условиях восточной части Лесостепи Украины болезней.
Основная часть
Исследования проведены на полях научного севооборота Института растениеводства им. В. Я. Юрьева Национальной академии аграрных наук Украины, в питомнике предварительного сортоиспытания лаборатории селекции и генетики подсолнечника. Материалом для исследований были 26 гибридов Fi, созданных на стерильной основе. Закладка полевых опытов по изучению гибридов подсолнечника и уход за посевами проведены в соответствии с общепринятой методикой и технологией выращивания культуры для восточной части Лесостепи Украины [8]. Предшественник - тритикале яровая. Гибриды оценены по длительности вегетационного периода, урожайности и ее структуры, содержанию масла в семенах, морфологическим признакам (высота растений, диаметр корзинки). Устойчивость образцов подсолнечника к возбудителям ложной мучнистой росы, серой гнили, фомопсису оценивали в предварительном сортоиспытании (ПИ). Учет пораженности подсолнечника возбудителем ложной мучнистой росы проводили в начале фазы образования корзинки. Устойчивость образцов подсолнечника к данной болезни определяли по распространенности, которую вычисляли как отношение количества пораженных растений ко всем учтенным в процентах. Учет пораженности корзинок серой гнилью и стеблей фо-мопсисом, проводили в период максимального их проявления - перед уборкой подсолнечника. Устойчивость гибридов подсолнечника определяли по интенсивности развития болезни, вычисляемую как средневзвешенный показатель пораженной площади стебля или корзинки у 30 растений [9, 13]. Обоснование влияния метеорологических показателей представлено с использованием общепринятых методик [15]. Для анализа экспериментальных данных использовали методы вариационного и корреляционного анализов, проведенных с помощью пакета анализа данных программы «Microsoft Office Excel».
В течение 2014-2016 гг. в условиях восточной части Левобережной Лесостепи Украины отмечали пораженность подсолнечника ложной мучнистой росой. Максимальная распространенность ложной мучнистой росы была в пределах от 17,5 % пораженных растений в условиях 2015 г. до 100 % в условиях 2016 г. Такие показатели свидетельствуют о значительном потенциале вредоносности этой болезни. По средним показателям поражения растений подсолнечника в годы исследований, отмечено высокий уровень как в 2014 г., так и 2016 г. (11,3-30,7 %). Условия этих лет отличались избытком осадков по сравнению со средним многолетним на 14,0-42,4 мм, однако именно в условиях 2016 г. года развитию болезни в мае месяце (период прорастания семян) отмечена сопряженность минимального превышения температуры воздуха (1,4 оС) над средним многолетним показателем на фоне максимального за последние годы превышения суммы осадков (42,2 мм) (табл. 1). Отклонение температуры в эти годы в августе-сентябре, составило 3,5-1,4 оС и 3,0-0,9 оС при недостаточности осадков в 5,4-28,3 мм. Массовое распространение серой гнили на корзинках подсолнечника выявлено в условиях 2016 г. Распространенность фомопсиса на подсолнечнике в представленные годы составляла 100 % пораженных растений.
Таблица 1. Отклонения метеорологических показателей от средних многолетних за период вегетации подсолнечника, 2014-2016 гг.
Месяц Температура воздуха, оС Сумма осадков, мм
2014 г. 2015 г. 2016 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г.
май 4,3 1,7 1,4 21,3 -3,8 42,4
июнь 0,2 2,8 1,9 167,3 90,7 54,1
июль 2,2 1,2 2,7 -22,1 -28,7 32,5
август 3,5 3,2 3,0 -12,0 -56,0 -5,4
сентябрь 1,4 5,5 0,9 -17,4 -36,2 -28,3
Корреляционный анализ подтверждает прямую зависимость распространенности ложной мучнистой росы (среднего (г = 0,93) и максимального (г = 0,74) значения по опыту) и суммой осадков. Обратная зависимость среднего уровня (г = -0,55) установлена между распространенностью болезни и среднемесячной температурой. Результаты испытания гибридов Б] подсолнечника свидетельствуют о том, что среднее значение урожайности за годы изучения было в пределах 3,38-4,05 т/га (табл. 2).
Таблица 2. Характеристика гибридов подсолнечника по хозяйственно ценным признакам и пораженности основными болезнями, 2014-2016 гг.
