МОРОЗОСТОЙКОСТЬ СОРТОВ И ЛИНИЙ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Иванисов М.М.¹,  Ионова Е.В.²

¹Младший научный сотрудник, ²Доктор сельскохозяйственных наук, ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур им. И.Г. Калиненко

МОРОЗОСТОЙКОСТЬ СОРТОВ И ЛИНИЙ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ.

Аннотация

В статье представлены результаты по степени сохранности растений после промораживания с двумя температурными режимами (-19° С; -21° С). Сохранность растений при температуре проморозки -19° С изменялась от 26,3% у линии 260/09 до 92,5 % сорта Дон 107, высокая сохранность отмечена у сортов Донская безостая (87,0 %) и Аскет (80,3 %).  Морозостойкость у сортов озимой пшеницы при температуре -21° С варьировала от 11,3 до 52,7 %.  Достоверно превысили сорт-классификатор по морозостойкости Тарасовскую 29 (36,4 %) 2 сорта Дон 107 (на 16,3 %) и Донская безостая (на 13 %). Минимальная сохранность растений отмечена у линии 260/09 (11,3 %).

Для более точной оценки морозостойкости дополнительно использовали донской метод (метод пучков). При проморозке  растений данным методом (t -19° С) процент живых растений изменялся от 7,5 до 55 %. Высокая сохранность растений отмечена у сортов: Дон 107 (55 %), Аскет (48,8 %), Донская безостая (45 %). Низкая сохранность отмечена у линии 260/09 (7,5 %), у сортов Капризуля (12,5%)  и Лилит (16,3%).

При температуре промораживания -20°С сохранность растений изменялась от 3,8 до 48,8 %. Высокая сохранность отмечена у сортов Дон 107 (48,8%) и Аскет (33,8 %). Низкая сохранность зафиксирована у образцов: 260/09 (3,8 %), Капризуля (8,8 %), Лилит (11,3 %), Лидия (11,3%)

Оценена возможность использования косвенного метода (определение свободного пролина) при оценке морозостойкости образцов озимой пшеницы.

Ключевые слова: озимая пшеница, морозостойкость, промораживание, температура, свободный пролин, сорт.

 Ivanisov M.M.¹,  Ionova E.V.²

¹Junior research associate, ²PhD in Agriculture, FSBSI All-Russian Research Institute of Grain Crops named after I.G. Kalinenko

FROST TOLERANCE OF THE VARIETIES AND LINES OF SOFT WINTER WHEAT

Abstract

The article deals with the results of a preservation degree of plants subjected to freezing in two temperature regimes (-19°С; -21°С). The freezing temperature of -19°С changed the preservation degree of the line ‘260/09’ (26.3%) and of the variety ‘Don 107’ (92.5%); the varieties ‘Donskaya bezostaya’ and ‘Asket’ showed a high preservation degree with 87.0% and 80.3% respectively. The frost tolerance of the winter wheat varieties at -21°С varied from 11.3 to 52.7%. Two varieties ‘Don 107’(on 16.3%) and ‘Donskaya bezostaya’ (on 13%) authentically exceeded the index of frost tolerance of the standard variety ‘Tarasovskaya 29’ (36.4%). The line ‘260/09’ showed the worst preservation (11.3 %). We used the Don method (method of bunches) to estimate the frost tolerance more precisely. When freezing with this method (t -19° С) the percent of the living plants changed from 7.5 to 55%. The varieties ‘Don 107’ (55%), ‘Asket’ (48.8%) and ‘Donskaya bezostaya’(45%) had the best preservation. The varieties ‘Lilit’ (16.3%), ‘Kaprizulya’ (12.5%) and the line ‘260/09’ (7.5 %) had the worst preservation. At the freezing temperature of -20°С the preservation degree of the plants changed from 3.8 to 48.8%. The varieties ‘Don 107’ (48.8%), ‘Asket’ (38.8%) showed the best preservation. The varieties ‘Lilit’ (11.3%), ‘Lidiya’ (11.3%), ‘Kaprizulya’ (8.8%) and the line ‘260/09’ (3.8 %) had the worst preservation. The possibility to use an indirect method (estimation of spare proline) during the assessment of frost tolerance of winter wheat samples has been evaluated.

Keywords: winter wheat, frost tolerance, freezing, temperature, spare proline, variety.

Введение. Несмотря на успехи в селекции озимой пшеницы, дальнейшее увеличение производства зерна этой культуры сдерживается недостаточной  устойчивостью сортов к неблагоприятным условиям произрастания [3]. Наиболее важный фактор, который может неблагоприятно влиять на выживаемость озимой пшеницы – мороз [4]. Оценка функциональных нарушений при низкотемпературном стрессе важна для установления адаптивной способности и устойчивости растений к неблагоприятным условиям, а также для прогнозирования пределов выносливости к низким температурам. Селекция на устойчивость к стрессам должна базироваться на изучении влияния низкотемпературных стрессов на ход физиологических процессов в различные периоды роста и развития растений [2].

Цель исследований – изучить и выделить образцы озимой мягкой пшеницы, обладающие высокой морозостойкостью.

Для её достижения поставлены следующие задачи:

1. Определить уровень морозостойкости образцов озимой пшеницы

различными методами (промораживание посевных ящиков по методике Харьковского НИИРСиГ, донской метод – метод полиэтиленовых пакетов).

2. Оценить возможность использования косвенного метода (определения свободного пролина) при оценке морозостойкости озимой пшеницы.
3. Выявить взаимосвязь морозостойкости с содержание пролина после охлаждения.

Материал и методика. В качестве объекта исследований использованы 16 сортов и линий озимой мягкой пшеницы трех научных учреждений (ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко, КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко, ДЗНИИСХ): Капитан, Лидия, Изюминка, Лилит, Ермак, Адмирал, Аскет, Капризуля, 260/09, Краса Дона (488/07), 727/11, Донская безостая, Дон 107, Таня, Донская лира, Тарасовская 29.

Морозостойкость сортов мягкой озимой пшеницы определяли промораживанием растений, выращенных в посевных ящиках, в камерах КТВ-20-002 по методике Харьковского НИИРСиГ и донским методом (метод полиэтиленовых пакетов).

Определение содержания свободного пролина до и после охлаждения проводилось по методике Бэйтса. Охлаждение образцов по схеме: трое суток при +10°С, трое суток при +5°С, трое суток при 0°С.

Математическую обработку данных проводили с помощью компьютерных программ.

Результаты.

Одним из способов создания провокационных условий для определения морозостойкости является метод прямого промораживания растений в посевных ящиках. Данные о сохранности растений при температуре проморозки -19°С с экспозицией 20 часов представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Сохранность растений озимой пшеницы при проморозке в камерах низких температур

Сорт	Сохранность (температура проморозки -19°С), %	Сорт	Сохранность (температура проморозки -19°С), %
Дон 107	92,5	Краса Дона	77,3
Капитан	68,2	Адмирал	74,1
Лидия	59,3	Аскет	84,6
Изюминка	58,6	Капризуля	54,0
Донская безостая	87,0	727/11	52,6
Лилит	53,3	Таня	52,5
Ермак	74,6	Донская лира	71,6
260/09	26,3	Тарасовская 29	71,5
НСР05	13,1

 

Сохранность растений изменялась от 26,3% у линии 260/09 до 92,5 % сорта Дон 107, высокую сохранность имели сорта Донская безостая 87,0 % и Аскет 84,6 %.

Промораживание посевных ящиков проводилось и   при температуре -21°С (таблица 2).

Таблица 2 – Сохранность растений озимой пшеницы при проморозке в камерах низких температур

Сорт	Сохранность (температура проморозки          -21°С), %	Сорт	Сохранность (температура проморозки          -21°С), %
Дон 107	52,7	Краса Дона	36,4
Капитан	40,5	Адмирал	40,8
Лидия	39,7	Аскет	44,6
Изюминка	39,2	Капризуля	32,6
Донская безостая	49,4	727/11	31,3
Лилит	29,6	Таня	35,3
Ермак	35,0	Донская лира	42,7
260/09	11,3	Тарасовская 29	36,4
НСР05	12,6

 

Морозостойкость у сортов озимой пшеницы варьировала от 11,3 до 52,7 %.  Превысили сорт-классификатор по морозостойкости Тарасовскую 29 (36,4 %) 2 сорта Дон 107 (на 16,3 %) и Донская безостая (на 13 %). Минимальная сохранность растений отмечена у линии 260/09 (11,3 %).

Для более полной характеристики морозостойкости сортов озимой пшеницы был использован «донской метод». Сущность метода заключается в том, что растения промораживают не в почве, как при оценке методом прямого промораживания растений в посевных ящиках, а с полностью освобожденной от земли корневой системой и собранными в пучки растениями. «Метод пучков» обеспечивает прямое воздействие отрицательных температур на узлы кущения растений [1]. Промораживание изучаемых образцов проводилось при температуре -19° и -20° С (рисунок 1).