Признак Год Параметры варьирования признаков
среднее шт шах коэффициент вариации (V), %
Урожайность, т/га 2014 3,71 3,12 4,47 9,42
2015 3,38 2,65 4,04 8,65
2016 4,05 2,77 5,42 15,63
Длительность периода «всходы-цветение», дней 2014 63 58 70 4,60
2015 58 50 63 5,37
2016 64 54 68 4,52
Длительность периода «всходы-физиолог. спелость», дней 2014 113 106 117 2,64
2015 104 100 108 1,74
2016 108 103 112 2,33
Содержание масла в семянке, % 2014 44,53 41,41 47,46 2,71
2015 49,09 47,17 52,39 2,67
2016 46,96 44,15 48,66 2,36
Высота растения, см 2014 191,7 165,6 217,6 6,64
2015 193,8 160,4 210,4 5,28
2016 181,7 135,2 203,6 8,08
Диаметр корзинки, см 2014 17,92 16,0 23,2 10,15
2015 15,96 14,0 18,0 6,10
2016 16,76 14,6 20,4 8,91
Интенсивность развития фомопсиса, % 2014 44,32 13,8 85,0 48,92
2015 27,10 13,7 42,5 31,88
2016 32,84 16,3 70,0 36,31
Распространенность ложной мучнистой росы, % 2014 10,39 0,0 61,0 153,77
2016 16,02 0,0 84,2 129,70
Интенсивность развития серой гнили, % 2016 52,04 25,5 75,0 25,32
Наименьший размах варьирования урожайности по гибридам (от 2,65 до 4,04 т/га) установлен в 2015 г., что также подтверждает и коэффициент вариации (V = 8,65 %). Максимальный показатель урожайности 5,42 т/га установлен в 2016 г., однако в этот же год отмечена и наибольшая вариативность данного признака (V = 15,63 %). В среднем за годы исследований, длительность межфазного периода «всходы-цветение» у изученных гибридов колебалась в пределах 58-64 дня, а периода «всходы-физиологическая спелость» - 104-113 дней. Варьирование количества дней периода «всходы-цветение» более высоким было в условиях 2015 г. (V = 5,37 %), и наоборот, длительность периода «всходы-физиологическая спелость» в условиях этого же года была наименее вариабельной (V = 1,74 %). Стабильным признаком среди изученных признаков гибридов подсолнечника за 20142016 гг. было содержание масла в семянке, что подтверждено незначительным колебанием коэффициента вариации по годам (V = 2,36-2,71 %). Среди морфологических признаков высота растений наиболее варьировала от минимума (135,2 см) к максимуму (203,6 см) в наиболее контрастный по выпадению осадков год - 2016 (V = 8,08 %). Вариабельность диаметра корзинки изученных гибридов в большей мере зависела от условий 2014 г. (V = 10,15 %).
Что касается развития болезней, то по средним и максимальным значениям пораженности гибридов условия 2014 г. характеризовались наиболее высоким инфекционным фоном (44,32 % и 85,0 % соответственно). Наименьшее развитие болезни (27,10 % и 42,5 %) отмечено в условиях 2015 г., а условия 2016 г. занимали промежуточное место среди них (32,84 % и 70,0 %). Однако в соответствии с уровнем коэффициента вариации (V = 48,92 %), именно в условиях 2014 г., как более напряженных по уровню развития фомопсиса, выделены наиболее устойчивые гибриды.
Относительно ложной мучнистой росы в годы исследований массовое поражение растений этим возбудителем выявляли дважды, и по средним, и по максимальным значениям распространенности (16,02 % и 84,2 %) в условиях 2016 г. уровень развития отнесен к эпифитотии. Более высокий коэффициент вариации по пораженности подсолнечника данным возбудителем определен в условиях 2014
г. (V = 153,77 %), что свидетельствует о значительной контрастности в проявлении пораженности и более высокой частоте встречаемости слабопораженных образцов.
Не только условия первой половины вегетации 2016 г. способствовали развитию болезней, но и второй. В предуборочный период подсолнечника было выявлено массовое поражение корзинок возбудителем серой гнили. Высокие показатели среднего (52,04 %) и максимального (75,0 %) развития болезни указывают на значительный ее уровень распространения.
Итак, в условиях каждого из годов исследований выявлен значительный уровень развития на подсолнечнике наиболее вредоносных болезней восточной части Лесостепи Украины. Поэтому нами была поставлена цель - определить их уровень влияния на урожайность подсолнечника. Прямое достоверное влияние на урожайность гибридов подсолнечника установлено для уровня развития фомопси-са в условиях 2014 и 2015 гг. (г = 0,46-0,50) (рис.). Обратную связь ниже среднего уровня выявили между урожайностью и распространенностью ложной мучнистой росы как в 2014 г. (г = -0,28), так и в условиях 2016 г. (г = -0,23).