Рис. 1 – Сохранность растений при использовании донского метода

При проморозке пучков растений  (температура -19°С) процент живых растений изменялся от 7,5 до 55 % (НСР05=8,9%). Высокая сохранность растений отмечена у сортов: Дон 107 (55 %), Аскет (48,8 %), Донская безостая (45 %). Низкая сохранность зафиксирована у линии 260/09 (7,5 %) и у сортов Капризуля (12,5 %)  и Лилит (16,3 %).

При температуре промораживания -20°С сохранность растений изменялась от 3,8 до 48,8 % (НСР05=7,9%). Высокая сохранность отмечена у сортов Дон 107 (48,8%) и Аскет (33,8 %). Низкая сохранность зафиксирована у образцов: 260/09 (3,8 %), Капризуля (8,8 %), Лилит (11,3 %), Лидия (11,3 %).

Пролин – это аминокислота, накопление которой помогает растениям адаптироваться к неблагоприятным условиям.

Проводилось определение содержание свободного пролина до и после охлаждения.

До охлаждения по содержанию свободного пролина существенных различий между сортами отмечено не было, значения варьировали в пределах от 276,6 до 285,5 мкг/г.

После охлаждения образцов по схеме: 3-е суток при + 10º С, 3-е суток при + 5º С, 3-е суток при 0º С произошло увеличение содержания свободного пролина в листьях. Оно изменялось от 331,4 до 381,2 мкг/г (НСР05=11,1 мкг/г) (рисунок 2).

Рис. 2 – Содержание свободного пролина в листьях  озимой пшеницы после охлаждения

Максимальное содержание свободного пролина отмечено у высокоморозостойких сортов: Донская безостая (373,6 мкг/г), Дон 107 (381,2 мкг/г). Минимальное его количество зафиксировано у следующих образцов: 260/09 (331,4 мкг/г), Капризуля (332,6 мкг/г),   Лилит (334,4 мкг/г), Таня (338,0 мкг/г) и 727/11 (347,0 мкг/г).

По результатам корреляционного анализа установлено, что сильная положительная связь отмечена между сохранностью растений, промороженных в ящиках и содержанием свободного пролина, а также между сохранностью при использовании донского метода с содержанием свободного пролина после охлаждения.  Отмечены следующие коэффициенты корреляции 0,84 и 0,74, соответственно. При увеличении уровня  морозостойкости растений озимой пшеницы увеличивается содержание свободного пролина после охлаждения.

Выводы. Максимальная сохранность растений при промораживании в камерах низких температур  (t -19° С) отмечена у сортов: Дон 107 (92,5 %), Донская безостая (87,0 %), Аскет (84,6 %). При температуре проморозки -21° С превысили Тарасовскую 29 по степени сохранности растений два сорта Дон 107 (52,7 %) и Донская безостая (49,4). Максимальные значения сохранности при использовании метода пучков (t -19° С) отмечена у сортов: Дон 107 (55 %), Донская безостая (45 %) и Аскет (48,8 %). Достоверная связь сохранности растений и содержания свободного пролина в листьях говорит о том, что данный биохимический способ является объективным методом оценки морозостойкости озимой пшеницы.

Литература

1. Грабовец, А.И. Донской метод определения морозостойкости и жизнеспособности озимых хлебов / А.И. Грабовец. Научное издание.- Ростов-на-Дону, 2010.- 20с.
2. Иванисов, М.М. Изучение морозостойкости сортов и линий озимой мягкой пшеницы / М.М. Иванисов, Е.В. Ионова // Зерновое хозяйство. – 2015. - №6. – С. 38-42.
3. Ионова, Е.В. Морозостойкость озимой пшеницы/Е.В. Ионова, М.М. Иванисов//Зерновое хозяйство России. -2014. -№4 (34). -С. 36-40.
4. Лелли, Я. Селекция пшеницы: Теория и практика / Пер. с англ. Н.Б. Ронис – М.: Колос, 1980. -384 с.

References

1. Grabovets, A.I. The Don method to determine frost tolerance and vitality of winter crops/ A.I. Grabovets. Scientific edition.- Rostov-on-Don, 2010. – 20p.
2. Ivanisov, М.М. The study of frost resistance of the varieties and lines of soft winter wheat/ М.М. Ivanisov, Е.V.Ionova // Grain Economy of Russia. – 2015. - №6. – PP. 38-42.
3. Ionova, Е.V. Frost tolerance of winter wheat/ Е.V.Ionova, М.М. Ivanisov // Grain Economy of Russia. -2014. -№4 (34). - PP. 36-40.
4. Lelli, Ya. Wheat breeding: theory and practice/ Transl. from English N.B. Ronis. – М.: Kolos, 1980. - 384 p.