ДВП -0, 05 0,14 4
3 ,01 0 0,1 0 ,2 7
Маслич о 8 ■ л (VI ■—- 0,18
-0,21 с ,04 -0,006 I 0 0 0
-ш
« а % о -0,2 0,23 .8 -0,09 - 0 0 6
0
р -1- -1-1-1-1-
-0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
■ серая гниль □ лмр □ фомопсис
Рис. Влияние уровня развития болезней на основные хозяйственно ценные признаки гибридов подсолнечника, 2014-2016 гг.
Примечание: лмр - ложная мучнистая роса, ДВП - длительность вегетационного периода. Для интенсивности развития серой гнили и ее влияния на снижение урожайности установлена крайне слабая обратная зависимость (г = -0,08).
По результатам трехлетней оценки 26 гибридов предварительного сортоиспытания по хозяйственно ценным признакам и устойчивости к основным болезням были выделены пять гибридов, характеристика которых представлена в табл. 3.
Таблица 3. Характеристика Е! гибридов подсолнечника, выделенных по совокупности агрономических признаков, 2014-2016 гг.
Гибрид Урожайность, т/га, Длительность периода всходы-физиологическая спелость, дни Содержание масла в семянке, % Высота растения, см Диаметр корзинки, см Интенсивность развития, % Распространенность ложной мучнистой росы, %
фомопсис серая гниль
среднее 2014-2016 гг. 2016 г. 2014 г. 2016 г.
Сириус 3,75 102 48,09 194,0 16,0 23,6 37,8 7,3 2,5
Атлет 4,46 105 47,53 191,0 17,0 29,7 30,5 11,0 0,0
Форсаж 4,62 103 46,37 200,0 15,0 46,2 55,0 0,0 0,0
Воин 4,14 103 45,84 181,0 18,0 40,9 25,5 8,0 17,5
Шумер 4,04 99 47,40 180,0 16,0 59,2 67,5 13,0 9,2
Ясон 3,85 106 46,76 198,0 15,0 31,8 38,3 5,9 18,3
Среднее по опыту 3,71 109 44,53 189,0 16,9 34,8 52,0 - -
НСР 05 0,14 0,65 0,48 4,6 0,4 3,9 5,3 - -
Так, высота растений этих гибридов колеблется в пределах 180,0 см (гибрид Шумер) - 200,0 см (гибрид Форсаж). Содержание масла в семянках гибрида Сириус является наибольшим (48,09 %), у остальных гибридов колеблется от 45,84 до 47,53 %. Один из высокоурожайных (4,46 т/га) и высокомасличных (47,53 %) гибридов Атлет по длительности вегетационного периода, относящийся к ранне-
спелой группе (105 дней), высокоустойчив к ложной мучнистой росе (до 10 % пораженных растений, или 9 баллов устойчивости), а также имел уровень поражения значительно ниже среднего возбудителями фомопсиса (29,7 %) и серой гнилью (30,5 %). Гибрид Форсаж по уровню поражения возбудителями фомопсиса (46,2 %) и серой гнили (55,0 %) несколько выше среднего, отнесен к толерантным, как наиболее урожайный (4,62 т/га) среди выделенных гибридов. Одной из значимых хозяйственно ценных характеристик этого гибрида является иммунность к возбудителю ложной мучнистой росы в годы массового распространения и проявления этой болезни.
Гибриды Воин и Шумер, в среднем за годы исследований, имели существенное превышение урожайности 0,19-0,29 т/га над стандартом Ясон. При этом гибрид Воин в условиях 2016 г. был устойчив как к серой гнили (интенсивность развития серой гнили 25,5 %), так и к ложной мучнистой росе (7 баллов устойчивости или 11-35 % пораженных растений). У гибрида Шумер высокая пораженность возбудителем фомопсиса (59,2 %) и серой гнили (67,5 %) на фоне достойного уровня урожайности (4,04 т/га) объясняется более коротким вегетационным периодом (99 дней), что биологически закономерно для факультативных паразитов некротрофного типа питания (большее преимущество развития на физиологически зрелых тканях растения). Гибрид ценный по направлению использования - кондитерский, с повышенным содержанием белка в семянках, высокой массой 1000 семян - 69,5-90,0 г [4].
Заключение
Таким образом, по результатам фитоиммунологической оценки гибридов предварительного сортоиспытания лаборатории селекции и генетики подсолнечника Института растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН Украины в условиях, благоприятных для значительного уровня развития болезней, выделены гибриды Атлет, Форсаж, Сириус, Воин, Шумер как высокомасличные, характеризующиеся высоким уровнем урожайности (3,75-4,62 т/га) и высокой устойчивостью к ложной мучнистой росе, средней или выше средней устойчивостью к фомопсису и серой гнили. Установлено достоверное влияние на урожайность гибридов подсолнечника уровня развития фомопсиса (г = 0,450,50). Обратная связь ниже среднего уровня установлена между урожайностью гибридов и распространенностью ложной мучнистой росы (г = -0,23—0,28). Гибриды Воин и Шумер внесены в Реестр сортов растений пригодных для выращивания в Украине с 2015 г., гибрид Атлет - в 2017-м. Гибриды сириус и Форсаж находятся в госсортоиспытании.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ахтулова, Е. М. Биоэкологические особенности возбудителя ложной мучнистой росы в связи с селекцией подсл-нечника на устойчивость к болезни в условиях Центральной Черноземной зоны России : автореф. дис. на соискание ученой степени канд. биол. наук : специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство, 06.01.11 - защита растений / Е. М. Ахтулова. - С-Пб., 2009. - 24 с.
2. Генетика и селекция подсолнечника / Д. Шкорич, Д. Дж. Сейлер, Жао Лью [и др.]: международная монография / Сербская академия наук и искусств, Ассоциация «Селекция и семеноводство подсолнечника», г. Харьков. - Х, 2015. - 540 с.
3. 1муштет рослин / Евтушенко М. Д. [та шт.]. - К., 2004. - 303 с.
4. Каталог пбрид1в соняшнику селекци 1нституту рослинництва iм.. В. Я. Юр'ева НААН Украши / укладачi В. В. Кириченко, К. М. Макляк, В. П. Коломацька [та шш.]. - Харюв, 2016. - 59 с.
5. Соняшник у авозмшах Лгвобережного Шсостепу Украши / А. В. Кохан [та шш.] // Вюник Центру наукового забезпе-чення АПВ Харювсько! обласл. - 2015. - Вип. 18. - С. 62-69.
6. Маслак, О. Привабливють олшних культур. [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.agro-business.com.ua/ekonomichnyi-gektar/4125-pryvablyvist-oliinykh-kultur.html.
7. Мелiх, О. О. Сучасний стан на напрями розвитку ринку соняшниково! олп в Украш / О. О. Мелiх, Н. В. Пасменко // Економжа харчово! промисловостт - 2015. - Том 7. - Вип. 3. - С. 15-20.
8. Методика проведення експертизи сортв рослин на ввдмшшсть, однордають та стабшьшсть (ВОС-тест). Олшш. - Ки-!в : ТОВ Нилан-ЛТД, 2014. - 178 с.
9. Основные методы фитопатологических исследований / под. ред. А. Е. Чумакова. - Москва : Колос, 1974. - 190 с.
10. Петренкова, В. П. 1мунолопчш основи селекци сшьськогосподарськпх культур / В. П. Петренкова, Л. М. Черно-бай, I. М. Черняева [та ш.] // Теоретичш основи селекци польових культур : збiрник наукових праць. - Харюв, 2007. - 400 с.
11. Рослинництво: по^ш площi основних сшьськогосподарських культур, виробництво та урожайшсть насшня соняшнику [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.ukrstat.gov.ua/
12. Санин, С. С. Эпифитотии болезней зерновых культур: теория и практика. Часть III. Мониторинг и прогноз эпифи-тотий. - М.: ГНУ ВНИИФ, 2012. - С. 225. - 288 с.
13. Спещальна селекщя i насшництво польових культур. Навчальний поибник [за ред. В. В. Кириченка]. - Харюв : ГР iм. В. Я. Юр'ева НААН, 2010. - 462 с. - Селекщя i насшництво соняшнику. - С. 382.
14. Hladni, N. Present status and future prospects of global confectionery sunflower production / N. Hladni // Proceedings of 19-th International sunflower conference 29 may - 3 june 2016, Edirne, Turkey. - 2016. - P. 47-60.
15. Чирков, Ю. И. Основы агрометеорологии / Ю. И. Чирков. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 247 с.
